基于沉浸式虚拟现实的疼痛科置换术后中医情志护理系统的制作方法

本发明属于医学图像处理技术领域，尤其涉及一种基于沉浸式虚拟现实的疼痛科置换术后中医情志护理系统。

背景技术：

目前，业内常用的现有技术是这样的：

目前我国人口老龄化程度不断增加，髋关节疾病的数量也在增长，而髋关节置换术是治疗髋关节疾病的重要手段。髋关节置换术是骨科大手术、病人多为高龄人群，因此造成术后病人的康复周期相对较长，易出现各种并发症，如果能提高患者依从性、减轻疼痛、预防术后并发症、恢复髋关节功能是非常重要的。

一、髋关节置换术后应用沉浸式虚拟现实技术进行中医情志护理的必要性：

髋关节疾病是影响中老年人健康的主要疾病，髋关节置换术是治疗髋关节疾病的重要手段，然而患者由于手术及术后活动能力受限，卧床时间长，康复训练难度大，容易合并严重并发症，其次患者担心术后致残及高额的医疗费用，容易产生抑郁、焦虑情绪。葛向煜等分析显示老年髋部骨折术后常见的心理问题主要是抑郁和焦虑，这些不良情绪会直接影响患者的生理健康、社会功能、生存质量和康复进程，采用适宜的中医情志护理技术对患者进行心理干预，可以缓解患者的抑郁、焦虑情绪。

髋关节置换术对机体创伤大，患者常在麻醉作用消失后即感到严重的切口疼痛，并可持续72小时或更长。疼痛导致患者焦虑、烦躁、血压升高、失眠、情绪低落、免疫力下降、功能障碍等一系列生理和心理的变化，严重影响着患者的生活质量。国内目前在护理领域已有应用虚拟现实技术减轻下肢血管性溃疡换药疼痛、手部伤口换药疼痛等的报道，由此推测，对髋关节置换术应用沉浸式虚拟现实技术进行中医情志护理，可以缓解患者疼痛，改善患者的心理状态。

股骨头坏死是髋关节疾病中常见病，主要治疗手段是髋关节置换，针对股骨头坏死患者的情志护理归纳为情志相胜、移情疗法、情志调养三种。情志相胜利用情志之间以及情志与五脏之间相互影响、相互制约的关系，有意识地采用一种正常情志活动来控制或消除另一种过激情志刺激引起的疾病,从而达到治愈疾病目的；移情疗法通过主动或被动地转移患者的注意力，从而减缓甚至消除其不良情绪；情志调养则是增强患者自我调节情绪的能力，使其心神安定,情志舒畅。对髋关节置换术应用沉浸式虚拟现实技术进行中医情志护理，沉浸感强，移情作用明显，有利于改善患者的心理状态。

中医情志，主要是指五志七情；怒、喜、思、悲、恐为五志。七情，喜、怒、忧、思、悲、恐、惊7种情志变化。五志七情合称为情志，《素问·阴阳应象大论》：“人有五脏化五气，生喜、怒、悲、忧、恐”。另有肝“在志为怒”、心“在志为喜”、脾“在志为思”、肺“在志为悲”、肾“在志为恐”的说法。顾思梦等分别从现代心理学主流派别的情绪相关论点、基本情绪理论、神经体液基础及情绪的相互转化3个方面对中医情志的概念、中医情志与基本情绪的关系、中医情志的生理基础及生克制化关系进行了现代心理学阐释，为本分析的中医情志护理提供了依据。

二、沉浸式虚拟现实技术应用于医疗领域的概况

虚拟现实技术(virtualreality，vr)，又称灵境技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的数字仿真系统，它利用数字技术生成一种模拟环境，通过一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术分为桌面虚拟现实、沉浸式虚拟现实、增强现实性的虚拟现实、分布式虚拟现实等数类。

其中，沉浸式虚拟现实其明显的特点是：利用头盔显示器把用户的视觉、听觉封闭起来，产生虚拟视觉，同时，它利用数据手套把用户的手感通道封闭起来，产生虚拟触动感。系统采用语音识别器让参与者对系统主机下达操作命令，与此同时，头、手、眼均有相应的头部跟踪器、手部跟踪器、眼睛视向跟踪器的追踪，使系统达到尽可能的实时性。常见的沉浸式系统有：基于头盔式显示器的系统、投影式虚拟现实系统。

