Posturografie

Posturografie je vyšetření funkce rovnovážného ústrojí. V zásadě se dělí na statickou a dynamickou. U statické posturografie se často setkáváme s názvem stabilometrie.

InfoEditovat

Základní pojmyEditovat


Při vyšetřování funkce na stabilometrické plošině jsou důležité následující pojmy:

Těžiště (COM = Centre of Mass) je pojem, běžně známý z fyziky, jako bod, ve kterém si můžeme představit soustředěnu veškerou tíhu tělesa. Tělese, upevněné pouze v tomto bodě jako na čepu, se nachází v rovnovážné poloze volné. Vedeme-li těžištěm svislici a čep umístíme na ní v místě nad těžištěm, pak těleso na něm upevněné se nachází v rovnovážné poloze stabilní: po vychýlení z této polohy se těleso opět vlivem gravitace vrací zpět do rovnovážné polohy (např. cvičenec, visící volně na hrazdě). Pokud se čep nachází pod těžištěm, potom se jedná o polohu labilní (vratkou), kdy libovolně malá výchylka tělesa je působením gravitace zesilována a dochází de facto k pádu tělesa. Tímto jednoduchým modelem bychom si mohli přiblížit situaci stojícího člověka při absenci dalších, rovnovážných mechanismů.

Vertikální projekce COM směrem na podložku (tj. průsečík svislice s podložkou) se nazývá COG (Centre of Gravity). V labilně rovnovážném stavu se tento bod nachází na stejném místě jako COP (Centre of Pressure), ve kterém působí reakce podložky proti tíze těla. Podle Newtonova zákona akce a reakce jsou v tomto případě obě síly (tíhová a reakční) vyjádřeny dvěma vektory stejné absolutní velikosti, ale opačných směrů, ležících v jedné přímce.

Pokud dojde k vychýlení tělesa z této labilní rovnovážné polohy, pak se svislý průmět tíhového vektoru COG vzdálí od COP, oba vektory se stanou mimoběžnými a vytvoří dvojici protisměrných sil, vzdálenost jejichž vektorů (tj. vzdálenost COG a COP) vytvoří kroutící moment o velikosti

M = G . d

kde M je velikost momentu [Nm], G je tíha tělesa [N] a d je distance mezi COP a COG [m].

M je tedy tíhový moment, který se snaží povalit těleso, opřené pouze v jednom bodě COP v případě, že COG je vychýlen. K povalení ovšem nedojde okamžitě, neboť okamžitému povalení brání setrvačné síly, přesněji moment setrvačnost I [kg.m^2] tělesa, otáčejícího se kolem bodu COP. Analogicky se Newtonovou pohybovou rovnicí translačního pohybu u rotačního pohybu platí:

M = I . alpha

kde alpha [rad.s-2] je otáčivé zrychlení, které otáčivý moment M tělesu o momentu setrvačnosti I udílí.

Pokud bychom takto modelovali případ rigidního tělesa, upevněného čepem k podložce, pak by v průběhu času docházelo k neustálému zvětšování distance d, tím ke zvětšování momentu M a tím i ke stále rostoucímu otáčivému zrychlení aplha, což by ve svém důsledku nutně vedlo k pádu tělesa na podložku.

Aby se zabránilo pádu stojícího člověka, působí při stoji mechanismy, které neustále aktivně přemisťují bod COP v okolí bodu COG, takže výsledný moment M neustále mění svou velikiost i směr; zvyšující se otáčivé zrychlení je vzápětí vyrovnávano přesunem COP tak, že výsledný moment se snaží působit proti tomuto zrychlení a tím zabránit pádu. Ke konečnému vyrovnání ovšem nikdy staticky nemůže dojít a tak výsledkem těchto rovnovážných mechanismů jsou mírné oscilace celého tělesa kolem rovnovážné polohy.

HardwareEditovat

Pro vyšetření se používá posturografická plošina neboli stabilometrická plošina. (Nesprávný název je balanční plošina, což je výraz používaný spíše pro dynamickou posturografii.)

Force Platform KitEditovat

Wii Balance BoardEditovat

WindowsEditovat

Jak tu plošinu připojit přes windows

Ve Win 10:

Připojení přes Bluetooth, spárování:

  • Control Panel
    • Devices and Printers
      • Měl by se hlásit jako: Nintendo RVL-WBC-01
      • Nám se hlásí jako: HomeBalance

Stáhneme setup program: PosturographyTestSetup_v1,0.exe (110MB) Po instalaci:

  • Posturography test
  • WiiBalanceBoardConnector - pro automatizované připojení

Searching for bluetooth devices Devices sync: 0

Posturography test tím pádem chce znova instalovat vše.

Using the Wii Balance Board(TM) as a Low-Cost VR Interaction DeviceEditovat

by Gerwin de Haan, Eric J. Griffith and Frits H. Post.

Editovat

Editovat

ReferenceEditovat

WINTER, D A. Human balance and posture control during standing and walking. Gait & posture, December 1995, Vol. 3, s. 193–214. (anglicky)