基于虚拟现实技术的ADHD患者注意力定量评估方法

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注意力缺陷伴多动障碍(Attention Deficit Hyperactivity Disorder,ADHD)是一种常见的儿童神经发育障碍,表现为注意力不集中、过度活跃和冲动,严重影响儿童的日常学习和生活。目前医生主要依靠临床观察和评定量表来进行ADHD的诊断,定性诊断占比高,使得结果具有较大主观性。由于临床上仍然缺乏客观有效的ADHD量化评估方法,对症状较轻微的患者容易造成误诊或漏诊。近年来,虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术在辅助ADHD的客观诊断中取得了一定成效,但目前基于VR的诊断方法只关注受试者的测验结果,忽略了受试者在执行测验过程中的手部运动信息,因此无法提供表征ADHD患者核心特征的定量证据。本研究将传感器技术与VR技术相结合,设计与构建一个用于ADHD患者注意力定量评估的VR系统,基于人体手部运动数据和评定量表构建定量评价ADHD患者的综合表现得分计算方法,为临床医生提供客观诊断ADHD的依据。本文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)探讨HTC Vive系统采集人体手部运动数据的可行性,并设计了两组实验,以评估HTC Vive系统在虚拟空间中追踪定位手持控制器位置和旋转的准确性和稳定性。实验结果表明HTC Vive系统可用于采集人体的手部运动数据,为进一步量化ADHD患者与正常儿童在虚拟现实环境中手部运动差异奠定基础。(2)构建一个ADHD患者注意力定量评估系统,该系统基于HTC Vive虚拟现实设备与Unity 3D引擎进行开发,提供基于舒尔特方格的虚拟测验,实时追踪受试者在执行测验过程中的手部运动,量化受试者注意力不集中和多动冲动的程度。(3)提出定量评价ADHD患者的综合表现得分计算方法。根据受试者的手部运动数据得到多项量化ADHD患者与正常儿童手部运动差异的运动学参数,将这些参数与评定量表得分进行相关性分析,得到用于定量评估ADHD患者核心特征的评价指标,对多项评价指标进行主成分分析并建立一个综合表现得分计算方法,实验结果表明,该方法能够有效地区分ADHD患者和正常儿童。
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