Name: מדידת יציבות מרחבית באחיזה מדויקת (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-06-04T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 36 s
Description: למד שיטה פשוטה למדידת יציבות מרחבית באחיזה מדויקת באמצעות גיליון חיישנים ברזולוציה גבוהה. הפרוטוקול מאפשר הערכה מדויקת של כיוון כוח האצבעות ומשפר את ההבנה הפיזיולוגית של מנגנוני האחיזה.

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

אנו מודים מר T. Nishida (טכנאי, המחלקה למכירות, חטיבה של חומרים ביצועי מכשיר, Nitta ושות', בע מ, אוסקה, יפן.) על תמיכה טכנית.

סדרת המחקרים בעיתון הנוכחי אושרו על ידי ועדת הביקורת האתית של אוניברסיטת גאמה למחקר רפואי הקשור לנושאים אנושיים.
הערה: קריטריוני הכללה עבור המשתתפים היו היכולת להבין את השימוש בכוח מינימלי ואת היכולת לבצע את המשימה באמצעות האגודל והאצבע המורה. קריטריוני אי-הכללה נבחרו בהתבסס על מטרת הניסויים.
1. הכנת ציוד
<ol><li>חבר שני כבלי מחבר חיישן ליציאות ה-USB של מחשב. הרם את הידית המחוברת למחבר החיישן והכנס את לשונית החיישן לחריץ הכניסה. החזר את הידית המצורפת למיקומו המקורי.</li>
	<li>פתח את תוכנת החיישן במחשב. ודא שמפות הפצת לחצים בזמן אמת מופיעות באופן אוטומטי על הצג כאשר גליונות החיישנים מחוברים כהלכה.</li>
	<li>כוונון לחץ<ol>
<li>הכנס את אזור החישה של גיליון החיישנים אחד אחרי השני לאסדת מדחס.</li>
		<li>הפעל את שסתום האוויר של בקר המדחס והתחיל להפעיל לחץ. הפעילו את הרגולטור והתאינו את ערך הטעינה המתאים (כלומר, 172 kPa) כדי לבדוק את המחוון בבקר. ודא שכל האזור של גליון החיישנים בלחץ שווה על הצג.</li>
	</ol>
</li>
	<li>תוך הפעלת לחץ על גליונות החיישנים, בצע שיווי משקל וכייל. הערה: שיווי משקל הוא פעולה להתאמת התאוות של תאי החיישן באופן שווה. כיול הוא פעולה להמרת הלחץ על גיליון החיישנים (סכום גולמי) ליחידת משקל (גרם או ניוטון) ולהציג אותו. שניהם חייבים להיעשות עבור גליון החיישנים לפני הפעלת איסוף הנתונים עבור כל משתתף.<ol>
<li>בחר כלים | שיווי משקל בחלון הראשי של התוכנה. לחץ על שיווי משקל-1 | התחל בתיבת הדו-שיח שיווי משקל. בדוק את תוצאת השיוויון בתיבת הדו-שיח ואשר את חלון השיווי משקל משנה צבע לאפור.</li>
		<li>שמור את הגדרות השיוויון על-ידי לחיצה על שמור קובץ Eq. בתיבת הדו-שיח שיכון. הזן את שם קובץ השיוויון ולחץ על שמירה בתיבת הדו-שיח שמירה בשם.</li>
		<li>לאחר מכן, בצע כיול על-ידי בחירת כלים | כיול. לחץ על הוסף והזן את ערך העומס (134.33 N) בתיבה כוח מוחל.</li>
		<li>לחץ על לחצן התחל בתיבת הדו-שיח. בדוק את תוצאת הכיול בתיבת הדו-שיח כיול ואשר כי הכיול נעשה כראוי; הערך של ניוטון מוצג כ- 134.33 והערך של תאים טעונים תואם לערך של גליונות החיישנים המשמשים אם הכיול נעשה כראוי.</li>
		<li>לאחר מכן, שמור את הגדרת הכיול על-ידי לחיצה על שמור קובץ Cal. הזן את שם קובץ הכיול ולחץ על שמירה בתיבת הדו-שיח שמירה בשם. לאחר שיווי המשקל וה לכיול, כבה את שסתום האוויר בבקר וחלץ את גיליון החיישנים מהדחס.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. מדידה
<ol><li>הכנה<ol>
<li>חבר כל התקן והתניע את התוכנה בהתאם לצעדים 1.1. ו-1.2. ודא כי שתי מפות התפלגות לחץ בזמן אמת עבור כל גיליון חיישנים מוצגות כאשר גליונות החיישנים מחוברים באמצעות הכבל בו-זמנית. הערה: בניסוי זה, יש צורך בשני גליונות חיישנים כדי למדוד את האגודל ואת האצבע המורה, בהתאמה. יש צורך לבצע שיווי משקל וכייל עבור כל אחד מהם בהתאם לנהלים המתוארים בסעיף 1.4.</li>
