Un dispositivo de retroalimentación vibrotáctil evaluación equilibrio sentado y formación

Muchas personas sufren de inestabilidad sentada, que puede comprometer la independencia funcional y conducir a complicaciones secundarias de salud. Nuestro protocolo tiene el potencial de evaluar, desafiar y mejorar el equilibrio durante la sesión. Nuestra técnica combina elementos de herramientas de investigación de equilibrio existentes en un dispositivo novedoso que está optimizado para el uso clínico y la accesibilidad.

Individuos que sufren bajo un deterioro muscular más nuevo pueden luchar para mantener el equilibrio sentado. Nuestro protocolo proporciona acceso a técnicas de evaluación y capacitación que se sabe que benefician los resultados de rehabilitación del equilibrio. Este protocolo se puede aplicar para investigar los mecanismos de control de equilibrio y optimizar los métodos de retroalimentación sensorial.

Los nuevos usuarios de este protocolo deben asegurarse de utilizar nuestros archivos de dibujo y modelo sólido suplementarios para producir una réplica de trabajo del dispositivo. Al principio, soldar una tuerca base a una placa de acero para construir una interfaz de fijación para bases intercambiables y hemisféricas. Usando una máquina de fresado cnc controlada numéricamente por computadora, o fresadora CNC, construya un chasis cilíndrico, una tapa y una base de polietileno, luego atornille la placa base a la base y coloque el chasis en la base.

Utilice la fresadora para construir un manguito de cloruro de polivinilo cilíndrico de 37 mm de largo y 32 mm de diámetro exterior que se ajuste a una varilla roscada. Después de soldar bridas de acero a cada lado de un enganche de acero, atornillar el enganche a la parte delantera de la base. Utilice una torneadora CNC para construir cinco cilindros de polietileno idénticos de 63 mm de alto y 152 mm de diámetro.

En el centro de la superficie superior de cada cilindro, corte un agujero de 32 mm a una profundidad de 38 mm para que se ajuste al manguito cilíndrico con alguna interferencia. En la superficie inferior de cada cilindro, utilice la máquina de torneado CNC para cortar una base curvada uniformemente con el radio único de curvatura para cada uno de los cinco cilindros, manteniendo la altura total de 63 mm. Para construir el accesorio de soporte de pierna, primero suelde un inserto de enganche de acero de 70 mm perpendicularmente a un extremo de una extrusión de acero de 575 mm.

En el otro extremo, sujeta un reposapiés de acero cilíndrico de 300 mm a la extrusión. Utilice una sierra de banda para cortar una barra rectangular de acero de 29 por 100 mm a una longitud de aproximadamente 160 mm para que pese 3,6 kg. Inserte la barra de acero en la parte posterior del chasis para contrarrestar el accesorio de soporte de pierna y montar el dispositivo.

Inserte los pasadores de clevis a través del enganche y el inserto de enganche para conectar el soporte de la pierna. A continuación, ajuste la ubicación de la abrazadera a la altura deseada del reposapiés. Enrosque la varilla en el perno base, de forma que aproximadamente 35 mm de la varilla sobresalga de la base, e inserte la varilla saliente en la base curva deseada.

Aplique la cinta de agarre a la tapa y cubra el dispositivo con la tapa. Para instrumentar el dispositivo, conecte una unidad de medición inercial y ocho tachteres vibratorios a un microcontrolador. Programe el microcontrolador de manera que lea los ángulos de inclinación anteroposterior y mediolateral de la unidad de medición inercial, y encienda o apague los tachteres vibratorios en función de los ángulos de inclinación.

Asegure la unidad de medición inercial en el centro del chasis y coloque los tachteres vibratorios en un octágono regular con un radio de 10 cm, centrado 8 cm antes del centro del chasis, para que se encuentren bajo el asiento de una persona de tamaño medio. A continuación, conecte el microcontrolador a un ordenador y abra la interfaz de usuario del software. Para llevar a cabo los experimentos de equilibrio, reclutar participantes consentidos que estén libres de trastornos neurológicos y musculoesqueléticos, y dolor de espalda agudo o crónico, y registrar la edad, el peso y la estatura de cada participante.

