運(yùn)動(dòng)干預(yù)計(jì)算機(jī)輔助認(rèn)知訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)

徐言東 鄒任玲 陳燕燕 馬少軒 盧旭華

摘? 要：在中國(guó)步入中等老齡化社會(huì)以及新冠肺炎對(duì)認(rèn)知障礙患者的感染性更強(qiáng)的背景下，針對(duì)認(rèn)知障礙患者的康復(fù)訓(xùn)練，提出通過(guò)運(yùn)動(dòng)鍛煉來(lái)干預(yù)認(rèn)知訓(xùn)練的認(rèn)知康復(fù)軟件訓(xùn)練系統(tǒng)。該系統(tǒng)由Kinect數(shù)據(jù)采集模塊和康復(fù)訓(xùn)練軟件模塊構(gòu)成，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)鍛煉干預(yù)認(rèn)知訓(xùn)練。通過(guò)鏡像的模型映射促進(jìn)認(rèn)知功能鍛煉，通過(guò)循環(huán)多次檢測(cè)保證姿勢(shì)識(shí)別率，通過(guò)運(yùn)動(dòng)干預(yù)提高認(rèn)知訓(xùn)練的康復(fù)效果。通過(guò)該系統(tǒng)可以將運(yùn)動(dòng)鍛煉和認(rèn)知訓(xùn)練相結(jié)合，虛擬訓(xùn)練可以提高患者的訓(xùn)練興趣和注意力，為認(rèn)知障礙的非藥物治療手段提供新的思路和方法。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知訓(xùn)練;運(yùn)動(dòng)鍛煉;虛擬游戲

中圖分類號(hào)：TP31? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2096-1472（2021）-09-58-05

Abstract： China has now entered a medium aging society and Covid-19 is more infectious in patients with cognitive impairment. Aiming at the rehabilitation training of patients with cognitive impairment， this paper proposes to design a cognitive rehabilitation software training system that intervenes cognitive training through exercise. The system is composed of Kinect data acquisition module and rehabilitation training software module， combined with the database， to realize the cognitive training of sports exercise intervention. Mirrored model mapping is used to promote cognitive function exercise， posture recognition rate is ensured through repeated testing， and the rehabilitation effect of cognitive training is improved through exercise intervention. The system combines exercise and cognitive training， and virtual training can increase the training interest and attention of patients. The proposed system provides new ideas and methods for non-drug treatment of cognitive impairment.

Keywords： cognitive training; exercise training; virtual games

1? ?引言（Introduction）

ZHOU等人試驗(yàn)驗(yàn)證了老年認(rèn)知障礙患者作為易感人群更容易引起心理應(yīng)激反應(yīng)，加重精神行為癥狀風(fēng)險(xiǎn)[1-3]。過(guò)去幾十年，人們針對(duì)阿爾茲海默癥等認(rèn)知障礙類疾病的治療提出了各種方案，但藥物治療方面一直沒(méi)有實(shí)質(zhì)性突破，更多的研究轉(zhuǎn)向了效果明顯的非藥物治療。在非藥物干預(yù)方法中，認(rèn)知功能訓(xùn)練已被證明對(duì)改善患者的認(rèn)知功能是有效的[4]。在計(jì)算機(jī)認(rèn)知訓(xùn)練軟件方面，HOFMANN等人在1996年首次實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)認(rèn)知訓(xùn)練軟件，并應(yīng)用于阿爾茲海默癥患者。結(jié)果表明，患者訓(xùn)練結(jié)束后日?；顒?dòng)錯(cuò)誤率降低[5]。BONNECH?RE等人針對(duì)老年人進(jìn)行商業(yè)認(rèn)知游戲訓(xùn)練的薈萃分析，進(jìn)一步證明了計(jì)算機(jī)認(rèn)知訓(xùn)練游戲的有效性[6]。NILSSON等人研究運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)認(rèn)知訓(xùn)練的效果影響，證明了運(yùn)動(dòng)鍛煉可以提高血漿中腦營(yíng)養(yǎng)因子水平，進(jìn)而對(duì)認(rèn)知訓(xùn)練起到促進(jìn)作用[7]。

