Personalizirana senzorno in robotsko podprta vadba za zgornje udeČebašek, Eva (Avtor) Mihelj, Matjaž (Mentor) Puh, Urška (Komentor) nosljivi merilni sistemiinercialne merilne enoteelektromiografijarehabilitacijska robotikamožganska kaprehabilitacijavsakodnevne aktivnostiocenjevanjegibalnih sposobnosti zgornjih udovARATWMFT.Spremljanje gibalnih sposobnosti zgornjih udov je pomembno skozi celo obdobje rehabilitacije. V doktorski disertaciji, ki jo sestavljajo tri študije, obravnavamo analizo dejavnosti zgornjih udov v kliničnem okolju, pri vsakodnevnih aktivnostih ter ocenjevanje interakcije zgornjih udov med vadbo z robotom. Za potrebe raziskav smo razvili nosljiv merilni sistem, ki sestoji iz magnetoinercialnih merilnih enot (IME) in senzorjev mišične aktivnosti. Senzorji so majhni in med uporabo ne ovirajo gibanja zgornjih udov. Predstavljen je postopek izračuna kinematike zgornjih udov iz podatkov orientacije IME. Prva študija se osredotoča na ocenjevanje gibov, kot jih definirata dva standardna klinična testa, ARAT in WMFT. Testa sta bila izvedena na pacientih po možganski kapi ter na zdravih prostovoljcih. Med izvajanjem testov je imel preiskovanec na zgornjih udih nameščen nosljivi merilni sistem. V študiji smo za analizo gibanja izbrali štiri kinematične parametre (premik trupa, čas trajanja giba, gladkost giba, trajektorija gibanja glede na trajektorije zdravih preiskovancev) ter parameter za ocenjevanje sile prijema, izračunan na podlagi mišične aktivnosti med izvajanjem nalog ARAT. Posamezne naloge so bile z metodo segmentacije razdeljene na faze manipulacije s predmetom in faze gibanja, za katere so izračunani našteti parametri ocenjevanja. Pacienti so bili za statistično analizo razdeljeni v skupine glede na oceno kliničnih testov. Na osnovi predlaganih parametrov je mogoče razlikovati med različnimi skupinami pacientov. Veljavnost parametrov je bila preverjena s primerjavo z ARAT oceno in kaže močno korelacijo pri parametrih časa trajanja giba ter gladkosti giba. Cilj rehabilitacije pacientov po možganski kapi je ponovno učenje gibov, potrebnih za izvajanje vsakodnevnih dejavnosti. V drugi študiji v okviru disertacije je bil tako nosljivi merilni sistem uporabljen za spremljanje gibanja zgornjih udov med izvajanjem vsakodnevnih dejavnosti. V prvem koraku smo analizo gibanja izvedli na osnovi časovne kvantizacije meritev in izračuna kvantov aktivnosti, kvantov mišične aktivnosti ter kvantov moči posameznega uda. Časovna kvantizacija omogoča primerjavo dejavnosti zgornjih udov že v kratkih časovnih intervalih. V drugem koraku smo analizo gibanja osnovali na metodi segmentacije, s katero preko sprememb hitrosti in smeri gibanja zgornjega uda, gibanje razdelimo na posamezne gibe. Na osnovi segmentacije smo analizirali dolžino poti giba roke, doseženo višino roke, kote v sklepih in mišično aktivnost. S parametri je mogoče razlikovati med dejavnostjo enega in drugega uda. Vpeljali smo parameter za ocenjevanje koordinacije gibanja, na osnovi katerega je mogoče ločevati med enoročnimi in dvoročnimi dejavnostmi. V tretji študiji je bila izvedena analiza interakcije zgornjih udov med dvoročnim izvajanjem nalog z robotom. Predstavili smo robotski sistem, naloge v navideznem okolju in uvedli metode izračuna parametrov. Sistem smo uporabili s skupino zdravih preiskovancev in skupino pacientov po možganski kapi. Analizo smo zasnovali na meritvah sil interakcije med rokama in robotom. Izvedli smo primerjavo med skupinami preiskovancev pri določenem uporu robota in primerjavo vpliva upora robota znotraj posamezne skupine preiskovancev. Predlagana metoda omogoča kvantifikacijo aktivnosti posameznega uda in razlikovanje med stopnjami okvare. Analiza vpliva upora robota je v veliki meri pokazala statistično značilne razlike za večino izračunanih parametrov znotraj skupine zdravih preiskovancev, v manjˇsi meri pa tudi znotraj skupin pacientov.20192019-10-25 08:50:01Doktorsko delo/naloga112589VisID: 49481COBISS_ID: 12744788sl