Jménem celého našeho týmu Vás vítám na naší prezentaci týmového projektu Petr Kolář, Jan Šír, Kristýna Juchelková, Jakub Vraný
Měření a analýza polohy části těla v prostoru Petr Kolář, Jan Šír, Kristýna Juchelková, Jakub Vraný
• Kamerový systém • Postup měření • Měření ve FN Motol • Hodnocení polohy hlavy a ramen při chůzi • Analýza pohybu paže při chůzi • Studium hodnocení postoje pacientů s poruchami stability
Zadání týmového projektu • Hlavní téma
– Měření a analýza polohy části těla v prostoru
• Dílčí téma
– Hodnocení polohy hlavy a ramen pacientů s poruchami stability
• Student
– Petr Kolář
• Vedoucí
– Ing. Patrik Kutílek, Ph.D.
• Konzultant
– MUDr. Rudolf Černý (FN Motol)
Kamery • Lukotronic AS200 • Kamerová soustava – Infračervená kamera se stativem
• Aktivní markery – IR LED dioda
• Kompatibilita – Windows 98, 2000, ME a XP
Naše měřící soustava
Postup měření • • • • • •
Příprava kamer a softwaru Určení souřadného systému Kalibrace Připevnění markerů Provedení měření pro tři rychlosti Vyhodnocení dat
Připravení kamer v programu
Kalibrace
Kalibrace
Fitting
Měření
Torticollis • Náklon hlavy, doleva nebo doprava
Laterocollis • Uklánění hlavy k rameni, doleva nebo odprava
Retrocollis • Zvrácení hlavy dozadu
Anterocollis • Naklonění dopředu
Měření ve FN Motol • Pomocí dvou fotoaparátů – Zepředu a z profilu
• Osy zvoleny podle znaků v obličeji • Z fotografii lze vypočítat flexi, extenzi a rotaci • Nevýhody – Rozměry, náročnost kalibrace
• Metoda je přesná 1-2°
Měření ve FN Motol • • • •
Pomocí vypouklého zrcadla Fotoaparát nebo kamera Pacient byl označen světelnými značkami Řada nevýhod
Cíl pro bakalářskou práci • Rozšířit současného MoCap • Úpravy systému pro lepší aplikaci do praxe
Zdroje • Obrázky převzaty z bakalářské práce pana Lukáše Chaloupky, vedoucí práce Ing. Jiří Hozman, Ph. D.
Hodnocení polohy hlavy a ramen během pohybu u pacientů s poruchami stability Týmový projekt
Student: Jan Šír Vedoucí projektu: Ing. Patrik Kutílek Ph.D.
leden 2012
• Cíle • Zjistit současný stav problému snímání polohy hlavy a ramen v prostoru • Snímat polohu hlavy a ramen v prostoru při chůzi • Zpracovat naměřená data
• Snímání polohy hlavy a ramen •
Dvě kamerové soupravy Lukotronic AS200
•
Umístění markerů: tragus, laterální okraj vnějšího koutku oka, acromion
•
Chůze – tři rychlosti: 2 Km/h, 4 Km/h, 6 Km/h
• Zpracování dat • Programové prostředí Matlab • Vyhodnocování úhlu mezi vektory určenými dvěma body • Výpočet úhlu rotace, inklinace, flexe/extenze hlavy v závislosti na čase • Numerická derivace – výpočet úhlové rychlosti a úhlového zrychlení
Příklad výstupu z Matlabu
• Zhodnocení • Potřebná data úspěšně naměřena • Při měření odhaleny problémy při použití uvedeného MoCap systému v praxi (upevňování markerů, akumulátory) • Data se podařilo částečně zpracovat
Studium horní končetiny v 3D prostoru Týmový projekt
Student: Kristýna Juchelková Vedoucí projektu: Ing. Patrik Kutílek Ph.D.
leden 2012
Cíle • Zjistit současný stav současný stav problému • Snímat polohy horních končetin při různých rychlostech chůze • Zpracovat naměřená data v prostředí Matlab
Snímání polohy – umístění markerů
Zpracování dat - Matlab • Vyhodnocení úhlu mezi dvěma vektory • Vektory určeny pomocí souřadnic markerů, např.: 1. vektor – rameno – kyčel, 2. vektor – rameno – loket • Zobrazení závislosti úhlu v ramenním kloubu na úhlu v kloubu loketním
Výstupy z Matlabu
Výstupy z Matlabu
Zhodnocení, další práce • Problémy s měřicím systémem • Některé markery vůbec nezaznamenány, či jejich časté výpadky • Další studium závislosti na dolní končetině • Nahrání dat do robotické paže
Týmový projekt Zadání: Studium hodnocení a stoje pacientů s poruchami stability
Vedoucí : Ing. Patrik Kutílek,PhD. Student : Jakub Vraný
Osnova • • • • • •
Cíle projeku Zadání Markery – jejich umístění Naměřená Data Analýza Dat Závěr
Cíle • Navrhnout nové metody hodnocení polohy těla a jeho segmentů • Vyhodnotit nové metody hodnocení polohy těla a jeho segmentů
Zadání • Proveďte průzkum umístění markerů (pro různá měření) • Na zdravé populaci změřte pohyb na jednotlivých bodech
Markery (značky) – seznámení • zařízení umožňující sledovat bod objektu, k němuž je připojení • Princip: marker – signál – kamera – vyhodnocení - záznam
Markery – druhy • Aktivní – vysílající signál – LED diody vysílající Infračervené záření • Semiaktivní – princip odraženého elektromagnetického záření - Zdroje : Zářiče u objektivu kamery, • Pasivní – přímo označeny kurzorem v animaci
Marker – aktivní
Markery – zásady • Snadné vysledování (eliminace vlivu překrytí s jiným) • Alespoň 3 značky na těle segmentu • Schopnost vyhodnotit společný střed – RSS, určení anatomických rovin,
Markery - konfigurace • Helen Hayes Hospital • Cleveland Clinic • Kit Vaughan - nejpoužívanější konfigurace markerů
Markery - konfigurace - Obecně nejvhodnější pro kinematická měření (chůze), i statická - Nejlépe zobrazující sledovaný objekt - Snadná průprava (analýza,kalibrace)
Markery - konfigurace • Nelze stanovit pevný počet markerů • Helen Hayes Hospital: 15 • Kit Vaughan: 15 • Cleveland Clinic: podle sledovaných segmentů, každý po třech
Helen Hayes Hospital - modifikována
Helen Hayes Hospital – modifikována 1
Kit Vaughan – modifikována 1
Kit Vaughan – modifikována 2
Cleveland Clinic - modifikována
Markery – Konfigurace • Nelze stanovit pevný počet markerů • Helen Hayes Hospital: 15 • Kit Vaughan: 15 • Cleveland Clinic: podle sledovaných segmentů, každý po třech
Markery – kalibrační konfigurace • Soustava až 51 značek • 31 značek na pevno • 4 odnímatelné sady markerů určených ke kalibraci
Konfigurace – modifikována
Naměřená data • Zisk prostorových souřadnic z každého markerů • Graf závislosti polohy na čase • Analyzováno: prostorová rychlost a zrychlení bodu
Naměřená data – pomocný software
• Pro záznam použit software MoCap
• Pro zpracování dat MatLAB
Analýza dat – průběh bodu PK 1
Analýza dat – průběh bodu PK 2
Analýza dat – průběh bodu PK 3
Analýza dat – tabulka veličin
Závěr • Analýza měření vytyčených bodů u zdravé populace provedena • Periodický pohyb, kde se mění frekvence a amplituda, ale zůstává stabilní
Děkuji vám za pozornost!
