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at - Automatisierungstechnik

Methoden und Anwendungen der Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik

[AT - Automation Technology: Methods and Applications of Control, Regulation, and Information Technology
]

Editor-in-Chief: Bretthauer, Georg

12 Issues per year


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ISSN
2196-677X
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Volume 59, Issue 10 (Oct 2011)

Issues

Entwicklung eines Biofeedback-Systems zur Regelung der Leistung, Herzrate und Sauerstoffaufnahme für robotische Kipptisch-Therapie

Lukas Bichsel / Michael Sommer. / Kenneth J. Hunt
Published Online: 2011-10-12 | DOI: https://doi.org/10.1524/auto.2011.0953

Zusammenfassung

Jüngere Therapieformen für Patienten mit Querschnittlähmung oder Schlaganfall, insbesondere zur Therapie von Orthostatischer Hypotonie, sehen Vertikalisierung und passive Beinbewegung vor, u. a. unter Verwendung automatischer Kipptische mit robotischen Beinantrieben. Dieser Beitrag schlägt die Weiterentwicklung eines solchen Gerätes vor, um dem Patienten aktive Teilnahme an der Therapie zu ermöglichen, wobei er willentlich seine eigene Leistung regeln kann, basierend auf visuellem Biofeedback. Gleichzeitig wird seine physiologische Belastung via Herzrate bzw. Sauerstoffaufnahme digital geregelt, durch Anpassung der visualisierten Soll-Leistung. Dadurch könnte die individuelle kardiopulmonale Leistungsfähigkeit des Patienten gezielt gesteigert werden. Diese Weiterentwicklung wurde prototypisch an einem Kipptisch vorgenommen, durch Einbau geeigneter Sensoren und Peripheriegeräte für digitale Regelung, Bedienung und Visualisierung. Tests im Rahmen einer rein technischen Validierungsstudie mit mehreren körperlich gesunden männlichen Testpersonen lieferten positive Ergebnisse, sowohl hinsichtlich der willentlichen Leistungsregelung der Individuen als auch des Regelverhaltens der digitalen Belastungsregler.

Abstract

Recent forms of therapy for spinal cord injury and stroke patients, especially for therapy of orthostatic hypotension, suggest among others verticalisation and passive leg movement by use of automatic tilt tables with robotic actuators. This article suggests the enhancement of such a device with the goal of enabling the patient´s active participation by allowing him to control his own work rate, based on visual biofeedback. At the same time the amount of the patient´s physiological stress is digitally controlled by adjustment of the visualised target work rate. As a result the patient´s cardio-pulmonary performance may be systematically increased. This enhancement has been realised as a prototype by integration of appropriate sensors and peripherical devices for digital control, operation and visualisation. Tests in line with a strictly technical validation study with several able-bodied male test persons yielded positive results, regarding the volitional work rate control by the individuals as well as the control behavior of the digital stress controllers.

Keywords: orthostatistische Hypotonie; Schlaganfall; SCI; Kipptisch; Gangrehabilitation

About the article

* Correspondence address: BFH-TI, Pestalozzistr. 20, 3400 Burgdorf, Schweiz,


Published Online: 2011-10-12

Published in Print: 2011-10-01


Citation Information: at - Automatisierungstechnik Methoden und Anwendungen der Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik, ISSN (Print) 0178-2312, DOI: https://doi.org/10.1524/auto.2011.0953.

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Jittima Saengsuwan, Lucia Berger, Corina Schuster-Amft, Tobias Nef, and Kenneth J. Hunt
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Kenneth J. Hunt, Simon E. Fankhauser, and Jittima Saengsuwan
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