CN103268392A - 一种情景互动的认知功能训练***及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种情景互动的认知功能训练***及其使用方法，其包括显示设备和3D眼镜，显示设备包括触摸显示屏，及设于显示设备内的存储器和人机互动装置，存储器内预存有情景互动场景内容，触摸显示屏和存储器分别与人机互动装置连接，使用者佩戴3D眼镜，通过触摸显示屏与显示设备内的人机互动装置互动。采用本发明的认知功能训练***，提供虚拟的情景互动场景极其生动地模拟相关的现实生活场景，让使用者有身临其境的感觉，提高使用者进行训练的积极性。将对使用者的认知训练融入不同的生活场景中，有针对性的对使用者的受损及综合认知能力进行训练，可提高使用者在实际生活中的认知能力，尽快的回归社会。
Description
技术领域
本发明涉及认知功能训练***，尤其涉及一种情景互动的认知功能训练***及其使用方法。
背景技术
认知是人类认识和理解事物的心理过程，包括注意力、记忆力、定向、思维和语言能力等。认知障碍泛指各种原因导致的上述方面的能力受损，如注意力障碍、记忆力障碍等等。其中各种障碍又可根据其特点再进行细分，如注意力维持障碍，注意力选择障碍，短期记忆障碍等等。根据其程度又可分为轻度认知功能损害，中重度认知功能障碍（痴呆）。
认知功能障碍是临床常见障碍，多见于各种脑损伤及阿尔茨海默病（老年性痴呆）等疾病。患者患有认知功能障碍后，影响其生活质量及生活自理能力，给家庭和社会带来严重负担。
目前对认知功能障碍的恢复训练多采用人工训练或计算机辅助训练模式，针对其受损的能力进行康复训练。如人工进行图片记忆问答，计算机辅助进行计算能力考试等等。康复训练的最终目的是恢复患者的认知能力，使其能够重新获得生活自理能力甚至回归社会。单纯的人工和计算机辅助训练已证实确有疗效，但仍存在不足。
因对患者训练的最终目的在于使其获得生活自理能力甚至回归社会，那就必然要经过日常生活及现实社会环境的再适应。单纯进行人工或计算机训练，虽能提高其认知某部分的能力，但患者在回归家庭或社会时，仍会感到不便。以超市购物为例，患者需要短期记忆能力来记忆所需要购买的物品，同时通过注意选择能力来选择相应的物品，结账时需要计算能力进行训练。这是一个认知综合能力共同作用的过程。因此，要能使患者更好恢复，必须要对患者进行现实生活能力的训练，这也是康复训练所提倡的。但是，由于认知训练具有一定专业性，家属及患者个人无法完全进行训练，而且限于条件限制，医生亦无法陪同患者到现实生活中进行训练。
虚拟现实(Virtual Reality，简称VR，又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
虚拟现实环境可以使人沉浸在计算机实时产生的三维环境中，并能够与多种刺激下的虚拟环境进行交互，这就使医生能够为患者提供一种可控刺激的环境以进行认知障碍的康复治疗，并在治疗过程中对多种重要指标进行测量和监控。同时对于患者来说，整个治疗在熟悉的安全的环境中进行，而且可将治疗过程设计得新颖有趣，提高患者参与的积极性，同时可消除传统治疗方法的弱点。
目前还未有将虚拟现实技术应用到认知障碍恢复的训练中。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种采用虚拟现实的技术，通过人机互动的方式快速提高使用者认知能力的情景互动的认知功能训练***及其使用方法。
本发明的技术方案为：一种情景互动的认知功能训练***，其包括显示设备和3D眼镜，显示设备包括触摸显示屏，及设于显示设备内的存储器和人机互动装置，存储器内预存有由虚拟现实技术设计的情景互动场景内容，触摸显示屏和存储器分别与人机互动装置连接，使用者佩戴3D眼镜，通过触摸显示屏与显示设备内的人机互动装置互动。
