本書圍繞虛擬現(xiàn)實康復工程新技術，介紹了虛擬現(xiàn)實基本概念及其關鍵技術原理；結(jié)合康復醫(yī)學基本理論，介紹了虛擬現(xiàn)實的視覺、力觸覺和多感覺反饋刺激的生理效應，以及虛擬現(xiàn)實康復系統(tǒng)的功能組成；重點介紹了虛擬現(xiàn)實康復人機交互技術工程原理及康復工程實現(xiàn)方法，以及虛擬現(xiàn)實運動康復系統(tǒng)應用設計和虛擬現(xiàn)實認知與神經(jīng)心理康復應用設計；最后介紹了基于虛擬現(xiàn)實技術的康復評定應用。本書可作為生物醫(yī)學工程、智能醫(yī)學工程等專業(yè)本科生的教材，也可供相關專業(yè)技術人員參考。
侯文生，重慶大學生物工程學院教授，近五年一直從事生物醫(yī)學工程專業(yè)本科生、研究生教學及人才培養(yǎng)工作，主要承擔本科生醫(yī)學信號處理、生物醫(yī)學信號檢測、新生研討課、生物醫(yī)學工程前沿技術講座等課程的教學工作，同時還擔任研究生醫(yī)學信號處理、現(xiàn)代生物醫(yī)學傳感器與醫(yī)學信號處理、生物醫(yī)學工程實驗技術等課程的教學工作。
第1章 緒論 1
1.1 虛擬現(xiàn)實基本概念 1
1.2 虛擬現(xiàn)實與醫(yī)療健康 2
1.3 虛擬現(xiàn)實技術的醫(yī)療康復應用進展 3
思考與練習 5
第2章 虛擬現(xiàn)實技術基礎 6
2.1 虛擬現(xiàn)實的基本特征 6
2.2 虛擬現(xiàn)實核心技術 8
2.2.1 環(huán)境建模技術 8
2.2.2 立體顯示技術 9
2.2.3 反饋技術 10
2.2.4 人機交互技術 10
2.2.5 環(huán)境集成技術 11
2.2.6 沉浸感增強技術 12
2.2.7 碰撞檢測技術 12
2.3 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)設計與開發(fā) 13
2.3.1 設計原則與開發(fā)流程 13
2.3.2 虛擬現(xiàn)實內(nèi)容制作 14
2.3.3 虛擬現(xiàn)實的交互式設計與開發(fā) 16
2.4 虛擬現(xiàn)實開發(fā)引擎及其設計應用 19
思考與練習 22
第3章 虛擬現(xiàn)實康復基本原理 23
3.1 康復的基本理論 23
3.1.1 康復治療基本理論 23
3.1.2 康復工程技術 25
3.2 虛擬現(xiàn)實康復技術簡介 26
3.2.1 虛擬現(xiàn)實康復與增強現(xiàn)實康復 26
3.2.2 虛擬現(xiàn)實康復技術的分類 27
3.2.3 虛擬現(xiàn)實康復技術的主要特點 27
3.3 虛擬現(xiàn)實康復的反饋及其生理效應 28
3.3.1 視覺反饋及其生理效應 29
3.3.2 力觸覺與本體感覺反饋及其生理效應 32
3.3.3 虛擬現(xiàn)實康復中的多感官通道設計 36
3.4 虛擬現(xiàn)實康復系統(tǒng)組成與設計 38
3.4.1 虛擬現(xiàn)實康復系統(tǒng)軟/硬件組成 38
3.4.2 虛擬現(xiàn)實康復系統(tǒng)的軟件設計規(guī)范 41
思考與練習 43
第4章 虛擬現(xiàn)實康復中的人機交互 44
4.1 虛擬現(xiàn)實人機交互簡介 44
4.2 手指運動模式及手勢識別 46
4.2.1 手指運動生物力學特征 46
4.2.2 基于數(shù)據(jù)手套的手指運動檢測及手勢識別 46
4.2.3 手指運動的體感傳感檢測 48
4.3 肢體運動模式檢測 50
4.3.1 肢體運動的非接觸體感交互檢測 50
4.3.2 可穿戴式人體運動信息檢測 51
4.4 神經(jīng)肌肉信息檢測及模式識別 54