本文針對(duì)目前尚無(wú)將運(yùn)動(dòng)鍛煉和認(rèn)知訓(xùn)練結(jié)合進(jìn)行認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練的軟件，設(shè)計(jì)了一種運(yùn)動(dòng)鍛煉干預(yù)認(rèn)知訓(xùn)練虛擬游戲系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展促進(jìn)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）的產(chǎn)生。VR技術(shù)沉浸式的交互體驗(yàn)又可以在游戲中進(jìn)一步調(diào)動(dòng)患者的訓(xùn)練興趣。本文系統(tǒng)創(chuàng)新之處在于：將運(yùn)動(dòng)鍛煉和認(rèn)知訓(xùn)練結(jié)合，以VR游戲的方式作為認(rèn)知康復(fù)的治療手段，采用Kinect體感設(shè)備進(jìn)行人機(jī)交互，患者身體沒(méi)有負(fù)重，不需要佩戴任何設(shè)備。

2? ?總體設(shè)計(jì)思路（Overall system design）

運(yùn)動(dòng)干預(yù)計(jì)算機(jī)輔助認(rèn)知訓(xùn)練系統(tǒng)由Kinect體感設(shè)備和運(yùn)行認(rèn)知訓(xùn)練軟件的PC機(jī)兩部分構(gòu)成，包括軟件訓(xùn)練系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。軟件訓(xùn)練系統(tǒng)包括姿勢(shì)數(shù)據(jù)采集、姿勢(shì)數(shù)據(jù)識(shí)別、認(rèn)知訓(xùn)練、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、訓(xùn)練數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。患者站立于Kinect體感設(shè)備前面采集人體姿勢(shì)數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)上部署認(rèn)知訓(xùn)練系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)認(rèn)知訓(xùn)練和運(yùn)動(dòng)鍛煉。整個(gè)軟件系統(tǒng)使用Unity3D進(jìn)行開(kāi)發(fā)，使用Kinect作為人體姿勢(shì)數(shù)據(jù)采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。Kinect作為微軟發(fā)布的一款針對(duì)VR游戲的設(shè)備，通過(guò)相關(guān)的處理算法可以實(shí)時(shí)采集用戶動(dòng)作信息，作為輸入設(shè)備擺脫了鍵盤、鼠標(biāo)。第二代Kinect在0.8—3.5 m范圍內(nèi)有較高的識(shí)別準(zhǔn)確率，水平視角為70°。它可以滿足游戲設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)鍛煉范圍，并在最佳識(shí)別距離內(nèi)檢測(cè)到人體主要骨骼點(diǎn)（滿足游戲設(shè)計(jì)要求檢測(cè)到16個(gè)骨骼點(diǎn)），如圖2所示。

3? ?系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（System software design）

運(yùn)動(dòng)干預(yù)作為認(rèn)知訓(xùn)練的手段，參與認(rèn)知障礙患者的康復(fù)治療中的有效性目前已得到了臨床上的認(rèn)證。3 個(gè)月和6 個(gè)月的有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)訓(xùn)練的薈萃分析認(rèn)為，有氧運(yùn)動(dòng)可以提高認(rèn)知障礙患者的記憶力、執(zhí)行能力、協(xié)調(diào)能力等認(rèn)知能力[8-9]。綜合相關(guān)研究，運(yùn)動(dòng)干預(yù)認(rèn)知訓(xùn)練可以作為尚有運(yùn)動(dòng)能力的認(rèn)知障礙患者康復(fù)治療的極大補(bǔ)充。

使用Unity設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)鍛煉干預(yù)認(rèn)知訓(xùn)練的認(rèn)知游戲，包括數(shù)據(jù)采集模塊、游戲模型映射模塊、認(rèn)知訓(xùn)練模塊。數(shù)據(jù)采集模塊采集Kinect體感設(shè)備前的患者姿勢(shì)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行識(shí)別，并將采集的數(shù)據(jù)映射在游戲模型中。認(rèn)知訓(xùn)練模塊開(kāi)始計(jì)算力、記憶力、圖形識(shí)別、方向感認(rèn)知訓(xùn)練。

