Na pomoc ortopedii i fyzioterapii
Plantograf je kompaktní přenosný přístroj (v provedení pevné desky nebo elastické plenky), který spolu s připojeným PC v reálném čase zpracovává signály o průběhu tlaků ve statickém i dynamickém režimu zatěžování. Umožňuje diagnostikovat již vzniklé ortopedické poruchy a je schopen upozornit na patologické změny a tím předcházet vzniku chorobných stavů. „Konstrukce snímače principiálně vychází z využití závislosti mezi změnou odporu vodivého elastomeru a působením mechanického tlaku,“ vysvětluje autor snímacího prvku doc. Ing. Jaromír Volf, DrSc., z Ústavu přístrojové a řídicí techniky Fakulty strojní ČVUT v Praze a dodává: „Samotný snímač tvoří 7 500 čidel o velikosti 3 × 3 mm, která jsou tvořena křížením pásových vodičů elektrod, proložených fólií vodivého elastomeru. Snímač je řízen elektronickými obvody naší vlastní konstrukce, které zajišťují jeho správnou funkci a přenos získaných dat do počítače, kde mohou být následně zpracována.“ Systém umožňuje analýzu 60 snímků za 200 ms, tedy 300 snímků za jedinou sekundu, což ho podle doc. Volfa řadí k nejrychlejším na světě. Snímač má rozlišovací schopnost 4 mm, měřicí rozsah tlaků 0 až 414 kPa a snese rázové přetížení až 10 MPa. Zařízení umožňuje měření ve dvou základních režimech. Průběžné měření zobrazuje aktuální rozložení tlaků na snímači v reálném čase. Tento režim slouží přede především k nastavení parametrů s okamžitou vizuální kontrolou pro pozdější přesné měření nebo k získání jednorázových snímků, které lze uložit. Režim přesného měření již data v průběhu měření nezobrazuje, ale přímo ukládá na interní harddisk pro jejich pozdější přenos do počítače. Kapacita disku umožňuje až čtyřhodinový záznam.
Uplatnění v medicíně i průmyslu
Své využití najde plantograf podle doc. Volfa především v oblasti ortopedie a biomechaniky při studiu rozložení tlaku na ploskách chodidel a jeho dynamických změn během kroku. „Stanovení těchto hodnot a jejich časového průběhu jsou cennými informacemi, které přispívají k diagnostice poruch motoriky nebo ortopedických vad a slouží jako podklad například k výrobě ortopedických vložek dle individuálních potřeb pacienta,“ říká doc. Volf. Ve fyzioterapii by systém mohl být využíván zejména pro vývoj rehabilitačních pomůcek, protéz nebo při získávání biologické zpětné vazby. V pružném provedení najde své uplatnění při měření patologických tlaků působících na povrch těla, dále při preventivním zjišťování míst s rizikem vzniku proleženin nebo při návrhu sedaček pro paraplegiky. Kromě medicínských aplikací lze plantograf využívat i v různých průmyslových odvětvích, kde je třeba znát rozložení tlaků. Například v automobilovém a leteckém průmyslu pro návrh anatomického tvaru sedaček i opěradel nebo v robotice pro určování stability a vyvažování robotů. „V současné době používá plantograf kromě našeho ústavu ještě dalších pět pracovišť. Pro medicínské účely Rehabilitační klinika FN Královské Vinohrady v Praze, pro testování sportovců a metodologii Fakulta tělesné výchovy a sportu UK v Praze, dále FN Hradec Králové pro výuku studentů a Laboratoř biomechaniky naší fakulty pro výzkumné záměry. Technické univerzitě v Liberci pak slouží pro měření tvaru sedaček v automobilovém průmyslu a pro zjišťování přenosu vibrací do těla řidiče,“ konstatoval J. Volf.
O tom, že se jedná o unikátní přístroj, svědčí, že již jeho první verze získala v roce 1998 cenu Inovace roku udělenou Asociací inovačního podnikání ČR poprvé v historii vysokoškolskému pracovišti. O sedm let později získal plantograf čestné uznání, tedy druhou cenu Inovace roku 2005. „Samozřejmě neustále pracujeme na vývoji konstrukce, elektroniky i softwaru. Na podzim letošního roku bychom chtěli představit nový prototyp snímače, který bude mít dokonalejší konstrukci, takže se zrychlí jeho činnost. Dosáhneme snímkové frekvence až 1 000 Hz, což je třikrát více, než umožňuje současný systém,“ prozradil budoucnost plantografu doc. Volf.
Zdroj:
