Name: מכשיר Vibrotactile משוב הערכת האיזון ישובים והדרכה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-20T13:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 13 s
Description: למדו להעריך ולשפר שיווי משקל בישיבה באמצעות פלטפורמה ניידת עם יחידת מדידה אינרציאלית ומשוב רטט. שיטה זו מסייעת בשיקום אנשים עם לקויות שריר ושיפור עצמאות תפקודית.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים להכיר המאמצים עיצוב של הסטודנטים לתואר ראשון Animesh סינג Kumawat, Kshitij הודיה, קווין Boser, בנימין צ'נג, קרוליין קולינס, שרה Lojczyc, דרק Schlenker, קתרין Schoepp ו ארתור זלנזקי. מחקר זה מומן בחלקו דרך מענק גילוי מדעי הטבע, הנדסה מחקר המועצה של קנדה (RGPIN-2014-04666).

כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי ועדת בריאות מחקר אתיקה באוניברסיטת אלברטה.
1. בנייה והרכבה של רכיבים מבניים
<ol><li>לבנות ממשק מצורף עבור בסיסים המיספרי להחלפה: לרתך אגוז הבסיס צלחת לרתך פלדה.</li>
	<li>להשתמש במחשב מספריים מבוקר (CNC) לטחינת מכונה לבנות מארז גלילי, מכסה, ובסיס מפוליאתילן כמוצג באיור1. בולט הבסיס על הבסיס ובסיס לתושבת. הערה: התכונות מיל עבור החזקה של ברגים וחלקים אחרים לפי הקבצים הציור וכן שלושה ממדי הדגם בתנאי (ראה הקבצים המשלימים 1 ו- 2). כל הרכיבים המבניים דגם אחיד המתאים ויש ציור הזמינים להורדה והוא יכול לשמש כדי לשכפל את תהליך הבניה.</li>
	<li>השתמש במכונת הטחינה לבנות שרוול של גלילי פוליוויניל כלוריד על גבי מוט הברגה, כפי שמוצג באיור1. להפוך את השרוול 37 מ מ אורך, עם הקוטר החיצוני של 32 מ מ.</li>
	<li>לרתך פלנצים פלדה מכל צד של תקלות פלדה, כפי שמוצג באיור1. בולט הבעיה לחזית של הבסיס.</li>
	<li>השתמש במכונת CNC מפנה לבנות 5 זהות צילינדרים מפוליאתילן, כל אחד עם גובה של 63 מ מ קוטר של 152 מ מ. במרכז המשטח העליון של כל גליל, לחתוך חור 32 מ מ עומק 38 מ מ כך שהוא יתאים את השרוול גלילי (לראות צעד 1.3. מעל) עם יש הפרעות.</li>
	<li>על המשטח התחתון של כל גליל, השימוש של CNC הפעלת מכונת לחתוך בסיס מעוקל בצורה אחידה עם רדיוס ייחודי של עקמומיות לכל אחד 5 צילינדרים, שמירה על הגובה הכולל של 63 מ מ, כפי שמוצג באיור2. הערה: את רדיוס עקמומיות וגובה של הבסיס לקבוע את היציבות של המכשיר. רדיוס המוצע של עקמומיות עבור הגובה הזה הם בין 110 מ מ (מאוד לא יציב) 250 מ מ (מעט לא יציב), כפי שמוצג בטבלה 1.</li>
	<li>בניית קובץ מצורף תמיכה רגל כמוצג באיור 3, על ידי הראשון ריתוך 70 מ"מ פלדה בטרמפים הכנס בניצב בקצה אחד של הבלטה 575 מ מ פלדה. בקצה השני, מלחציים הדום גלילי 300 מ"מ פלדה כדי ההבלטה. הערה: עבור מידות החלק מפורט, ראה קובץ משלים 1 (ציורים) וקובץ משלים 2 (דגמי תלת-ממד מלא).</li>
	<li>השתמש חבל מאד, מסור לחתוך פלדה מלבני בר (29 מ"מ על ידי 100 מ מ) באורך של-160 מ מ כך זה שוקל 3.6 ק ג. להוסיף את סרגל פלדה שבגב התושבת לאזן את הקובץ המצורף תמיכה רגל, כפי שמוצג באיור1.</li>
	<li>להרכיב את המכשיר כפי שמוצג באיור4. לחבר את התמיכה הרגל על-ידי הוספת סיכות הקרס דרך הבעיה ותצמיד הוספה. להתאים את המיקום של המלחציים לגובה שאר רגל הרצוי. שרשור המוט לתוך הבסיס הרבעה כך כ- 35 מ מ של המוט המגיחה מתוך הבסיס.  הכנס את המוט בולט לתוך הבסיס המעוגל הרצוי.</li>
	<li>להחיל המכסה אחיזה קלטת או ריפוד מתאים אחר. שים את המכסה.</li>
</ol>2. instrumenting את המכשיר
<ol><li>רוכשים של מיקרו-בקר (ראה את הטבלה של חומרים), יחידת מדידה אינרציאלית, שמונה tactors רוטטת. לחבר את המדידה אינרציאלית יחידה, רוטטת tactors מיקרו-בקר.</li>
	<li>התוכנית מיקרו-בקר כך כתוב גישה antero-אחוריים (AP) ו הטיה (ML) medio-לרוחב זוויות של יחידת המידה אינרציאלית והופך את tactors רוטטת או ביטול בהתאם הזוויות הטיה. ראה קובץ משלים 3 (מיקרו למופת סקריפט) , וצעד 2.2.1 הערה: יחידות מידה אינרציאלית לנצל תאוצה, סביבון נוטים שגיאה. לבצע כיול לפי מיקום של החיישן: להניח את המכשיר על משטח רמת ולהשתמש עמדה זו כמו תוכנית בסיסית עבור כל המדידות הבאות. השתמש מערכת לכידת תנועה או גישה דומה לאמת את המידות זווית הטיה ולהבטיח כי הם מדויקים דיים לאורך כל הטווח הצפוי של שימוש (המרחבי ואת זמני). להבטיח ש-tactors רוטטת לפעול בתדר של לא יותר מ- 200 הרץ, כדי לגרום לתגובה של אחד לאחד של קולטני חישה עור אנושי או שריר9.<ol>
<li>להעלות את התסריט מיקרו-בקר מחולל רמזים vibrotactile מבוסס על אות בקרת משוב המייצג סכום משוקלל של זווית הטיה AP (או מ"ל) והמהירות. הערה: המחשב מפעיל שלושה tactors הכי קרוב לחזית ימינה, שמאלה, או האחורי של פני השטח כאשר האות שליטה חורג סף בכיוון הזה; או tactors 5 אם סף AP, ML הם עלתה בו זמנית. אף אחד tactors פעילים כאשר האות שליטה הוא מתחת לסף בשני הכיוונים (קרי, באזור לא-משוב).</li>
	</ol>
</li>
	<li>אבטח את יחידת המידה אינרציאלית במרכז של המארז. לארגן את tactors רוטטת על מתומן רגיל עם רדיוס של 10 ס מ, ממורכז הקדמי של המרכז של המארז 8 ס"מ כך הם ישקר מתחת למושב של אדם בגודל ממוצע10. תצלום של סידור פוטנציאלי אחד מוצג באיור4. הערה: אם tactors רוטטת אינם חזקים מספיק כדי רטט המשתמש, לשפר את הממשק בין tactor לבין העור על ידי חיתוך חורים לתוך המכסה ולאחר קיבעון ויברטורים לנוח לשטוף עם השטח. אם השיטה להשגתה של ויברטורים במקום גורמת לשבור של הרטט, שקול להשתמש מארז שני חלקים הרכבה עם סיכה איתור התאמה רופף, כמוצג באיור5.</li>
	<li>להתחבר מיקרו הנייד או השולחני למחשב באמצעות אפיק טורי אוניברסלי (USB) או שיטה אחרת תקשורת מתאימה. לפתוח את ממשק המשתמש, המוצגת באיור 6. הערה: לחלופין, להתחבר מיקרו של סוללה או מקור כוח אחר. זה משפר את הניידות של המכשיר, אך מונע ממשק משתמש.</li>
</ol>3. למופת הערכת ופרוטוקול האימון
<ol><li>גייס משתתפים בהסכמה חופשיים של הפרעות נוירולוגיות או שרירים ושלד, כאב גב אקוטי או כרוני. רישום גיל, משקל וגובה של כל משתתף. לאחר מכן, לכל משתתף לבצע את ההליך הבא.</li>
	<li>לפתוח את ממשק המשתמש (איור 6). מצפן הגרף מציג זווית הטיה של המכשיר ובנוסף חצי מהירות ההטיה שלה כיוון AP (הציר האנכי) והכיוון ML (ציר אופקי).</li>
	<li>לפני איזון בכל משפט, להורות המשתתף עוטים ביטול רעש אוזניות, מקפלים שלו או את הידיים שלה על פני החזה, לשמור על תנוחה זקופה ככל האפשר, ואות מילולית הנסיין להיות מוכן.</li>
	<li>לבצע 20 30 שניות שבו האיזון מחקרים סדרת11, לוקח הפסקות כמתחייב למניעת עייפות, לעצור בכל עת במידת הצורך.<ol>
<li>רצף הניסויים כדלקמן (דוגמא בלבד): באופן אקראי לבחור אחד מתוך שני שילובים "לבסס יציבות רמת/עין תנאי", להלן בשם מאזן תנאים (בסיס קשה יותר, בסיס פתוח; או פחות קשה עיניים, עיניים עצומות)12. לבצע 4 משפטים של התנאי לאיזון הראשון כדי להכיר את המשתתף עם המשימה, כדי לזהות את הפקד המתאים סף אות עבור tactors רוטטת במושב (ראה שלב ' ר 3.4.5 להלן). הערה: קשה יותר לשמור על איזון על בסיס עם רדיוס קטן של עקמומיות מאשר על בסיס עם רדיוס גדול של עקמומיות (טבלה 1 מציגה את היציבות היחסית של כל חמשת הבסיסים להחלפה). 4 משפטים נמצאו כדי להספיק להשיג ביצועים יציבים של איזון פעילות2.</li>
		<li>שנבחרו באופן אקראי 3 של הניסויים במשך שישה ייערכו משפטים שליטה: לכבות את tactors רוטטת לתקופת המבחנים כאלה. כדי לבטל את המשוב הרטט או לבטל, להחליף את המחוון משוב לערך הרצוי בממשק המשתמש. חזור על הרצף הזה של עשרה ניסויים התנאי השני איזון.</li>
		<li>תווית את המצב הנוכחי של קושי ועין על-ידי בחירת מהתפריטים הנפתחים במדור משפט פרמטרים של ממשק המשתמש. לחץ על רשומה כדי להתחיל את המשפט. הערה: בטיחות המשתתפים הוא בעל חשיבות עליונה. הנסיין צריך לפקח על כל הפעילויות איזון, להיות מוכנים לסייע במקרה של אובדן שיווי משקל. . פנו את האזור של כל סכנות פוטנציאליות, להיות מודע פרוטוקולי חירום מקומיים.</li>
		<li>עבור ניסויים עם עיניים פקוחות, להורות את המשתתף להתמקד נקודה קבועה ישר קדימה כדי לעזור לשמור על איזון. עבור ניסויים עם עיניים עצומות, השתמש כיסוי כדי להבטיח כי המשתתף הוא משולל לחלוטין משוב חזותי. הערה: לקבלת איזון פרדיגמות שם התנועה של כפות הרגליים צריך להיות מוגבל, לצרף את התמיכה הרגל של הוספת משקל-נגד מתחת למכסה.</li>
		<li>אלגוריתם מחשבת איזה ספי משוב AP ו מ לשימוש ומציג אותם בעמודה Q3 של ממשק המשתמש. אחרי 4 משפטים להכרות, להעתיק את הערכים מוצגים בעמודה Q3 לתוך עמודת כותבים ולאחר מכן לחץ על רענן כדי לעדכן את הסף משוב המוצג בגרף מצפן (ורוד) בהתאם להכרות הרביעי ניסוי. הערה: ערכי הסף מחושב המוצג בעמודה Q3 של הממשק שווים ל הרביעון השלישי לכל כיוון ההטיה (AP, מ"ל) במהלך המשפט הקודם. ערכת משוב זו מבוססת על הרעיון כי איזון פונקציה משופרת בעת משוב ממוטב עבור כל בודדים13,14, תוך מתן משוב מידי אולי לרעת למידה15. ברגע ערכי סף שני נבחרו עבור אדם מסוים, הם יכול להישמר קבועה עבור אותו אדם להיות מסוגל להעריך שיפורים לאורך זמן או עם התערבות.</li>
	</ol>
</li>
	<li>AP ו- ML הטיה זוויות מאוחסנים באופן אוטומטי, בזמן אמת, בקובץ טקסט עבור ניתוח, לנתח את האותות AP ו- ML לאפיין ישיבה ביצועים עבור כל אחד מן התנאים ניסיוני.<ol>
<li>בתחום הזמן, לחשב בצעדים הבאים posturographic כל הזמן סדרה8: שורש ממוצע הריבועים (מידת השונות של התנועה) והמהירות רשע (מידת המהירות הממוצעת זוויתי של התנועה).</li>
		<li>בתחום התדר, לחשב בצעדים הבאים posturographic כל הזמן סדרה8: תדירות centroidal (מדד תדירות הכולל של התנועה), תדירות פיזור (מידת השונות שתדירותם של התנועה)8 .</li>
	</ol>
</li>
	<li>השתמש מעורב מודל לינארי כדי להעריך ולאפיין את ההשפעות של שני גורמים תופעות קבועות (1) תנאי שיווי המשקל (יציבות רמת ועין תנאי משולב), vibrotactile (2) משוב, על כל אחד האמצעים posturographic (משתנים תלויים), בהתחשב הקורלציה של מדידות חוזרות ונשנות של כל משתתף16 (גורם אפקטים אקראיים אחד).<ol>
<li>מבחן מובהקות של ההשפעות קבוע על ידי חישוב היחס של השונות בין האמצעים קבוצה השונות של שנשאר משהו ולאחר השוואת התוצאה על התפלגות-F.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Behm, D. G., Muehlbauer, T., Kibele, A., Granacher, U. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26359066">Effects of Strength Training Using Unstable Surfaces on Strength, Power and Balance Performance Across the Lifespan: A Systematic Review and Meta-analysis.</a> Sports Medicine. 45, 1645-1669 (2015).</li>
<li>Larivière, C., Mecheri, H., Shahvarpour, A., Gagnon, D., Shirazi-Adl, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Criterion+validity+and+between-day+reliability+of+an+inertial-sensor-based+trunk+postural+stability+test+during+unstable+sitting%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Electromyography+and+Kinesiology%22%5BJournal%5D)">Criterion validity and between-day reliability of an inertial-sensor-based trunk postural stability test during unstable sitting.</a> Journal of Electromyography and Kinesiology. 23, 899-907 (2013).</li>
<li>Paillard, T., Noé, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Techniques+and+Methods+for+Testing+the+Postural+Function+in+Healthy+and+Pathological+Subjects%5BTitle%5D)+AND+%22BioMed+Research+International%22%5BJournal%5D)">Techniques and Methods for Testing the Postural Function in Healthy and Pathological Subjects.</a> BioMed Research International. 2015, (2015).</li>
<li>Williams, J., Bentman, S. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24119716">An investigation into the reliability and variability of wobble board performance in a healthy population using the SMARTwobble instrumented wobble board.</a> Physical Therapy in Sport. 25, 108(2017).</li>
<li>Wall, C., Kentala, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+displacement%2C+velocity%2C+and+combined+vibrotactile+tilt+feedback+on+postural+control+of+vestibulopathic+subjects%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Vestibular+Research%22%5BJournal%5D)">Effect of displacement, velocity, and combined vibrotactile tilt feedback on postural control of vestibulopathic subjects.</a> Journal of Vestibular Research. 20, 61-69 (2010).</li>
<li>Alahakone, A. U., Arosha Senanayake,, N, S. M. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/document/5229741">Vibrotactile feedback systems: Current trends in rehabilitation, sports and information display.</a> IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. , 1148-1153 (2009).</li>
