低成本的基于视觉的3D肘部跟踪用于中风后康复:开发和试点评估一个严的游戏

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 康复技术 康复技术 康复技术
• 计算机视觉 计算机视觉

背景情况:

• 脑卒中康复对于康复至关重要,但由于昂贵的设备和劳动密集型方法,它经常面临可访问性挑战.
• 虚拟现实 (VR) 游戏提高了患者的参与度,但通常需要专门的传感器,限制了它们的广泛临床采用.
• 现有的系统缺乏成本效益和适应性,无法适应各种家庭康复环境.

研究的目的:

• 设计,实施和试点评估一个定制的VR游戏,用于肘部康复.
• 开发一种无传感器系统,使用单个RGB摄像头和彩色标记器来估计3D肘部角度.
• 评估系统的准确性,稳定性和可用于中风后患者的可用性.

主要方法:

• 开发了一个定制的游戏,包括摄像头校准,颜色细分和几何3D重建.
• 用两个彩色球作为标记器实时估计了肘部角,只需要标准的RGB相机.
• 通过广泛的测试来评估技术性能,并与中风后的参与者评估可用性.

主要成果:

• 该系统表现出强大的性能,角度误差低于5°,关节幅度低于110°.
• 在不同的照明条件,标记尺寸和距离上,准确度保持一致.
• 该系统在封闭臂场景中表现优于MediaPipe框架,并获得了高可用性评分 (92.5/100).

结论:

• 拟议的无传感器练习游戏为家庭中风康复提供了一个有希望的,易于使用的解决方案.
• 这项技术促进了个性化的炼程序,并使患者进度的远程监控成为可能.
• 该系统的低成本性质和易用性可以显著提高全球的康复可访问性.