Στον τομέα της κινητικής αποκατάστασης, η έννοια της βιοανάδρασης για τη βελτίωση του ταλάντευσης της στάσης του ανθρώπινου σώματος και του ελέγχου της ισορροπίας είναι αρκετά διαδεδομένη. Στις περισσότερες περιπτώσεις, το υποκείμενο προσπαθεί να ελέγξει τη θέση του με μια οπτική, προφορική ή αφής ανατροφοδότηση που παρέχεται από ένα ηλεκτρονικό σύστημα ή έναν νοσοκομειακό γιατρό. Πρόσφατες μελέτες αφορούν ασθενείς με κάποια νευρολογική ασθένεια που ελάμβαναν την οπτική ανατροφοδότηση στεκόμενοι σε μια δυναμοπλατφόρμα, ώστε να ελέγχουν την θέση του σημείου κεντρικής τους πίεσης (CoP). Στην έρευνά μας, καταγράφουμε τη κατανομή πίεσης κάτω από τα πόδια του υποκειμένου και παρέχουμε τις σχετικές ακουστικές πληροφορίες βιοανάδρασης (ABF) στην κατεύθυνση της βελτίωσης της ισορροπίας στάσης του. Με την παροχή αυτών των πρόσθετων ακουστικών πληροφοριών, στόχος μας είναι να διευκολύνουμε τη διαδικασία αντιστάθμησης της ελλείπουσας ή ανεπαρκούς αισθητήριας πληροφορίας από το κεντρικό νευρικό σύστημα (CNS). Έχουμε αναπτύξει και σε προκαταρκτικό στάδιο δοκιμάσει ένα σύστημα ακουστικής βιοανάδρασης βασιζόμενο σε μεσοσόλες με αισθητήρες πίεσης. Ο χρησιμοποιούμενος αλγόριθμος ABF έχει την ίδια βάση με αυτον που εφαρμόζεται σε ένα πρωτοτύπο ABF σύστημα, ήδη αναπτύγμενο και δοκιμασμένο, το οποίο ελέγχει τις μετακινήσεις επιτάχυνσης του σώματος. Οι μετρήσεις των τιμών πίεσης στα πόδια γίνονται μέσω ενός ζευγαριού εύκαμπτων μεσοσολών με 24 ειδικούς ενσωματωμένους αισθητήρες πίεζο-αντίστασης που περικλύονται σε κυτταρική δομή γεμάτη υγρό (Paromed). Η εφαρμογή ελέγχου αναπτύχθηκε σε περιβάλλον LabView και επιτρέπει τη συλλογή δεδομένων πίεσης σε 100Hz και την επεξεργασία αυτών σε πραγματικό χρόνο για τον υπολογισμό μιας εκτίμησης της τιμής του στιγμιαίου CoP. Η συμπεριφορά ταλάντευσης του CoP στα δυο επίπεδα, εμπρόσθια-οπίσθια AP και διάμεσα-πλευρικά ML, αποτυπώνεται σε ένα στερεοφωνικό ακουστικό σήμα που αλλάζει στο εύρος, τη συχνότητα και την ισορροπία L/R και μέσω των ακουστικών παρέχεται στο υποκείμενο. Το πειραματικό μας πρωτόκολλο περιέλαβε μια σειρά μετρήσεων με υγιείς εθελοντές εκτελώντας συγκεκριμένους στατικούς στόχους, με και χωρίς παρεχόμενο ABF. Κατά τη διάρκεια αυτών των στόχων προσπαθήσαμε να εξομοιώσουμε τις συνθήκες όπου η αισθητήρια πληροφορία είναι ελλείπουσα ή ανεπαρκής. Προκαταρκτικά αποτελέσματα στην ML κατεύθυνση, έδειξαν οτι με την ύπαρξη του ABF το ανθρώπινο σώμα ταλαντεύθηκε λιγότερο, γεγονός ενδεικτικό του ότι αυτό το νέο-αναπτυγμένο σύστημα βιοανάδρασης βασιζόμενο στις πίεζο-μεσοσόλες μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βελτιώσει την ισορροπία. Περισσότερα πειράματα και αναλυτική στατιστική ανάλυση πρέπει να ακολουθήσουν ώστε να γίνει κατανοητή η επιρροή αυτού του ABF στην ισορροπία του ανθρώπινου σώματος. / In the area of motor rehabilitation, the concept of biofeedback for improving postural sway and balance control is quite common. In most cases, the subject tries to control his position by a visual, oral or tactile feedback provided by an electronic system or a clinician. Recent studies involved patients with neurological disease that were receiving visual feedback as were standing in a force plate, for the monitoring of their centre of pressure (CoP) position. In our research, we record the pressure distribution beneath the subject's feet and provide related audio biofeedback (ABF) info in the direction of improving posture balance. By providing this extra audio information to the subject our aim is to facilitate the compensation process of the missing or inadequate sensory information by its central nervous system (CNS). We have developed and preliminary validated an insole pressure sensor-based, ABF system. The ABF concept followed is the same with the one applied in a prototype ABF system, already developed and validated, which monitors trunk acceleration movements. Foot pressure values were acquired through a pair of flexible insoles with 24 embedded discrete piezo-resistive sensors contained in a fluid-filled cell (Paromed). The control application was developed in LabView environment and permits pressure data collection in 100Hz and real-time processing for the calculation of an estimated value of the instant CoP. Swaying CoP behaviour in both AP and ML planes is mapped in a stereo audio signal changing in amplitude, frequency and L/R balance, which through the earphones is provided to the subject. Our experimental protocol involved a series of measurements with normal subjects performing specific static tasks, with and without ABF provided. During these tasks we tried to simulate conditions of missing or inadequate sensory information. Preliminary results about ML direction, shown that when ABF was provided the subject swayed less, suggesting that this new-developed biofeedback pressure-sensor insole-based system can be used to improve balance. More experiments and appropriate statistical analysis has to be done so as to understand the influence of this ABF on subject’ s balance.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/1166 |
| Date | 12 December 2008 |
| Creators | Σαντάρμου, Ευσταθία |
| Contributors | Chiari, L., Santarmou, Efstathia, Chiari, L., Παλληκαράκης, Νικόλαος, Μπεζεριάνος, Αναστάσιος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΥΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0033 seconds