		<li>אחזור קבצי שיווי המשקל וה לכיול שנוצרו בשלבים 1.4.2. ו-1.4.5. כאשר מפת הפצת הלחץ בזמן אמת פעילה, בחר כלים | טען קובץ שיווי משקל. בחר את קובץ השיוויון ולחץ על פתח. לאחר מכן, בחר כלים | טען קובץ כיול. בחר את קובץ הכיול ולחץ על פתח. ודא שמפת התפלגות הלחץ בזמן אמת מוצגת בניוטון לאחר טעינת קובץ הכיול. בצע את האמור לעיל עבור כל אחת משתי המפות.</li>
		<li>חבר את החלקים הרגישים ללחץ של שני גליונות החיישנים לשני צידי קוביית הברזל באמצעות סרט הדבקה דו-צדדי. כדי למנוע נזק לגיונות החיישנים, גזור 3-5 מ"מ של סרט הדבקה והימקו אותם בארבע הפינות בצד החיצוני של קוביית הברזל. ודא שפני השטח של גליון החיישנים נמצאים מבחוץ.</li>
		<li>מניחים את קוביית הברזל מעל מעמד הגדרה על שולחן לפני המדידה.</li>
		<li>לאחר סידור סביבת המדידה, תקן את הגדרות ההקלטה עבור מסגרות הסרט, התקופה והתדירות. בחר באפשרויות | הפקודה פרמטר רכישה. בתיבת הדו-שיח פרמטר רכישת נתונים, הזן 36000 במסגרות הסרט, 0.01 בתקופה ו- 100 בתדירות. לחץ על אישור וסגור את תיבת הדו-שיח.</li>
	</ol></li>
	<li>הפעלת המדידה הערה: איור 1 מדגים משימת אחיזה והרמה.<ol>
<li>יש למשתתף לשבת מול שולחן ולהתאים את גובה השולחן (כיפוף מפרק הכתף של המשתתף 0° וכיפוף מפרק המרפק 90° מיקום). הגדר את קוביית הברזל ועמוד ההגדרה 30 ס"מ מהמשתתף במישור midsagittal על השולחן. נגבו את תסחי האצבע של המשתתף עם דגימת אלכוהול או מגבת.</li>
		<li>תן למשתתף הוראות מילוליות כדלקמן: "השתמש בכוח מינימלי עם האגודל והאצבע המורה כדי לתפוס את שני צידי קוביית הברזל אליה מחוברים גליונות החיישנים. לאחר מכן, הרם אותו כ-5 ס"מ מעל מעמד ההגדרה, החזק אותו למשך 5-7 שניות ולאחר מכן הזמן אותו בחזרה על מעמד ההגדרה."</li>
		<li>אם המשתתף מוכן, תן לו רמז להתחיל את המשימה ולהתחיל הקלטה על-ידי לחיצה על הקלט בסרגל הכלים. לחץ על מרכז מסלול כוח כדי לפקח על COP בעת ההקלטה. לאחר שהמשימה נגמרת, לחץ על עצור בסרגל הכלים. לאחר ההקלטה, שמור את נתוני הסרט על-ידי בחירה באפשרות קובץ | שמור סרט כ. הזן את שם קובץ הסרט ולחץ על שמור בתיבת הדו-שיח. הערה: יש לשקול את המשקל של קוביית הברזל, מספר המעליות והמרווח בין המשימות בהתאם למטרת הניסוי וקושי המשימה.</li>
	</ol></li>
	<li>שנה את תנאי המדידה בהתאם למטרת הניסוי. לדוגמה, כדי לחקור את ההשפעה של הפרעה כפולה של פעילות במשימת אחיזה והרמה, התאם את תנאי המדידה באופן הבא בהתאם לסוג ההפרעה.<ol>
<li>להפרעות יציבה, תעמוד מול טבלה ותתאם את גובה הטבלה. תן למשתתף הוראות מילוליות כדלקמן: "עמוד על רגל אחת, והשתמש בכוח מינימלי עם האגודל והאצבע המורה כדי להרים את קוביית הברזל כ-5 ס"מ מעל מעמד ההגדרה. החזק אותו במשך 5-7 שניות ולאחר מכן הזמן אותו בחזרה על מעמד ההגדרה."</li>
		<li>להפרעות חזותיות, תשב המשתתף מול טבלה ותתאם את גובה הטבלה. תן למשתתף הוראות מילוליות כדלקמן: "עצום את עיניך. השתמש בכוח מינימלי עם האגודל והאצבע המורה כדי להרים את קוביית הברזל כ-5 ס"מ מעל מעמד ההגדרה. החזק אותו ל-5-7 שניות והחזק אותו בחזרה על מעמד ההגדרה." אפשר למשתתפים לגעת בחיישנים מבלי לחרוג מ- 0.5 N לפני שיעצמת את עיניהם.</li>
		<li>להפרעה קוגניטיבית, יש המשתתף לשבת מול שולחן ולהתאים את גובה השולחן. תן למשתתף הוראות מילוליות כדלקמן: "כמשימה חישובית, הפחת באופן רציף 7 מ- 100 בצורה מדויקת ככל האפשר. בעת ביצוע החישוב, השתמש בכוח מינימלי עם האגודל והאצבע המורה כדי להרים את קוביית הברזל כ-5 ס"מ מעל מעמד ההגדרה. החזק אותו ל-5-7 שניות והחזק אותו בחזרה על מעמד ההגדרה."</li>
