2011
informatika
Intelligens stimulátor rendszer fejlesztése gerincvelő sérültek rehabilitációs tornájának funkcionális bővítéséhez
Témavezető:
Tihanyi Attila, Dr. Laczkó József
Tihanyi Attila, Dr. Laczkó József
Összefoglaló
Bizonyára mindenki találkozott már mozgássérültekkel, akik közúti balesetben, vízbeugrás következtében vagy munkahelyi baleset során sérültek meg. Az orvostudomány egyre többet foglalkozik a sérültek rehabilitációjával. A mozgásképtelen végtagokon az izmok elsorvadnak és a betegek egészségmegőrzéséhez elengedhetetlen ezek edzésben tartása.
A mai mikroprocesszoros technika lehetővé teszi, hogy elektrostimuláció segítségével több izmot egymással szinkronizált módon működtessünk, és így bonyolultabb mozgásformát hozzunk létre. Ezzel a technikával készítettünk egy műszert, amellyel bicikliző mozgás idézhető elő, így a kondicionálás megoldható. Az egyenletes és finom mozgás kialakításához a stimuláció több paraméterét kell páciens specifikusan meghatározni. Beállítandó érték lehet az ingerlő impulzus alakja, frekvenciája, amplitúdója. A kereskedelemben kapható néhány, erre a célra kifejlesztett eszköz, de ezek nem elég rugalmasak, kifinomultak (némelyikük nem használ specifikus bemenő adatokat), nem lehet elég dinamikusan állítani az előbb felsorolt paramétereket, és emellett igen drágák.
Célunk egy olyan költséghatékony eszköz kifejlesztése, amely megkönnyíti a kutatók munkáját, valamint a rendszer egyéni használatát. Az általunk készített stimulátor sokkal több lehetőséget nyújt a frekvencia, az amplitúdó és az impulzusszélesség beállítására, az egyes beállítások hatásainak visszamérésével tudjuk segíteni a finom mozgások kialakítását. Egy szöghelyzetadó segítségével határozzuk meg a csatornák időzítését, a páciensre jellemző adatokat egy memóriakártyáról lehet beolvasni. Kijelző, nyomógombok és rotary encoder segítségével valósítottuk meg az ember gép kapcsolatot. Az eszközt kiegészítettük adatgyűjtő funkciókkal is, amelyek segítségével folyamatosan nyomon tudjuk követni a betegek teljesítményét és állapotát az edzés alatt. Az adatokat az általunk fejlesztett szoftverrel elemezhetik az orvosok. Online monitorozást valósítottunk meg, amely megjeleníti az edzés aktuális jellemzőit, és a távoli számítógépes kapcsolatot is támogatja.
Ezen felül a mérési eljárásokat alakítottunk ki, megalapozva a további fejlesztéseket. Nagy előny, hogy non invazív módon valósítjuk meg az ingerlést valamint az adatgyűjtést, állapotfelmérést. A rendszer rugalmassága és teljessége lehetővé teszi az önálló edzést, és a paramétereket elküldve a kezelőorvosnak, folyamatos felügyelet alatt vannak a betegek. Stimulációs és mérőrendszerünk biztonságos, a klinikai és otthoni alkalmazásban jól használható, egyszerűsíti a tudományos kutatás alapját képező adatgyűjtést, valamint technikai alapot nyújt olyan kutatásokhoz, amelyek bicikliző, vagy egyéb mozgásokat szeretnének előidézni mozgássérültek rehabilitációjának céljából.
A mai mikroprocesszoros technika lehetővé teszi, hogy elektrostimuláció segítségével több izmot egymással szinkronizált módon működtessünk, és így bonyolultabb mozgásformát hozzunk létre. Ezzel a technikával készítettünk egy műszert, amellyel bicikliző mozgás idézhető elő, így a kondicionálás megoldható. Az egyenletes és finom mozgás kialakításához a stimuláció több paraméterét kell páciens specifikusan meghatározni. Beállítandó érték lehet az ingerlő impulzus alakja, frekvenciája, amplitúdója. A kereskedelemben kapható néhány, erre a célra kifejlesztett eszköz, de ezek nem elég rugalmasak, kifinomultak (némelyikük nem használ specifikus bemenő adatokat), nem lehet elég dinamikusan állítani az előbb felsorolt paramétereket, és emellett igen drágák.
Célunk egy olyan költséghatékony eszköz kifejlesztése, amely megkönnyíti a kutatók munkáját, valamint a rendszer egyéni használatát. Az általunk készített stimulátor sokkal több lehetőséget nyújt a frekvencia, az amplitúdó és az impulzusszélesség beállítására, az egyes beállítások hatásainak visszamérésével tudjuk segíteni a finom mozgások kialakítását. Egy szöghelyzetadó segítségével határozzuk meg a csatornák időzítését, a páciensre jellemző adatokat egy memóriakártyáról lehet beolvasni. Kijelző, nyomógombok és rotary encoder segítségével valósítottuk meg az ember gép kapcsolatot. Az eszközt kiegészítettük adatgyűjtő funkciókkal is, amelyek segítségével folyamatosan nyomon tudjuk követni a betegek teljesítményét és állapotát az edzés alatt. Az adatokat az általunk fejlesztett szoftverrel elemezhetik az orvosok. Online monitorozást valósítottunk meg, amely megjeleníti az edzés aktuális jellemzőit, és a távoli számítógépes kapcsolatot is támogatja.
Ezen felül a mérési eljárásokat alakítottunk ki, megalapozva a további fejlesztéseket. Nagy előny, hogy non invazív módon valósítjuk meg az ingerlést valamint az adatgyűjtést, állapotfelmérést. A rendszer rugalmassága és teljessége lehetővé teszi az önálló edzést, és a paramétereket elküldve a kezelőorvosnak, folyamatos felügyelet alatt vannak a betegek. Stimulációs és mérőrendszerünk biztonságos, a klinikai és otthoni alkalmazásban jól használható, egyszerűsíti a tudományos kutatás alapját képező adatgyűjtést, valamint technikai alapot nyújt olyan kutatásokhoz, amelyek bicikliző, vagy egyéb mozgásokat szeretnének előidézni mozgássérültek rehabilitációjának céljából.
Tihanyi Attila
Dr. Laczkó József