פרוטוקול מובנה לשיקום משולבת משופרים תותבת בקרה: Case Study

המטרה הכוללת של הליך זה היא להכשיר קטועי גפיים עליונות להשתמש בגפיים תותבות מתקדמות. זה מושג על ידי שימוש באסטרטגיות הלמידה הטבועות בקטועי גפיים כדי להנחות את השיקום. הצעד הראשון הוא לגרום למטופל לחקות ולחזור על תנועות שבוצעו על ידי מדגים.

לאחר מכן, המטופל מתקשר עם מערכת מחשב כדי לחזק את הלמידה ולאמן אלגוריתמים לשליטה בתותבות. השלב האחרון הוא שהמטופל ישלוט באופן עצמאי בגפה תותבת מתקדמת. בסופו של דבר, נעשה שימוש באימוני שיקום מובנים כדי להראות ששימוש באסטרטגיות למידה אינהרנטיות של קטועי גפיים משפר את השליטה התותבת המתקדמת.

אז הרעיון לשיטה הזו עלה לי לראשונה כאשר אנו מנסים לאמן קטוע גפיים לשלוט בגפה תותבת מתקדמת. למרבה הצער, שיטות זיהוי הדפוסים הקיימות לא היו יעילות. הדגמה חזותית של שיטה זו היא חיונית מכיוון שהשיטה עצמה היא ויזואלית לחלוטין, וחשוב לקלינאים כמו גם למהנדסים לשקול אותה בעת הכשרת מטופלים ולא רק אלגוריתמים.

התחל בהתאמת שקע ותותבת מותאמים אישית למשתתף. כייל את החומרה התותבת והשתמש בנתוני הכיול שנאספו לשליטה בתותבות. אל תתנו למשתתף הכשרה פורמלית כלשהי, עם זאת, הנחו אותו לבצע שמונה פעולות, הכוללות מצב מנוחה אחד עם הגפה התותבת שיאפשר שליטה במטרה חזותית על מסך מחשב.

הציגו תמונה סטטית של התנועה על המסך, ובקשו מהמשתתף לעקוב אחר רמז חזותי. לאחר מכן הראו למשתתף את התרשימים הקוטביים הייחודיים והספציפיים התואמים את דפוסי האלקטרומיוגרפיה או ה-EMG שלהם. עודדו את המשתתף לעקוב אחר הרמז החזותי על ידי הצבעה על המסך.

חזור על המשימה שלוש פעמים עם מיקומי זרוע שונים. רגוע רפוי הושיט יד קדימה והושיט יד לרוחב. כדי לשפר את אימון המערכת, השלם את כל שמונה הפעולות ושלוש רמות הכוח עבור כל תנוחת זרוע כדי לאסוף בסך הכל 72 דגימות בודדות של אימון מערכת.

לאחר השלמת האימון, השתמש במערכי נתוני האימון ממפגש זה כדי לכייל ולהתאים את התותבת כך שהמשתתף יוכל לתרגל שליטה בזמן אמת. אפשר למשתתף לשלוט בתותבת על ידי שליטה פרופורציונלית רציפה או תנועה אחת בכל פעם כאשר מהירות המכשיר פרופורציונלית לרמות התכווצויות השרירים. לאחר שכל אחת משמונה הפעולות מבוצעת באופן אמין וחוזר על עצמו, העבר את ערכת הבקרה לשליטה פרופורציונלית וסימולטנית, המאפשרת יותר מתנועה אחת של פרק כף היד בכל פעם.

לאחר מכן בקשו מהמשתתף לתרגל משימות פשוטות כמו להרים חפץ פשוט ולהניח אותו על צדו. אפשר שעתיים של מנוחה. לפני השלמת הערכת התוצאה, העריכו את ביצועי המשתתף באמצעות נוהל הערכת היד של סאות'המפטון או מדד תוצאות SHA.

השווה ציוני SHAP למדד בסיסי באמצעות התותבת הסטנדרטית של המשתתף. ודא שלמשתתף אין גישה לתותבת ולאלגוריתמי הבקרה המותאמים אישית לאחר השלמת הפגישה הנאיבית. שלושה חודשים לאחר ביצוע האימון הנאיבי, האימון המובנה בונה את האימון בסדר הבא, חיקוי, חזרה, חיזוק ושליטה תותבת.

לצורך חיקוי, הנחו את המשתתף לחקות ישירות את שמונה הפעולות הרצויות שבוצעו על ידי המדגים בזמן אמת. כדי לעשות זאת, הושיבו את המשתתף בזווית של 45 מעלות מהמדגים וספקו תצוגה ללא הפרעה של היד המדגימה התואמת את הצד הפגוע של המשתתף. בצע כל פעולה למשך שלוש שניות.

לחזרה. בקשו מהמשתתף לחזור על הפעולה שחיקתה 10 פעמים במשך 30 שניות. ללא כל רמזים חזותיים, התבונן בפעילות ה-EMG המתאימה כפי שהיא מיוצגת על ידי התרשימים הקוטביים של כל תנועה.

לאחר מכן, לחיזוק, הציגו למשתתף משוב חזותי על שמונה הפעולות שלו בדיוק כפי שנראה במפגש הנאיבי. בקשו מהמשתתף לבצע את הפעולות תוך צפייה בעלילות הקוטב בזמן אמת עם שכבות תנועה מוקלטות כדי לחזק את הלמידה. ודא שאימון החיזוק זהה לחלוטין לאימון שניתן במהלך הפגישה הנאיבית.

לאחר השלמת האימון, השתמש במערכי נתוני האימון ממפגש זה כדי לכייל ולהתאים את התותבת כך שהמשתתף יוכל לתרגל שליטה בזמן אמת. אפשר למשתתף לשלוט באופן חופשי בתותבת על ידי שליטה פרופורציונלית רציפה או תנועה אחת בכל פעם, כאשר מהירות המכשיר פרופורציונלית לרמות התכווצויות השרירים. לאחר שכל אחת משמונה הפעולות מבוצעת בצורה אמינה וניתנת לחזרה, העבירו את ערכת הבקרה לשליטה פרופורציונלית וסימולטנית, המאפשרת יותר מתנועה אחת של פרק כף היד בכל פעם, בקשו מהמשתתף לתרגל משימות פשוטות כמו הרמת חפץ פשוט והנחתו על צדו.

אפשר 24 שעות מנוחה לפני השלמת הערכת התוצאה. לבסוף, העריכו את ביצועי המשתתף באמצעות מדד תוצאת ה-sap. השווה ציוני SHAP למדד בסיסי באמצעות התותבת הסטנדרטית של המשתתף.

פרוטוקול זה מתאר שיטת שיקום מובנית, הכוללת אסטרטגיות למידת חיקוי, חזרה וחיזוק לשיפור השליטה התותבת הרב-תכליתית. כאן משווים ציוני SHAP בין המפגש הנאיבי הבסיסי לבין מפגש ההדרכה המובנה. תוצאות מבחן תוצאת ה-shap הראו שהשיפורים הגדולים ביותר היו במהלך משימות שהשתמשו בתנועות כיפוף והארכה של שורש כף היד, שסכימת הבקרה החדשה והתותבת המותאמת אישית סיפקו על פני התותבת הסטנדרטית של המשתתף.

לאחר הליך זה, קטועי גפיים עליונות יכולים ללמוד במהירות לשלוט בתנועות בו זמנית של גפה תותבת מתקדמת תוך שמירה על הבטיחות והביטחון של שליטה פרופורציונלית מסורתית בכל התנועות.