Asistivní technologie a senzorové systémy

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra biomedicínské informatiky

Anotace:

Předmět nabízí přehlednou informaci o možnostech využití moderních ICT technologií v oblasti tvorby asistivních pomůcek a dohledových systémů 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 medicínské problematice nejčastějších druhů postižení či poruch.

Požadavky:

Forma ověření studijních výsledků: Pro získání zápočtu bude nutné odevzdat 7 domácích cvičení a 2 zápočtové úlohy se ziskem minimálně 50% bodů. Teoretické znalosti budou ověřeny formou písemné zkoušky s ústním dozkoušením.

Požadavky na studenty: Povinná účast na cvičeních (max. 2 absence).

Osnova přednášek:

1.Možnosti využití informačních a komunikačních technologií pro zdravotní a sociální péči. Přehled aktuálních řešení v oblasti asistivních technologií, kompenzačních pomůcek a telemedicíny.

2.Informační zdroje, které nabízejí přehled existujících pomůcek pro kompenzaci různých vad. Základní technické stavební prvky používané v aktuálních asistivních technologiích.

3.Zrakové postižení - zrakové vady, optické a optoelektronické pomůcky. Speciální SW a multimodální komunikace. Sluchové vady a komunikace neslyšících. Kochleární implantát: princip práce, způsob aplikace a zkušenosti s ním.

4.Problematika kognitivních poruch (např. poruchy komunikace, učení či paměti) a možnosti technické podpory při jejich řešení. Zjednodušené ovladače a další speciální pomůcky pro podporu samostatnosti.

5.Pomůcky v diagnostice a rehabilitaci pohybového aparátu. MoCap systémy. Konstrukce inerciálních a kamerových systémů záznamu pohybu v klinické praxi. Konstrukce siloměrných a tlakoměrných plošin, koberců a vložek. Měření a hodnocení kinematiky a dynamiky pohybu těla.

6.Motorické postižení a využití speciálních technologií. Rozdělení motorických postižení. Kompenzační pomůcky pro osoby s motorickým postižením, rozdělení. Metody volby kompenzačních pomůcek. Komunikace s počítačem prostřednictvím očních pohybů. Robot jako jedna ze složek pečovatelských služeb.

7.Adjuvatika, pomůcky pro usnadnění osobní mobility. Konstrukce a výroba berlí, speciálních lůžek, chodítek, zvedáků a invalidních vozíků. Mechatronické systémy pomůcek pro usnadnění mobility.

8.Končetinové protézy a jejich rozdělení. Amputační schéma. Konstrukce protéz. Protetometrie, snímání sádrového negativu. Konstrukce protéz horních končetin. Konstrukce protéz dolních končetin. Systémy chytrých končetinových protéz. Pohonné a senzorové podsystémy protetických pomůcek.

9.Ortézy a jejich rozdělení. Konstrukce ortéz. Ortézy končetinové, ortoprotézy, ortézy trupové. Technika výroby protéz a ortéz. Pohonné a senzorové podsystémy chytrých ortéz.

10.Biofeedback. Možnosti využití počítačových her či jiných motivačních nástrojů pro zvýšení informovanosti a zodpovědnosti pacienta. Metody a principy využité v technologiích biofeedback.

11.Architektura dohledových systémů - definice, principy, související etické problémy, otázky bezpečnosti. IoT, AAL a specializované služby pro seniory. Telemedicína a telerehabilitace. Monitorování dodržování lékařských doporučení.

12.Technologie v roli společníka či rádce. Možnosti využití produktů vybavených umělou inteligencí pro podporu samostatnosti uživatele. Principy a možnosti využití konverzačních a dialogových systémů.

13.Rozhraní mozek – počítač (BCI, brain-gate systém): principy a omezení. Další výhledy do budoucnosti, např. principy funkce některých produktů nahrazujících smysly.

14.Standardy, doporučení a předpisy pro vývoj technologií používaných uživateli s postižením.

Osnova cvičení:

1.Možnosti využití informačních a komunikačních technologií pro zdravotní a sociální péči. Přehled aktuálních řešení v oblasti asistivních technologií, kompenzačních pomůcek a telemedicíny.