采用以上的认知功能训练***，显示设备根据触摸显示屏及其内的存储器和人机互动装置，可对使用者提供一种非常逼真的虚拟情景互动场景，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境。同时，同样的虚拟情景互动场景可以重复使用，使用者可方便地与虚拟情景互动场景进行互动，可有效地提高或恢复使用者的认知功能。
所述人机互动装置包括信息输入模块、信息识别模块、信息分析模块、信息存储模块、信息反馈模块、信息输出模块和虚拟场景模拟模块，信息输入模块的输入端与触摸显示屏连接并接收触摸屏上输入的信息，信息输入模块的输出端与信息识别模块的输入端连接，信息识别模块的输出端与信息分析模块的输入端连接，信息分析模块一输出端与信息存储模块的输入端连接，信息分析模块另一输出端与信息反馈模块的输入端连接，信息反馈模块的输出端与虚拟场景模拟模块一输入端连接，信息输出模块的输入端与存储器连接，信息输出模块的输入端与虚拟场景模拟模块另一输入端连接，虚拟场景模拟模块的输出端与触摸显示屏连接。
通过人机互动装置，使用者可在显示触摸屏上看到虚拟情景互动场景，激发使用者的兴趣和积极性，建立使用者的信息数据库，方便提高使用者的认知能力。
所述信息反馈模块内预存有认知功能训练方案反馈***。
本发明还提供一种情景互动的认知功能训练***的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
1）打开显示设备，信息输出模块调取存储器内预存的由虚拟现实技术设计的情景互动场景信息，并将调取的情景互动场景信息发送给虚拟场景模拟模块，虚拟场景模拟模块通过触摸显示屏显示三维的虚拟情景互动场景；
2）认知功能有缺陷的使用者佩戴3D眼镜后，观看三维的虚拟情景互动场景，并根据虚拟的情景互动场景中的提示，进行触摸操作；
3）信息输入模块接收使用者的触摸信息后，将使用者的触摸信息发送给信息识别模块，信息识别模块对接收的信息进行识别，并将识别结果发送给信息分析模块；
4）信息分析模块对信息识别模块的识别结果进行分析，判断使用者的触摸信息是否正确，根据判断结果给使用者设置训练的难度等级；信息分析模块再将分析结果发送给信息存储模块保存，同时还将分析结果发送给信息反馈模块；
5）信息反馈模块接收分析结果，并根据预存的认知功能训练方案反馈***，产生相应的反馈，例如反馈是否进入下一个情景互动场景训练或重复该情景互动场景；然后将反馈的信息发送给虚拟场景模拟模块；
6）虚拟场景模拟模块将反馈的信息显示到触摸显示屏上。
总之，采用本发明的认知功能训练***，提供虚拟的情景互动场景极其生动地模拟相关的现实生活场景，让使用者有身临其境的感觉，提高使用者进行训练的积极性。同时，该虚拟的情景互动场景具有丰富的视觉、听觉刺激，形式生动、活泼，可以提高患者训练时的舒适感。将对使用者的认知训练融入不同的生活场景中，有针对性的对使用者的受损及综合认知能力进行训练，可提高使用者在实际生活中的认知能力，尽快的回归社会。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明情景互动的认知功能训练***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种情景互动的认知功能训练***，其包括显示设备1和3D眼镜2，显示设备1包括触摸显示屏11，及设于显示设备1内的存储器12和人机互动装置13，存储器12内预存有由虚拟现实技术设计的情景互动场景内容，触摸显示屏11和存储器12分别与人机互动装置13连接，使用者佩戴3D眼镜2，通过触摸显示屏11与显示设备1内的人机互动装置13互动。