辅助治疗，目前是虚拟现实医疗最被广泛应用的领域。主要包含心理治疗与生理治疗两类。例如美国洛杉矶西达赛奈医疗中心(cedars-sinai)的tashjianvc等采用专用的vr眼镜通过3d技术再现冰岛等地风景帮助患者减轻压力和疼痛，并减少患者在病房及其他方面的医疗资源使用量，这也在一定程度上减轻患者们在医疗保健方面的经济负担。虚拟现实产业已逐步进入成熟发展期，2020年其全球市场规模将于达到一千亿美元。虚拟现实技术应用广泛，在医疗产业潜力巨大，vr(虚拟现实)和ar(增强现实)的市场在2025年将能够达到50亿美元以上。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)髋关节置换术患者术后患者康复周期长，易出现各种并发症，现有技术中，没有及时采用适宜的中医情志护理技术进行干预提高患者依从性、减轻患者疼痛、预防并发症、恢复关节功能。

(2)现有的商用vr系统中，没有针对髋关节置换术患者术后康复专用的vr场景研究、设计和应用，而不同的vr场景对患者减轻疼痛、减少镇痛剂的使用、改善抑郁和焦虑状态的效果存在显著差异。

(3)个性化护理结合了术后宣教、心理护理和疼痛自我护理，在临床实践中较常规护理在减轻疼痛、减少镇痛剂的使用、改善抑郁和焦虑状态的效果存在显著差异。现有的商用vr系统中，既没有针对患者的个性化护理进行设计、实施、评估和更改的功能，也没有专门针对髋关节置换术患者疾病特点的前述功能。

(4)现有技术中，在效果评估中过于偏重对mcgill疼痛询问量表(sf-mpq)、汉密顿抑郁量表(hamiltondepressionscale，hamd)、通用依从性量表(generaladherencescale,gas)、sf-36健康量表(themos36-itemshortformhealthsurvey)等疗效标准的依赖，没有将中医的五志七情有机地进行结合，从而不能为采用适宜的中医情志护理技术进行干预提供有效地支撑。

解决上述技术问题的难度和意义：

难度在于：对该项技术运用于髋关节置换术，目前未有相关研究。主要原因一是髋关节置换术后患者恢复周期长，整个康复阶段涉及手术医院、社区医院和家庭病床，跟踪评估和调整方案难度大；二是长期以来医疗领域存在重生理疾病轻心理康复的情况，在康复过程中重点关注预防褥疮、下肢静脉血栓形成等，而对于患者的疼痛护理和与之高度正相关的焦虑、抑郁存在相当程度忽视；三是术后康复西医护理研究多，中西医结合护理研究少，将五情七志等中医理论运用到髋关节置换术术后康复的vr系统研究目前未有相关报道；四是vr技术运用到医学康复领域方兴未艾，专门针对髋关节置换术术后康复的个性化护理和适合疾病特点的vr技术相结合的系统，目前未有相关研究。

解决上述技术带来的意义为：

本发明对沉浸式虚拟现实技术应用于髋关节置换术后患者中医情志护理的效果分析，通过与对照组进行对比性实验，评价其护理效果及生活质量影响的临床意义，并进一步完善该方法，最终形成一套完整的、科学的、高效的、适合于临床应用的髋关节置换术中医情志护理方法，从而提升患者依从性、减轻患者疼痛、改善患者心理状况，减少并发症发生、提高患者术后生活质量。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于沉浸式虚拟现实的疼痛科置换术后中医情志护理系统。

本发明通过对沉浸式虚拟现实技术应用于髋关节置换术患者中医情志护理的方法进行分析，实验组与对照组进行随机对照分析，评价其护理效果及生活质量影响的临床意义，并进一步完善该方法，最终形成一套完整的、科学的、高效的、适合临床应用的髋关节置换术中医情志护理方法，从而提升患者术后依从性、减轻患者疼痛、改善患者心理状况，减少并发症发生、提高患者术后生活质量。