		<li>להפרעה של תנועת יד פרה-רוחבית(איור 2),יש למשתתף לשבת מול שולחן ולהתאים את גובה הטבלה. מניחים את לוח היתד 30 ס"מ מהמשתתף במישור המידסגיטל ליד קוביית הברזל ולשקול את הגודל והמספר של יתדות כדי להתאים את הקושי במשימה. תן למשתתף הוראות מילוליות כדלקמן: "תמרן את קוביית הברזל בכוח מינימלי באמצעות האגודל והאצבע המורה. הרם והחזק את קוביית הברזל כ-5 ס"מ מעל מעמד ההגדרה ביד אחת, והפוך את היתד ביד השנייה. חזור על הפעולה באמצעות היד הנגדית."</li>
	</ol></li>
</ol>3. ניתוח נתונים
<ol><li>ניתוח כוח אחיזה<ol>
<li>הפעל את התוכנה במחשב. לחץ על קובץ | פתח אתהסרט , בחר את קובץ הסרט לניתוח ופתח.</li>
		<li>כאשר מופיעה מפת התפלגות הלחץ הרשומה, לחץ על תצוגת חלונות מרובים במפה והפנה לחלון גרף 1. מצא את נקודת הזמן שבה מתחיל להחיל את העומס (כוח האחיזה) בכל מעלית, ושים לב לזמן עם הפניה לגרף זה.</li>
		<li>לאחר מכן, שמור את נתוני כוח האחיזה בתבנית ASCII. בחר קובץ | שמור ASCII לאחר הפעלת חלון גרף 1. בתיבת הדו-שיח גרף אובייקטים 1, בחר חלוניות בשם הקובץ ולחץ על שמור ASCII. בתיבת הדו-שיח , בחר שמור ערכי כוח, לחץ וסביבה. ציין כוח בתיבה ציר Y, זמן בתיבה ציר X ו- Absolute במצב Y. לחץ על אישור בתיבת הדו-שיח של המאפיין. הזן את שם הקובץ ASCII ולחץ על שמור בתיבת הדו-שיח.</li>
		<li>אם יש צורך במידע אודות אזורי המגע בין תיסיסי האצבעות לגליונות החיישנים, ציין אזור איש קשר בתיבה ציר Y ולחץ על אישור. הזן את שם הקובץ ASCII ולחץ על שמור בתיבת הדו-שיח.</li>
		<li>לאחר מכן, פתח את קובץ הסרט. ודא שהקובץ נפתח בתבנית גיליון אלקטרוני ומסגרות, זמן, זמן מוחלט, סכום גולמי וכפה ידועים. עם הפניה לזמן הזכור בשלב 3.1.2., למצוא תא שבו העומס מתחיל להיות מוחל; ערכי העומס מתחילים לגדול ולעגות על 0.5N בשורת הכוח.</li>
		<li>חשב את כוח האחיזה הכולל המשמש בטווח, שהוא סכום הערכים מהתא שהוחל בקו הכוח.</li>
	</ol></li>
	<li>ניתוח מרכז הלחץ<ol>
<li>הפעל את התוכנה. לחץ על קובץ | פתח את הסרט, בחר את קובץ הסרט לניתוח ולחץ על פתח.</li>
		<li>כאשר מפת התפלגות הלחץ פעילה, לחץ על הפעל קדימה כדי להפעיל את הסרט. ודא שמסלול COP מופיע על מפת חלוקת הלחץ. מצא את המסגרת שבה COP מתחיל להופיע בכל הרמה עם המסגרת הבאה או המסגרת הקודמת, שהן הפקודות לנוע קדימה או אחורה את המסגרות. לאחר מכן, שים לב למספר מסגרת זה.</li>
		<li>לאחר מכן, שמור את נתוני COP בתבנית ASCII. בחר קובץ | שמור ASCII עם מפת ההפצה פעילה. ציין את מרכז הכוח בתיבת הדו-שיח סוג נתונים ואת הסרט כולו בתיבת הדו-שיח טווח סרטים. לחץ על אישור בתיבת הדו-שיח של המאפיין. הזן את שם הקובץ ASCII ולחץ על שמור בתיבת הדו-שיח.</li>
		<li>לאחר מכן, פתח את קובץ הסרט. ודא שהקובץ נפתח בתבנית גיליון אלקטרוני ומסגרת הערות, זמן, זמן מוחלט, שורה, קול וסכום גולמי ידועים. עם הפניה למסגרת הזכורה בשלבים 3.2.2., למצוא תא (1) שבו COP מתחיל להופיע.</li>
		<li>חשב את אורך מסלול COP בין מסגרות. בחר תא (2) לאחר השורה, כולל המסגרת שבה מתחיל ה-COP להופיע. הוסף את נוסחת החישוב הבאה: (=תא שורה (תא שורה (2) -תא שורה (1))^2+(תא Col (2) -תא Col (1)^2). הסכום של אורך מסלול COP בין מסגרות בטווח הוא מסלול COP הכולל בטווח זה. הערה: בחלון גרף 1, הקו האנכי מציג את ערך העומס (N) והקו האופקי מציג את השעה (s). ערך עומס זה תואם לכוח האחיזה. ניתן להשתמש בנתונים שנשמרו בתבנית ASCII ביישומים כגון גליונות אלקטרוניים ועורכי טקסט. בניסוי זה, המשתתפים הונחו להחזיק את הקוביה עבור 5-7 שניות במשימה, כך שכוח האחיזה ומסלול COP חושבו ונוקלטו עבור 4 שניות מהופעתם הראשונה. בגליון ההתפרשות של נתוני COP, מיקום COP בקואורדינטות ציר X ו- Y מוצג כערך.