体感（motion sensing）技术又称动作感应控制技术、体感交互技术，它是一种直接利用躯体动作、声音、眼球转动等方式与周边的装置或环境互动，由机器对用户的动作识别、解析，并做出反馈的人机交互技术[1-2]。与其他交互手段相比，当前的体感交互技术无论是在硬件方面还是软件方面都有了较大提升。交互设备的体积越来越小，越来越便携，使用起来也更加简便，同时在交互过程中不需要发生直接接触，大大降低了对用户的约束，提高了人机交互的沉浸感，使得交互过程更加自然。当前，体感交互技术从众多自然人机交互技术中脱颖而出，成为前沿研究领域之一，逐渐应用于医疗、护理领域[3-4]。因此，本研究拟综述体感交互技术在医疗护理领域中的应用现状，并分析其发展前景，为医护人员充分利用体感交互技术开展医疗、护理工作提供参考。

1 体感交互类型及常用体感设备

体感交互技术按体感方式与原理可分为三大类：惯性感测、光学感测、惯性与光学联合感测[5]。

1.1 惯性感测 主要是以惯性传感器为主，例如用重力传感器、陀螺仪以及磁传感器等来感测使用者肢体动作的物理参数，分别为加速度、角速度以及磁场，再根据这些物理参数求得使用者在空间中的各种动作。苹果智能手机使用了以三轴重力感测以及三轴磁传感器为主的惯性感测，开发了手机体感设备。

1.2 光学感测 主要是通过光学传感器获取人体影像，再将此人体影像的肢体动作与游戏情景中的内容互动，主要是以2D 为主，主要代表设备为EyeToy 和Kinect[5]。索尼公司的EyeToy 主要通过光学传感器获取人体影像，再将此人体影像的肢体动作与游戏内容互动。EyeToy 已成功应用于康复训练中，但其二维图像处理的局限性也制约了此项技术在康复领域的发展。Move 控制器通过侦测手部在空间的移动及转动，做到相当精确的动作感应，提高了EyeToy 在康复领域中的应用范围和精度[6-8]。微软公司的Kinect 可捕捉人体3D 全身影像，无须使用任何操作手柄便可达到体感效果[5]。Kinect 通过渲染数据，计算得到人体主要的20 个骨骼位置，以此来判断人体姿势，进行骨架追踪，进而实现与虚拟环境的人机交互。国外学者发现该技术在医疗护理领域应用有巨大潜力，开始研究基于Kinect传感器的肢体运动康复训练技术，特别适用于肢体锻炼、手指关节运动和平衡训练，同时，也可在教育教学、情绪管理、注意力训练等方面发挥作用[9-14]。当血液在身体中流动时，人体肤色会发生轻微改变，而新一代Kinect 将可以探测到这一变化，从而确定血液流动的速度[15]。

1.3 惯性与光学联合感测 主要代表设备为Wii，即在手柄上安装1 个重力传感器以及1 个红外线传感器，用以侦测手部三轴向的加速度和感应红外线发射器信号，通过侦测手部在垂直及水平方向的位移来操控空间鼠标[5]。2009 年推出了Wii 手柄的加强版——Wii Motion Plus，主要是在原有的Wii 手柄上再插入1 个三轴陀螺仪，可更精确地侦测人体手腕旋转等动作，强化了在体感方面的体验，用于姿态不稳及平衡失调病人的康复训练[16-18]。

2 体感交互技术在医疗护理领域中的应用

2.1 认知功能训练 陈长香等[19]研究结果显示，体感互动游戏可显著改善脑卒中病人的短时记忆和长时记忆能力。周颖等[20]采用Kinect 体感游戏模式对脑卒中病人进行训练，干预4 周后，体感游戏组病人的蒙特利尔认知评估量表(MoCA)和简易精神状态评价量表(MMSE)评分均高于常规康复组病人，有效改善了脑卒中病人的认知功能。骆金维等[21]基于Kinect 体感器开发的一套幼儿认知系统，实现了幼儿与系统之间互动，带幼儿进入近似真实的环境中进行认知训练，在娱乐中提高了幼儿的认知能力。

2.2 运动功能训练 体感游戏可以帮助病人进行伸展运动[22]、力量运动[23]、平衡运动[23-24]、精细运动[22]等多种形式运动。Chang 等[10]开发的基于Kinect 系统的Kinerehab 系统可以对运动障碍病人进行康复指导，并将Kinect 传感器捕获的病人关节点位置与计算机中的数据库进行匹配，计算出动作到位的精准程度，通过动画形式实现实时反馈。Belinda 等[25]开发了适宜平衡康复训练的体感交互游戏，使病人通过接收到的反馈信息进行肩、肘等部位的平衡调整，提高平衡感知能力和运动功能。Brokaw 等[26]结合Kinect 传感器设计了一个注重上肢运动指导和修正的家庭虚拟现实康复训练系统，该系统的训练方式以监控和纠正无治疗师情况下的不恰当姿势代偿为主，并且可提高训练的依从性。

文章来源：《现代仪器与医疗》 网址: http://www.xdyqyyl.cn/qikandaodu/2021/0730/1453.html