本发明是这样实现的，一种基于沉浸式虚拟现实的疼痛科置换术后中医情志护理系统，所述基于沉浸式虚拟现实的疼痛科置换术后中医情志护理系统包括：

护理方案设计模块，基于头盔式沉浸式虚拟现实技术，对疼痛科置换术病程中各阶段的特点数据信息和中医情志护理要点信息进行分析；获取适合于中医情志护理的片源、场景选择，设备选用应用方案信息，对选用的应用方案信息进行整理后，形成最终的护理方案；

标准定义模块，应用沉浸式虚拟现实技术，进行入组标准、排除标准，疗效标准的定义；

试验数据获取模块，通过建立模拟实验组和模拟对照组进行收集模拟实验数据；

评价模块，对收集的各项模拟实验数据应用统计软件spss进行统计学分析，并应用沉浸式虚拟现实技术进行情志护理的效果进行评价；

完善护理方案模块，对统计学分析的数据，应用沉浸式虚拟现实技术进行情志护理方案数据信息的制定。

进一步，护理方案设计模块包括：

文献资料分析模块，用于分析文献资料中各种情志护理和心理护理方案的信息；

沉浸式虚拟现实应用分析模块，基于头盔式沉浸式虚拟现实技术，分析适合于中医情志护理的各项应用信息，各项应用包括片源、场景选择，设备选用；

情志护理方案设计模块，应用沉浸式虚拟现实技术，对置换术中医情志护理方案信息进行分析；

测试护理方案模块，利用头盔式沉浸式虚拟现实技术，对中医情志护理方案进行数据信息测试分析；

完成护理方案设计模块，根据测试护理方案模块测试情况，进行整理，获取最终的护理方案数据。

进一步，标准定义模块包括：

入组标准定义模块：分析已有文献资料，应用沉浸式虚拟现实技术进行情志护理的入组标准信息进行定义；

排除标准定义模块：分析已有文献资料，应用沉浸式虚拟现实技术，进行情志护理的排除标准信息定义；

疗效标准定义模块：分析已有文献资料，应用沉浸式虚拟现实技术，进行情志护理的疗效标准信息定义。

进一步，试验数据获取模块包括：

建立实验组和对照组模块：按入组标准、排除标准根据数字随机法原则建立模拟实验组和模拟对照组；

收集实验数据模块：对模拟实验组和模拟对照组采用的分阶段的中医情志护理信息进行采集。

本发明的另一目的在于提供一种终端，所述终端至少搭载所述的基于沉浸式虚拟现实的疼痛科置换术后中医情志护理系统。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述基于沉浸式虚拟现实的疼痛科置换术后中医情志护理系统的运行方法。

本发明的另一目的在于提供一种基于沉浸式虚拟现实的髋关节置换术后中医情志护理平台，所述基于沉浸式虚拟现实的髋关节置换术后中医情志护理平台包括基于沉浸式虚拟现实的疼痛科置换术后中医情志护理系统；所述基于沉浸式虚拟现实的疼痛科置换术后中医情志护理系统通过无线连接移动终端。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

第一、方式创新。沉浸式虚拟现实技术目前正在世界范围内在各个领域快速推广应用，2020年整个虚拟现实全球市场规模将于达到一千亿美元，可以预见的是该技术在各个领域的应用，将大大推进全球信息技术的飞速发展。而沉浸式虚拟现实技术应用于中医骨科情志护理领域目前还未见相关报道。

第二、沉浸感强，交互界面友好。沉浸感是指使用者感觉自己融合到虚拟环境中，相信他们自己正处于某个真实的环境中，采用沉浸式虚拟现实技术能很容易就形成沉浸度较高的虚拟环境，通过患者的头部活动或手指操作能很容易进行交互操作，安全性高，趣味性强。

第三、价格低廉、易于实施。在沉浸式虚拟现实设备中，低端的视频头盔呈现系统价格异常低廉，而且不受患者体位及场地限制，除了投影显示、显示屏显示外还可以支持手机等设备显示，可以非常方便地进行实施。