4.4.1 神經(jīng)信息解碼及虛擬現(xiàn)實交互 54
4.4.2 肌電信號檢測及運動意圖識別 55
4.4.3 腦神經(jīng)信號檢測及虛擬現(xiàn)實交互 57
4.5 虛擬現(xiàn)實康復系統(tǒng)的人機交互設計 60
4.5.1 虛擬現(xiàn)實人機交互算法設計 60
4.5.2 虛擬現(xiàn)實上肢運動交互控制設計 61
4.5.3 虛擬現(xiàn)實康復訓練的運動代償自適應調(diào)整 66
思考與練習 68
第5章 虛擬現(xiàn)實技術的肢體運動康復應用 69
5.1 運動康復基本知識 69
5.1.1 運動康復生物力學基礎 69
5.1.2 上、下肢運動康復訓練基本臨床操作規(guī)范 72
5.1.3 身體平衡協(xié)調(diào)與康復 76
5.2 運動學參數(shù)驅(qū)動的上肢康復虛擬現(xiàn)實應用設計 78
5.2.1 上肢康復運動及參數(shù)設計 78
5.2.2 虛擬角色和場景建模 84
5.2.3 運動參數(shù)檢測與人機交互設計 89
5.3 力觸覺反饋與腕關節(jié)運動虛擬康復應用設計 94
5.3.1 腕部運動康復任務設計 94
5.3.2 腕關節(jié)康復訓練的力觸覺反饋 95
5.4 下肢康復虛擬現(xiàn)實應用設計 96
5.4.1 模擬騎行的下肢康復虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)設計 96
5.4.2 基于足踝作用力檢測的下肢康復虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)設計 99
5.5 虛擬現(xiàn)實交互下的平衡功能康復應用設計 100
5.5.1 虛擬現(xiàn)實平衡康復原理 100
5.5.2 虛擬現(xiàn)實平衡康復訓練應用設計 101
5.6 虛擬現(xiàn)實與康復訓練機器人集成應用設計 103
思考與練習 106
第6章 虛擬現(xiàn)實技術的認知與神經(jīng)心理康復應用 107
6.1 認知與神經(jīng)心理康復基本知識 107
6.2 虛擬現(xiàn)實與神經(jīng)心理認知 110
6.3 虛擬現(xiàn)實技術的認知與神經(jīng)心理康復設計 112
6.3.1 兒童孤獨癥虛擬現(xiàn)實康復訓練系統(tǒng) 112
6.3.2 虛擬現(xiàn)實技術的空間認知訓練應用 114
6.4 虛擬現(xiàn)實技術在認知與神經(jīng)心理康復中的應用 117
思考與練習 119
第7章 虛擬現(xiàn)實技術與康復評定 120
7.1 康復評定的基本概念 120
7.2 關節(jié)運動功能的虛擬現(xiàn)實評定 121
7.2.1 關節(jié)運動功能評定簡介 122
7.2.2 上肢關節(jié)活動度評定 124
7.2.3 行走功能評定 128
7.2.4 手部運動功能評定 129
7.3 平衡功能的虛擬現(xiàn)實評定 131
7.3.1 平衡功能評定簡介 131
7.3.2 身體重心檢測與平衡功能評定 133
7.4 虛擬現(xiàn)實康復在線評定與訓練過程交互控制 135
7.4.1 康復訓練在線評定與交互控制簡介 135
7.4.2 上肢虛擬現(xiàn)實康復訓練在線評定及自適應調(diào)節(jié)系統(tǒng) 136
7.5 虛擬現(xiàn)實技術在神經(jīng)心理康復評定中的應用 139
7.5.1 融合腦機接口的虛擬現(xiàn)實空間認知康復訓練與評定 140
7.5.2 虛擬現(xiàn)實技術在神經(jīng)心理評定中的應用 140
思考與練習 143
參考文獻 144
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