TecnoBody MOTION ANALYSIS TMA. Rehabilitation Systems

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Lorenza Spinelli
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1 TecnoBody TM Rehabilitation Systems MOTION ANALYSIS TMA

Questa soluzione tecnica, la sola possibile sino a pochi anni fa, presenta tre grossi problemi: Lo spazio fisico per la disposizione delle telecamere.

L Analisi del Movimento Senza Telecamere Analizzare il movimento del corpo umano è stato sempre un argomento di grande interesse scientifico per molti ricercatori già nei primi anni del nostro secolo

2 Questa soluzione tecnica, la sola possibile sino a pochi anni fa, presenta tre grossi problemi: Lo spazio fisico per la disposizione delle telecamere. I tempi di calibrazione e posizionamento dei marcatori. I costi elevati. L Analisi del Movimento Senza Telecamere Analizzare il movimento del corpo umano è stato sempre un argomento di grande interesse scientifico per molti ricercatori già nei primi anni del nostro secolo grazie alle riprese cinematografiche. È però negli anni 80, con l evento prepotente dell informatica e dei computer, che tale disciplina acquista una base scientifica solida e consolidata. Ma da allora, anche se la misurazione si è perfezionata sempre più, la tecnologia di base è rimasta sempre quella: il posizionamento di marcatori sul corpo e la rilevazione della posizione nello spazio con telecamere fisse. Tre problemi che hanno impedito in tutti questi anni la grande diffusione dell analisi del movimento relegandola solo alla ricerca pura. Infatti oggi, nel panorama riabilitativo, si osserva un netto scollamento tra la ricerca bio-ingegneristica e la reale applicazione clinica dell analisi del movimento. In questo contesto i sensori inerziali TecnoBody rappresentano una vera rivoluzione in ambito riabilitativo. La loro semplicità, versatilità, cambierà radicalmente nei prossimi anni la classica Analisi del Movimento. Grazie a questa nuova tecnologia, dopo una prima fase valutativa, l operatore dispone di un feed-back del movimento estremamente preciso ed accurato in grado di correggere in tempo reale l atteggiamento posturale del paziente o la dinamica di atti motori alterati. Inoltre la nuova frontiera dell Analisi del Movimento è il collegamento con programmi di Terapia Occupazionale Virtuali (Virtual Occupational Theraphy) nei quali il paziente è immerso in ambienti virtuali per lo svolgimento di attività motorie di vita quotidiana (ordinare la cucina, pulire il tavolo, pulire i vetri, ecc). Analisi del Movimento e Riabilitazione Funzionale. Due mondi ora in stretto contatto! TM TecnoBody Rehabilitation Systems 2 3

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4 Un sistema modulare Il sistema di analisi del movimento TecnoBody è stato progettato per essere modulare. Tre colori, tre moduli per distinguere in modo chiaro ed inequivocabile le tre parti fondamentali del nostro corpo: arti superiori, tronco e arti inferiori. Rispettivamente: orange module, green module e blue module. La modularità del sistema permette all operatore di valutare e riabilitare solo il distretto anatomo-funzionale di suo interesse e quindi concentrare meglio l attenzione del paziente. ORANGE MODULE GREEN MODULE BLU MODULE 6 7

ORANGE MODULE - ARTO SUPERIORE La valutazione dell arto superiore con i

tronco, può vedere ed analizzare dinamicamente in un ambiente virtuale -

Innumerevoli le valutazioni possibili offerte dal sistema, come il ROM 3D

Virtual Occupational Therapy L enorme potenzialità dell analisi del

Ciò significa che grazie a questa nuova tecnologia è possibile

5 ORANGE MODULE - ARTO SUPERIORE La valutazione dell arto superiore con i sensori inerziali TecnoBody si dimostra estremamente semplice ed intuitiva. L operatore dopo aver applicato i sensori al braccio del paziente e al tronco, può vedere ed analizzare dinamicamente in un ambiente virtuale - tridimensionale il movimento dell arto superiore. Innumerevoli le valutazioni possibili offerte dal sistema, come il ROM 3D dinamico, le velocità, le accelerazioni, ecc. Virtual Occupational Therapy L enorme potenzialità dell analisi del movimento TecnoBody è nella terapia occupazionale. Ciò significa che grazie a questa nuova tecnologia è possibile ricostruire ambienti virtuali o di realtà potenziata nei quali il paziente si può immergere per un training riabilitativo dinamico ed interattivo. Questa modalità operativa rappresenterà il futuro della classica occupational therapy. 8 9

MJS Inertial Particolarmente innovativa e rivoluzionaria è l applicazione dei sensori inerziali nei sistemi

I sensori inerziali consentono di espandere enormemente la versatilità del sistema MJS consentendo all

assistita è quella più delicata o importante.

dalla spinta idrostatica in acqua. movimento della spalla nello spazio 3D.

scollegare il sensore inerziale al sistema MJS.

6 MJS Inertial Particolarmente innovativa e rivoluzionaria è l applicazione dei sensori inerziali nei sistemi Multi Joint System per la valutazione - riabilitazione della spalla. I sensori inerziali consentono di espandere enormemente la versatilità del sistema MJS consentendo all operatore di seguire in modo accurato e preciso il paziente nelle tre fasi riabilitative fondamentali della spalla: assistita, neutra, carico. FASE SCARICO 60% FASE NEUTRA 20% FASE DI CARICO 20% Nella rieducazione della spalla la fase di scarico o assistita è quella più delicata o importante. Il Sistema light-g di MJS consente una fase di scarico estremamente graduale e soft simile a quella ricevuta dalla spinta idrostatica in acqua. movimento della spalla nello spazio 3D. Quando il paziente è in grado di muovere autonomamente l arto superiore e vincere la gravità è possibile scollegare il sensore inerziale al sistema MJS. In tal caso il sensore inerziale comunica tramite wireless al computer e il paziente svincolato dalla meccanica del sistema MJS. Successivamente alla fase neutra, l operatore ricollega il sensore inerziale al sistema MJS per sfruttarne il lavoro isotonico ad aria compressa dei 3 motori: F1 pettorali e muscoli posteriori della cuffia, F2 deltoide, F3 intra - extra rotatori. Il sensore inerziale rileva il è mente libero e 10 11

GREEN MODULE - TRONCO Riabilitazione - Postura Estremamente

Sfruttando un potentissimo feed-back il paziente può

nella linea dei sistemi propriocettivi ProKin.

tronco in posizione eretta durante in training

7 GREEN MODULE - TRONCO Riabilitazione - Postura Estremamente utile è la riabilitazione del tronco con sensori inerziali. Sfruttando un potentissimo feed-back il paziente può correggere il proprio assetto posturale dinamico sia della zona pelvica che dorsale. I sensori inerziali si inseriscono perfettamente anche nella linea dei sistemi propriocettivi ProKin. Due le applicazione principali: il controllo dinamico del tronco in posizione eretta durante in training propriocettivo e, in posizione seduta, il controllo posturale del tronco. Il modulo inerziale verde consente una valutazione dinamica del tronco. Dotato di due sensori, uno posizionato sulla zona lombare ed uno su quella dorsale, permette di rilevare l inclinazione antroposteriore, destra-sinistra del tronco e, per la prima volta, anche la rotazione sul proprio asse

BLU MODULE - ARTO INFERIORE E Riabilitazione Disponendo

catturare l attenzione del paziente su uno specifico

Potersi guardare mentre camminiamo o corriamo è alla

Oggi tutto questo è possibile grazie ai nuovi sensori

8 BLU MODULE - ARTO INFERIORE E Riabilitazione Disponendo di una immagina dinamica 3D l operatore può correggere e catturare l attenzione del paziente su uno specifico distretto anatomico come il tronco, le braccia, la zona pelvica, ecc. Quello che una volta sembrava impossibile oggi è realtà. Potersi guardare mentre camminiamo o corriamo è alla base di una corretta riabilitazione funzionale. Oggi tutto questo è possibile grazie ai nuovi sensori inerziali di TecnoBody in grado di dare al paziente un potente feedback in tempo reale del proprio atto motorio