</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol><li>Johansson, R. S., Flanagan, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coding+and+use+of+tactile+signals+from+the+fingertips+in+object+manipulation+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Coding and use of tactile signals from the fingertips in object manipulation tasks.</a> Nature Reviews Neuroscience. 10 (5), 345-359 (2009).</li>
<li>Cole, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Grasp+force+control+in+older+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Motor+Behavior%22%5BJournal%5D)">Grasp force control in older adults.</a> Journal of Motor Behavior. 23 (4), 251-258 (1991).</li>
<li>Lang, C. E., Schieber, M. H. Stroke. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLang%2C+CE+%22Sensorimotor+control+of+grasping%22">Sensorimotor control of grasping</a>. Nowak, D. A., Hermsdörfer, J. , Cambridge University Press. New York, NY. 296-310 (2009).</li>
<li>Johansson, R. S., Westling, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Roles+of+glabrous+skin+receptors+and+sensorimotor+memory+in+automatic+control+of+precision+grip+when+lifting+rougher+or+more+slippery+objects%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Roles of glabrous skin receptors and sensorimotor memory in automatic control of precision grip when lifting rougher or more slippery objects.</a> Experimental Brain Research. 56 (3), 550-564 (1984).</li>
<li>Parikh, P. J., Cole, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Handling+objects+in+old+age%3A+forces+and+moments+acting+on+the+object%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Handling objects in old age: forces and moments acting on the object.</a> Journal of Applied Physiology. 112 (7), 1095-1104 (2012).</li>
<li>Augurelle, A. S., Smith, A. M., Lejeune, T., Thonnard, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Importance+of+cutaneous+feedback+in+maintaining+a+secure+grip+during+manipulation+of+hand-held+objects%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Importance of cutaneous feedback in maintaining a secure grip during manipulation of hand-held objects.</a> Journal of Neurophysiology. 89 (2), 665-671 (2003).</li>
<li>Monzée, J., Lamarre, Y., Smith, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+digital+anesthesia+on+force+control+using+a+precision+grip%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">The effects of digital anesthesia on force control using a precision grip.</a> Journal of Neurophysiology. 89 (2), 672-683 (2003).</li>
<li>Fortier-Poisson, P., Langlais, J. S., Smith, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+of+fingertip+shear+force+direction+with+somatosensory+cortical+activity+in+monkey%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Correlation of fingertip shear force direction with somatosensory cortical activity in monkey.</a> Journal of Neurophysiology. 115 (1), 100-111 (2016).</li>
