Summary
Ziel dieses Protokolls ist es, den Austausch von Druckzentren (COP) mit hilfe eines Sensorblatts mit hoher räumlicher Auflösung zu messen, um die räumliche Stabilität in einem Präzisionsgriff widerzuspiegeln. Die Verwendung dieses Protokolls könnte zu einem besseren Verständnis der Physiologie und Pathophysiologie des Greifens beitragen.
Abstract
Der Zweck des Protokolls ist es, indirekt die Richtung der Fingerkraft während der Manipulation eines Handobjekts basierend auf den biomechanischen Beziehungen zu bewerten, in denen abweichende Kraftrichtung einen Druckmittelpunkt (COP) ersetzt. Um dies zu bewerten, wird ein dünnes, flexibles und hochauflösendes Drucksensorblatt mit hoher räumlicher Auflösung verwendet. Das System ermöglicht die Messung der COP-Trajektorie zusätzlich zur Kraftamplitude und ihrer zeitlichen Regelung. Eine Reihe von Experimenten ergab, dass eine erhöhte Flugbahnlänge ein sensorimotorisches Defizit bei Schlaganfallpatienten widerspiegelte und dass eine verringerte COP-Trajektorie eine Kompensatorische Strategie widerspiegelt, um zu vermeiden, dass ein Objekt bei älteren Menschen aus dem Handgriff rutscht. Darüber hinaus könnte die COP-Trajektorie auch durch Eingriffe in doppel Aufgaben verringert werden. Dieser Artikel beschreibt das experimentelle Verfahren und beschreibt, wie Finger COP zu einem Verständnis der Physiologie und Pathophysiologie des Greifens beiträgt.
Introduction
Kraftkontrolle ist die Basis für Präzisionsgriff. Im Vergleich zum Kraftgriff wertet der Präzisionsgriff die minimale Kraftausbeute aus, die die Fähigkeit widerspiegelt, ein Objekt zu manipulieren. Mehrere sensorimotorische Systeme tragen zur Präzisionshaftung bei. Beispielsweise ermöglicht visuelle Information während einer Griff- und Liftaufgabe die Wahrnehmung der Größe und Form des Objekts. Nachdem die Fingerspitzen das Objekt berührt haben, werden taktile Signale an den somatosensorischen Kortex übermittelt, um die Präzisionsgriffkraft einzustellen. Griffkraft (GF) wird erzeugt, wenn die Fingerspitzen mit dem Objekt in Kontakt kommen, und es erhöht sich während der Hebephase1. Wenn sich ein Objekt der Zielhöhe in der Luft nähert, produzieren gesunde junge Erwachsene das minimale GF, um den Hauteingang aus den Fingerbreien zu optimieren und Energie zu sparen. Auf der anderen Seite verwenden ältere Erwachsene eine große Griffkraft, um zu vermeiden, dass das Objekt aus ihrem Griff rutscht2. Bei Schlaganfallpatienten verzögert sich der Beginn der Griffkraft und die Fähigkeit, den Sicherheitsrand anzupassen, wird durch sensorische und motorische Defizite beeinträchtigt. Übertriebene Griffkraft gilt als strategische Reaktion, um sensorische und motorische Defizite zu kompensieren3.
Das Standardprotokoll zur Messung der GF-Steuerung im Präzisionsgriff wurde von Johansson und Westling in den 1980er Jahrenvorgeschlagen 4. Sie entwickelten ein Gerät, um sowohl Last- als auch Griffkräfte gleichzeitig zu überwachen. Seitdem wurden die GF-Amplitude und ihre zeitliche Regulation als typische kinetische Parameter in zahlreichen Studien zum Präzisionsgriff verwendet. Ein weiterer kinetischer Parameter ist die Kraftrichtung5. Die Kraftrichtung ergibt sich aus einer Kombination von Griff- und Hebekräften. Um einen stabilen Präzisionsgriff zu erhalten, müssen zwischen Daumen und Zeigefinger richtig gerichtete Griff- und Hebekräfte erzeugt werden, und die abweichende Kraftrichtung kann räumliche Instabilität verursachen. Obwohl verschiedene Lastzellen-Kraftrichtungsinstrumente in Greifstudien eingesetzt werden, haben diese Instrumente eine Einschränkung in Bezug auf die Überwachung der Griffkraftkontrolle bei der Bearbeitung von Objekten unterschiedlicher Größe und Formen, die im täglichen Leben verwendet werden. Daher ist ein flexibler und anschließbarer Sensor unerlässlich, um die Zusammenhänge zwischen Griffkraftsteuerung und täglichen Funktionen zu untersuchen.