數(shù)據(jù)采集分為Kinect數(shù)據(jù)采集、姿勢(shì)識(shí)別兩個(gè)步驟。Kinect采集的數(shù)據(jù)包括彩色圖像、深度圖像、音頻等原始數(shù)據(jù)和經(jīng)圖形處理后的骨骼數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集模塊使用IBodyFrame獲得患者骨骼數(shù)據(jù)和空間位置信息。采集數(shù)據(jù)后進(jìn)行姿勢(shì)識(shí)別，姿勢(shì)識(shí)別通過(guò)事先使用Kinect Studio和Visual Gesture Builder建立gbd姿勢(shì)文件的方式進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)姿勢(shì)檢測(cè)首先需要讀入人體姿勢(shì)數(shù)據(jù)，然后采用非連續(xù)的姿勢(shì)識(shí)別方法檢測(cè)患者運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)是否與規(guī)定的姿勢(shì)一致，以及連續(xù)多次采樣檢測(cè)姿勢(shì)是否符合要求。非連續(xù)姿勢(shì)采用置信值衡量用戶姿勢(shì)的完成度，是Kinect進(jìn)行離散姿勢(shì)識(shí)別時(shí)的返回值，其范圍為0—1。置信值越大，表示用戶動(dòng)作完成度越高?？紤]到運(yùn)動(dòng)鍛煉干預(yù)認(rèn)知訓(xùn)練游戲針對(duì)的是認(rèn)知障礙患者，為提高患者訓(xùn)練信心，經(jīng)過(guò)多次臨床測(cè)試設(shè)定置信值為0.2，可以增強(qiáng)患者的信心和參與感，提高訓(xùn)練興趣。

3.1? ?游戲模型映射

3.1.1? ?游戲模型制作

訓(xùn)練游戲使用3D Max來(lái)設(shè)計(jì)兩個(gè)主要的模型：人物模型和墻體模型。人物模型包括頭部、上肢、軀干、下肢4 個(gè)部分。人體結(jié)構(gòu)由骨骼撐起，由肌肉的變化和走向決定人體外部表現(xiàn)。人體建模需要考慮的主要是軀干主體和四肢支撐骨骼。左側(cè)上臂和右側(cè)上臂共6 塊骨骼，左下肢和右下肢共6 塊骨骼，軀干和脖頸共8 塊骨骼。人體上肢具體是由上臂肱骨，前臂的尺骨、橈骨和手部構(gòu)成;下肢由大腿股骨，小腿腓骨、脛骨和腳部構(gòu)成。軀干由上胸和下腹兩個(gè)主體部分構(gòu)成。模型制作時(shí)下腹模型3 塊骨頭，上胸3 塊骨頭，兩部分通過(guò)一塊骨頭連接。頭部不考慮動(dòng)作故不添加骨骼。模型制作時(shí)首先新建BOX，不斷根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整成各部分對(duì)應(yīng)的形狀。墻體模型用于提示患者擺出何種姿勢(shì)，通過(guò)新建BOX，再通過(guò)“拾取”操作，獲得帶有人體墻洞的墻體。

3.1.2? ?人體姿勢(shì)映射

模型動(dòng)作映射是基于Unity的人物模型動(dòng)畫系統(tǒng)Humanoid進(jìn)行骨骼映射的。本次人物模型需要映射人物軀干的關(guān)節(jié)有：踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、脊柱下部、脊柱中心、腕關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)以及兩肩關(guān)節(jié)中間位置。在映射前，需要將人物模型設(shè)置為：兩腿并立站好，雙臂水平抬起姿勢(shì)（后文簡(jiǎn)稱T形姿勢(shì)），將模型的兩臂伸展，使兩臂腕關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)處于同一水平線，兩腿呈豎直狀態(tài)，提示患者開(kāi)始訓(xùn)練。模型采用鏡像的方式實(shí)現(xiàn)將實(shí)際動(dòng)作賦予模型，順應(yīng)患者習(xí)慣。首次需要對(duì)關(guān)節(jié)角度做初始化，以防止出現(xiàn)人物骨骼折斷的情形。在每次采集到正確的數(shù)據(jù)后，將通過(guò)HumanBodyBones實(shí)現(xiàn)模型人物的實(shí)時(shí)映射，給出實(shí)時(shí)反饋，并將患者空間水平面的位置賦予模型，提示患者調(diào)整姿勢(shì)和位置。