<li>Kurihara, J., Lee, B., Hara, D., Noguchi, N., Yamazaki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+center+of+pressure+trajectory+of+the+finger+during+precision+grip+task+in+stroke+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Increased center of pressure trajectory of the finger during precision grip task in stroke patients.</a> Experimental Brain Research. 237 (2), 327-333 (2018).</li>
<li>Noguchi, N., et al. Grip force control during object manipulation in cervical myelopathy. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aNoguchi%2C+N+%22Spinal+Cord%22">Spinal Cord</a>. , (2020).</li>
<li>Lee, B., Miyanjo, R., Tozato, F., Shiihara, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dual-task+interference+in+a+grip+and+lift+task%5BTitle%5D)+AND+%22The+Kitakanto+Medical+Journal%22%5BJournal%5D)">Dual-task interference in a grip and lift task.</a> The Kitakanto Medical Journal. 64 (4), 309-312 (2014).</li>
</ol>

המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

הליך ניסיוני זה מספק ראיות לכך כי גיליון חיישן לחץ גמיש יכול להיות שימושי להערכת יציבות מרחבית במהלך אחיזה מדויקת. כיוון כוח אחיזה שונה מייצג אחיזה בחוסר יציבות מרחבית כגון החלקת אצבע. עם זאת, לכלי כיוון כוח קיימים מסוג תא עומס יש מגבלה במונחים של הבטחת תנועה טבעית של להגיע לאחיזה. כדי לפתור בעיה טכנית זו, מסלול COP של האזור בין תיסת האצבע ומשטח מגע המבוסס על מערכת יחסים ביומכנית היה במעקב. התוצאות מצביעות על כך שהתנופה של COP נגרמת על ידי כיוון כוח סטוי. לפיכך, המחקר מצא כי אורך מסלול COP הוא פרמטר קינטי שימושי להערכת ה...

שליטה בכוח היא הבסיס הבסיסי של אחיזה מדויקת. בהשוואה לאחיזה בחשמל, אחיזה מדויקת מעריכה את תפוקת הכוח המינימלית המשקפת את היכולת לטפל באובייקט. מערכות חיישנים מרובות תורמות לאחיזה מדויקת. לדוגמה, במהלך משימת אחיזה והרמה, מידע חזותי מאפשר את תפיסת הגודל והצורה של האובייקט. לאחר שקצות האצבעות נוגעות בעצם, אותות מישוש מועברים לקליפת המוח somatosensory כדי להתאים את כוח האחיזה המדויק. כוח אחיזה (GF) נוצר כאשר קצות האצבעות ליצור קשר עם האובייקט, והוא גדל במהלך הרמת שלב1. כאשר אובייקט מתקרב לגובה המטרה באוויר, צעירים בריאים לייצר GF מינימלי כדי לייעל קלט עורי מן העכות אצבע ולחסוך באנרגיה. מצד שני, מבוגרים משתמשים בכוח אחיזה גדול כדי להימנע מלתת לאובייקט לחמוק אחיזתם2. בחולים שבץ, תחילת כוח האחיזה מתעכבת והיכולת להתאים את שולי הבטיחות נפגעת עקב גירעונות חושיים ומוטוריים. כוח אחיזה מוגזם נחשב לתגובה אסטרטגית כדי לפצות על גירעונות חושיים ומוטוריים3.
הפרוטוקול הסטנדרטי כדי למדוד שליטה GF באחיזה מדויקת הוצע על ידי ג'והנסון ו Westling בשנותה-80 4. הם פיתחו מכשיר לניטור כוחות עומס ואחיזה בו זמנית. מאז, משרעת GF ויסות הזמן שלה שימשו פרמטרים קינטיים טיפוסיים במחקרים רבים על אחיזה מדויקת. פרמטר קינטי נוסף הוא כיוון הכוח5. כיוון הכוח נובע משילוב של כוחות אחיזה והרמה. על מנת לשמור על אחיזה מדויקת יציבה, יש ליצור כוחות אחיזה והרמה מכוונים כראוי בין האגודל לאצבע המורה, וכיוון הכוח המוטה עלול לגרום לחוסר יציבות מרחבית. למרות מכשירים שונים מסוג תא כוח משמשים בהתפיסת מחקרים, מכשירים אלה יש מגבלה במונחים של ניטור שליטה בכוח האחיזה במניפולציה אובייקטים בגדלים וצורות שונים המשמשים חיי היומיום. לפיכך, חיישן גמיש וניתן לניתן לתחביב חיוני כדי לחקור את הקשרים בין בקרת כוח אחיזה לפונקציות יומיומיות.