Der Zweck dieses Protokolls ist es, indirekt die Fingerkraftrichtung während der Manipulation eines Objekts basierend auf der biomechanischen Beziehung zu bewerten, in der abweichende Kraftrichtung den Austausch von Druckzentren (COP) verursacht. Die COP ist das Zentrum aller Kräfte und stellt dar, wie die Kräfte auf dem Sensorblatt ausbalanciert werden. Der Einsatz von COP zur Beurteilung der Griffkraftkontrolle wurde zuerst von Augurelle et al.6vorgeschlagen. Sie überwachten die COP-Verschiebung, um die Rolle des hautförmigen Feedbacks zu untersuchen, und stellten fest, dass die abweichende COP nach der digitalen Anästhesie auftrat. Die COP-Verschiebung wurde jedoch in ihrer Studie nur vertikal überwacht; Daher wurde die COP-Verschiebung in einem dreidimensionalen Raum nicht ausreichend bewertet. Um diese Einschränkung zu lösen, wurde ein dünnes, flexibles und hochräumliches Drucksensorblatt verwendet, um COP zu messen. Relativ hohe räumliche Auflösungssensoren (ca. 60–100 Punkte pro cm2) zur Messung der Griffkraftsteuerung wurden7,8, aber die jüngsten Fortschritte in der räumlichen Auflösung (248 Punkte pro cm2) ermöglichen die Messung der COP-Trajektorie als Parameter zur Quantifizierung der räumlichen Stabilität. Dieser Beitrag beschreibt das experimentelle Verfahren und diskutiert, wie Finger COP zum Verständnis der Physiologie und Pathophysiologie des Greifens beiträgt.
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Protocol
Die Reihe von Studien in diesem Papier wurden von Gunma University Ethical Review Board for Medical Research Involving Human Subjects genehmigt.
HINWEIS: Inklusionskriterien für die Teilnehmer waren die Fähigkeit, den Einsatz von minimaler Kraft und die Fähigkeit zu verstehen, die Aufgabe mit Daumen und Zeigefinger auszuführen. Die Ausschlusskriterien wurden auf der Grundlage des Zwecks der Experimente ausgewählt.
1. Gerätevorbereitung
- Schließen Sie zwei Sensorsteckerkabel an die USB-Anschlüsse eines Computers an. Ziehen Sie den hebel, der am Sensoranschluss befestigt ist, und stecken Sie die Sensorlasche in den Einsteckplatz. Bringen Sie den angeschlossenen Hebel in seine ursprüngliche Position zurück.
- Öffnen Sie die Sensorsoftware auf einem Computer. Stellen Sie sicher, dass Echtzeit-Druckverteilungskarten automatisch auf dem Monitor angezeigt werden, wenn die Sensorblätter korrekt angeschlossen sind.
- Druckanpassung
- Setzen Sie den Erfassungsbereich des Sensorblatts nacheinander in ein Kompressorgerät ein.
- Schalten Sie das Luftventil des Kompressorreglers ein und beginnen Sie, Druck auszuüben. Betreiben Sie den Regler und stellen Sie sich an den entsprechenden Lastwert (d. h. 172 kPa) ein, um die Anzeige auf dem Regler zu überprüfen. Stellen Sie sicher, dass der gesamte Bereich des Sensorblatts auf dem Monitor gleichermaßen unter Druck steht.
- Führen Sie beim Druck auf die Sensorblätter Die Ausgleichs- und Kalibrierungsvorgänge durch.
HINWEIS: Die Ausgleichsrechnung ist eine Operation, um die Reaktivität der Sensorzellen gleichmäßig einzustellen. Die Kalibrierung ist ein Vorgang, um den Druck auf dem Sensorblatt (Rohsumme) in eine Gewichtseinheit (Gramm oder Newtons) umzuwandeln und anzuzeigen. Beides muss für das Sensorblatt erfolgen, bevor die Datensammlung für jeden Teilnehmer gestartet wird.- Werkzeug auswählen | Gleichgewicht im Hauptfenster der Software. Klicken Sie auf Equilibrate-1 | Beginnen Sie im Dialogfeld Ausgleich. Überprüfen Sie das Ausgleichsergebnis im Dialogfeld, und bestätigen Sie, dass das Fenster der Ausgleichsänderungen die Farbe in Grau ändert.