<li>Shull, P. B., Damian, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Haptic+wearables+as+sensory+replacement%2C+sensory+augmentation+and+trainer+-+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+NeuroEngineering+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Haptic wearables as sensory replacement, sensory augmentation and trainer - a review.</a> Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 12, 12-59 (2015).</li>
<li>Prieto, T. E., Myklebust, J. B., Hoffmann, R. G., Lovett, E. G., Myklebust, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measures+of+postural+steadiness%3A+Differences+between+healthy+young+and+elderly+adults%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Measures of postural steadiness: Differences between healthy young and elderly adults.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 43, 956-966 (1996).</li>
<li>Ribot-Ciscar, E., Vedel, J. P., Roll, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vibration+sensitivity+of+slowly+and+rapidly+adapting+cutaneous+mechanoreceptors+in+the+human+foot+and+leg%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Letters%22%5BJournal%5D)">Vibration sensitivity of slowly and rapidly adapting cutaneous mechanoreceptors in the human foot and leg.</a> Neuroscience Letters. , 130-135 (1989).</li>
<li>Churchill, E., McConville, J. T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aChurchill%2C+E+%22Sampling+and+Data+Gathering+Strategies+for+Future+USAF+Anthropometry%22">Sampling and Data Gathering Strategies for Future USAF Anthropometry</a>. , (1976).</li>
<li>Lee, H., Granata, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Process+stationarity+and+reliability+of+trunk+postural+stability%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Process stationarity and reliability of trunk postural stability.</a> Clinical Biomechanics. 23, 735-742 (2008).</li>
<li>Silfies, S. P., Cholewicki, J., Radebold, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+visual+input+on+postural+control+of+the+lumbar+spine+in+unstable+sitting%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Movement+Science%22%5BJournal%5D)">The effects of visual input on postural control of the lumbar spine in unstable sitting.</a> Human Movement Science. 22, 237-252 (2003).</li>
<li>Loughlin, P., Mahboobin, A., Furman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Designing+vibrotactile+balance+feedback+for+desired+body+sway+reductions%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+International+Conference+of+the+IEEE+Engineering+in+Medicine+and+Biology+Society%22%5BJournal%5D)">Designing vibrotactile balance feedback for desired body sway reductions.</a> Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 1310-1313 (2011).</li>
<li>Goodworth, A. D., Wall, C., Peterka, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+feedback+parameters+on+performance+of+a+vibrotactile+balance+prosthesis%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Neural+Systems+and+Rehabilitation+Engineering%22%5BJournal%5D)">Influence of feedback parameters on performance of a vibrotactile balance prosthesis.</a> IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 17, 397-408 (2009).</li>
<li>Marchal-Crespo, L., Reinkensmeyer, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+control+strategies+for+robotic+movement+training+after+neurologic+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+NeuroEngineering+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Review of control strategies for robotic movement training after neurologic injury.</a> Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 6, 20-35 (2009).</li>
<li>Lee, B., Kim, J., Chen, S., Sienko, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+phone+based+balance+trainer%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+NeuroEngineering+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Cell phone based balance trainer.</a> Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 9, 1-14 (2012).</li>
<li>Sienko, K. H., Balkwill, M. D., Wall, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofeedback+improves+postural+control+recovery+from+multi-axis+discrete+perturbations%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+NeuroEngineering+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Biofeedback improves postural control recovery from multi-axis discrete perturbations.</a> Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 9, 53-64 (2012).</li>
<li>Williams, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+Evaluation+of+an+Instrumented+Wobble+Board+for+Assessing+and+Training+Dynamic+Seated+Balance%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Design and Evaluation of an Instrumented Wobble Board for Assessing and Training Dynamic Seated Balance.</a> Journal of Biomechanical Engineering. 140, 1-10 (2017).</li>
<li>van Dieën, J. H., Koppes, L. L. J., Twisk, J. W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postural+sway+parameters+in+seated+balancing%3B+their+reliability+and+relationship+with+balancing+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+Posture%22%5BJournal%5D)">Postural sway parameters in seated balancing; their reliability and relationship with balancing performance.</a> Gait Posture. 31, 42-46 (2010).</li>
<li>Sigrist, R., Rauter, G., Riener, R., Wolf, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Augmented+visual%2C+auditory%2C+haptic%2C+and+multimodal+feedback+in+motor+learning%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Psychonomic+Bulletin+and+Review%22%5BJournal%5D)">Augmented visual, auditory, haptic, and multimodal feedback in motor learning: A review.</a> Psychonomic Bulletin and Review. 20, 21-53 (2013).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