3.2? ?認(rèn)知訓(xùn)練模塊

運(yùn)動(dòng)鍛煉干預(yù)認(rèn)知訓(xùn)練游戲通過(guò)認(rèn)知訓(xùn)練結(jié)合運(yùn)動(dòng)鍛煉來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)認(rèn)知訓(xùn)練游戲不能充分調(diào)動(dòng)患者積極性的缺點(diǎn)。認(rèn)知訓(xùn)練作為其中重要的訓(xùn)練部分，需要患者根據(jù)認(rèn)知訓(xùn)練題目得出正確答案后做出判斷：需要擺出哪一個(gè)姿勢(shì);然后站在正確的墻洞前，擺出符合正確墻洞的姿勢(shì)，從而達(dá)到認(rèn)知訓(xùn)練的目的。游戲訓(xùn)練時(shí)，由于每個(gè)墻都有兩個(gè)人形墻洞，患者根據(jù)認(rèn)知題目做出判斷后，需要移動(dòng)自身位置并變換肢體動(dòng)作，才能穿過(guò)正確的墻洞。認(rèn)知訓(xùn)練的不同題目可以鍛煉患者的多種認(rèn)知能力。通過(guò)題目提示患者根據(jù)左右方向選擇正確的墻洞穿過(guò)，可以訓(xùn)練患者的方向感，如圖3（a）所示;通過(guò)題目計(jì)算簡(jiǎn)單的四則運(yùn)算并根據(jù)算數(shù)結(jié)果選擇正確的墻洞，可以鍛煉患者的計(jì)算能力，如圖3（b）所示;通過(guò)題目提示患者選擇正確顏色或標(biāo)有正確圖形的墻洞穿過(guò)，可以鍛煉患者的圖形識(shí)別能力，如圖3（c）所示;認(rèn)知訓(xùn)練題目通過(guò)要求患者結(jié)合上一堵墻的提示信息和現(xiàn)在的提示信息，做出判斷來(lái)穿過(guò)正確的墻洞，可以鍛煉患者的工作記憶能力，如圖3（d）所示。患者在訓(xùn)練過(guò)程中首先根據(jù)題目做出判斷，然后不斷調(diào)整自身位置和姿勢(shì)，需要集中注意力才能做到，這對(duì)患者的注意力也可以起到鍛煉作用。為達(dá)到有氧運(yùn)動(dòng)的目的，需要至少訓(xùn)練30 分鐘。根據(jù)墻由產(chǎn)生到銷毀的時(shí)間間隔，模塊設(shè)定患者每次訓(xùn)練需要完成60 次認(rèn)知訓(xùn)練模塊的更新訓(xùn)練。

認(rèn)知訓(xùn)練模塊更新包括墻體更新和題目更新。題目更新是指在患者訓(xùn)練視角界面中隨機(jī)顯示認(rèn)知訓(xùn)練題目。通過(guò)隨機(jī)從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取題目和答案，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)獲取并顯示題目。患者再根據(jù)這些題目做出判斷，達(dá)到認(rèn)知訓(xùn)練的目的。由于工作記憶力訓(xùn)練要求能夠根據(jù)上一次的題目做出相同或相反的判斷，故第一次隨機(jī)題目不能為工作記憶訓(xùn)練題。通過(guò)設(shè)置flag標(biāo)志判斷是否是第一次隨機(jī)題目，來(lái)避免游戲設(shè)計(jì)邏輯錯(cuò)誤。墻體更新是指完成上次訓(xùn)練后更新墻體模型，患者需要根據(jù)新的墻體，在墻體向前移動(dòng)到患者前，擺出同墻洞一致的姿勢(shì)同時(shí)站在正確的位置上。在這個(gè)過(guò)程中通過(guò)患者不斷移動(dòng)自身位置并調(diào)整姿勢(shì)，可以達(dá)到運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的目的。墻體更新采用非隨機(jī)的循環(huán)方式生成。由于認(rèn)知題目采用隨機(jī)生成的方式，墻體的循環(huán)生成并不會(huì)導(dǎo)致可以通過(guò)記憶的方式完成訓(xùn)練，因此可以起到包括記憶力訓(xùn)練在內(nèi)的多種認(rèn)知能力訓(xùn)練的作用。由于游戲中不同的墻體模型上的姿勢(shì)不同，因此需要在墻體更新的同時(shí)更新待檢測(cè)姿勢(shì)，即墻體每次更新時(shí)需要為VisualGestureBuilderFrameSource數(shù)據(jù)源更新目標(biāo)檢測(cè)姿勢(shì)。更新流程如圖4所示。

