Využití virtuální reality v rehabilitační péči - FBMI

fbmi.cvut.cz

Využití virtuální reality v rehabilitační péči - FBMI

Využití virtuální reality

v rehabilitační péči

A. Bohunčák, M. Janatová, M. Tichá

FBMI ČVUT v Praze, 1. LF UK


Pracoviště

• Společné biomedicínské pracoviště FBMI a 1. LF

• Spolupráce FBMI a Kliniky rehabilitačního lékařství 1. LF UK

• Laboratoř virtuální reality v Praze na Albertově


Virtuální realita

• Trojrozměrná interaktivní počítačová simulace prostoru

• Reaguje na vnější podněty (senzory, kontroléry)

• Stereoskopické zobrazení

• Vnímání prostoru a hloubky díky binokulární disparitě

• Generování různých obrazů pro každé oko

• Mnoho technologií pro 3D zobrazování

Využití v medicíně

• Virtuální chirurgie, trenažery

• Neurologie

• Rehabilitační lékařství


Binokulární disparita

(www.vision3d.com/stereo.html)


• Pacienti po poškození mozku

Indikace

• stav po cévní mozkové příhodě

• neurodegenerativní poruchy (sclerosis multiplex)

• traumatické poškození mozku

• stav po nádorovém onemocnění centrálního nervového systému

• mozková obrna

• poruchy vestibulárního aparátu

• Pacienti s vertebrogenními bolestmi


Princip rehabilitace

• Aktivní repetitivní cvičení poutavou formou

Využití biologické zpětné vazby

• Cíle rehabilitace:

• Nácvik správných pohybových vzorů, zlepšení chůze

• Trénink rovnováhy, prevence pádů

• Zvýšení fyzické kondice

• Trénink kognitivních funkcí

• Nácvik orientace v prostoru u výpadků zorného pole

• Zlepšování koordinace pohybů

• Snížení reakční doby

• Zlepšení psychického stavu a sebevědomí

• Zvýšení kvality života, zvýšení soběstačnosti

• Prevence dalších komplikací


Laboratoř virtuální reality

• Aktivní stereoskopická projekce

• Jeden projektor, běžné plátno

• Promítání s vysokou obnovovací frekvencí (100 – 120 Hz)

• Bezdrátově řízené brýle, které zakrývají střídavě levé a pravé oko

• Řídicí počítač

• Běžný osobní počítač

• Profesionální grafická karta s podporou stereoskopie

• Terminál se dvěma monitory


Aktivní stereoskopická projekce

(www.gali-3d.com)


Stabilometrická plošina

• Nintendo Wii Fit Balance Board

• Původně herní produkt ke konzoli Wii

• V každém rohu umístěn tenzometrický můstek

• Komunikace s počítačem bezdrátově (Bluetooth)

• Vzorkovací frekvence 60 Hz

• Nosnost 150 kg

• Bateriové napájení


Stabilometrická plošina

(http://www.techshout.com/images/nintendo-wii-fit-board.jpg)


Fotografie laboratoře


• Zobrazení grafů:

Vyhodnocení dat

• Časový vývoj polohy těžiště v obou osách

• Průmět polohy těžiště do roviny stabilometrické plošiny

• Periodogram pohybu těžiště (frekvenční analýza)

• Výpočet důležitých parametrů

• Maximální výchylky v osách, střední pozice těžiště, délka opsané

trajektorie

• Možnost přehrát záznam měření

• Export dat

• Export jednotlivých grafů v rastrových formátech (BMP, PNG, JPG)

• Export dat ze stabilometrické plošiny (M-file, XLS, CSV, XML)


Vyhodnocení dat


Scény pro diagnostiku

• Vyšetření stability – Rombergův test

• Objektivní sledování rovnováhy pacienta na začátku a konci

rehabilitačního cyklu

• Hvězdné nebe

• Diagnostika orientace pacienta v prostoru bez pravoúhlého

souřadného systému

• Vhodné pro diagnostiku pacientů se závrativými stavy


• Subjektivní vertikála

Scény pro terapii (trénink)

• Trénink kompenzačních mechanizmů vestibulárního aparátu

u pacientů se závrativými stavy

• Může sloužit také pro diagnostiku

• Pacient má za úkol vyrovnat náklon scény přenesením váhy

• Hra s míči

• Cílem je zlepšení stability, prostorové orientace a kognitivních funkcí

pacienta

• Pacient svým postojem ovládá míč a musí se dotknout jiného míče

• Hra omezena časem nebo počtem dotyků


Cíle do budoucna

• Tvorba dalších scén a motivačních her

Využití dalších senzorů

• Vyhodnocení polohy ruky

• Určení polohy paží a hlavy

• Přizpůsobení aplikace pro domácí použití

• Další možnosti zpracování a vyhodnocení dat


Děkuji za pozornost