Objektivizacn

1
Objektivizacní metody ?? Stabilometrie ??

• Jakub Otáhal
• Katedra Anatomie a Biomechaniky
• FTVS UK

2
Objektivizacní metody

• Co to je?
• Lidove soubor metodik, které umožnují
  objektivne popsat nepopsatelné.
• Vedecky popsat sledovaný dej pomocí fyzikálních
  velicin, které se pri tomto deji mení

3
Objektivizacní metody

• Elektrické veliciny
• EMG
• EEG
• EKG
• Merení úhlu, polohy a vzdáleností
• Goniometr
• Antropometrie
• Merení síly a tlaku
• Dynamometrie
• Váhy
• Krevní tlak

4
Objektivizacní metody

• Elektromagnetické zárení
• Kinematická analýza
• Mikroskopie
• Vše co se hodnotí pouhým okem
• Rentgenologické metody - CT
• SPECT
• MRI

5
Objektivizacní metody

• Biochemické metody
• Hladina glukózy
• Hladina ATP
• Hladina Laktátu
• Hladina Na
• Hladina K
• atd
• A mnoho dalších

6
??? Stabilometrie ???

• Co tedy sleduje stabilometrie?
• Stoprocentne ne stabilitu, protože
• STABILITA
• je schopnost soustavy, systému pri pusobení
  podnetu, se ustálit v rovnovážném stavu ( v
  mezích stability) a po odeznení podnetu se
  vrátit do puvodního, výchozího stavu
• v mechanické variante svoji formu statickou a
  dynamickou

7
Stabilní versus Labilní
8
??? Stabilometrie ???

• Takže dle všeho labilometrie ???
• Co že to stabilometrie merí stabilitu, tlak,
  sílu ???????
• Nejprve si objasníme o co jde a název si
  vymyslete sami .

9
Základní pojmy

• STABILITA
• je schopnost soustavy, systému pri pusobení
  podnetu, se ustálit v rovnovážném stavu ( v
  mezích stability) a po odeznení podnetu se
  vrátit do puvodního, výchozího stavu
• v mechanické variante svoji formu statickou a
  dynamickou

10
Stabilní soustava

• Jako stabilní soustavu si mužeme predstavit
  kyvadlo hodin nebo kulicku v misce

11
Labilní soustava

• Jako labilní soustavu si na rozdíl od predešlého
  príkladu mužeme predstavit kulicku na balónu nebo
  jako inverzní (obrácené) kyvadlo.

12
Stabilisace nestability
13
Homo erectus

• Jak mužete videt, je tento prípad inverzního
  kyvadla velice podobný nám, respektive stoji
  cloveka.
• V anglické literature se používá termín
  Equilibrium (balance) of vertical posture ci
  nesprávne pouze Stability of posture.
• Zde asi nastala ta chyba , jedná se o rovnováhu
  nikoliv stabilitu stoje, protože pokud clovek
  prestane stabilizovat labilní stoj padá na
  podlahu do polohy stabilní!

14
Jak tedy meríme rovnováhu ?

• Jednoduše pevnou ctvercovou desku pripevníme v
  každém rohu na presnou váhu. Když na ní položíme
  teleso meríme tíhu pusobící na každou váhu, tedy
  meríme mini-náklon desky. Z techto hodnot
  vypocítáme pusobište výsledné kontaktní síly
  COP.

15
Pozor COP a ne težište!

• Stabilometr u pohybujícího se telesa nedetekuje
  vertikální prumet težište tela, ale pusobište
  výsledné kontaktní síly - COP.
• COP Centre Of Pressure
• Predstavme si jej jako bod na desce, na který
  kdybychom pusobili celou váhou telesa, namerili
  bychom stejnou polohu jako u telesa samého.

16
Jak COP vzniká ???

• bohužel, výpoctem.

17
radeji srozumitelne

• Na obrázku vidíme soustredné kruhy, které
  predstavují kontaktní plochu telesa s podložkou
  správne, COP je pro všechny kruhy ve spolecném
  stredu.
• Druhý prípad (dvojité inverzní kyvadlo) je
  podobný COP taktéž ve stejném míste.

18
a u cloveka .

• COP je vypocítaná hodnota pouze z pusobících sil
  na podložku.
• Z pohybu COP v case se pohyby udržující stoj
  zpravidla urcit nedají.

19
Na cem pohyby COP u cloveka závisí ?

• Clovek soustava inverzních kyvadel
• Poloha COP tedy závisí na poloze jednotlivých
  kyvadel
• Tedy když cloveka vzprímeného zjednodušíme ..

20
složité rízení rovnováhy
21
Stabilizace nestability
22
Rízení rovnováhy

• U cloveka musí být aktivní udržování vzprímeného
  stoje pomocí svalu.
• Rízení tedy obstarává nervový systém.
• Jak ?