מטרת פרוטוקול זה היא להעריך בעקיפין את כיוון כוח האצבע במהלך מניפולציה של אובייקט בהתבסס על מערכת היחסים הביומכנית שבה כיוון כוח סטה גורם החלפת מרכז הלחץ (COP). COP הוא המרכז של כל הכוחות, ומייצג איך הכוחות מאוזנים על גיליון החיישנים. השימוש ב-COP להערכת שליטה בכוח האחיזה הוצע לראשונה על ידי Augurelle ואח '6. הם פיקחו על עקירת COP כדי לחקור את התפקיד של משוב עורך ומצאו כי COP סטה התרחש לאחר הרדמה דיגיטלית. עם זאת, עקירת COP היה במעקב רק אנכית במחקר שלהם; לכן, עקירת COP בחלל תלת מימדי לא הוערכה כראוי. כדי לפתור מגבלה זו, נעשה שימוש בגליון חיישן לחץ ברזולוציה מרחבית דקה, גמישה וגמישה7,8, אך ההתקדמות האחרונה ברזולוציה מרחבית (248 נקודות לס"מ2) מאפשרת מדידהשל מסלול COP כפרמטר לכמת את היציבות המרחבית. מאמר זה מתאר את ההליך הניסיוני ודן כיצד COP אצבע תורמת להבנת הפיזיולוגיה והפתופיזיולוגיה של אחיזה.

<table><tbody><tr><td>ספוגית</td><td></td><td></td> אלכוהול <td>משתתף בניגוב' עיסת אצבעות</td></tr><tr><td>מדחס</td><td>Nitta Corporation</td><td></td><td>הפעל לחץ על מושבי החיישן</td></tr> בקר <tr><td>מחשב</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>של מדחס</td><td>Nitta Corporation</td><td></td><td>השתמש לניהול המדחס</td></tr><tr><td>קלטות</td><td></td><td></td> דו צדדיות <td>השתמש לחיבור מושבי החיישן לקוביית הברזל</td></tr><tr><td>קוביית</td><td></td><td></td> ברזל <td>150-250 גרם, 30 ופעמים; 30 ופעמים; מחבר חיישן 30 מ"מ</td></tr><tr><td>חבר את מושבי החיישן למחשב.</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr>חיישן מיפוי לחץ <td>גיליון</td><td></td><td></td> חיישן <td>5027, Tekscan, דרום בוסטון, MA, 50 ארה"ב</td></tr><tr><td>מעמד</td><td></td><td></td> הגדרה <td>הגדר עליו את קוביית הברזל במהלך תוכנת המדידה</td></tr><tr><td>; I-SCAN 5027, Ver. 7.51</td><td>טבלת</td> Nitta Corporation <td></td><td></td></tr><tr><td>שימוש למדידה</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

מדידת יציבות מרחבית באחיזה מדויקת

Measurement of Spatial Stability in Precision Grip

מטרת הפרוטוקול היא להעריך בעקיפין את הכיוון של כוח האצבע במהלך מניפולציה של אובייקט כף יד בהתבסס על מערכות היחסים הביומכניות שבהן כיוון כוח סטה גורם למרכז הלחץ (COP) החלפת. כדי להעריך זאת, נעשה שימוש בגיליון חיישן לחץ ברזולוציה מרחבית דקה, גמישה וגמישה. המערכת מאפשרת מדידה של מסלול COP בנוסף למשרעת הכוח ורגולציה הזמנית שלה. סדרה של ניסויים מצאה כי אורך מסלול מוגבר שיקף גירעון sensorimotor בחולים שבץ מוחי, כי מסלול COP ירד משקף אסטרטגיה מפצה כדי למנוע אובייקט מחליק אחיזת היד בקשישים. יתר על כן, מסלול COP יכול גם להיות מופחת על ידי הפרעה כפולה למשימה. מאמר זה מתאר את ההליך הניסיוני ודן כיצד אצבע COP תורם להבנה של הפיזיולוגיה ופתופיזיולוגיה של אחיזה.