שיטות לבניית מכשיר נייד, שעברו אינסטרומנטציה, ישיבה מוצגים. המכשיר הוא נייד, עמיד, בניין על מחקרים קודמים של לנענע כיסאות2,4 ו-6,5,משוב הרטט7 כדי להפוך את היתרונות של כלים אלה עוצמה ונגיש יותר . בצע את פרוטוקול האסיפה בכיוון ההפוך כדי להכין את ההתקן עבור תחבורה או אחסון. הקושי של הפעילות האיזון יכול להיות מאופנן על-ידי הצמדת בסיסים עם עקמומיות שונים. הבחירה של קושי המשימ...

ישיבה זקופה היא תנאי הכרחי עבור פונקציות sensorimotor אנושיות אחרות, כולל תנועות מיומן (למשלהקלדה) והביכה איזון פעילויות (למשל, שנסע ברכבת). כדי לשקם ולשפר את פונקציות הקשורות לשבת, טכניקות אימון איזון מודרני משמשים: משטחים לא יציבים perturb ישיבה1,2 , ההצעה מעקב מכמתת את האיזון-מיומנות-3,-4 . תוצאות האימון איזון לשפר כאשר רטט מועבר אל הגוף באמצעות תבניות תואמות ביצועים5. משוב חושית יעילה ככל הנראה השיקום, שיטת האימון; ובכל זאת, משוב חושית שיטות מכוונות כלפי עומד האיזון ודורשים מבוסס המעבדה ציוד6,7.
מטרת העבודה המוצגת כאן היא לבנות מכשיר נייד שניתן ישבה על או פסיבי גרם אולי לפגיעה ביציבות למעלות שונים בעוד מכשירים מובנה להקליט את מעמדה ולספק משוב הרטט למשטח ישיבה. השילוב של כלים משלב עבודה קודמות על התנודדות כיסאות2,4 , משוב הרטט5,6,7, הפיכת היתרונות של כלים אלה עוצמה ונגיש יותר. הציגו גם הם הליך לאמן ישיבה זקופה, ניתוח של התוצאות כמותית, בעקבות הספרות הוקמה על אמצעים posturographic8. שיטות אלה מתאימים ללמוד את השפעות יושב איזון התרגיל עם משטח לא יציב בשילוב עם משוב הרטט. יישומים הצפויה כוללים ספורט אימון, שיפור כללי של קואורדינציה, הערכת הפגיעה איזון מיומנות, ובעקבות שיקום השלד, שרירים, או. נוירולוגיות.