A continuación, abra la interfaz de usuario. El gráfico de la brújula muestra el ángulo de inclinación del dispositivo, más la mitad de la velocidad de inclinación del dispositivo en las direcciones anteroposterior y mediolateral. Antes de cada prueba de equilibrio, instruya al participante a que se dote de auriculares con cancelación de ruido, doble los brazos sobre su pecho, mantenga una postura erguida tanto como sea posible y indique verbalmente cuándo esté listo.

Utilice los menús desplegables de la sección de parámetros de prueba de la interfaz de usuario para etiquetar la dificultad actual y la condición ocular, y haga clic en Grabar para iniciar la prueba. Para las pruebas con los ojos abiertos, instruya al participante a enfocarse en un punto fijo hacia adelante para ayudar a mantener el equilibrio. Para los ensayos con los ojos cerrados, utilice una venda en los ojos para asegurarse de que el participante esté completamente privado de la retroalimentación visual.

Realice 20 pruebas de equilibrio sentado de 30 segundos en serie, tomando descansos según lo ameritado para evitar fatiga, y deteniéndose en cualquier momento si es necesario. Un algoritmo calculará qué umbrales de retroalimentación anteroposterior y mediolateral para usar y mostrar los umbrales en la columna Q3 de la interfaz de usuario. Los umbrales de retroalimentación de vibrotactiles se pueden optimizar para proporcionar señales de retroalimentación sobre la dirección y el tiempo que se adaptan a una tarea u objetivo determinado.

Después de cuatro pruebas de familiarización, copie los valores de la columna Q3 en la columna derecha y haga clic en Actualizar para actualizar los umbrales de comentarios que se muestran en el gráfico de la brújula en función de la cuarta versión de prueba de familiarización. Como los ángulos de inclinación anteroposterior y mediolateral se almacenan automáticamente en tiempo real en un archivo de texto para su análisis, analice las señales anteroposterior y mediolateral para caracterizar el rendimiento de la sesión para cada una de las condiciones experimentales. Esta tabla muestra las medidas postero gráficas derivadas de inclinaciones de superficie de soporte anteroposterior y mediolaterales promediadas para 144 ensayos de equilibrio, y realizadas por 12 participantes bajo cada condición experimental.

Las observaciones de la inclinación del anteroposterior fueron significativamente diferentes entre las condiciones de equilibrio de ojo abierto y ojo cerrado para la raíz-media-cuadrada, frecuencia centroidal y dispersión de frecuencia. De acuerdo con otros informes, estas medidas postero gráficas pueden discriminar entre las tareas de equilibrio durante los ensayos en los que el sistema de retroalimentación vibrotactil estaba activo. La frecuencia centroideal de las observaciones de inclinación del anteroposterior fue significativamente mayor que durante los ensayos de control.

De acuerdo con otros informes, este protocolo de retroalimentación vibrotactil tiene un efecto medible en el rendimiento del equilibrio. Todos los componentes estructurales tienen un modelo sólido y un dibujo correspondientes que están disponibles para su descarga y se pueden utilizar para replicar el proceso de construcción. El procedimiento se puede utilizar para probar hipótesis sobre la naturaleza fundamental de la sesión vertical dinámica y la eficacia de la retroalimentación vibrotactil como una técnica de entrenamiento de equilibrio.

Esta investigación proporciona una base crítica para el trabajo futuro sobre evaluación clínica y herramientas de formación para poblaciones con deterioro del equilibrio sentado para mejorar su calidad de vida. Las herramientas eléctricas utilizadas para construir este dispositivo pueden causar daños corporales;por favor siga todos los protocolos de seguridad.