מספר מחקרים הציגו פרוטוקולים ניסיוניים ושני פרמטרים קינטיים (מסלול COP וGF) כדי למדוד את כוח האצבע במהלך מניפולציה של אובייקט. במחקרים קודמים, נמצא כי מסלול COP גדל בחולים שבץ9. בחולים מיאלופתיה צוואר הרחם, GF בקורלציה עם סף הלחץ התועב ותפקוד הגפייםהעליונות 10. בנבדקים צעירים בריאים, GF גדל עם הפרעה קוגניטיבית11. GF מוגזם דומה נמצא בהפרעה תנועת יד פרה דרך. איור 3 מציג את מסלולי COP ואת עקבות GF של האצבע המורה הדומיננטית ...

מטרת פרוטוקול זה היא למדוד את מרכז הלחץ (COP) החלפת באמצעות גיליון חיישן ברזולוציה מרחבית גבוהה כדי לשקף את היציבות המרחבית באחיזה מדויקת. השימוש בפרוטוקול זה יכול לתרום להבנה גדולה יותר של הפיזיולוגיה והפתופיזיולוגיה של ההתפיסה.

The purpose of the protocol is to indirectly evaluate the direction of the finger force during manipulation of a handheld object based on the ...

כדי לקבל הבנה מקיפה של שליטת כוח האחיזה של אחיזה, חשוב להעריך כיוון כוח אצבע. אנו מציעים טכניקה פשוטה יותר למדידת יציבות מרחבית בתפיסת דיוק, כדי להעריך את כיוון כוח האצבע בסביבה קלינית. הדגמת ההליך, יהיה Ryoto Teshima, דוקטורנט מהמעבדה שלנו.לפני תחילת ניתוח, חבר שני כבלי מחבר חיישן ליציאות ה- USB של מחשב והוסף את הידית המחוברת למחבר חיישן אחד, כדי לאפשר הכנסת לשונית החיישן לחריץ הכניסה. החזר את הידית המחוברת למיקום המקורי שלה, ופתח את תוכנת החיישן במחשב. אם גליונות החיישנים מחוברים כראוי, מפות חלוקת לחץ בזמן אמת יופיעו על הצג.כדי להתאים את הלחץ, הכנס את אזורי החישה של יריעת החיישן בזה אחר זה לתוך אסדת מדחס והפעיל את שסתום האוויר של בקר המדחס. התחל להפעיל את הלחץ ולהתאים את הרגולטור לערך העומס המתאים. בעת הפעלת הלחץ, בחר כלים ושווי משקל ולחץ על שיווי משקל1 והתחל, בתיבת הדו-שיח שיווי משקל.צבע שיווי המשקל של החלון, צריך להשתנות לאפור. בסוף האקוויוויבלציה, בחר שמור Eq.File, הזן את שם הקובץ ולחץ על שמור, כדי לשמור את האקוויוויאליות. לחץ על אישור.בחרו 'כלים וכיול' ולחצו על 'הוסף', כדי להזין את ערך הטעינה ב'ניוטון' בתיבה 'כוח מוחל'. לחץ על התחל ובדוק את תוצאת הכיול, כדי לוודא שהכיול בוצע כראוי. כאן, הערך ניוטון הוא 134.33 והערך של התאים שנטענו תואם לזה של גליונות החיישנים בהם נעשה שימוש.לאחר מכן לחץ על שמורCal. קובץ, הזן את שם הקובץ ולחץ על שמור, כדי לשמור את הכיול. מניחים חתיכות באורך 3-5 מ"מ, של סרט הדבקה דו-צדדי, על כל אחת מארבע הפינות של קוביית הברזל.השתמש בקלטת כדי לחבר את החלקים הרגישים ללחץ של שני גיליונות החיישן, לשני צידי קוביית הברזל ולהמקם את קוביית הברזל על גבי מעמד הגדרה, על שולחן. הגדר את ההתקנים למדידה. לאחר מכן פתח את קבצי האקוויוויזציה והכיול בתוכנה.לאחר סידור סביבת המדידה, בחר אפשרויות ופרמטרי רכישה בתוכנה. בתיבת הדו-שיח פרמטר רכישת נתונים, הזן 36, 000 בתיבה מסגרות סרטים, 0.01 בתיבה תקופה ו- 100 בתיבה תדירות ולחץ על אישור. כדי לבצע מדידה, יש למשתתף לשבת מול שולחן ולהתאים את גובה השולחן לתהפוכת מפרק הכתף של המשתתף של אפס מעלות, ותהפוכת מפרק מרפק 90 מעלות.