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Sistemi a Biofeedback e Realt à Virtuale per la Riabilitazione Motoria

Sistemi a Biofeedback e Realt à Virtuale per la Riabilitazione Motoria. D ottorato di Ricerca in Bioingegneria , XIX ciclo, a.a 2005/2006 Marco Dozza. Supervisore: Prof. Angelo Cappello DEIS – Università di Bologna. Controrelatore: Prof. Carlo Marchesi DSI – Università di Firenze.

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Sistemi a Biofeedback e Realt à Virtuale per la Riabilitazione Motoria

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Presentation Transcript

  1. Sistemi a Biofeedback e Realtà Virtuale per la Riabilitazione Motoria Dottorato di Ricerca in Bioingegneria, XIX ciclo, a.a 2005/2006 Marco Dozza Supervisore: Prof. Angelo Cappello DEIS – Università di Bologna Controrelatore: Prof. Carlo Marchesi DSI – Università di Firenze Cosupervisori: Prof.ssa Fay Horak- NSI – Oregon Health & Sciences University Dott. Ing. Lorenzo Chiari– DEIS – Università di Bologna

  2. Marco Dozza – SISTEMI A BIOFEEDBACK E REALTA’ VIRTUALE PER LA RIABILITAZIONE MOTORIA – a.a. 20052006 Attività di Ricerca • Messa a punto di protocolli sperimentali orientati a compiti dinamici e tesi a quantificare l’apprendimento di un compito motorio con l’ausilio di biofeedback. • Sperimentazionein vivo (su soggetti sani e con patologia vestibolare unilaterale) di sistemi ad audio-biofeedback (ABF) e biofeedback tattile (TBF). • 2 mesi di attività sperimentale sono stati svolti presso l’Oregon Health & Science University di Portland, OR. • 2 articoli relativi agli studi realizzati precedentemente in questo dottorato sono stati pubblicati.

  3. Marco Dozza – SISTEMI A BIOFEEDBACK E REALTA’ VIRTUALE PER LA RIABILITAZIONE MOTORIA – a.a. 2005/2006 ABF durante la postura eretta perturbata • Tredici soggetti sani (età 33±7 anni, altezza 175±10 cm, peso 78±18 Kg) • Pedana rotante con una funzione pseudorandom • Variabili misurate: COP, Accelerazioni L5 e C7, posizioni di anca e spalla in ML. • L’ABF retroazionava l’informazione di pedana secondo quattro modalità di diverso contenuto informativo (Fig in basso) • I soggetti sono stati testati in 3 blocchi composti da 5 condizioni randomizzate • Analisi: SD delle misure (COP, AccL5, AccC7)

  4. Marco Dozza – SISTEMI A BIOFEEDBACK E REALTA’ VIRTUALE PER LA RIABILITAZIONE MOTORIA – a.a. 2005/2006 ABF durante la postura eretta perturbata • Performance migliore con ABF codificante l’informazione piú completa • Performance peggiore senza ABF • Apprendimento nel tempo in tutte le condizioni • Biofeedback sempre vantaggioso anche dopo l’apprendimento spontaneo • Differenze fra il contenuto informativo dell’ABF prevalentemente all’inizio • Perfino un semplice allarme è utile dopo un training intensivo

  5. Marco Dozza – SISTEMI A BIOFEEDBACK E REALTA’ VIRTUALE PER LA RIABILITAZIONE MOTORIA – a.a. 2005/2006 ABF durante la postura eretta perturbata • Accelerazione a L5 e COP si comportano in modo similare • L’accelerazione a C7 aumenta col biofeedback suggerendo un diverso tipo di controllo posturale in presenza di biofeedback acustico rispetto alla condizione senza ABF.

  6. Marco Dozza – SISTEMI A BIOFEEDBACK E REALTA’ VIRTUALE PER LA RIABILITAZIONE MOTORIA – a.a. 2005/2006 Biofeedback Tattile (TBF) durante la camminata • Nove soggetti con severa insufficienza vestibolare unilaterale (UVL; 49±11 anni, altezza: 172±10cm, e peso: 89±21kg) • 2 Gruppi • 2 sessioni sperimentali (una con e una senza TBF) • 30 camminate tandem per ciascuna sessione • 0.5 Hz frequenza del passo • Il TBF informava dell’inclinazione ML del tronco

  7. Marco Dozza – SISTEMI A BIOFEEDBACK E REALTA’ VIRTUALE PER LA RIABILITAZIONE MOTORIA – a.a. 2005/2006 TBF durante la camminata • Dati registrati • Cinematica da Motion Analysis • Inclinazione medio-laterale • Parametri analizzati • Deviazione standard dell’inclinazione • Deviazione standard del COM • Variabilità del passo • Frequenza del passo [esempio Matlab]

  8. Marco Dozza – SISTEMI A BIOFEEDBACK E REALTA’ VIRTUALE PER LA RIABILITAZIONE MOTORIA – a.a. 2005/2006 TBF durante la camminata

  9. Marco Dozza – SISTEMI A BIOFEEDBACK E REALTA’ VIRTUALE PER LA RIABILITAZIONE MOTORIA – a.a. 2005/2006 TBF durante la camminata

  10. Marco Dozza – SISTEMI A BIOFEEDBACK E REALTA’ VIRTUALE PER LA RIABILITAZIONE MOTORIA – a.a. 2005/2006 Pubblicazioni su riviste internazionali: • M. Dozza, L. Chiari, B. Chan, L. Rocchi, F.B. Horak and A. Cappello, “Influence of a Portable Audio-Biofeedback Device on Structural Properties of Postural Sway”, J Neuroengineering Rehabil. , vol.2:13, 31 May 2005. • M. Dozza, L. Chiari and F.B. Horak, “Audio-biofeedback improves balance in patients with bilateral vestibular loss”, Arch. Phys. Med. Rehab. , vol.86(7), pp. 1401-3, July 2005. • L. Chiari, M. Dozza, A. Cappello, F.B. Horak, V. Macellari and D. Giansanti, “An accelerometry-based system for balance improvement using audio-biofeedback”, IEEE Trans. Biomed. Eng. , vol.52(12), December 2005. • M. Dozza, F.B. Horak and L. Chiari, “Auditory Biofeedback Substitutes for Loss of Sensory Information in Maintaining Stance”, Exp. Brain Res. (in stampa), 2006. • M. Dozza, L. Chiari, F. Hlavacka, F.B. Horak and A. Cappello, “Effects of Linear versus Sigmoid Coding of Visual or Audio Biofeedback for the Control of Upright Stance” IEEE Trans. Neur. Syst. Rehanb. Eng. (in stampa), 2006.

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