所述人机互动装置13包括信息输入模块131、信息识别模块132、信息分析模块133、信息存储模块134、信息反馈模块135、信息输出模块136和虚拟场景模拟模块137，信息输入模块131的输入端与触摸显示屏11连接并接收触摸屏11上输入的信息，信息输入模块131的输出端与信息识别模块132的输入端连接，信息识别模块132的输出端与信息分析模块133的输入端连接，信息分析模块133一输出端与信息存储模块134的输入端连接，信息分析模块133另一输出端与信息反馈模块135的输入端连接，信息反馈模块135的输出端与虚拟场景模拟模块137一输入端连接，信息输出模块136的输入端与存储器12连接，信息输出模块136的输入端与虚拟场景模拟模块137另一输入端连接，虚拟场景模拟模块137的输出端与触摸显示屏11连接。
所述信息反馈模块135内预存有认知功能训练方案反馈***。
本发明情景互动的认知功能训练***的使用方法，其包括以下步骤：
1）打开显示设备1，信息输出模块136调取存储器12内预存的由虚拟现实技术设计的情景互动场景信息，并将调取的情景互动场景信息发送给虚拟场景模拟模块137，虚拟场景模拟模块137将信息输出模块发送的情景互动场景通过触摸显示屏11显示在使用者眼前，让使用者置身于三维的虚拟场景之中，使使用者大脑感觉皮层获得较强烈的兴奋度；
2）认知功能有缺陷的使用者佩戴3D眼镜2后，观看三维的虚拟情景互动场景，并根据虚拟的情景互动场景中的提示，进行触摸操作；
3）信息输入模块131接收使用者的触摸信息后，将使用者的触摸信息发送给信息识别模块132，信息识别模块132对接收的信息进行识别，并将识别结果发送给信息分析模块133；
4）信息分析模块133对信息识别模块132的识别结果进行分析，判断使用者的触摸信息是否正确，根据判断结果给使用者设置训练的难度等级；信息分析模块133再将分析结果发送给信息存储模块134保存，同时还将分析结果发送给信息反馈模块135；
5）信息反馈模块135接收分析结果，并根据预存的认知功能训练方案反馈***，产生相应的反馈，例如反馈是否进入下一个情景互动场景训练或重复该情景互动场景；然后将反馈的信息发送给虚拟场景模拟模块137；
6）虚拟场景模拟模块137将反馈的信息显示到触摸显示屏11上。
实施例1
选择乘坐公交车的情景互动场景。
1）打开显示设备1，信息输出模块136调取存储器12内三维的乘坐公交车的情景互动场景信息，并将调取的情景互动场景信息发送给虚拟场景模拟模块137，虚拟场景模拟模块137通过触摸显示屏11显示三维的虚拟情景互动场景；
2）认知功能有缺陷的使用者佩戴3D眼镜2后，观看三维的乘坐公交车的情景互动场景；
此时，在显示触摸屏11上显示：
A:引导语：下面您将进行的是乘坐公交车的情景模拟训练。训练中您需要根据***要求，完成乘坐公交车至目的地的任务。
B:任务说明：从公交A站乘坐公交车至公交B站下车。
C:开始场景：公交A站；
D:训练内容：
a：站牌选择：
情景要求：选择路线。
触摸显示屏11上继续显示虚拟公交站站牌场景。站牌上显示与现实公交站牌类似的多路公交线路。使用者查看公交站牌，找到相应线路的公交路线。通过周围车辆行人的音像虚拟，增强信息对大脑皮层的刺激，丰富的刺激有助于使用者脑功能障碍的恢复。
操作要求：使用者通过触摸显示屏11选择正确的公交线路选项。
3）信息输入模块131接收使用者的公交线路选项触摸信息后，将使用者的触摸信息发送给信息识别模块132，信息识别模块132对接收的信息进行识别，并将识别结果发送给信息分析模块133；
4）信息分析模块133对信息识别模块132的识别结果进行分析，判断使用者的公交线路选项是否正确，根据判断结果给使用者设置训练的难度等级；
例如，根据使用者的情况，增加或减少相应的线路。因认知功能障碍根据认知评定可分为轻度认知障碍、中度认知障碍、重度认知障碍三种。每个情景互动场景对应不同的认知功能障碍都会设置不同的等级。例如该情景互动场景种，难度可设置十二级，对应每个难度等级具有相应的线路。如难度等级为2级时，可选择的路线为2条。难度等级为12级时，可选择的路线为12条。轻度认知障碍者可设置难度7级-12级，中度认知障碍者可设置难度3-7级。重度认知障碍者可设置难度1-3级。难度设置在训练前设置若执行中3次错误自动降级，正确者下次练习时自动升级。
