扩增实境手肌肉物理治疗复健系统设计与建置探究

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1、擴增實境手肌肉物理治療復健系統設計與建置探究Thestudyofusingaugmentedrealitytoenhancehandrehabilitation王曉瘩、邱智偉*、張祐瑜**國立臺中教育大學數位內容科技學系國立臺中教育大學數位內容科技學系研究生hswang@mai1.ntcu.edu.twbigtaffy@gmai1.comrelax232001@gmai1.com【摘要】對於因重大傷害所造成的肢體技能無法正常運作之傷患，復健治療時訓練是回復生理機能常見的方法，然而復健運動對於傷患卻是一段辛苦的過程，復健運動除了漫長的重覆動作，運動本身非常吃力與乏味。透過「復健

2、互動遊戲」可以將患者注意力分散到遊戲上，降低復健過程痛苦與乏味。本研究提出針對手肌肉受損之患者，以擴增實境的遊戲，搭配含氣壓感測裝置之遊戲設施，提出手肌肉復健的方法，並以提供不同程度的遊戲難度、紀錄患者的相關復健資訊、遊戲多樣性與增加其可攜性為系統發展目標做為未來的發展方向。【關鍵字】擴增實境、手肌肉復健Abstract:Forthosepeoplewhosufferfrommajorhandinjury,trainingintheprocessofrehabilitationtreatmentisfamiliarwaytorecoverforthem.However,iti

3、sarepetitiousroutineforpatientswhoeasilygettiredandbored.Thisstudyaimatdevelopingasystemthatmainlytakesadvantageofconceptsaboutaugmentedrealitywiththeairpressuredetectingdeviceandatprovidespatientsadifferentmethodofpalmmusclerehabilitation.Thedevelopmentofthisresearchinthenearfutureisaround

4、themultipletraininglevel,thevarietyofgametypesandrecordsofpatients'playingmovements.Keywords:AugmentedReality,therehabilitationofhand1.前言手在人類活動中扮演了重要的角色，大多數的作業都必須靠萬能的雙手靈活去操控，受傷害的機會便增加了。根據研究報告指出，喪失一支手臂等於喪失60%的人體機能，若是手部關節斷裂或是支離等於喪失手臂機能的90%或整個人體機能的54%(Hunt,1990)，由此可知手的重要性。有許多人因工業意外或其他原因造成手部外傷，

5、勢必造成手功能無法正常運作及日常生活的嚴重失能，故手部復健治療的訓練就顯得格外重要。透過復健運動(Exercise)的執行，可維持關節的活動度、避免攣縮發生，更可促進血液循環等許多益處，不過，對於患者而言卻是一個辛苦的過程。這些不斷重複的動作並不有趣，病患很容易放棄，所以，如何鼓勵患者主動且積極地從事復健運動，便是許多治療師所面臨的問題。國內外的研究已證實(Krichevets,Sirotkina,Yevsevicheva&Zeldin,1995;徐正會、周承緯,2004)，當「復健運動」變成互動性和娛樂性較高的「復健互動遊戲」時，患者會把注意力放在玩遊戲上，忘掉復健動作的痛

6、苦與乏味。本專案嘗試將擴增實境應用於復健治療的過程，設計簡單、有趣的互動遊戲，讓患者每天期待能從事復健的運動。文獻探討擴增實境擴增實境概念是虛擬實境的延伸，擴增實境同時包括現實與虛擬的本質。若將環境區分成場景與存在物兩種元素，虛擬實境的場景與存在物都是虛擬的，擴增實境則是利用電腦演算將虛擬的物體繪製在真實空間中，讓虛擬物件触入真實的生活場景裡。擴增實境的應用範圍相當廣泛，可以包含醫學、維護與修理、軍事用途等(Azuma,1997)。本系統希望藉由擴增實境的應用幫助手肌肉病患達到復健的目的。手部基本功能探討我們日常生活或工作中，絕大部分需要依靠雙手，才能完成諸多的動作，因此在研

7、究手部復健之前，必需對手部有基本的認知。一般人在日常生活中最常用到的手勢有勾握(hook)>柱狀持握(Cylindricgrasp)、球狀持握(Sphericalgrasp)、指側捏挾(Lateralprehension)、指尖捏挾(Tipprehension)等五種姿勢(Smith,1996)。而在臨床上對手部功能評估檢查動作也包括上述五種手勢，曹昭懿(1991)的「手部之理學檢查與功能評估」。因此本研究針對上述五種姿勢，配合物理治療方式進行手部復健效果的可行性，在手術後需特別注意手部的靈活程度，若肌