2.Informační zdroje, které nabízejí přehled existujících pomůcek pro kompenzaci různých vad. Základní technické stavební prvky používané v aktuálních asistivních technologiích.

3.Zrakové postižení - zrakové vady, optické a optoelektronické pomůcky. Speciální SW a multimodální komunikace. Sluchové vady a komunikace neslyšících. Kochleární implantát: princip práce, způsob aplikace a zkušenosti s ním.

4.Problematika kognitivních poruch (např. poruchy komunikace, učení či paměti) a možnosti technické podpory při jejich řešení. Zjednodušené ovladače a další speciální pomůcky pro podporu samostatnosti.

5.Pomůcky v diagnostice a rehabilitaci pohybového aparátu. MoCap systémy. Konstrukce inerciálních a kamerových systémů záznamu pohybu v klinické praxi. Konstrukce siloměrných a tlakoměrných plošin, koberců a vložek. Měření a hodnocení kinematiky a dynamiky pohybu těla.

6.Motorické postižení a využití speciálních technologií. Rozdělení motorických postižení. Kompenzační pomůcky pro osoby s motorickým postižením, rozdělení. Metody volby kompenzačních pomůcek. Komunikace s počítačem prostřednictvím očních pohybů. Robot jako jedna ze složek pečovatelských služeb.

7.Adjuvatika, pomůcky pro usnadnění osobní mobility. Konstrukce a výroba berlí, speciálních lůžek, chodítek, zvedáků a invalidních vozíků. Mechatronické systémy pomůcek pro usnadnění mobility.

8.Končetinové protézy a jejich rozdělení. Amputační schéma. Konstrukce protéz. Protetometrie, snímání sádrového negativu. Konstrukce protéz horních končetin. Konstrukce protéz dolních končetin. Systémy chytrých končetinových protéz. Pohonné a senzorové podsystémy protetických pomůcek.

9.Ortézy a jejich rozdělení. Konstrukce ortéz. Ortézy končetinové, ortoprotézy, ortézy trupové. Technika výroby protéz a ortéz. Pohonné a senzorové podsystémy chytrých ortéz.

10.Biofeedback. Možnosti využití počítačových her či jiných motivačních nástrojů pro zvýšení informovanosti a zodpovědnosti pacienta. Metody a principy využité v technologiích biofeedback.

11.Architektura dohledových systémů - definice, principy, související etické problémy, otázky bezpečnosti. IoT, AAL a specializované služby pro seniory. Telemedicína a telerehabilitace. Monitorování dodržování lékařských doporučení.

12.Technologie v roli společníka či rádce. Možnosti využití produktů vybavených umělou inteligencí pro podporu samostatnosti uživatele. Principy a možnosti využití konverzačních a dialogových systémů.

13.Rozhraní mozek – počítač (BCI, brain-gate systém): principy a omezení. Další výhledy do budoucnosti, např. principy funkce některých produktů nahrazujících smysly.

14.Standardy, doporučení a předpisy pro vývoj technologií používaných uživateli s postižením.

Cíle studia:

Studijní materiály:

Doporučená literatura:

[1] COOK A.M, MILLER J.: Assistive Technologies. Principles and Practice, Mosby Elsevier 2008, ISBN 978-0-323-03907-9

[2] TOMANDL, Jan a Irena ŠESTÁKOVÁ. Architektonické řešení prostředí pro osoby s Parkinsonovou nemocí. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2014. ISBN 978-80-01-05644-8.

Povinná literatura:

[3] KUTÍLEK, Patrik a Adam ŽIŽKA. Vybrané kapitoly z experimentální biomechaniky. V Praze: České vysoké učení technické, 2012. ISBN 978-80-01-04993-8. [4] ŽIVČÁK J. a kol., Základy bioniky a biomechaniky, Prešov: ManaCon, 2004, ISBN 80-89040-25-X.

[5] KUTÍLEK, Patrik, Lubomír POUŠEK a Adam ŽIŽKA. Praktika z rehabilitačního inženýrství a protetiky-ortotiky. V Praze: České vysoké učení technické, 2011. ISBN 978-80-01-04682-1.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Navazující magisterská studijní specializace Asistivní technologie (povinný předmět)