Πλατφόρμα εικονικής πραγματικότητας για την υποβοήθηση αποκατάστασης μυϊκών τραυματισμών

Abstract

Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η υλοποίηση μίας πλατφόρμας για την υποβοήθηση της αποκατάστασης των άνω άκρων από μυϊκούς τραυματισμούς. Η πλατφόρμα αποτελείται από μία συσκευή ανίχνευσης (tracking device), δύο ειδικά βαράκια φυσιοθεραπείας και μία εφαρμογή εικονικής πραγματικότητας. Η συσκευή ανίχνευσης εκπαιδεύτηκε για να αναγνωρίζει τη θέση στην οποία βρίσκονται κάθε στιγμή τα δύο βαράκια ώστε να ανιχνεύει την κίνηση του ασθενούς. Τα δεδομένα που παράγονται από τη συσκευή ανίχνευσης μεταφέρονται στον υπολογιστή μέσω σύνδεσης με το πρωτόκολλο IP και επηρεάζουν σε πραγματικό χρόνο το εικονικό περιβάλλον. Η εφαρμογή που αναπτύχθηκε έχει τη μορφή παιχνιδιού ώστε να κεντρίσει το ενδιαφέρον του ασθενούς. Στο παιχνίδι αυτό, ορίζεται μία τροχιά για κάθε χέρι την οποία ο ασθενής προσπαθεί να εκτελέσει με την κίνηση των χεριών του. Η τροχιά ορίζεται με τη βοήθεια του γιατρού πριν την έναρξη της προσπάθειας και μπορεί να αποτελέσει οποιαδήποτε καμπύλη του χώρου. Έτσι, ουσιαστικά προσαρμόζουμε την άσκηση στον εκάστοτε ασθενή και τη σωματοδομή του. Η άσκηση μπορεί να εκτελεστεί με ένα ή και με τα δύο χέρια. Επίσης, η ταχύτητα εκτέλεσης της άσκησης είναι προσαρμόσιμη στις δυνατότητες και τις ανάγκες του κάθε ασθενούς. Μετά την εκτέλεση της άσκησης ο ασθενής μπορεί να δει στην οθόνη της εφαρμογής τα αποτελέσματα της προσπάθειάς του, αλλά και κατά τη διάρκεια της άσκησης έχει άμεση πληροφόρηση για το αν την εκτελεί σωστά.

The goal of this thesis is the development of a platform intended to help the process of trauma rehabilitation of upper limbs. The platform contains a tracking device, two dumbbells specially designed for physical therapy and a virtual reality computer application. The tracking device is trained to detect the momentary position of the two dumbbells in order to trace the patient's moves. The data generated by the tracking device are passed to the computer through an Internet Protocol (IP) connection and affect in real time the virtual environment. The application is developed as a game in order to draw the patient's interest. In this game, the patient tries to follow a curve by moving each of his/her hands around space. The curve of each hand is defined at the beginning of the application using the doctor's assistance. The curve of every hand can be any curve in space that the patient's hand can follow. Therefore, the exercise is adjustable on every patient and his/her body structure. The rehabilitation exercise can be performed with either one or both hands. The speed of exercise execution is also adjustable on every patient's abilities and needs. By the end of the exercise, patient is given feedback of his/her performance on the application screen and he/she is also provided with real time performance feedback during the exercise.