3.3? ?系統(tǒng)工作流程

首先顯示墻體模型和認(rèn)知訓(xùn)練題目，更新目標(biāo)檢測(cè)姿勢(shì)，然后墻體不斷向患者移動(dòng)?；颊咝枰趬w到達(dá)之前，根據(jù)認(rèn)知訓(xùn)練題目進(jìn)行判斷，站在正確的位置并做出符合墻洞的姿勢(shì)。如果患者的題目結(jié)果正確，而且位置和姿勢(shì)符合墻洞，成功穿過(guò)墻洞;否則患者沒(méi)有正確穿過(guò)墻洞。之后隨機(jī)更新題目和墻體模型，不斷重復(fù)訓(xùn)練。其中還包括計(jì)時(shí)和得分的顯示、統(tǒng)計(jì)。系統(tǒng)工作流程如圖5所示。

4? ?姿勢(shì)識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)（Key technology）

4.1? ?連續(xù)多次檢測(cè)

認(rèn)知訓(xùn)練的虛擬游戲場(chǎng)景中，人物模型采用鏡像的方式實(shí)現(xiàn)將患者實(shí)際姿勢(shì)映射在場(chǎng)景人物模型上，用來(lái)提示患者調(diào)整姿勢(shì)。為防止Kinect體感設(shè)備本身的誤差，經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，連續(xù)兩次檢測(cè)的誤識(shí)別率為35%，連續(xù)三次檢測(cè)的誤識(shí)別率為20%，連續(xù)四次檢測(cè)的誤識(shí)別率介于20%—15%。由于連續(xù)四次和連續(xù)三次檢測(cè)之間的識(shí)別率差別不明顯，而且會(huì)增加識(shí)別時(shí)間，故患者姿勢(shì)檢測(cè)采用連續(xù)三次檢測(cè)采集到的數(shù)據(jù)幀是否符合目標(biāo)姿勢(shì)的方法。如果連續(xù)三幀的姿勢(shì)存在一次不符合待檢測(cè)姿勢(shì)，則認(rèn)為用戶動(dòng)作姿勢(shì)錯(cuò)誤;如果三次檢測(cè)均符合要求，初步判斷正確，再進(jìn)一步進(jìn)行姿勢(shì)識(shí)別。

4.2? ?姿勢(shì)識(shí)別算法

在得到16 個(gè)主要骨骼點(diǎn)數(shù)據(jù)后，可以通過(guò)關(guān)節(jié)距離和關(guān)節(jié)角度判斷骨骼點(diǎn)的相對(duì)位置識(shí)別姿勢(shì)[10]。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了兩種用戶姿勢(shì)的識(shí)別算法：“T形”姿勢(shì)、“在T形姿勢(shì)的基礎(chǔ)上將兩臂下垂45°姿勢(shì)但下肢姿勢(shì)不變”姿勢(shì)。通過(guò)利用三個(gè)骨骼點(diǎn)之間的歐氏距離可以得出對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)角度[11]。歐式距離的計(jì)算公式如下：

關(guān)節(jié)屈曲角度計(jì)算公式如下：

在檢測(cè)“T形姿勢(shì)”的上肢姿勢(shì)時(shí)，左上肢的肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、手處于空間同一條直線上，分別計(jì)算出三個(gè)關(guān)節(jié)組成的邊長(zhǎng)，便可通過(guò)余弦定理得出肘關(guān)節(jié)屈曲角度。若角度誤差在允許范圍內(nèi)，并且三個(gè)關(guān)節(jié)處于同一豎直高度，則認(rèn)為上半身姿勢(shì)正確，右上肢采用同樣的檢測(cè)方法。下肢姿勢(shì)則檢測(cè)髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)是否處于水平面的同一位置，同時(shí)判斷左、右膝關(guān)節(jié)的相對(duì)位置是否在允許范圍內(nèi)。若所有肢體均符合姿勢(shì)要求，判定姿勢(shì)正確。