- Speichern Sie die Ausgleichseinstellungen, indem Sie im Dialogfeld "Ausgleichsdatei" auf Eq.-Datei speichern klicken. Geben Sie den Namen der Ausgleichsdatei ein, und klicken Sie im Dialogfeld Speichern unter auf Speichern.
- Führen Sie als Nächstes die Kalibrierung durch, indem Sie Extras | Kalibrierung. Klicken Sie auf Hinzufügen und geben Sie den Lastwert (134,33 N) in das Feld Angewandte Kraft ein.
- Klicken Sie im Dialogfeld auf die Schaltfläche Start. Überprüfen Sie das Kalibrierergebnis im Dialogfeld Kalibrierung und bestätigen Sie, dass die Kalibrierung korrekt durchgeführt wurde. Der Wert von Newton wird als 134.33 angezeigt, und der Wert der geladenen Zellen stimmt mit dem wertmäßig enthoben zellenübert überein, wenn die Kalibrierung korrekt durchgeführt wurde.
- Danach speichern Sie die Kalibrierungseinstellung, indem Sie auf Cal. Datei speichernklicken. Geben Sie den Namen der Kalibrierungsdatei ein, und klicken Sie im Dialogfeld Speichern unter auf Speichern. Schalten Sie nach dem Ausgleich und der Kalibrierung das Luftventil am Regler aus und extrahieren Sie das Sensorblatt aus dem Kompressor.
2. Messung
- Vorbereitung
- Schließen Sie jedes Gerät an und starten Sie die Software gemäß den Schritten 1.1. und 1.2. Stellen Sie sicher, dass zwei Echtzeit-Druckverteilungskarten für jedes Sensorblatt angezeigt werden, wenn die Sensorblätter gleichzeitig über das Kabel verbunden sind.
HINWEIS: In diesem Experiment werden zwei Sensorblätter benötigt, um Daumen bzw. Zeigefinger zu messen. Es ist notwendig, für jeden von ihnen eine Ausgleichs- und Kalibrierung gemäß den in Abschnitt 1.4 beschriebenen Verfahren durchzuführen. - Erinnern Sie sich an die Ausgleichs- und Kalibrierungsdateien, die in den Schritten 1.4.2 erstellt wurden. und 1.4.5. Wenn die Echtzeit-Druckverteilungskarte aktiv ist, wählen Sie Extras | Laden Sie die Ausgleichsdatei. Wählen Sie die Ausgleichsdatei aus, und klicken Sie auf Öffnen. Wählen Sie dann Extras | Kalibrierdatei laden. Wählen Sie die Kalibrierungsdatei aus und klicken Sie auf Öffnen. Stellen Sie sicher, dass die Echtzeit-Druckverteilungskarte nach dem Laden der Kalibrierdatei in Newtons angezeigt wird. Führen Sie die obigen Karten für jede der beiden Karten aus.
- Befestigen Sie die druckempfindlichen Teile der beiden Sensorblätter mit doppelseitigem Klebeband an beiden Seiten des Eisenwürfels. Um zu verhindern, dass die Sensorblätter beschädigt werden, schneiden Sie 3 x 5 mm Bänderlängen und legen Sie sie an den vier Ecken an der Außenseite des Eisenwürfels ab. Stellen Sie sicher, dass sich die Oberfläche des Sensorblatts auf der Außenseite befindet.
- Legen Sie den Eisenwürfel vor der Messung auf einen Einstellständer auf einen Tisch.
- Fixieren Sie nach dem Anordnen der Messumgebung die Aufnahmeeinstellungen für die Filmrahmen, den Zeitraum und die Frequenz. Wählen Sie die Optionen | Befehl "Erfassungsparameter". Geben Sie im Dialogfeld Datenerfassungsparameter 36000 in den Filmrahmen, 0,01 in der Periode und 100 in der Frequenz ein. Klicken Sie auf OK, und schließen Sie das Dialogfeld.
