虛擬實境滑板運動訓練系統

平衡障礙患者其平衡能力會嚴重影響生活品質,平衡能力與神經可塑性需要特定 專一(task specific)的訓練,才能整合本體感覺、視覺、以及前庭覺等資訊,維持 身體姿勢的平衡。然而,少有技術可以同時挑戰本體感覺、視覺、以及前庭覺等 影響平衡控制的感覺系統,故本技術結合虛擬實境(VR)與滑板運動,做為平衡之 復健運動訓練,以提升復健治療效果與動機。此項創新發明是以臨床診斷與評估 為基礎,我們進行了臨床人體實驗,並將實驗數據發表在國際頂尖期刊,提供實 證醫學的證據,並獲得中華民國發明專利。此技術之滑板訓練可模擬步態站立與滑行動作,它結合了雙帶式跑步機,滑板被放置在跑步機的其中一條固定帶上,而另外一條移動帶之速度可根據使用者舒適的步行速度來做調整。站在滑板上的腿稱為「支撐腿」,而站在移動帶上滑動的腿稱為「移動腿」;為了安全起見,滑板則是被固定在跑步機的固定帶上,跑步機兩側也有扶手,在訓練過程中可提供手部的支撐,或是讓使用者穿上鎖在天花板的懸吊系統,讓使用者萬一跌倒時,不至於跌落地面。虛擬實境的場景將會變化道路的摩擦力,例如在結冰的道路中會讓滑板的速度增快,且左右控制不易;又虛擬實境中會不定時出現障礙物,例如道路中央突然跑出來的皮球,使用者須立即反應閃避障礙物。虛擬場景中的景色會依使用者的走路速度而改變,由兩組慣性測感測器(IMU)負責偵測:第一組IMU會置放在使用者的小腿上,偵測移動腿的速度,以調整虛擬場景中行進的速度和距離,並分析滑行訓練與進步程度;第二組IMU則連接滑板,用於控制滑板在虛擬環境中的左右方向,用於控制滑板左右方向移動,以避開障礙物。同時,虛擬場景中的障礙物能夠增加平衡訓練難度,提高使用者動機與臨場感,系統會即時提供行進距離最為反饋和最終的得分數,以在VR滑板訓練期間激勵使用者。對於有平衡障礙的患者而言,肢體無法控制直立平衡會影響步行、移動、姿勢,同時也會產生肌肉與骨骼痠痛,造成行動不便,進而導致生活品質下降。此技術可針對患者的能力客製化訓練,根據個體的需求與能力,調整訓練以確保最佳的訓練效果,實現精準醫療的目的。這項技術還可透過整合不同的感測器和技術,更全面地評估和訓練患者的平衡能力,提供更多元化的治療選擇。它結合了虛擬實境和滑板運動,為平衡訓練提供了創新的解決方案。隨著未來的發展,這項技術還有更大的潛力和應用空間,將持續為醫療領域的發展做出重要貢獻。