<table><tbody><tr><td><חזק>שלדה</חזק></td><td>McMaster-Carr</td><td>8657K421</td><td>יריעת פוליאתילן LDPE עמידה בפני לחות בעובי 1-1/2 אינץ', 24 אינץ' x 24 אינץ'</td></tr> <tr><td><חזק>מכסה</חזק></td><td>McMaster-Carr</td><td>8657K414</td><td>יריעת פוליאתילן LDPE עמידה בפני לחות בעובי 1/4 אינץ', 24 אינץ' x 24 אינץ'</td></tr> <tr><td><חזק>בסיס </חזק></td><td>McMaster-Carr</td><td>8657K414</td><td>יריעת פוליאתילן LDPE עמידה בפני לחות בעובי 1/4 אינץ', 24 אינץ' x 24 אינץ'</td></tr> <tr><td><חזק>סרט אחיזה</חזק></td><td>McMaster-Carr</td><td>6243T471</td><td>סרט נגד החלקה לא שוחק, מרקם, רצועה רחבה 6 אינץ', ארוך 2 אינץ', שחור</td></tr><tr><td><חזק>אגוז בסיס</חזק></td><td>McMaster-Carr</td><td>90596A039</td><td>אגוז ריתוך בסיס עגול מפלדה, 5/8 אינץ'-11 גודל חוט</td></tr> <tr><td><חזק>צלחת ריתוך</חזק></td><td>McMaster-Carr</td><td>1388K142</td><td>יריעת פלדה דלת פחמן בעובי 1/16 אינץ', 3 אינץ' x 3 אינץ', גימור קרקע</td></tr> <tr><td><חזק>מוט הברגה</חזק></td><td>McMaster-Carr</td><td>90322A170</td><td>3 אינץ' 5/16 אינץ'-18 סגסוגת פלדה</td></tr> <tr><td>בעלת חוזק בינוני<חזק>שרוול</חזק></td><td>מקמאסטר-קאר</td><td>8745K19</td><td>מוט PVC עמיד לכימיקלים (סוג I) קוטר 1-1/4 אינץ'</td></tr><tr><td><חזק>אוגן מרובע</חזק></td><td>McMaster-Carr</td><td>8910K395</td><td>מוט פלדה דל פחמן, עובי 1/8 אינץ', 1 אינץ' רחב</td></tr><tr><td><חזק>תקלה</חזק></td><td>McMaster-Carr</td><td>4931T123</td><td>מסגור בורג יחד פלדה כבדה, 1-1/2 אינץ' מרובע</td></tr> <tr><td><חזק>בסיס מעוקל< / חזק ></td> <td>מקמאסטר-קאר</td><td>8745K48</td><td>מוט PVC, קוטר 6 אינץ'</td></tr> <tr><td><חזק>הכנס תקלה< / חזק ></td> <td>McMaster-Carr</td><td>6535K313</td><td>Bolt-Together Framing פלדה כבדה, 1 אינץ' מרובע</td></tr><tr><td><חזק>שחול< חזק></td><td>McMaster-Carr</td><td>6545K7</td><td>1045 מלאי בר מרובע מפלדה נמשכת קרה, רוחב 1' x 1 אינץ', לא מלוטש</td></tr><tr><td><חזק>מהדק</חזק></td><td>Vlier</td><td>TH103A</td><td>כפתור מומנט מתכוונן</td></tr><tr><td><חזק>משענת רגליים</חזק></td><td>McMaster-Carr</td><td>6582K431</td><td>4130 צינורות פלדה, רוחב 1 אינץ' x 1 אינץ', עובי דופן 0.065 אינץ', גימור טחנה לא מלוטש</td></tr><tr><td><חזק>Counterwieght</חזק></td><td>McMaster-Carr</td><td>8910K67</td><td>מוט מלבני מפלדת פחמן נמוכה בעובי 1-1/8 אינץ', רוחב 4 אינץ'</td></tr> <tr><td><חזק>Clevis Pin</td><td>McMaster-Carr</td><td>97245A616</td><td>סיכת Clevis פלדה מצופה אבץ עם סיכת קוטר סיכת ראש, קוטר 3/16 אינץ', 1-9/16 אינץ' אורך שמיש</td></tr><tr><td><חזק>מיקרו-מעבד</חזק></td><td>Arduino</td><td>MEGA 2560</td><td>לוח מיקרו-בקר עם 54 פיני קלט/פלט דיגיטליים וחיבור USB</td></tr> <tr><td>יחידת מדידה אינרציאלית </td><td>x-io Technologies Ltd.</td><td></td><td>יחידת מדידה אינרציאלית x-IMU ומערכת ייחוס כיוון גישה עם מארז</td></tr> <tr><td>רוטט Tactor</td><td>Precision Microdrives</td><td>DEV-11008</td><td>Lilypad Vibe Board, זמין מ-SparkFun Electronics</td></tr></tbody></table>

