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)
Indikace
• Pacienti po poškození mozku • • • • • •
•
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
Vyhodnocení dat • Zobrazení grafů: • 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
Scény pro terapii (trénink) • Subjektivní vertikála •
• •
•
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