应用沉浸式虚拟现实技术进行中医情志护理的优势还有：

对于髋关节置换术的患者，应用沉浸式虚拟现实技术进行中医情志护理的优势：

应用沉浸式虚拟现实技术沉浸感强，增加了护理过程的趣味性和患者的积极性，使情志调养成为患者的主动行为，增强患者自我调节情绪的能力。

应用沉浸式虚拟现实技术能够在患者熟悉的环境进行，能够因地制宜，以投影或头盔方式进行，设备和场地的要求低，易于开展。

应用沉浸式虚拟现实技术节省了治疗过程所需的人力，护理人员可以在同一时间指导多名患者进行情志护理；而且该技术帮助患者减轻压力和疼痛，可以在一定程度上节省治疗过程所需的医疗资源和患者的治疗费用。

应用沉浸式虚拟现实技术增加了患者情志护理的安全性，该技术可以在患者卧床体位下进行，几乎没有特别的场地和环境要求，使得患者在情志护理中由于失误造成的自身危险大大降低。

应用沉浸式虚拟现实技术能够激发患者的康复欲望，提高患者的依从性和满意度，改善患者的心理状态。

本发明在前期工作中，体感交互技术干预下治疗肩关节功能障碍的康复疗效的分析中，运用kinect技术患者肩关节功能恢复效果明显，cms总分评价优良率达到88.46％。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于沉浸式虚拟现实的疼痛科置换术后中医情志护理系统示意图。

图中：1、护理方案设计模块；1-1、文献资料分析模块；1-2、沉浸式虚拟现实应用分析模块；1-3、情志护理方案设计模块；1-4、测试护理方案模块；1-5、完成护理方案设计模块；2、标准定义模块；2-1、入组标准定义模块；2-2、排除标准定义模块；2-3、疗效标准定义模块；3、试验数据获取模块；3-1、建立实验组和对照组模块；3-2、收集实验数据模块；4、评价模块；5、完善护理方案模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

髋关节置换术患者术后患者康复周期长，易出现各种并发症，现有技术中，没有及时采用适宜的中医情志护理技术进行干预提高患者依从性、减轻患者疼痛、预防并发症、恢复关节功能。

本发明方式创新。沉浸式虚拟现实技术目前正在世界范围内在各个领域快速推广应用，2020年整个虚拟现实全球市场规模将于达到一千亿美元，可以预见的是该技术在各个领域的应用，将大大推进全球信息技术的飞速发展。而沉浸式虚拟现实技术应用于髋关节置换术后心理护理领域目前还未见相关报道。

沉浸感强，交互界面友好。沉浸感是指使用者感觉自己融合到虚拟环境中，相信他们自己正处于某个真实的环境中，采用沉浸式虚拟现实技术能很容易就形成沉浸度较高的虚拟环境，通过患者的头部活动或手指操作能很容易进行交互操作，安全性高，趣味性强。

价格低廉、易于实施。在沉浸式虚拟现实设备中，低端的视频头盔呈现系统价格异常低廉，而且不受患者体位及场地限制，除了投影显示、显示屏显示外还可以支持手机等设备显示，可以非常方便地进行实施。

髋关节置换术患者术后患者康复周期长，易出现各种并发症，及时采用适宜的中医情志护理技术进行干预是提高患者依从性、减轻患者疼痛、预防并发症、恢复关节功能的重要环节。

与传统中医情志护理相比，应用沉浸式虚拟现实技术可在全新的视觉冲击影响下，增加了护理过程的趣味性和患者的积极性，能够激发患者的康复欲望，提高患者的依从性和满意度，改善患者的心理状态，并能将心理关怀融入对患者个性化护理，提升护理效果，不仅技术上处于领先地位，而且可以因地制宜、方便操作，此外其低廉价格更有利于开展实施。

如图1所示，本发明实施例提供的基于沉浸式虚拟现实的疼痛科置换术后中医情志护理系统，包括：

护理方案设计模块1，基于头盔式沉浸式虚拟现实技术，对疼痛科置换术病程中各阶段的特点数据信息和中医情志护理要点信息进行分析；获取适合于中医情志护理的片源、场景选择，设备选用应用方案信息，对选用的应用方案信息进行整理后，形成最终的护理方案；