- Schließen Sie jedes Gerät an und starten Sie die Software gemäß den Schritten 1.1. und 1.2. Stellen Sie sicher, dass zwei Echtzeit-Druckverteilungskarten für jedes Sensorblatt angezeigt werden, wenn die Sensorblätter gleichzeitig über das Kabel verbunden sind.
- Starten der Messung
HINWEIS: Abbildung 1 zeigt eine Griff- und Hebeaufgabe.- Lassen Sie den Teilnehmer vor einem Tisch sitzen und die Tischhöhe anpassen (Schultergelenkbeugung 0° und Ellenbogengelenksflexion 90°). Stellen Sie den Eisenwürfel ein und stellen Sie den Stand 30 cm vom Teilnehmer in der Mittelsagittalebene auf den Tisch. Wischen Sie die Fingerbrei des Teilnehmers mit einem Alkoholtupfer oder Handtuch ab.
- Geben Sie dem Teilnehmer mündliche Anweisungen wie folgt: "Verwenden Sie minimale Kraft mit Daumen und Zeigefinger, um beide Seiten des Eisenwürfels zu greifen, an dem die Sensorblätter befestigt sind. Danach heben Sie ihn ca. 5 cm über den Einstellständer, halten Sie ihn 5 x 7 s fest und legen Sie ihn dann wieder auf den Einstellständer."
- Wenn der Teilnehmer bereit ist, geben Sie ihm einen Hinweis, um die Aufgabe zu starten und eine Aufzeichnung zu starten, indem Sie auf der Symbolleiste auf Aufzeichnen klicken. Klicken Sie auf Center Of Force Trajectory, um die COP während der Aufnahme zu überwachen. Wenn die Aufgabe beendet ist, klicken Sie auf der Symbolleiste auf Stopp. Speichern Sie nach der Aufnahme die Filmdaten, indem Sie Datei | Speichern Sie Film als. Geben Sie den Namen der Filmdatei ein, und klicken Sie im Dialogfeld auf Speichern.
HINWEIS: Das Gewicht des Eisenwürfels, die Anzahl der Aufzüge und das Intervall zwischen den Aufgaben sollten entsprechend dem Zweck des Experiments und der Schwierigkeitsgrad der Aufgabe berücksichtigt werden.
- Ändern Sie die Messbedingungen entsprechend dem Zweck des Experiments. Um beispielsweise die Auswirkungen von Interferenzen mit zwei Aufgaben in einer Griff- und Hubaufgabe zu untersuchen, passen Sie die Messbedingungen je nach Art der Interferenz wie folgt an.
- Lassen Sie den Teilnehmer für Haltungsstörungen vor einem Tisch stehen und die Tischhöhe anpassen. Geben Sie dem Teilnehmer mündliche Anweisungen wie folgt: "Stehen Sie auf einem Bein und verwenden Sie minimale Kraft mit Daumen und Zeigefinger, um den Eisenwürfel etwa 5 cm über dem Einstellständer zu heben. Halten Sie es für 5-7 s und legen Sie es dann wieder auf den Einstellständer."
- Lassen Sie den Teilnehmer für visuelle Interferenzen vor einem Tisch sitzen und die Tischhöhe anpassen. Geben Sie dem Teilnehmer mündliche Anweisungen wie folgt: "Schließen Sie Ihre Augen. Verwenden Sie minimale Kraft mit Daumen und Zeigefinger mit, um den Eisenwürfel etwa 5 cm über dem Einstellständer zu heben. Halten Sie es für 5-7 s und legen Sie es wieder auf den Einstellständer." Erlauben Sie den Teilnehmern, die Sensoren zu berühren, ohne 0,5 N zu überschreiten, bevor sie die Augen schließen.
- Lassen Sie den Teilnehmer für kognitive Interferenzen vor einem Tisch sitzen und die Tischhöhe anpassen. Geben Sie dem Teilnehmer mündliche Anweisungen wie folgt: "Als Berechnungsaufgabe 7 von 100 kontinuierlich so genau wie möglich subtrahieren. Verwenden Sie bei der Berechnung minimale Kraft mit Daumen und Zeigefinger, um den Eisenwürfel etwa 5 cm über dem Einstellständer zu heben. Halten Sie es für 5-7 s und legen Sie es wieder auf den Einstellständer."
