Układ do monitorowania czynności oddechowych, w tym częstotliwości i siły oddechu, zaprojektowali naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego. To nie pierwszy ich patent, który może być pomocny w rehabilitacji pacjentów.
Naukowcy z Wydziału Nauk Ścisłych i Technicznych Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach od wielu lat projektują urządzenia, które z powodzeniem mogą być wykorzystywane na przykład w rehabilitacji pacjentów. Jednym z nich jest układ do monitorowania czynności oddechowych, w tym częstotliwości i siły oddechu. Wymienione parametry są istotne szczególnie w przypadku opieki nad chorymi cierpiącymi na schorzenia układu oddechowego, takie jak astma, gruźlica czy mukowiscydoza. Mają także znaczenie w badaniu wydolności płuc sportowców czy w ratownictwie medycznym. Układ świetnie może się sprawdzić również w warunkach domowych, jeśli chcemy monitorować aktualny stan naszego zdrowia. Urządzenie składa się z wielu komponentów. Część zastosowanych w nim elementów to innowacyjne rozwiązania zgłoszone do urzędu patentowego. Dwa z nich zostały właśnie opatentowane.
Niewielki rozmiar i stosunkowo prosta konstrukcja, oszczędność energii dzięki zastosowaniu interfejsu radiowego czy możliwość współpracy z różnymi urządzeniami mobilnymi – wskazują najważniejsze zalety układu naukowcy z UŚ.
Zwracają uwagę na nowy sposób transmisji danych dla nadajników Bluetooth Low Energy (BLE), wbudowany właśnie w tym układzie. Autorami opatentowanych rozwiązań są: dr Paweł Janik, mgr inż. Michał Pielka, dr Małgorzata Janik oraz prof. dr hab. inż. Zygmunt Wróbel.
To nie pierwsze tego typu rozwiązanie opracowane przez śląskich naukowców. Stworzyli także specjalną grę rehabilitacyjną z wykorzystaniem rzeczywistości wirtualnej adresowaną do pacjentów w każdym wieku, wymagających stałej lub czasowej rehabilitacji narządu ruchu, mających problemy pourazowe, a także schorzenia reumatologiczne i ortopedyczne.
Osoba rehabilitowana, dzięki założonemu czujnikowi, może wcielić się w wirtualną postać, na przykład w grach Misiobieg lub Misiolot, a następnie, starając się uniknąć licznych przeszkód, w zależności od fabuły, zbiera plastry miodu lub przemieszcza się między kolejnymi pomieszczeniami na statku kosmicznym – tłumaczą autorzy.
Pacjent musi wykonywać określone ruchy rękami lub tułowiem, aby osiągnąć cel gry, czyli w tym przypadku zebrać jak najwięcej plastrów miodu, jabłek lub przedostać się do określonej liczby pomieszczeń.
W grze można również wykorzystać gogle VR pozwalające znaleźć się pacjentowi w wirtualnej rzeczywistości. Takie rozwiązania mogą być stosowane na przykład do fizjoterapii pacjentów wykonujących ćwiczenia w pozycji siedzącej lub leżącej.
W przypadku opracowanych przez nas rozwiązań cel rehabilitacyjny znajduje się oczywiście na pierwszym miejscu, pacjent nie koncentruje się tylko na wykonywaniu określonych ruchów, lecz również na realizacji kolejnych zadań w grze – komentuje dr Małgorzata Janik. – Spodziewamy się osiągnięcia efektu odwrócenia uwagi na przykład od dolegliwości bólowych, które mogą osłabiać skuteczność rehabilitacji. Możemy przypuszczać, że skupienie się na celu gry pozwoli pacjentowi efektywniej wykonywać plan fizjoterapii, oczywiście pod czujnym okiem rehabilitanta kontrolującego czas i wykonywane ruchy – dodaje.
Jedną z wielu zalet tego typu systemów rehabilitacyjnych jest możliwość personalizacji terapii ruchowej. Fizjoterapeuta ma możliwość wprowadzania do systemu nie tylko rodzaju wykonywanych ćwiczeń poszczególnych części ciała wymagających rehabilitacji, lecz również liczby powtórzeń, zakresu ruchów i czasu ich trwania. Co więcej, system może monitorować pracę rąk, nóg, tułowia czy całego ciała, wykonaną podczas jednej sesji gry przez osobę rehabilitowaną, aby można było ocenić jakość wykonania ćwiczenia.
Zespół naukowców podejmuje również działania w obszarze tekstroniki, nowej dziedziny łączącej w sobie wiedzę z takich zakresów, jak elektronika, włókiennictwo, automatyka. Wykorzystując nowoczesne maszyny do szycia, stworzyli rehabilitacyjną kamizelkę oscylacyjną służącą do udrażniania dróg oddechowych. Rozwiązanie powstało przede wszystkim z myślą o fizjoterapii osób zmagających się z chorobami, w wyniku których w drogach oddechowych gromadzi się i zalega wydzielina, a więc w przypadku np. występowania mukowiscydozy czy astmy oskrzelowej.
Kamizelka to zaawansowany technologicznie produkt, wymagający integracji techniki sterowania z elementami mechanicznym, ukrytymi w specjalnie zaprojektowanym materiale tekstylnym.
Osiem wbudowanych silników wibracyjnych wywołuje drgania kamizelki na tyle silne, że pacjenci odruchowo odksztuszają wydzielinę z płuc. Dodatkowo znajduje się tam specjalna zawleczka, która natychmiast wyłącza urządzenie. Może się zdarzyć, że w wyniku drgań pacjent poczuje się gorzej, wówczas może od razu odłączyć wszystkie układy – wyjaśnia mgr inż. Michał Pielka.
Urządzenie jest stosunkowo ciężkie, ponieważ zawiera elementy mechaniczne oraz zainstalowany akumulator umożliwiający kilkugodzinną ciągłą pracę urządzenia. Naukowcy zaznaczają jednak, że po założeniu ciężar kamizelki nie jest aż tak odczuwany. Poza tym, jak dodają, wielkość urządzenia może być dopasowywana do określonej grupy odbiorców, w tym dzieci.
źródło: UŚ