标准定义模块2，应用沉浸式虚拟现实技术，进行入组标准、排除标准，疗效标准的定义；

试验数据获取模块3，通过建立模拟实验组和模拟对照组进行收集模拟实验数据；

评价模块4，对收集的各项模拟实验数据应用统计软件spss进行统计学分析，并应用沉浸式虚拟现实技术进行情志护理的效果进行评价；

完善护理方案模块5，对统计学分析的数据，应用沉浸式虚拟现实技术进行情志护理方案数据信息的制定。

护理方案设计模块包括：

文献资料分析模块1-1，用于分析文献资料中各种情志护理和心理护理方案的信息；

沉浸式虚拟现实应用分析模块1-2，基于头盔式沉浸式虚拟现实技术，分析适合于中医情志护理的各项应用信息，各项应用包括片源、场景选择，设备选用；

情志护理方案设计模块1-3，应用沉浸式虚拟现实技术，对置换术中医情志护理方案信息进行分析；

测试护理方案模块1-4，利用头盔式沉浸式虚拟现实技术，对中医情志护理方案进行数据信息测试分析；

完成护理方案设计模块1-5，根据测试护理方案模块测试情况，进行整理，获取最终的护理方案数据。

标准定义模块2包括：

入组标准定义模块2-1：分析已有文献资料，应用沉浸式虚拟现实技术进行情志护理的入组标准信息进行定义；

排除标准定义模块2-2：分析已有文献资料，应用沉浸式虚拟现实技术，进行情志护理的排除标准信息定义；

疗效标准定义模块2-3：分析已有文献资料，应用沉浸式虚拟现实技术，进行情志护理的疗效标准信息定义。

试验数据获取模块3包括：

建立实验组和对照组模块3-1：按入组标准、排除标准根据数字随机法原则建立模拟实验组和模拟对照组；

收集实验数据模块3-2：对模拟实验组和模拟对照组采用的分阶段的中医情志护理信息进行采集。

本发明实施例提供的基于沉浸式虚拟现实的髋关节置换术后中医情志护理平台，所述基于沉浸式虚拟现实的髋关节置换术后中医情志护理平台包括基于沉浸式虚拟现实的疼痛科置换术后中医情志护理系统；所述基于沉浸式虚拟现实的疼痛科置换术后中医情志护理系统通过无线连接移动终端。

下面结合具体分析对本发明作进一步描述。

1、本发明实施例提供的基于沉浸式虚拟现实的疼痛科置换术后中医情志护理系统，拟采用头盔式沉浸式虚拟现实技术设计髋关节置换术的中医情志护理方案：

通过病例分析髋关节置换术病程中各阶段的特点和中医情志护理要点；

整理文献资料中髋关节置换患者的各种情志护理和心理护理方案；

分析头盔式沉浸式虚拟现实技术已有应用中，适合运用于中医情志护理的各项应用(包括片源、场景选择，设备选用等)；

设计沉浸式虚拟现实技术应用于髋关节置换术中医情志护理方案；

测试头盔式沉浸式虚拟现实技术中医情志护理方案；

根据测试情况，整理各项变更，形成最终的护理方案和计划。

2、入组标准、排除标准和疗效标准定义：

对髋关节置换术后患者应用沉浸式虚拟现实技术进行情志护理定义入组标准、排除标准，参照《中医病证诊断疗效标准》、简化mcgill疼痛询问量表(sf-mpq)、汉密顿抑郁量表(hamiltondepressionscale，hamd)、通用依从性量表(generaladherencescale,gas)、sf-36健康量表(themos36-itemshortformhealthsurvey)等疗效标准。