- Bei kontralateralen Handbewegungsstörungen (Abbildung 2) muss der Teilnehmer vor einem Tisch sitzen und die Tischhöhe anpassen. Legen Sie die Stiftplatte 30 cm vom Teilnehmer in der Mittelsagittalebene neben den Eisenwürfel und berücksichtigen Sie die Größe und Anzahl der Stifte, um die Aufgabenschwierigkeit anzupassen. Geben Sie dem Teilnehmer mündliche Anweisungen wie folgt: "Manipulieren Sie den Eisenwürfel mit minimaler Kraft mit Daumen und Zeigefinger. Heben und halten Sie den Eisenwürfel ca. 5 cm über dem Einstellstand mit einer Hand, und invertieren Sie den Stift mit der anderen Hand. Wiederholen Sie dies mit der gegenüberliegenden Hand."
3. Datenanalyse
- Analyse der Griffkraft
- Starten Sie die Software auf dem Computer. Klicken Sie auf Datei | Öffnen Sie Film, wählen Sie die Filmdatei für die Analyse aus und öffnenSie .
- Wenn die aufgezeichnete Druckverteilungskarte angezeigt wird, klicken Sie auf der Karte auf Mehrere Fensteransicht, und verweisen Sie auf das Fenster Diagramm 1. Suchen Sie den Zeitpunkt, zu dem die Last (Griffkraft) in jedem Aufzug angewendet wird, und notieren Sie sich die Zeit in Bezug auf dieses Diagramm.
- Danach speichern Sie die Griffkraftdaten im ASCII-Format. Datei auswählen | Speichern Sie ASCII, nachdem Sie das Fenster Diagramm 1 aktiviert haben. Wählen Sie im Dialogfeld Objektdiagramm 1 die Option Bereiche mit dem Dateinamen aus, und klicken Sie auf ASCIIspeichern . Wählen Sie im Dialogfeld Die Werte "Kraft, Druck und Flächen speichern"aus. Geben Sie Kraft im Feld Y-Achse, Zeit im Feld X-Achse und Absolut im Y-Modus an. Klicken Sie im Eigenschaftendialogfeld auf OK. Geben Sie den ASCII-Dateinamen ein, und klicken Sie im Dialogfeld auf Speichern.
- Wenn Informationen zu den Kontaktflächen zwischen Fingerzellstoff und Sensorblättern erforderlich sind, geben Sie den Kontaktbereich im Feld Y-Achse an, und klicken Sie auf OK. Geben Sie den ASCII-Dateinamen ein, und klicken Sie im Dialogfeld auf Speichern.
- Öffnen Sie als Nächstes die Filmdatei. Vergewissern Sie sich, dass die Datei im Tabellenformat geöffnet ist und Frames, Zeit, absolute Zeit, Rohsumme und Kraft notiert werden. Suchen Sie anhand der in Schritt 3.1.2. genannten Zeit eine Zelle, deren Last zu laden beginnt; die Lastwerte beginnen zu erhöhen und überschreiten 0,5N in der Kraftzeile.
- Berechnen Sie die gesamtgrip-Kraft, die in einem Bereich verwendet wird, d. h. die Summe der Werte aus der Zelle, die in der Kraftlinie angewendet wurde.
- Analyse des Druckzentrums
- Starten Sie die Software. Klicken Sie auf Datei | Öffnen Sie Film, wählen Sie die Filmdatei für die Analyse aus, und klicken Sie auf Öffnen.
- Wenn die Druckverteilungskarte aktiv ist, klicken Sie auf Vorwärts abspielen, um den Film abzuspielen. Stellen Sie sicher, dass die COP-Trajektorie auf der Druckverteilungskarte angezeigt wird. Suchen Sie den Rahmen, den die COP in jedem Aufzug mit Next Frame oder Previous Frame erscheint, die die Befehle sind, um die Frames vorwärts oder rückwärts zu bewegen. Beachten Sie dann diese Framenummer.
- Danach speichern Sie die COP-Daten im ASCII-Format. Datei auswählen | Speichern Sie ASCII, wenn die Verteilungszuordnung aktiv ist. Geben Sie im Dialogfeld Datentyp und Im Dialogfeld "Filmbereich" den Mittelpunkt der Kraft an. Klicken Sie im Eigenschaftendialogfeld auf OK. Geben Sie den ASCII-Dateinamen ein, und klicken Sie im Dialogfeld auf Speichern.
