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用于上肢康复的增强现实:基于HoloLens 2的实时运动学反馈

人机交互 2024-12-10 v1

摘要

康复用外骨骼有助于增强神经疾病患者的运动恢复。在运动执行中,尤其是在手臂康复中,精确性对于防止不良可塑性至关重要。然而,目前的外骨骼虽然提供手臂支撑,但往往缺乏必要的三维反馈能力来展示康复练习的执行质量。这降低了治疗师的接受度和患者的训练表现。增强现实技术为康复中的反馈和游戏系统提供了有前景的解决方案。在这项工作中,我们利用HoloLens 2及其先进的手部追踪系统开发了一个用于个性化康复的应用。我们的应用基于现有数据库或治疗师的演示,生成个性化的全息轨迹,并以全息隧道的形式呈现。这些轨迹可以叠加在真实的训练环境中,作为用户的引导,并通过颜色编码的实时反馈来指示其表现。为了评估该应用在提高运动学精度方面的有效性,我们邀请了15名健康受试者进行测试。通过比较受试者在执行4项不同练习时使用和不使用我们反馈系统的追踪能力,我们观察到了显著差异,表明我们的应用能够改善运动学表现。12名临床医生测试了我们的系统,并对其可用性(系统可用性量表得分67.7)和可接受性(技术接受模型中“使用意愿”项得分4.4/5)给予了积极评价。在健康受试者身上的测试结果和临床医生的反馈鼓励我们进一步验证该框架,以探索其在支持神经系统疾病患者手臂康复方面的潜力。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.06596,
  title  = {Augmented reality for upper limb rehabilitation: real-time kinematic feedback with HoloLens 2},
  author = {Beatrice Luciani and Alessandra Pedrocchi and Peppino Tropea and Agnese Seregni and Francesco Braghin and Marta Gandolla},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.06596},
  year   = {2024}
}

备注

25 pages, 9 figures, 3 tables, journal submission