מכשיר vibrotactile משוב הערכת האיזון ישובים והדרכה

A Vibrotactile Feedback Device for Seated Balance Assessment and Training

לפליטת בתנוחה, ההצעה מעקב משוב חושית הן טכניקות מודרניות נהגו לאתגר, להעריך, הרכבת יושב זקוף, בהתאמה. המטרה של פרוטוקול מפותחת היא על בניית פלטפורמה ישיבה זה יכול להיות פסיבי destabilized יחידת מדידה אינרציאלית מכמתת את עלייתה ואילו אלמנטים רוטטת לספק משוב משושי למשתמש. מושב להחלפה מצורפים לשנות את רמת היציבות של ההתקן בבטחה אתגר יושב איזון. מיקרו מובנה מאפשרת כוונון הפרמטרים משוב להעצמת תפקוד חושי. אמצעים posturographic, טיפוסי של איזון הערכת פרוטוקולים, מסכמים את האותות תנועה שנרכש במהלך ניסויים איזון מתוזמן. אין פרוטוקול ישיבה דינאמית לתאריך מספק אתגר משתנה, כימות, ללא אילוצים מעבדה חושית משוב. התוצאות שלנו להפגין שכל משתמש שאינו-לא זמין התקן התערוכה שינויים משמעותיים posturographic אמצעים בעת איזון קושי משתנה או הרטט משוב מסופק. להתקן נייד, תכליתי יש יישומים פוטנציאליים שיקום (בעקבות פגיעה השלד, שרירים או נוירולוגיות), אימון (עבור ספורט או מודעות מרחבית), בידור (via וירטואלי או augmented reality) ומחקר (של הקשורות ישיבה הפרעות).

מראה בטבלה 2 , עבור כל תנאי הניסוי, האמצעים posturographic נגזר אבחנת AP ו- ML תמיכה משטח מטה, בממוצע מעל 144 האיזון מחקרים שבוצע על ידי 12 משתתפים (2 x 2 x 3 ניסויים למשתתף).
השפעה של שינוי מצב שיווי משקל: התנאי הבסיסי נבחר להיות תלויים במצב העין (קרי, כאשר העיניים היו סגורים, הבסיס היה יציב יותר). לפיכך, תנאי הבסיס והעין יחד נחשבו משתנה בלתי תלוי אחד (תנאי שיווי המשקל). תצפיות על הטיה...

פלטפורמה ישיבה פותחה, התאספו זה פסיבי שיערער את תנוחת הישיבה בבני אדם. במהלך הפעילות המייצב של המשתמש, יחידת מדידה אינרציאלית רשומות התנועה של המכשיר, אלמנטים רוטטת לספק משוב מבוסס ביצועים למושב. להתקן נייד, רב-תכליתי עשוי לשמש שיקום, הערכת הדרכה פרדיגמות.

מכשיר Vibrotactile משוב הערכת האיזון ישובים והדרכה

Postural perturbations, motion tracking, and sensory feedback are modern techniques used to challenge, assess, and train upright sitting, respectively. ...

