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研究生:謝衛民
研究生(外文):Wei-Min Hsieh
論文名稱:虛擬實境多媒體於銀髮族站立穩定度訓練之研究
論文名稱(外文):Study of Standing Stability Training Modality Based on Virtual Reality Multimedia for the Elderly
指導教授:譚巽言 博士、黃育賢 博士
指導教授(外文):Dr. Sun-Yen Tan, Dr. Yuh-Shyan Hwang
口試委員:陳偉倫,譚巽言,賴建宏,彭志維,陳適卿,陳友倫,黃育賢,陸哲駒
口試日期:2016-05-25
學位類別:博士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:電子工程系博士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
中文關鍵詞:虛擬遊戲、生理訊號、平衡能力、穏定度
外文關鍵詞:Virtual Reality GamePhysiological SignalsBalance AbilityStability
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在日常生活中的各種活動,諸如站立、步行、跳躍等動作都需藉由平衡能力來完成,擁有良好的平衡控制能力對於身體的穩定性與動作之發展是息息相關的。設計適合銀髮族虛擬遊戲的訓練環境,藉由虛擬場景遊戲的運動評估方式,證明本研究所開發的系統確實有助於感官反應、平衡的維持,讓參與者在輕鬆、無負擔的互動環境中運動。系統平台係參酌平衡能力測試指標來規畫設計多款有助於增進平衡感訓練活動,將原本枯燥無味的過程變為活潑有趣,提昇平衡訓練的效果。又在過程中的相關資訊,諸如:使用時間、得分、關節姿態等資料會自動的被記錄,並可經由網路傳送至伺服主機端的資料庫中。本平台可就所收集得到的數據進行統整與分析,其可做為身體平衡能力檢測、訓練成效考核與後續訓練方式規畫之參考。本研究針對20位參與者,進行為期六週、每週2次、每次30分鐘的體感遊戲訓練。在訓練前、中、後分別對(1)生理訊號的心跳、SpO2、血壓值做檢測,(2)平衡能力評估包括有Unipedal Stance Test(UST)、Functional Reach Test(FRT) 及Four Square Step Test(FSST)的檢測。在前六週的介入訓練之成果顯示(1)心跳、血壓平均值呈現穩定,SpO2平均值之變化較不明顯,(2)FRT (P<0.01)及UST (P<0.05)的改善具有顯著性,另FSST則呈現些微的進步。另在訓練結束後六週,再度針對參與者之生理訊號與平衡能力做量測,顯示參與者的生理機能與站立穩定度都還能維持在其原有之效果。顯見本研究所開發的互動式多媒體訓練,對於銀髮族的生理機能的維持與平衡能力及站立穏定度的增進確實是有幫助。
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 論文架構 4
第二章 文獻探討 5
2.1 銀髮族跌倒發生率 5
2.2 預防銀髮族跌倒策略 7
2.3 跌倒防制的成效 9
2.4 跌倒防制的評估量表 14
2.4.1 柏格式平衡量表(Berg Balance Scale,BBS) 14
2.4.2 計時起走測試(Timed Up and Go Test, TUG) 16
2.4.3 四方塊跨步測試(Four Square Step Test, FSST) 18
2.4.4 功能性伸展測試(Funtional Reach Test, FRT) 20
2.4.5 計時單腳站立測試(Timed Unipedal Stance Test, UST) 22
2.5 體感訓練 24
2.5.1 應用Wii的相關研究 24
2.5.2 應用PlayStation的相關研究 27
2.5.3 應用Microsoft Kinect的相關研究 30
第三章 研究方法 37
3.1 研究對象 37
3.2 建置硬體與軟體 39
3.2.1 Kinect硬體 40
3.2.2 Kinect for windows SDK軟體 42
3.2.3 Kinect for Windows Development kit Toolkit 45
3.2.4 Unit3D簡介 48
3.2.5 Unity3D虛擬場景設計 48
3.2.6 Unity3D與Kinect結合 49
3.2.7四肢伸展互動式多媒體訓練系統 51
3.2.8足球守門員互動式多媒體訓練系統 57
3.3 研究步驟 60
3.3.1 第一階段研究步驟 60
3.3.2 第二階段研究步驟 62
3.3.3 第三階段研究步驟 63
3.3.4 第四階段研究步驟 64
3.4 評估方法 66
3.4.1 生理評估 66
3.4.2 平衡評估 67
第四章 研究結果 69
4.1 第一階段研究結果 69
4.2 第二階段研究結果 73
4.3 第三階段研究結果 77
4.4 第四階段研究結果 81
第五章 結論與建議 91

參考文獻 97

附錄
一、台北醫學大學暨附屬醫院聯合人體研究倫理委員會通過證明函 103
二、柏格氏平衡量表說明 104
三、計時起走測試說明 108
四、四方塊跨步測試說明 111
五、功能性前伸測試說明 115
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