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VR趣智疗康复系统

VR

A. 普通高校组-应用类 > A3组：智能互动（VR+头盔设备、VR+生活娱乐、VR+游戏、VR+AI等）

一、脑卒中已经成为我国致死致残的首要原因。国家卫健委最新发布的统计数据显示，截止2021年底，我国脑卒中的终生发病风险为39.9%，患病总人数超过2800万，40岁以上人群发病率超2100万，带病生存患者超1700万；40岁以上人群每年新发200万脑卒中患者，全世界每4个人就有一个人会发生卒中，每5位死亡者中就至少有1人死于卒中，每6秒中就有一个人因卒中而残疾。

针对卒中患者康复，世界卫生组织统计，经过正规训练，一年后大部分卒中患者就能恢复60%的日常生活自理能力。然而现却存在三大痛点问题。

（1）康复训练缺乏实时评估——医生为患者制定康复训练方案前，需要对患者进行一个初步评估，该评估需要医生经过各类单一量表对患者进行；训练时需要通过医生全程实时观察患者，才能进行实时评定，且缺少客观评估依据，难以对比康复效果；

（2）康复训练枯燥无味——患者的康复训练也存在形式单一、内容枯燥无趣、训练周期长等问题，使得患者难以坚持

（3）缺少家用康复设备——目前社区医院还未全面推进完善，居家康复患者缺少家用专业康复设备，导致患者缺乏家庭康复专业的指导。

二、作品介绍

为解决以上问题，本项目通过基于传统康复训练原理，结合VR技术搭建康复训练云平台，构建训练认知能力所需具有医学意义的场景，并增强场景信息量，加强感官刺激，从而提高认知能力。将VR康复系统与现有康复辅具例如功率车等相连接（如图1-1），使得患者在虚拟环境的游戏时能进行现实的康复努力。通过产品的四个模块能够有效解决患者在训练过程中医生难以实时评估、患者难以坚持进行康复训练、居家患者缺少专业的设备及专业指导来进行专业的康复训练以达到康复目标三大痛点问题。

（1）数据采集模块

该模块通过VR头显结合运动传感器、压力传感器、生理数据采集仪器等设备例如脉搏血氧仪、角速度传感器、握力器等，精确采集患者实时步态数据、生理参数、运动数据等，为数字化康复评定打下基础。

（2）人工智能数据分析系统

通过人工智能分析，得到定量数据来反映认知效果，辅助医生评价。使评判康复效果变得客观，也使医疗康复人员的作效率大大提升。

该系统可以精确实时分析处理数据，采用健肢-患肢运动映射方法，研究人体关节活动度测量方法，提取运动流的特征数据，采用平滑方法对运动采集系统采集的数据进行预处理，防止噪声造成的抖动和跳跃等带来的运动失真，根据三个薪数字化康复评定指标：1、健患侧对称性评定、肢体任务转换点评定、速度心率的耐力评定来对患者进行评估。该技术目前在国际上处于先进水平，尚未发现其他相关研究报道。

（3）实时监控模块

通过APP第三方设备如iPad等媒介实时观察患者的第一视角，观察患者视觉状态及实时场景。并且该模块可以显示患者脉搏、生理参数等指标，有助于医生对其进行实时专业的指导。该模块还可以实时控制其训练状态，选择不同的训练模式，使康复效果最大化。

对比传统康复形式，产品的丰富的训练模式有助于提高患者训练的主动性，提高认知训练的效果。

（4）康复训练云平台

通过构建具有康复训练知识库和智能康复评估的训练云平台，可以为居家康复患者继续提供个性化、专业化的康复训练指导。

本产品根据ADL的训练需求设定康复训练场景任务与元素选择和设定人体运动采集标准和分析方案。设计符合ADL训练要求选择训练任务，基于训练任务选择确定虚拟现实训练场景方案、场景内涉及训练任务的场景元素与基于训练要求的人体运动的数据采集标准与评价分析方案。

三、市场分析

（1）市场容量

本项目通过对市场需求数据分析，2021年7月，发布的《中国心血管健康与疾病报告2020》显示：我国现有脑卒中2800万，并且呈现增长态势，更令人担忧的是，近十几年来，我国城乡居民脑卒中每年新发患病人数高达200万，目前，中国脑卒中占城乡居民致残原因的首位，农村为46.66%，城市为43.81%，心血管病给居民和社会带来的经济负担日渐加重。

随着人们饮食结构的改变和人口老龄化的加速，高血脂、高血压等心血管危险因素不断增多，全球心脑血管疾病患病人数及发病率情况越来越高，严重影响到人们的生命健康安全情况。在中国，心脑血管药属于第二大类药，约占全国药品销售总额的15%。与此同时，中国老年人中，心脑血管病发病率高达30%，心脑血管疾病居死因首位，大大高于其它疾病的比率，心脑血管药品市场空间巨大。

据最新报告显示，每6秒钟就有1个人因为卒中而残疾。与卒中密切相关的危险因素包括吸烟、高盐饮食等行为，以及高血压，血脂异常、糖尿病和房颤等既往疾病，典型症状是偏瘫、失语，或身体一侧麻木等。

（2）目标客户：我们的系统主要是出售给各大有需求的医院和患者个人，现已与江西中医药大学附属医院等7家三甲医院、十余家医疗机构有所合作。并不断通过医院、社区等推广到患者家庭。

（3）VR趣智疗康复与传统康复对比

1.康复效果更加显著：VR头显运行时，会在患者眼前呈现系统设定康复专用的虚拟现实场景，有效刺激患者患侧神经，并且通过场景指示完成各种动作，基于康复原理锻炼促进其康复。

2.康复过程更加有趣：“VR趣智疗康复”系统 ，采用VR技术制造虚拟现实环境使脑卒中患者进行安全，有趣，多样化的康复训练。患者通过佩戴VR头显(VR眼镜)可以进入我们编写的虚拟现实康复训练系统，设定后系统会自动安排患者需要进行的训练，并可以个性化调整。

3.康复效果数据化：虚拟教练陪同，使用“VR趣智疗康复”系统可以一定程度上的代替医生，虚拟的教练会实时的观察患者并做出指导。传统康复训练基本上都需要医生或具有一定医学知识的看护陪同，对患者提出指导和鼓励。但虚拟教练可以完美的替代这一人员，并且更加精准的把握患者的动作，甚至在无需指导的枯燥的体力锻炼时也可以给患者鼓励暗示，使患者更好的完成康复训练。