אנשים רבים סובלים חוסר יציבות יושב, אשר יכול להתפשר על עצמאות תפקודית ולהוביל לסיבוכים בריאותיים משניים. הפרוטוקול שלנו מחזיק בפוטנציאל להעריך, לאתגר ולשפר את האיזון במהלך הישיבה. הטכניקה שלנו משלבת אלמנטים של כלי מחקר איזון קיימים למכשיר חדשני אחד הממוטב לשימוש קליני ונגישות.אנשים הסובלים תחת ליקוי שרירי חדש יותר עשויים להיאבק כדי לשמור על איזון יושב. הפרוטוקול שלנו מספק גישה לטכניקות הערכה והכשרה שידועות כי הן מועילות לתוצאות שיקום האיזון. ניתן ליישם פרוטוקול זה כדי לחקור מנגנוני בקרת איזון ולמטב שיטות משוב חושי.משתמשים חדשים של פרוטוקול זה צריכים להיות בטוחים להשתמש בציור המשלים שלנו וקבצי מודל מוצק כדי לייצר עותק משוכפל עובד של המכשיר. בהתחלה, ריתוך אגוז בסיס לצלחת פלדה כדי לבנות ממשק מצורף עבור חילופי, בסיסים hemispherical. באמצעות מחשב הנשלט על-ידי מחשב, או מכונת כרסום CNC, בנה מארז גלילי, מכסה ובסיס מפוליאתילן ולאחר מכן הברג את לוח הבסיס לבסיס והצב את המארז בבסיס.השתמש במכונת הטחינה כדי לבנות שרוול פוליוויניל כלוריד גלילי בקוטר 37 מ"מ בקוטר 32 מ"מ שמתאים למוט מושחל. לאחר ריתוך אוגנים פלדה לכל צד של תקלת פלדה, בורג את הטרמפ לחזית הבסיס. השתמש במכונת סיבוב CNC כדי לבנות חמישה צילינדרים פוליאתילן זהים בקוטר 63 מ"מ בקוטר 152 מ"מ.במרכז המשטח העליון של כל גליל, חותכים חור 32 מ"מ לעומק של 38 מ"מ כך שהוא מתאים את השרוול הגלילי עם הפרעה מסוימת. על פני השטח התחתונים של כל גליל, השתמש במכונת הפנייה CNC כדי לחתוך בסיס מעוקל באופן אחיד עם רדיוס עקמומיות ייחודי עבור כל אחד מחמשת הצילינדרים, תוך שמירה על הגובה הכולל של 63 מ"מ. כדי לבנות את ההחזקה תמיכה ברגל, תחילה לרתך 70mm פלדה תקלה להוסיף בניצב לקצה אחד של שבלט פלדה 575mm.בקצה השני, מהדקים את המשטחת של פלדה גלילית 300 מ"מ לבלט. השתמש במסור כדי לחתוך מוט פלדה מלבני 29 על 100mm לאורך של כ 160mm כך שהוא שוקל 3.6 ק"ג. הכנס את מוט הפלדה בחלק האחורי של המארז כדי לאזן את הקובץ המצורף לתמיכה ברגל והרכב את ההתקן.הכנס את סיכות ה- clevis דרך התקלה ואת תוסף התקלה כדי לחבר את התמיכה ברגל. לאחר מכן התאימו את מיקום המהדק לגובה המהדק הרצוי. משחיל את המוט לתוך הרבעה הבסיס, כך כ 35mm של המוט בולט מהבסיס, ולהכניס את המוט הבולט לתוך הבסיס המעוקל הרצוי.החל את סרט האחיזה על המכסה, ולכסות את המכשיר עם המכסה. כדי מכשיר את המכשיר, לחבר יחידת מדידה אינרציאלית ושמונה tachters רוטט למיקרו-בקר. תכנת את המיקרו-בקר כך שיקרא זוויות הטיה של anteroposterior ו- mediolateral מיחידת המדידה האונטריאלית, ויהפוך את הטכטרים הרוטטים או יכבה בהתבסס על זוויות ההטיה.אבטחו את יחידת המדידה האנרקטיאלית במרכז השלדה וסדרו את הטטרים הרוטטים במתומן רגיל ברדיוס של 10 ס"מ, ממורכזים ב-8 ס"מ הקדמיים של מרכז השלדה, כך שהם ישכבו מתחת למושב של אדם בגודל ממוצע. לאחר מכן חבר את המיקרו-בקר למחשב, ופתח את ממשק המשתמש של התוכנה. כדי לערוך את ניסויי האיזון, גייסו משתתפים בהסכמה ללא הפרעות נוירולוגיות והפרעות שרירים שלד, וכאבי גב חריפים או כרוניים, והקליטו את גילו, משקלו וגובהו של כל משתתף.לאחר מכן, פתח את ממשק המשתמש. גרף המצפן מציג את זווית ההטיה של המכשיר, בתוספת מחצית מהירות ההטיה של המכשיר בכיוונים anteroposterior ו mediolateral. לפני כל ניסוי איזון, הנחה את המשתתף דון אוזניות מבטלות רעשים, לקפל את זרועותיו על החזה, לשמור על יציבה זקופה ככל האפשר, וסימן מילולי כאשר הם מוכנים.השתמש בתפריטים הנפתחים במקטע פרמטר הניסיון של ממשק המשתמש כדי לסמן את הקושי ומצב העין הנוכחיים ולחץ על הקלט כדי להתחיל את גירסת הניסיון. לניסויים עם עיניים פקוחות, הורה למשתתף להתמקד בנקודה קבועה ישר קדימה כדי לעזור לשמור על איזון. לניסויים בעיניים עצומות, השתמשו ב כיסוי עיניים כדי להבטיח שהמשתתף יימנע לחלוטין ממשב חזותי.בצע 20 30 שניות יושב מאזן ניסויים בסדרה, לוקח הפסקות כמו מוצדק כדי למנוע עייפות, ועוצר בכל עת במידת הצורך. אלגוריתם י לחשב אילו סף משוב anteroposterior ו mediolateral להשתמש ולהציג את הסף בעמודה Q3 של ממשק המשתמש. ניתן למטב את ספי המשוב הוויברטקטיליים כדי לספק רמזי משוב על כיוון ותזמון המותאמים למשימה או למטרה נתונה.לאחר ארבעה ניסויי היכרות, העתק את הערכים בעמודה Q3 לעמודה השמאלית ולחץ על רענן כדי לעדכן את ספי המשוב המוצגים בגרף המצפן בהתבסס על גירסת הניסיון הרביעית להיכרות. כאשר זוויות ההטיה של הנמלים והדיולאטרליות מאוחסנות באופן אוטומטי בזמן אמת בקובץ טקסט לצורך ניתוח, ניתחו את אותות ה- anteroposterior וה- mediolateral כדי לאפיין את ביצועי הישיבה עבור כל אחד מהתנאים הניסיוניים. טבלה זו מציגה את האמצעים הפוסטרו-גרפיים הנגזרים מפנים של anteroposterior ותמיכה mediolateral בממוצע עבור 144 ניסויי איזון, ומבוצע על ידי 12 משתתפים תחת כל מצב ניסיוני.תצפיות של הטיית anteroposterior היו שונות באופן משמעותי בין העין פקוחה ותנאי איזון סגור העין עבור שורש ממוצע מרובע, תדירות centroidal, ופיזור תדירות. בהתאם לדיווחים אחרים, אמצעים גרפיים אחוריים אלה יכולים להפלות בין משימות איזון במהלך ניסויים שבהם מערכת המשוב vibrotactile הייתה פעילה. תדירות המרכז של תצפיות הטיית הנמלים הייתה גבוהה משמעותית מאשר בניסויי הבקרה.בהתאם לדיווחים אחרים, פרוטוקול משוב vibrotactile זה יש השפעה מדידה על ביצועי איזון. לכל הרכיבים המבניים יש מודל וציור מלאים תואמים הזמינים להורדה וניתן להשתמש בהם כדי לשכפל את תהליך הבנייה. ניתן להשתמש בהליך כדי לבדוק השערות לגבי האופי הבסיסי של ישיבה זקופה דינמית ואת האפקטיביות של משוב vibrotactile כטכניקת אימון איזון.מחקר זה מהווה בסיס קריטי לעבודה עתידית על כלי הערכה והכשרה קליניים לאוכלוסיות עם איזון יושב לקוי לשיפור איכות חייהם. כלי החשמל המשמשים לבניית התקן זה עלולים לגרום נזק גופני;נא פעל בהתאם לכל פרוטוקולי הבטיחות.

a-vibrotactile-feedback-device-for-seated-balance-assessment

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

אנשים עם צליעה לסירוגין מציגים שיווי משקל גרוע בהשוואה לקבוצת ביקורת בריאה. יציבה דינמית ממוחשבת היא שיטה אובייקטיבית למדידת תגובות היציבה של אדם להפרעות שיווי משקל. זה מספק השתקפות אובייקטיבית של יכולתו של האדם להגיב למצבים שבהם גירויים חושיים משתנים ומתרחשות הפרעות בלתי צפויות.