信息分析模块133将分析结果发送给信息存储模块134保存，以方便使用者进行查询；同时还将分析结果发送给信息反馈模块135；
5）信息反馈模块135接收使用者的公交线路的分析结果，并根据预存的认知功能训练方案反馈***，产生相应的反馈，例如重复当前训练，进行内容提示等。然后将反馈的信息发送给虚拟场景模拟模块137；
6）虚拟场景模拟模块137将反馈的信息显示到触摸显示屏11上。
训练说明：该场景可训练使用者的以下能力：
记忆力：外界信息输入，然后进行瞬时记忆，具体表现为能否记住之前任务要求，从A站乘至B站，而不是信息的遗忘和丢失。
注意力：考查的是（1）有无注意（2）注意是否集中（3）注意的选择。具体表现为使用者否集中注意力查看各公交线路，并选择正确线路。
执行能力：执行能力是大脑思维和操作能力相结合的过程，需要利用以往所获得的知识和经验来处理问题，具体表现为根据要求，通过触屏的正确操作选择对应路线。
听理解与阅读理解能力：通过对任务要求的文字和语音内容的理解，正确执行任务。
定向训练：正确判断公交车方向。
Claims (4)
1.一种情景互动的认知功能训练***，其特征在于：其包括显示设备和3D眼镜，显示设备包括触摸显示屏，及设于显示设备内的存储器和人机互动装置，存储器内预存有由虚拟现实技术设计的情景互动场景内容，触摸显示屏和存储器分别与人机互动装置连接，使用者佩戴3D眼镜，通过触摸显示屏与显示设备内的人机互动装置互动。
2.根据权利要求1所述的情景互动的认知功能训练***，其特征在于：所述人机互动装置包括信息输入模块、信息识别模块、信息分析模块、信息存储模块、信息反馈模块、信息输出模块和虚拟场景模拟模块，信息输入模块的输入端与触摸显示屏连接并接收触摸屏上输入的信息，信息输入模块的输出端与信息识别模块的输入端连接，信息识别模块的输出端与信息分析模块的输入端连接，信息分析模块一输出端与信息存储模块的输入端连接，信息分析模块另一输出端与信息反馈模块的输入端连接，信息反馈模块的输出端与虚拟场景模拟模块一输入端连接，信息输出模块的输入端与存储器连接，信息输出模块的输入端与虚拟场景模拟模块另一输入端连接，虚拟场景模拟模块的输出端与触摸显示屏连接。
3.根据权利要求2所述的情景互动的认知功能训练***，其特征在于：所述信息反馈模块内预存有认知功能训练方案反馈***。
4.一种如权利要求3所述的情景互动的认知功能训练***的使用方法，其特征在于：所述使用方法包括以下步骤：
1）打开显示设备，信息输出模块调取存储器内预存的由虚拟现实技术设计的情景互动场景信息，并将调取的情景互动场景信息发送给虚拟场景模拟模块，虚拟场景模拟模块通过触摸显示屏显示三维的虚拟情景互动场景；
2）认知功能有缺陷的使用者佩戴3D眼镜后，观看三维的虚拟情景互动场景，并根据虚拟的情景互动场景中的提示，进行触摸操作；
3）信息输入模块接收使用者的触摸信息后，将使用者的触摸信息发送给信息识别模块，信息识别模块对接收的信息进行识别，并将识别结果发送给信息分析模块；
4）信息分析模块对信息识别模块的识别结果进行分析，判断使用者的触摸信息是否正确，根据判断结果给使用者设置训练的难度等级；信息分析模块再将分析结果发送给信息存储模块保存，同时还将分析结果发送给信息反馈模块；
5）信息反馈模块接收分析结果，并根据预存的认知功能训练方案反馈***，产生相应的反馈，然后将反馈的信息发送给虚拟场景模拟模块；
6）虚拟场景模拟模块将反馈的信息显示到触摸显示屏上。
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