- Öffnen Sie als Nächstes die Filmdatei. Vergewissern Sie sich, dass die Datei im Tabellenformat geöffnet wird und COMMENTS Frame, Time, Absolute Time, Row, Col und Raw Sum notiert werden. Suchen Sie unter Bezugnahme auf den in den Schritten 3.2.2. notierten Rahmen eine Zelle (1), die von der COP angezeigt wird.
- Berechnen Sie die COP-Trajektobahnlänge zwischen Frames. Wählen Sie eine Zelle (2) nach der Zeile aus, einschließlich des Rahmens, mit dem die COP angezeigt wird. Fügen Sie die folgende Berechnungsformel ein: (=SQRT((Row cell (2) -Row cell (1))'2+(Col cell (2) -Col cell (1))'2). Die Summe der COP-Trajektobahnlänge zwischen Frames in einem Bereich ist die gesamte COP-Trajektorie innerhalb dieses Bereichs.
ANMERKUNG: Im Fenster Diagramm 1 zeigt die vertikale Linie den Lastwert (N) und die horizontale Linie die Zeit (s). Dieser Lastwert entspricht der Griffkraft. Im ASCII-Format gespeicherte Daten können in Anwendungen wie Tabellenkalkulationen und Texteditoren verwendet werden. In diesem Experiment wurden die Teilnehmer angewiesen, den Würfel für 5-7 s in der Aufgabe zu halten, so dass die Griffkraft und DIE COP-Trajektorie berechnet und für 4 s von ihrem ersten Erscheinen aufgezeichnet wurden. Im Spreadsheet der COP-Daten wird die Position der COP auf X- und Y-Achsenkoordinaten als Wert dargestellt.
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Representative Results
Mehrere Studien haben experimentelle Protokolle und zwei kinetische Parameter (die COP-Trajektorie und das GF) eingeführt, um die Fingerkraft während der Manipulation eines Objekts zu messen. In früheren Studien wurde festgestellt, dass die COP-Trajektorie bei Schlaganfallpatienten zunahm9. Bei zervikalen Myelopathie-Patienten korrelierte das GF mit der Hautdruckschwelle und der Funktion der oberen Extremität10. Bei gesunden jungen Probanden erhöhte sich das GF mit kognitiven Interferenzen11. Ähnlich übertrieben GF wurde in kontralateralen Handbewegung Interferenz gefunden. Abbildung 3 zeigt die COP-Trajektorien und die GF-Spuren des dominanten Zeigefingers bei Einzel- und Doppelaufgaben für repräsentative junge und ältere Erwachsene. Die GF erhöhte sich in der kontralateralen Handbewegung Interferenz. Im Gegensatz dazu gingen die COP-Trajektorien tendenziell zurück (unveröffentlichte Daten).
Kurihara et al.9 untersuchten die Griffkraftkoordination des Greifens bei Schlaganfallpatienten. Sie stellten fest, dass die COP-Trajektorie in der paretischen Hand zunahm, obwohl sich die GFs nicht wesentlich von der nicht-paretischen Hand unterschieden. Hämorrhagische Patienten zeigten längere COP-Trajektorien von Daumen und Zeigefinger im Vergleich zu denen bei ischämischen Patienten. Sie fanden auch heraus, dass die kinetischen Parameter nicht nur mit der somatosensorischen Funktion korrelierten, sondern auch mit der kognitiven Funktion.
Bei Patienten mit zervikaler Myelopathie werteten Noguchi et al.10 die kinetischen Eigenschaften der individuellen Fingergriffkraft aus und untersuchten die Beziehung zwischen Griffkraft und Funktion der oberen Extremität. Sie fanden heraus, dass die GF mit der Schwere der Handdysfunktion verbunden war. Obwohl es keine signifikante Korrelation in Pinch Power oder Griffkraft gab, gab es eine positive Korrelation zwischen dem GF und der cutaneous Druckschwelle.
Lee et al.11 untersuchten Die Interferenzen der Doppelaufgaben in einer Griff- und Hebeaufgabe. Sie berichteten, dass die GF in beiden Händen vor allem aufgrund der doppelten kognitiven Aufgabe erhöht. Sie fanden auch eine Korrelation zwischen der wahrgenommenen Schwierigkeit und der maximalen Griffkraft in der dominanten Hand.
Abbildung 1: Griff- und Hubaufgabe. Die Teilnehmer griffen den Würfel mit Daumen und Zeigefinger, hoben ihn ca. 5 cm und hielten ihn für 5 x 7 s. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2: Doppelte Aufgabeninterferenzen bei kontralateraler Handbewegung. Die Teilnehmer führten mit einer Hand eine Griff- und Hebeaufgabe durch und führten gleichzeitig einen Peg-Test mit der anderen durch. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 3: COP-Trajektorien und die GF-Spuren des dominanten Zeigefingers bei Einzel- und Doppelaufgaben für repräsentative junge und ältere Erwachsene. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
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Discussion
Dieses experimentelle Verfahren liefert den Nachweis, dass ein flexibles Drucksensorblatt für die Beurteilung der räumlichen Stabilität während des Präzisionsgriffs nützlich sein könnte. Die geänderte Griffkraftrichtung stellt das Erfassen räumlicher Instabilität wie z. B. einen Fingerschlupf dar. Bestehende Lastzellen-Kraftrichtungsinstrumente haben jedoch eine Einschränkung hinsichtlich der Gewährleistung einer natürlichen Griffreichweite. Um dieses technische Problem zu lösen, wurde die COP-Trajektorie des Bereichs zwischen den Fingerzellstoffunden und der Kontaktfläche auf der Grundlage einer biomechanischen Beziehung überwacht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die COP-Verschiebung durch abweichende Kraftrichtung verursacht wird. So ergab die Studie, dass die COP-Trajektorielänge ein nützlicher kinetischer Parameter für die Bewertung der räumlichen Stabilität in einem Präzisionsgriff ist.
Ein entscheidender Faktor, der das Ergebnis des Experiments beeinflusste, war das Verständnis des experimentellen Protokolls durch jeden Teilnehmer. Wenn die Teilnehmer das Ziel des Experiments nicht verstanden, neigten sie dazu, ein relativ großes GF zu verwenden, um räumliche Instabilität zu vermeiden. Absichtlich übertrieben gf stört die Bewertung von Präzisionsgriff. Ein weiterer Faktor, der das Ergebnis beeinflusst, kann der Bereich zwischen der Fingerspitze und der Kontaktfläche des Objekts sein. Wenn die Fingerspitze nicht richtig mit der Oberfläche des Objekts in Berührung kommt, wird die COP nicht angemessen geschätzt. Bei praktischen Versuchen muss der Prüfer die Position und Ausrichtung des Würfels anpassen. Wenn der Würfel nicht richtig platziert wird, ragt die Fingerspitze vom Rand des Würfels, oder die Teilnehmer neigen dazu, Die Rumpf- und Schulterbewegungen zu erhöhen, um die Handorientierung für das Greifen zu kompensieren.
Eine Einschränkung des Protokolls ist die unklare Biomechanik der COP. Ein Schlupf, eine Rolle oder eine Drehung zwischen den Fingerbreiden und dem Kontaktbereich kann die VERSCHIEBUNG der COP berücksichtigen, was zu räumlicher Instabilität führt. Denn die COP wird in den X- und Y-Achsen berechnet. Darüber hinaus ist es technisch schwierig, die beiden COPs von Daumen und Zeigefinger zu verknüpfen. Obwohl es Einschränkungen gibt, ist es klar, dass es Vorteile gibt, die räumliche Stabilität des Greifens mit hilfe der COP-Trajektorie zu bewerten.
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Disclosures
Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.
Acknowledgments
Wir danken Herrn T. Nishida (Technician, Dept of Sales, Division of Device Performance Materials, Nitta Co., Ltd, Osaka, Japan.) für den technischen Support.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Alcohol swab | Wipe participant’s finger pulps | ||
| Compressor | Nitta Corporation | Apply pressure to the sensor seats | |
| Computer | |||
| Controller of compressor | Nitta Corporation | Use to manupirate the compressor | |
| Double-sides tapes | Use to attach the sensorseats to the iron cube | ||
| Iron cube | 150-250g, 30×30×30 mm | ||
| Sensor connector | Connect the sensorseats to computer. | ||
| Sensor sheet | Pressure Mapping Sensor 5027, Tekscan, South Boston, MA, 50 USA | ||
| Setting stand | Set the iron cube on it during the measurement | ||
| Software; I-SCAN 5027, Ver. 7.51 | Nitta Corporation | ||
| Table | Use for the measurement |
References
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