23
nervovým systémem

• Vestibulární aparát
• Zrychlení (0,1/s2)
• Nucleus vestibularis lateralis Deiters
• Aferentace z mozecku
• Tractus vestibulo - spinalis
• Zrakový aparát
• Proprioceptory
• Oligo a Polysynaptické reflexy (latence pod
  100ms)
• Kompenzacní reakce (dopredná a zpštná vazba)

24
Kontaktní charakteristiky

• Neméne duležité je, jak a cím se síla prenáší do
  podložky
• Deformity skeletu
• Onemocnení kloubu
• Atd

25
Historie neuškodí
Teorie statické rovnováhy

• Je pro interpretaci stability vzprímeného stoje
  zcela nevyhovující
• Stabilitní kriteria pracují pouze s prumetem
  težište a jeho polohy ke klopným hranám

26
Historie neuškodí
Teorie oscilacní

• Predpokládá riditelný pasivní typ stabilisace v
  kloubech
• Stabilitní kriteria se opírají o analýzu
  periodicity, o analýzu tvaru x(t) a y(t)
  Fourierovou frekvencní analýzou.
• Do výsledku se silne promítá geometrie hmot (J).
• Bez definovaného podnetu nevypovídá bezpecne o
  strategii stabilizace.

27
Historie neuškodí
Teorie stochastická

• Predpokládá aperiodický pohyb, který je vyvolán
  aktivní stabilisací (pulsní motorky), jejichž
  koordinace je stochastická
• Stabilitní kriteria vychází ze spektrální
  (statistické) analýzy odezvy x(t), y(t) (cetnost,
  histogram apod.)
• Strategie rízení stabilizace je
  neidentifikovatelná

28
Historie neuškodí
Teorie determinovaného chaosu

• Predpokládá výrazné zmeny tvaru odezvy na základe
  dílcích stabilizacních manévru.
• Stabilitní kriteria nejsou zatím spolehlive
  známá. Vycházejí charakteristické dimense
  funkce. Analýza odezvy pracuje z principy
  fraktální geometrie zatím ve vývoji.
• Je velmi citlivá na charakter dílcích komponent
  manévru.

29
Hodncení COP

• Tento graf predstavuje pohyb COP v case, osy x a
  y predstavují pohyb predozadní a bocní.
• Jak je videt nic zajímavého.

30
Rozložení do jednotlivých smeru

• Na horním grafu vidíme pohyb predozadní
• Na dolním bocní
• Dále je vhodné vypocítat rychlost pohybu do obou
  smeru

31
Frekvencní analýza

• Pro urcení frekvencního spektra se vetšinou
  používá Fourierova transformace.
• Modernejší a lepší je Vlnková transformace
  Wavelet.

32
Frekvencní pásma

• Stejne jako u elektrofyziologických metod jako je
  napr. EEG, EMG je možné frekvence hodnotit pomocí
  pásem.

33
Zátežová stabilometrie

• Nucená poloha
• Zavrené x otevrené oci
• Zmena charakteru podložky (molitan, klín, atd)
• Vibracní blokáda jednotlivých svalu
• Transmastoidální el.stimulace n.vestibulocochleari
  s
• Impakt x náklony x rotace podložky
• Pohyby horních koncetin
• Atd.

34
Stabilometry na FTVS

• Bežný stabilometr
• Kistler measurement of ground reaction forces
• Tetrax dve desky s dvema váhami
• XXXX naše kombinované digitální
  pedobarografické zarízení

35
Bežný stabilometr

• Jak bylo receno pevná ctvercová deska pripevnená
  v rozích na ctyri presné elektronické váhy
• V soucasné dobe není na FTVS v provozu
• Nevýhoda umí merit pouze vertikální složku síly
  (tíha).

36
Kistler

• Pevná ctvercová deska pripevnená v rozích na
  ctyri piezoelektrické triaxiální snímace
• Na rozdíl od ostatních stabilometru umí prímo
  zmerit trojrozmerný vektor pusobící síly
• Vysoce citlivý a rychlý
• Není kombinován s pedobarografem
• Lze koupit sklenenou desku a kinematicky
  analyzovat
• Velmi drahý

37
Tetrax

• Dve desky s dvema váhami pata / špicka
• Závisí na sevreném úhlu
• Nemerí COP, ale COG.
• Vhodný pro merení dysbalancí v zatížení pata x
  špicka L x P
• Hodnocení založené na frekvencní analýze

38
XXXX - naše
39
Popis našeho snímace

• snímací deska je poddajná (ohebná ve všech
  smerech) o velikosti 550 x 450 mm
• matice elementárních snímacu v rozložení 100
  (sloupcu) x 75 (rádku)
• samotný senzor má velikost 3 x 3 mm
• prevodník tlak elektrický signál elastomer
  Yokohama Rubber

40
Hodnocení
41
Hodnocení prubehu
42
Co a jak použít ???

• Tot téma k volné diskuzi.

43
Vhodné informacní zdroje

• http//biomech.ftvs.cuni.cz/kab/
• http//biomech.ftvs.cuni.cz/pbpk/
• http//biomech.ftvs.cuni.cz/bm_search/
• www.kistler.ch
• www.humankinetics.com
• Latash Neurophysiological Basis of Movement
• Guyton Medical Physiology
• Winters Biomechanics and Neural Control of
  Posture and Movement

44
Hezky den ?

• Neztrácejte hlavu muže být i hur.
• Rady porady v oblasti objektivizacních metodik
  (Stabilometrie, MOIRE, EMG, Dynamometrie,
  Kinematická analýza, atd) - v laboratori
  Katedry anatomie a biomechaniky c.d. 213 linka
  2068
• Jotahal_at_ftvs.cuni.cz
• Tešíme se na odbornou spolupráci. ?