9 Valutazione Chinesiologica I Sensori inerziali sono potentissimi inclinometri tridimensionali. Sfruttando questa loro proprietà, anche disponendo di un singolo sensore inerziale (black module), è possibile rilevare gli angoli funzionali di molte articolazioni. Il software, molto accurato, guida l operatore nella misurazione consentendo successivamente la memorizzazione dei dati acquisiti. ORANGE MODULE GREEN MODULE BLU MODULE 16 17

ON ARTO SUPERIORE MODULI APPLICAZIONE Valutazione del movimento ORANGE 3D Arto Superiore Virtuarl O.T. Arto Superiore Valutazione Chinesiologica BLACK ARTO SUPERIORE - TRONCO MODULI APPLICAZIONE Valutazione del movimento ORANGE 3D Arto Superiore e Tronco Virtual O.

chinesilogica TRONCO - ARTO INFERIORE MODULI APPLICAZIONE Sensors Dimension (Weight/Size) proximity sensor 50 x 80 x 30 mm (80g) extremity sensor 50 x 80 x 30 mm (50g)

4 GHz Sampling Frequency 25 Hz 50 Hz Operation time / Charging time 8 hours / 4 hours Trasmission Range 20 m indoor 50 m open space Orientation range 360 about all axes

5 % Gyro range 500/sec (pitch /roll) 500/sec (yaw) Gyro bias stability < 100 deg/hr @ 25C (pitch /roll) < 100 deg/hr @ 25C (yaw) Gyro nonlinearity < 1% Magnetometer range 6

10 Configurazioni TECHNICAL SPECIFICATION ARTO SUPERIORE MODULI APPLICAZIONE Valutazione del movimento ORANGE 3D Arto Superiore Virtuarl O.T. Arto Superiore Valutazione Chinesiologica BLACK ARTO SUPERIORE - TRONCO MODULI APPLICAZIONE Valutazione del movimento ORANGE 3D Arto Superiore e Tronco Virtual O.T. Arto Superiore e GREEN Tronco Valutazione Chinesiologica TRONCO MODULI APPLICAZIONE Valutazione del movimento GREEN 3D Tronco Virtual O.T. Tronco Valutazione chinesilogica TRONCO - ARTO INFERIORE MODULI APPLICAZIONE Sensors Dimension (Weight/Size) proximity sensor 50 x 80 x 30 mm (80g) extremity sensor 50 x 80 x 30 mm (50g) Communication Bluetooth GHz Sampling Frequency 25 Hz 50 Hz Operation time / Charging time 8 hours / 4 hours Trasmission Range 20 m indoor 50 m open space Orientation range 360 about all axes Acceleration range 6g Acceleration bias stability 0.5 mg for X, 25C 1.6 mg for 25C Accelerometer nonlinearity < 0.5 % Gyro range 500/sec (pitch /roll) 500/sec (yaw) Gyro bias stability < C (pitch /roll) < C (yaw) Gyro nonlinearity < 1% Magnetometer range 6 Gauss Magnetometer nonlinearity < 1 % Magnetometer bias stability C Orientation accuracy < 0.5 typical for static conditions and arbitrary attitude < 2.0 typical for dynamic (cyclic) test conditions Orientation resolution <0.05 (pitch/roll) <0.05 (yaw) GREEN BLU BLU Valutazione del Movimento 3D Tronco e Arto Inferiore Virtual O.T. tronco Arto Inferiore Valutazione Chinesiologica COMPLETO MODULI APPLICAZIONE ORANGE ORANGE GREEN BLU Valutazione del Movimento Total Body Virtual O.T. Total Body Valutazione chinesiologica BLU SINGOLO SENSORE 3D MODULI APPLICAZIONE Valutazione Chinesiologica 18

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