Bachelor's Thesis

Use of virtual reality in rehabilitation of stroke patients

Final Thesis 25.48 MB Appendix 11.72 MB

Author of thesis: Aneta Straková

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Vratislav Čmiel, Ph.D., MBA

Reviewer: Ing. Oto Janoušek, Ph.D.

Abstract:

This thesis deals with the use of virtual reality (VR) as a tool for improving the effectiveness of rehabilitation for patients after a stroke (CMP). Patients find conventional therapy unmotivating, whereas VR therapy is more attractive to them. The theoretical part of the thesis summarizes, in the form of a literature review, the current findings from meta-analyses focused on the use of VR in therapy and maps the available commercial products for upper and lower limb rehabilitation. Furthermore, the thesis focuses on the possibilities of interaction using controllers and hand tracking. Based on an analysis of rehabilitation protocols, the practical section proposes a set of exercises for the upper limbs that can be implemented in immersive VR; these exercises incorporate gamification elements, and feedback is provided to the patient in various forms. The proposed activities are implemented in the Unity game engine using the Meta XR SDK and Meta Quest 3, and this thesis documents the outputs and solutions to the main development challenges. Subsequently, the thesis focuses on evaluating the functionality of the entire system and its benefits for rehabilitation.

Keywords:

Virtual reality, rehabilitation, stroke, gamification, Unity, Meta Quest 3, Meta XR SDK, hand tracking

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Studentka prezentovala výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Doc. Gumulec položil otázku: Zkoušel vizualizaci i někdo jiný? Co používáte ke snímání rukou? Jak jste implmentovala danou úlohu v prostředí a jakém? Ing. Šaclová položila otázku: Používají se tyto metody v klinické realitě? Studentka obhájila bakalářskou práci a odpověděla na otázky členů komise a oponenta.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Biomedical Technology and Bioinformatics (BPC-BTB)

Composition of Committee

Doc. MUDr. Jaromír Gumulec, Ph.D. (předseda)
doc. Mgr. Ing. Karel Sedlář, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Kateřina Šabatová (člen)
Ing. Lucie Šaclová, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Odstrčilík, Ph.D. (člen)
Ing. et Ing. Michal Nohel (člen)

Supervisor’s report
Ing. Vratislav Čmiel, Ph.D., MBA

Předložená bakalářská práce je zpracována na velmi dobré odborné i formální úrovni. Teoretická část práce je rozsáhlá, přehledná a logicky strukturovaná. Jednotlivé kapitoly na sebe vhodně navazují a poskytují ucelený vhled do řešené problematiky. Pozitivně hodnotím také práci s odbornou literaturou, která je využita v dostatečném rozsahu a vhodně podporuje jednotlivá tvrzení.

Za velmi hodnotnou považuji praktickou část práce, která je řešena systematicky od návrhu až po vlastní realizaci. Studentka zde prokazuje schopnost samostatně analyzovat problém, navrhnout vhodné technické řešení a následně jej převést do funkční podoby. Praktická část je vhodně doplněna nákresy, vývojovými diagramy, ukázkami realizace a další dokumentací, která výrazně přispívá k pochopení postupů a celého řešení.

Velmi kladně hodnotím také celkovou dokumentaci práce. Zpracování je systematické, pečlivé a v řadě ohledů přesahuje běžný rozsah bakalářské práce. Studentka věnovala značnou pozornost nejen samotné realizaci, ale také popisu návrhových rozhodnutí, průběhu vývoje a prezentaci dosažených výsledků.

Za významné pozitivum považuji dosažení konkrétních praktických výsledků a vysokou míru aktivity studentky v průběhu řešení práce. Studentka k tématu přistupovala zodpovědně, iniciativně a s výraznou snahou dovést navržené řešení do použitelné podoby. Celkově práci hodnotím jako velmi kvalitní, nadstandardně zpracovanou a po obsahové i realizační stránce značně přínosnou.

Vzhledem k uvedeným skutečnostem doporučuji bakalářskou práci k obhajobě a hodnotím ji 99 body. Points proposed by supervisor: 99

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Oto Janoušek, Ph.D.

Studentka se v práci zabývá návrhem a realizací sady terapeutických her ve virtuální realitě. Práce se opírá o důkladně vypracovanou a literaturou podloženou teoretickou část, v níž studentka objasňuje výhody a limity virtuální reality a v níž vyhodnocuje potřeby a schopnosti pacientů po cévní mozkové příhodě. Oceňuji, že studentka nezůstala u pouhého popisu možných řešení, ale že je mezi sebou srovnává, domýšlí důsledky jejich implementačního nasezení a optimalizuje jejich použitelnost pacientem. Díky tomu pak v praktické části práce designuje virtuální prostředí na základě jednoznačně definovaného záměru, místo toho, aby postupovala opačným způsobem a k staženým assetům vymýšlela terapeutické využití. Navržená sada rehabilitačních aktivit je promyšlená, jejich implementace je plně zvládnutá a studentka také sama na sobě validovala průchod uživatelským prostředím. Ještě vhodnější by bylo ověřit to samé i na cizí osobě, nebo nejlépe na pacientovi s CMP, ale zadání to nepožaduje. Diskuze je dostatečná a zhodnocuje dosažené výsledky i jejich možné aplikační využití. Práce je čtivá,  její prezentační i formální úroveň je vysoká a studentka využívá množství literatury. Zadání je zcela splněno. Points proposed by reviewer: 97

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová