بروتوكول تأهيل منظم لتحسين الوظائف الترقيعي التحكم: دراسة حالة

الهدف العام من هذا الإجراء هو تدريب مبتوري الأطراف العلوية على استخدام أطراف اصطناعية متقدمة. يتم تحقيق ذلك باستخدام استراتيجيات التعلم المتأصلة لمبتوري الأطراف لتوجيه إعادة التأهيل. الخطوة الأولى هي جعل المريض يقلد ويكرر الحركات التي يؤديها المتظاهر.

بعد ذلك ، يتفاعل المريض مع نظام كمبيوتر لتعزيز التعلم وتدريب الخوارزميات للتحكم في الأطراف الاصطناعية. الخطوة الأخيرة هي أن يتحكم المريض بشكل مستقل في طرف اصطناعي متقدم. في النهاية ، يتم استخدام تدريب إعادة التأهيل المنظم لإظهار أن استخدام استراتيجيات التعلم المتأصلة في مبتوري الأطراف يحسن التحكم المتقدم في الأطراف الاصطناعية.

لذلك خطرت لي فكرة هذه الطريقة لأول مرة عندما نحاول تدريب مبتور الأطراف للتحكم في طرف اصطناعي متقدم. لسوء الحظ ، لم تكن طرق التعرف على الأنماط الحالية فعالة. يعد العرض المرئي لهذه الطريقة أمرا بالغ الأهمية لأن الطريقة نفسها مرئية بالكامل ، ومن المهم للأطباء والمهندسين أخذها في الاعتبار أثناء تدريب المرضى وليس فقط الخوارزميات.

ابدأ بتركيب مقبس وطرف اصطناعي مخصص للمشارك. معايرة الأجهزة التعويضية واستخدام بيانات المعايرة التي تم جمعها للتحكم في الأطراف الاصطناعية. لا تمنح المشارك أي تدريب رسمي ، ومع ذلك ، اطلب منه أنه سيقوم بثمانية إجراءات ، والتي تشمل حالة راحة واحدة مع الطرف الاصطناعي الذي سيسمح بالتحكم في الهدف البصري على شاشة الكمبيوتر.

اعرض صورة ثابتة للحركة على الشاشة ، واطلب من المشارك اتباع إشارة مرئية. ثم أظهر للمشارك المخططات القطبية الفريدة والمحددة التي تتوافق مع تخطيط كهربية العضل أو أنماط مخطط كهربية العضل. شجع المشارك على اتباع الإشارة المرئية من خلال الإشارة إلى الشاشة.

كرر المهمة ثلاث مرات بأوضاع ذراع مختلفة. مريح ، متراخي ، يصل إلى الأمام ويصل عبره. لتعزيز تدريب النظام ، أكمل جميع الإجراءات الثمانية ومستويات القوة الثلاثة لكل موضع ذراع لجمع ما مجموعه 72 عينة فردية من تدريب النظام.

بمجرد اكتمال التدريب ، استخدم مجموعات بيانات التدريب من هذه الجلسة لمعايرة الطرف الاصطناعي وضبطه حتى يتمكن المشارك من ممارسة التحكم في الوقت الفعلي. السماح للمشارك بالتحكم في الطرف الاصطناعي عن طريق التحكم النسبي المتسلسل أو حركة واحدة في كل مرة مع سرعة الجهاز تتناسب مع مستويات الانقباضات العضلية. بمجرد تنفيذ كل إجراء من الإجراءات الثمانية بطريقة قابلة للتكرار وموثوقة ، قم بتبديل مخطط التحكم إلى التحكم النسبي والمتزامن ، مما يسمح بأكثر من حركة واحدة للمعصم في المرة الواحدة.

ثم اطلب من المشارك ممارسة مهام بسيطة مثل التقاط شيء بسيط ووضعه على جانبه. اترك ساعتين من الراحة. قبل الانتهاء من تقييم النتائج ، قم بتقييم أداء المشارك باستخدام إجراء تقييم اليد في ساوثهامبتون أو مقياس نتائج SHA.

قارن درجات SHAP بمقياس أساسي باستخدام الطرف الاصطناعي القياسي للمشارك. تأكد من عدم تمكن المشارك من الوصول إلى الأطراف الاصطناعية المخصصة وخوارزميات التحكم بعد الانتهاء من الجلسة الساذجة. بعد ثلاثة أشهر من الجلسة الساذجة التي تم إجراؤها ، تقوم جلسة التدريب المنظمة بهيكلة الجلسة التدريبية بالترتيب التالي ، التقليد ، والتكرار ، والتعزيز ، والتحكم في الأطراف الاصطناعية.

للتقليد ، اطلب من المشارك تقليد الإجراءات الثمانية المرغوبة التي يقوم بها المتظاهر في الوقت الفعلي مباشرة. للقيام بذلك ، قم بتثبيت المشارك بزاوية 45 درجة من المتظاهر وتوفير رؤية خالية من العوائق ليد المتظاهر مطابقة للجانب المصاب للمشارك. قم بتنفيذ كل إجراء لمدة ثلاث ثوان.

للتكرار. اطلب من المشارك تكرار الإجراء الذي تم تقليده 10 مرات لمدة 30 ثانية. بدون أي إشارات بصرية ، راقب نشاط مخطط كهربية العضل المقابل كما هو ممثل في المخططات القطبية لكل حركة.

ثم للتعزيز ، قدم للمشارك ملاحظات مرئية عن أفعالهم الثمانية تماما كما رأينا في الجلسة الساذجة. اطلب من المشارك تنفيذ الإجراءات أثناء عرض المخططات القطبية في الوقت الفعلي مع تراكبات الحركة المسجلة لتعزيز التعلم. تأكد من أن التدريب المعزز هو نفسه تماما التدريب المقدم خلال الجلسة الساذجة.

بمجرد اكتمال التدريب ، استخدم مجموعات بيانات التدريب من هذه الجلسة لمعايرة الطرف الاصطناعي وضبطه حتى يتمكن المشارك من ممارسة التحكم في الوقت الفعلي. اسمح للمشارك بالتحكم بحرية في الطرف الاصطناعي عن طريق التحكم النسبي المتسلسل أو حركة واحدة في كل مرة مع سرعة الجهاز تتناسب مع مستويات الانقباضات العضلية. بمجرد تنفيذ كل إجراء من الإجراءات الثمانية بطريقة قابلة للتكرار وموثوقة ، قم بتبديل مخطط التحكم إلى التحكم النسبي والمتزامن ، مما يسمح بأكثر من حركة واحدة للمعصم في وقت واحد ، واطلب من المشارك ممارسة مهام بسيطة مثل التقاط شيء بسيط ووضعه على جانبه.

اترك 24 ساعة من الراحة قبل إكمال تقييم النتائج. أخيرا ، قم بتقييم أداء المشارك باستخدام مقياس نتائج الشكل. قارن درجات SHAP بمقياس أساسي باستخدام الطرف الاصطناعي القياسي للمشارك.

يصف هذا البروتوكول طريقة إعادة تأهيل منظمة ، والتي تتضمن استراتيجيات التعلم المقلد والتكرار والتعزيز لتحسين التحكم في الأطراف الاصطناعية متعددة الوظائف. هنا تتم مقارنة درجات SHAP بين الجلسة الساذجة الأساسية وجلسة التدريب المنظمة. أظهرت نتائج اختبار نتائج الشكل أن أكبر التحسينات كانت أثناء المهام التي استخدمت حركات الثني والتمديد للمعصم ، والتي قدمها مخطط التحكم الجديد والأطراف الاصطناعية المخصصة على الطرف الاصطناعي القياسي للمشارك.

بعد هذا الإجراء ، يمكن لمبتوري الأطراف العلوية أن يتعلموا بسرعة التحكم في الحركات المتزامنة لطرف اصطناعي متقدم مع الحفاظ على سلامة وأمن التحكم النسبي التقليدي في جميع الحركات.