F7DIRI - Rehabilitační inženýrství

Využití moderních technologií v oblasti rehabilitačních pomůcek pro osoby se specifickými potřebami. Pozornost je věnována technickým aspektům konstrukce takových zařízení i perspektivám dalšího vývoje s využitím výsledků moderních disciplín (např. robotika, umělá inteligence) a s přihlédnutím k nejčastějším druhům postižení či poruch.

Standardně probíhá výuka kontaktní formou a předmět je zakončen ústní zkouškou, které předchází písemná příprava. V případě, že počet studentů je menší než 5, může výuka probíhat v podobě řízeného samostudia s pravidelnými konzultacemi. Dále je požadováno vypracování písemné studie studentem na zadané téma z oboru. Podmínkou pro připuštění ke zkoušce je absolvování dvou laboratorních cvičení (doloženo protokolem podepsaným studentem, vedoucím cvičení a garantem předmětu). Protokoly budou archivovány v referátu pro doktorské studium.

Osnova přednášek:

1.Rozdělení rehabilitačních pomůcek, přehled aktuálních řešení v oblasti rehabilitačních technologií, kompenzačních pomůcek a telemedicíny. Standardy, doporučení a předpisy pro vývoj technologií.

2.Základní technické konstrukční prvky používané v bytových a pracovních prostorech a automobilech pro hendikepované. Bezbariérové prostory. Programová prostředí pro design prostor pro hendikepované.

3.Pomůcky v diagnostice a rehabilitaci pohybového aparátu. MoCap systémy. Konstrukce inerciálních a kamerových systémů záznamu pohybu použitých v praxi. Konstrukce siloměrných a tlakoměrných plošin, koberců a vložek.

4.Motorické postižení a využití speciálních technologií. Rozdělení motorických postižení. Kompenzační pomůcky, rozdělení. Konstrukce a výroba berlí, speciálních lůžek, chodítek, zvedáků a invalidních vozíků.

5.Končetinové protézy a jejich rozdělení. Amputační schéma. Konstrukce protéz. Protetometrie, snímání sádrového negativu. Konstrukce protéz horních končetin a protéz dolních končetin. Systémy chytrých končetinových protéz.

6.Pohonné a senzorové podsystémy protetických pomůcek. Ortézy a jejich rozdělení. Konstrukce a výroba ortéz.

7.Problematika kognitivních poruch (např. poruchy komunikace, učení či paměti) a možnosti technické podpory.

8.Umělé orgány a náhrady tkání, Zrakové postižení, pomůcky. Sluchové vady, kochleární implantáty. Biofeedback.

9.Architektura dohledových systémů - definice, principy, související etické problémy, otázky bezpečnosti. IoT, AAL a specializované služby pro seniory. Telemedicína a telerehabilitace. Možnosti využití produktů vybavených AI.

10.Rozhraní mozek - počítač (BCI, brain-gate systém), principy a omezení. Další výhledy do budoucnosti, principy.

Cvičení:

1.Kinematika a dynamika pohybu částí protetických náhrad v rámci konstrukčního návrhu využitím akcelerometrického systému. Metody zpracování pohybových dat a jejich kvantitativní hodnocení pomocí PC.

2.Studium silových a momentových účinků svalově kosterního systému využitím měřičů sil. Studium mechanických vlastností biologických tkání využitím zkušebního trhacího stroje.

Využití moderních technologií v oblasti rehabilitačních pomůcek pro osoby se specifickými potřebami. Pozornost je věnována technickým aspektům konstrukce takových zařízení i perspektivám dalšího vývoje s využitím výsledků moderních disciplín (např. robotika, umělá inteligence) a s přihlédnutím k nejčastějším druhům postižení či poruch.

Povinná:

[1] Cook A.M, Miller J.: Assitive Technologies. Principles and Practice, Mosby Elsevier 2008

[2] Tomandl, J., Šestáková, I.: Architektonické řešení prostředí pro osoby s Parkinsonovou nemocí, FA ČVUT 2014

Doporučená:

[1] Kutílek, P., Žižka, A. Vybrané kapitoly z experimentální biomechaniky. 1. Vydání.Praha: ČVUT, 2012, 165 s.,

Modul B