入组标准定义：参照《中医病证诊断疗效标准》，分析已有文献资料，对髋关节置换术后患者应用沉浸式虚拟现实技术进行情志护理的入组标准进行定义；

排除标准定义：参照《中医病证诊断疗效标准》分析已有文献资料，对髋关节置换术后患者应用沉浸式虚拟现实技术进行情志护理的排除标准进行定义；

疗效标准定义：参照《中医病证诊断疗效标准》、简化mcgill疼痛询问量表(sf-mpq)、汉密顿抑郁量表(hamiltondepressionscale，hamd)、通用依从性量表(generaladherencescale,gas)、sf-36健康量表(themos36-itemshortformhealthsurvey)等，分析已有文献资料，对髋关节置换术后应用沉浸式虚拟现实技术进行情志护理的疗效标准进行定义；

3、进行对照临床实验，收集实验数据：

(1)建立实验组和对照组：按入组标准、排除标准根据数字随机法原则建立实验组和对照组，收集病例不少于100例，本实验将持续持续进行6个月(或以上)，两组均给予对症治疗和常规中医护理，对照组在此基础上进行常规中医情志护理，观察组在对照组基础上进行沉浸式虚拟现实技术心理干预。

(2)收集实验数据：对各组患者采用分阶段的常规中医情志护理，在实验过程中阶段性地评价护理效果(疗效、疼痛、抑郁、依从性、生活质量)、患者满意度及安全性，并在在适当的时候观察可能的不良事件。

4、效果评价

参照《中医病证诊断疗效标准》简化mcgill疼痛询问量表(sf-mpq)、汉密顿抑郁量表(hamiltondepressionscale，hamd)、通用依从性量表(generaladherencescale,gas)、sf-36健康量表(themos36-itemshortformhealthsurvey)等，对收集的各项数据应用统计软件(spss)进行统计学分析，对kinect体感互动训练方法对髋关节置换术后患者应用沉浸式虚拟现实技术进行情志护理的效果进行评价。

5、完善训练方法

针对实验过程中的各种情况、疗效数据的统计学分析及患者满意度数据等，进一步完善对髋关节置换术后患者应用沉浸式虚拟现实技术进行情志护理的方案。

下面结合具体分析对本发明作进一步描述。

1、检索近10年中国生物医学文献数据库(cbm)、中国期刊全文数据库(cnki)、维普数据库(vip)和万方数据库，与髋关节置换术后患者应用沉浸式虚拟现实技术进行情志护理的临床分析、现状和治疗进展相关文献资料。

2、对比性分析：

按入组标准、排除标准根据随机原则建立实验组和对照组，收集病例不少于100例，本实验持续持续进行6个月(或以上)，两组均给予对症治疗和常规中医护理,对照组在此基础上进行常规中医情志护理，观察组在对照组基础上进行沉浸式虚拟现实技术心理干预。实验过程中阶段性地评价护理效果、患者满意度及安全性等数据，并对数据进行统计学分析。

3、问卷调查法：

对实验组和对照组患者进行问卷调查和量表测量，由分析人员进行问卷调查和量表测量数据收集。

4、统计学分析方法：

用描述性统计学分析方法对实验组和对照组患者的一般资料进行分析，应用卡方检验和t检验分析实验组和对照组的护理效果(疗效、疼痛、抑郁、依从性、生活质量)、患者满意度进行差异比较。

下面结合具体分析对本发明作进一步描述。

干预组临床治疗总有效率为98.00％，明显高于对照组的74.00％，差异有统计学意义(p<0.05)。详见表1。两组治疗期间均未出现明显不良反应。

选择2014.8-2017.8在武汉市中医医院骨伤科进行髋关节置换术患者，共100例，其中男51例、女49例，年龄53～80岁(65.5±3.84岁)，两组患者性别、年龄等一般资料比较，差异无统计学意义(χ2＝0.501，p＝0.649；t＝1.352，p＝0.246)。

表1两组患者一般资料

治疗4周后，实验组在疼痛、日常生活活动、关节活动范围、肌力四项指标较治疗前均有显著改善(p＜0.05)，常规组的疼痛、肌力、日常生活活动三项指标较治疗前均有显著改善(p＜0.05)，而关节活动范围较前无明显差异(p＞0.05)。实验在疼痛、日常生活活动、关节活动范围、肌力与常规组比较具有明显差异性(p＜0.05)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。