在檢測(cè)“在T形姿勢(shì)的基礎(chǔ)上將兩臂下垂45°姿勢(shì)”時(shí)，上肢判斷肩中間骨骼點(diǎn)、肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、手的相對(duì)位置。首先根據(jù)肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、手的空間位置計(jì)算肘關(guān)節(jié)的屈曲角度，再根據(jù)肩中間骨骼點(diǎn)、肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)計(jì)算肩關(guān)節(jié)的角度。若肘關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)的角度均在允許范圍內(nèi)，判斷上肢姿勢(shì)正確。下肢采用同“T形姿勢(shì)”相同的判斷方法。

4.3? ?姿勢(shì)識(shí)別流程

患者在訓(xùn)練過(guò)程中，除了需要做出人形墻洞的姿勢(shì)，還需要在墻體到達(dá)前站在對(duì)應(yīng)墻洞的位置。姿勢(shì)檢測(cè)的算法方案如圖6所示。在連續(xù)三次檢測(cè)到目標(biāo)姿勢(shì)后，還需檢測(cè)墻體和人物模型是否處于z軸的同一位置。

5? ?結(jié)論（Conclusion）

本系統(tǒng)利用運(yùn)動(dòng)鍛煉后進(jìn)行認(rèn)知訓(xùn)練可以促進(jìn)認(rèn)知康復(fù)效果，將運(yùn)動(dòng)鍛煉和認(rèn)知訓(xùn)練相結(jié)合，共同作用于認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練。同時(shí)采用虛擬場(chǎng)景訓(xùn)練的形式，利用游戲可以提高患者的訓(xùn)練興趣的特點(diǎn)，使用Unity3D開(kāi)發(fā)認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練游戲，主要面向仍有運(yùn)動(dòng)能力的輕度認(rèn)知障礙患者。通過(guò)虛擬游戲的訓(xùn)練形式進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練需要同時(shí)使用肢體和大腦來(lái)完成康復(fù)訓(xùn)練，可以集中患者的注意力，提高訓(xùn)練興趣。如圖7所示，訓(xùn)練者在Kinect前運(yùn)動(dòng)，在程序中判斷是否符合要求的姿勢(shì)。相比于單一認(rèn)知訓(xùn)練，患者的單次訓(xùn)練時(shí)長(zhǎng)也進(jìn)一步增加，進(jìn)一步提高認(rèn)知訓(xùn)練的效果。

本文系統(tǒng)填補(bǔ)了在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域尚無(wú)將運(yùn)動(dòng)鍛煉和認(rèn)知訓(xùn)練結(jié)合的認(rèn)知康復(fù)軟件系統(tǒng)的空白，總體上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了一款運(yùn)動(dòng)鍛煉干預(yù)認(rèn)知訓(xùn)練軟件系統(tǒng)，但是也存在一些缺陷，如人物模型骨骼設(shè)計(jì)不夠精細(xì)，復(fù)雜姿勢(shì)識(shí)別還有困難等。下一步的工作將進(jìn)一步精細(xì)化游戲模型，識(shí)別多種人體姿勢(shì)，實(shí)現(xiàn)一種可以進(jìn)行復(fù)雜姿勢(shì)識(shí)別的運(yùn)動(dòng)鍛煉干預(yù)認(rèn)知訓(xùn)練虛擬游戲軟件系統(tǒng)。

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作者簡(jiǎn)介：

徐言東（1996-），男，碩士生.研究領(lǐng)域：康復(fù)虛擬游戲設(shè)計(jì).

鄒任玲（1971-），女，博士，副教授.研究領(lǐng)域：康復(fù)醫(yī)療器械研制，生物電信號(hào)提取.

陳燕燕（2001-），女，本科生.研究領(lǐng)域：康復(fù)虛擬游戲訓(xùn)練.

馬少軒（1999-），男，本科生.研究領(lǐng)域：康復(fù)虛擬游戲訓(xùn)練.

盧旭華（1971-），男，博士，教授.研究領(lǐng)域：脊髓損傷，脊柱退行性疾病，腰椎退變性側(cè)凸畸形，脊柱微創(chuàng).