יציבה דינמית ממוחשבת להערכת בקרת יציבה בחולים עם צליעה לסירוגין

ממשק אדם-מכונה חדשני בעלות נמוכה למערכת שיקום שיווי משקל אינטראקטיבית לאחר שבץ מוצג במאמר זה. המערכת משלבת חיישנים בעלות נמוכה מהמדף לקראת פרדיגמת אלקטרותרפיה מונעת רצון. ממשק התוכנה להוכחת היתכנות מודגם על מתנדבים בריאים.

ממשק אדם-מכונה-שילוב חיישנים בעלות נמוכה עם מערכת גירוי חשמלי Neuromuscular לשיקום מאזן פעימות הודעה

אימון אדם עם שיתוק לאמבולציה באמצעות שלד חיצוני מופעל עשוי להוות אתגרים. המטרות הן להציג את קריטריוני בחירת המועמדים ואת נהלי ההכשרה להליכה בעזרת שלד חיצוני ומיומנויות ניידות אחרות שניתן לקדם ככל שרמת המיומנות של המשתתף משתפרת.

הכשרת אנשים עם פגיעה בחוט השדרה כדי ambulate שימוש שלד חיצוני פועל

מאמר זה מתאר טכניקה ליישום גירויי vibrotactile לירך של משתתף אדם, ומדידת זמן הדיוק ותגובה של התגובה הרצונית של המשתתף עבור שילובים שונים של מיקום גירוי ותדיר.

שיטה להערכת עתוי דיוק של תגובות מוטוריות רצוניות כדי Vibrotactile גירויים

כאן אנו מציעים פרוטוקול המאפשר למשתמש לשנות באופן סלקטיבי את הריקודים ו/או האילוצים על התנועות הרלוונטיות לשחזור האיזון לאחר הפרטוראציה.

רזה שונה וטכניקה שחרור להדגיש עיכוב תגובה בחירת פעולה במאזן ראאקטיבי

אנשים עם חוסר יציבות כרונית בקרסול (CAI) להפגין חוסר שליטה יציבה והפעלת שריר מושהית של גפיים תחתונות. פוסטורוגרפיה דינמית ממוחשבת בשילוב עם אלקטרומיוגרפיה פני השטח מספק תובנות על התיאום של מערכות חזותיות, somatosensory, ו vestibular עם ויסות הפעלת שריר כדי לשמור על יציבות יציבה אצל אנשים עם CAI.

הערכת בקרת יציבה והפעלת שריר הגפיים התחתוניות אצל אנשים עם חוסר יציבות כרונית בקרסול

תרומת הזרועות ב-Sit-To-Stand (SitTS) נקבעת על פי מצב השרירים של הרגליים. מספר אסטרטגיות מפצות התגלו במאמצים להשיג מחזורי SitTS מלאים. ממצאים אלה משלשים את המדדים הביומכניים של אנשים הסובלים מפגיעה בחוט השדרה (SCI) עם תחושת העומס הסובייקטיבית שלהם הנישאים על ידי שתי הגפיים שלהם לאורך כל גישות ה-SitTS.

כימות תרומות הידיים והרגליים במהלך תרגילי ישיבה לעמידה בסיוע חשמלי חוזרים ונשנים במשותקים: מחקר פיילוט

מאמר זה מתאר נהלים לסינון אנשים לליקויי שיווי משקל בעמידה ובהליכה באמצעות שני מבחני שיווי משקל נורמטיביים, מהירים ולואו-טק.

סינון אנשים בשיווי משקל בעמידה עם בדיקת רומברג ואיזון הליכה עם הליכה טנדם

אנו מציגים מערכת אופרנטית ידידותית למשתמש, תפוקה גבוהה לצורך ההערכה של התנהגויות כאב במכרסמים ערות ומודעים. מכשיר הערכת כאב orofacial (OPAD) יכול להעריך את כאב באמצעות הפרדיגמה גמול / סכסוך ובכך לספק דרך הומנית יותר של בדיקות. פרוטוקול זה יניבו נתונים יותר רלוונטיים קליני וtranslational ממכרסמים.

שימוש במכשיר ההערכה אופרנטית orofacial כאב (OPAD) כדי למדוד שינויים בהתנהגות nociceptive

מאמר זה מתאר פרוטוקול לביצוע, ניטור כמותי והערכה של הצלחת אימוני ראייה שהחלו כחלק מתוכנית ניהול רפואת ספורט כולל התערבות למניעת זעזוע מוח ושיפור ביצועים.

שיטות הדרכת חזון לספורט זעזוע מקלים וניהול

למדו להעריך ולשפר שיווי משקל בישיבה באמצעות פלטפורמה ניידת עם יחידת מדידה אינרציאלית ומשוב רטט. שיטה זו מסייעת בשיקום אנשים עם לקויות שריר ושיפור עצמאות תפקודית.

מכשיר Vibrotactile משוב הערכת האיזון ישובים והדרכה

גלה סרטונים נוספים