Měření či monitoring řady fyziologických funkcí pomocí různých biometrických senzorů se již řadu let využívá pro zpětnou vazbu (feedback), jak učit jednotlivce změnit fyziologickou aktivitu za účelem zlepšení zdraví a výkonnosti.
Díky rychlému rozvoji v oblasti mikročipů či AI se začal princip biofeedbacku uplatňovat i v optimalizaci funkce řady přístrojů, které tak mohou monitorovat reakci organismu na aktuální účinek přístroje a v reálném čase upravovat jejich kvalitativní i kvantitativní parametry k dosažení co nejlepších výsledků.
K nejčastěji měřeným fyziologickým či biochemickým parametrům patří:
- elektromyografie
- neurofeedback
- termografie
- elektrodermální aktivita (vodivost kůže)
- kardiovaskulární funkce (pulz a jeho variabilita, tlak krve)
- svalové napětí nebo
- vnímání bolesti.
JAK TĚLO REAGUJE NA PŮSOBENÍ FYZIKÁLNÍ TERAPIE
Fyzioterapie spouští fyziologické reakce, které zahrnují řadu systémových a buněčných změn, včetně bezprostřední aktivace sympatického nervového systému a zánětlivé reakce na poranění.
Následují dlouhodobé adaptace, jako je
- zvýšená svalová síla
- eliminace funkčních poruch pohybového aparátu
- zpomalení progrese degenerativních změn skeletu i měkkých tkání
- zlepšení kardiovaskulárních funkcí a
- posílení mechanismů obnovy buněčných struktur.
Fyzikální metody, jako je např.
- cvičení
- manipulace měkkých tkání (Soft Tissue Manipulation - STM)
- perkuse
- trakce/dekomprese
- elektromagnetické vlnění (světlo , teplo , laser )
- ultrazvuk nebo
- elektrické proudy /TENS , EMS, NMES /
tak působí na tyto systémy s cílem zlepšení pohybu a jeho rozsahu, snížení bolesti a podpory hojení, včetně regenerace poškozených tkání.
Řadu změn fyziologických parametrů dnes lze díky moderním technologiím nejen měřit a monitorovat, ale i v reálném čase vyhodnocovat tak, aby bylo možné optimalizovat efekt stále většího počtu moderních přístrojů s integrovanými biosenzory a mikročipy s prvky umělé inteligence /AI/.
NEJČASTĚJŠÍ PARAMETRY POUŽÍVANÉ K OPTIMALIZACI FYZIKÁLNÍCH METOD
Lékaři mají dnes k dispozici stále se rozšiřující paletu senzorů (např. EMG, EDG, EEG, PPG, EKG, aj.), ale ne všechny mají uplatnění v přístrojích pro laické použití.
U těch se nejčastěji využívají
GSR (Galvanic Skin Response)
Bolestivé podněty (jako je např. píchnutí špendlíkem) vyvolává sympatickou reakci potních žláz, které zvyšují sekreci.
I když je toto zvýšení obvykle velmi malé, pot obsahuje vodu a elektrolyty, které zvyšují elektrickou vodivost povrchu pokožky.
Tím podstatně snižují elektrický odpor kůže, jehož měření je základem metody GSR.
Příklady využití:
- automatická detekce stresu (např. u bolestivých impulzů)
- korekce příliš intenzivní fyzikální terapie (např. L-Trac NEi)
- objektivní kvantifikace bolesti či stressových stavů
- hodnocení účinnosti léčby bolesti a úprava dávkování analgezie, apod.
PPG (PhotoPletysmoGraphy)
PPG je optická metoda využívající LED diody emitující světlo do povrchu kůže a fotodiodu k měření změn v absorpci světla způsobených průtokem krve.
To umožňuje mj. výpočet tepové frekvence a jejích změn, měření změn průtoku krve měřenou oblastí, monitorování funkce autonomního nervového systému, apod.
Je to nejběžnější metoda pro nositelná zařízení, jako jsou chytré hodinky a fitness náramky, ale i pro různé přístroje využívající monitoring krevní mikrocirkulace k detekci jejím změnám v důsledku účinku fyzikálních metod.
Příklady využití:
- detekce a monitoring svalové únavy
- sledování srdečního pulsu
- monitorování změn mikrocirkulace (kapilární průtok krve)
PPM (Piezoresistive Pressure Measurement)
Tato technika využívá materiály, jejichž elektrický odpor se mění při působení mechanické síly, což jim umožňuje detekovat a měřit tlak.
Senzor převádí tlak na změnu elektrického odporu, která je následně převedena na elektrický signál, který indikuje hodnotu tlaku.
Tyto biosenzory obsahují membránu, která se působením tlaku prohýbá, a tato deformace mění odpor piezorezistorů v závislosti na tlakových změnách.
Nejčastěji se uplatňují při monitorování a udržování optimálního tlaku v pneumatickém systému přístrojů využívajících působení tlaku na tkáňové struktury.
Příklady využití:
- řízení tlaku při IPC /intermitentní pneumatické kompresi/ např. při léčbě bércových vředů, lymfedému, prevenci hluboké žilní trombózy, aj.
- redukce či eliminace otoků po úrazech i operacích
- trakční a dekompresní zařízení na principu vzduchových airbagů
- šetrné odstranění intersticiálního edému měkkých tkání u artrózy velkých kloubů