מניחים את קוביית הברזל וקביעת מעמד 30 ס"מ מהמשתתף, במישור הסגיטל המיד על השולחן, ומנגבים את עיסת האצבע של המשתתף עם ספוגית אלכוהול או מגבת. הורה למשתתף להשתמש בכוח מינימלי עם האגודל והאצבע המורה, לתפוס את שני צידי קוביית הברזל שאליה מחוברים יריעות החיישן, ולהרים את הקובייה כחמישה סנטימטרים מעל מעמד התפאורה. מחזיק אותו במשך חמש עד שבע שניות, לפני הצבתו בחזרה על מעמד התפאורה.כאשר המשתתף מוכן, לחץ על הקלט ומסלול מרכז הכוח, כדי לפקח על מרכז הלחץ בתוכנה ולתת להם רמז להתחיל את המשימה. לאחר השלמת המשימה, לחץ על עצור ושמור את נתוני הסרט המוקלטים. כדי להעריך את ביצועי המשימה בנוכחות הפרעה חזותית, תחילה לאפשר למשתתף לגעת בחיישנים מבלי לחרוג מ-0.5 ניוטון של לחץ, לפני שהוא מורה למשתתף לעצום את עיניו ולהשתמש בכוח מינימלי עם האגודל והאצבע המורה, כדי להרים את קוביית הברזל כחמישה סנטימטרים מעל מעמד התפאורה.לאחר מכן החזק את הקובייה למשך חמש עד שבע שניות, לפני שתניח אותה בחזרה על מעמד התפאורה. כדי להעריך את ביצועי המשימה בנוכחות הפרעה קוגניטיבית, הורה למשתתף כמשימת חישוב, הפחת ברציפות שבעה מתוך 100 בצורה מדויקת ככל האפשר, תוך שימוש בכוח מינימלי עם האגודל והאצבע המורה, כדי להרים את קוביית הברזל כחמישה סנטימטרים מעל מעמד ההגדרה, למשך חמש עד שבע שניות, לפני שהוא מניח אותו בחזרה על מעמד התפאורה. כדי להעריך את ביצועי המשימה בנוכחות הפרעה תנועת יד מנוגדת, מניחים לוח יתדות במרחק של 30 ס"מ מהמשתתף, ליד קוביית הברזל במישור הסגיטל האמצעי, וממקמים את הגודל והמספר המתאימים של יתדות, בהתאם לקושי המשימה.לאחר מכן להורות למשתתף לתפעל את קוביית הברזל בכוח מינימלי באמצעות האגודל והאצבע המורה, ולהרים ולהחזיק את קוביית הברזל כחמישה סנטימטרים מעל מעמד התפאורה ביד אחת, תוך היפוך היתדות ביד השנייה. כדי לנתח את כוח האחיזה, פתח את קובץ הסרט לניתוח בתיבת הדו-שיח. כאשר מופיעה מפת הפצת הלחץ המוקלטת, לחץ על תצוגת Windows מרובה כדי לפתוח את חלון הגרף.אתר את נקודת הזמן שבה העומס מתחיל להיות מיושם בכל מעלית ושים לב לזמן עם הפניה לגרף. שמור את נתוני Grip Force בתבנית ASCII ופתח את קובץ הסרט. אתר את מספר המסגרת שבה החל העומס על כל הרמה בגיליון האלקטרוני, ושים לב למספר המסגרת בהפניה לנקודת הזמן שבה הוחל העומס.לאחר מכן חשב את כוח האחיזה הכולל המשמש בטווח, שהוא סכום הערכים מהתא שהוחל. כדי לנתח את מרכז הלחץ, פתח את קובץ הסרט לניתוח, כדי להציג את מסלול מרכז הלחץ, על מפת התפלגות הלחץ. כאשר מפת הפצת הלחץ המוקלטת פעילה, לחץ על הפעל קדימה כדי להפעיל את הסרט.לחץ על עצור וקדם מסגרת אחר מסגרת, עד שהמסגרת שבה מרכז הלחץ יתחיל להופיע בכל מעלית, במפת התפלגות הלחץ. שים לב למספר המסגרת ושמור את נתוני מרכז הלחץ בתבנית ASCII, וודא שמרכז הכוח והסרט כולו נבחרו. פתח את קובץ הסרט ואתר את מספר המסגרת שבה מרכז הלחץ מתחיל להופיע בכל הרמה בגיליון האלקטרוני, בהתייחס למספר המסגרת שצוין.לאחר מכן לחשב את אורך מסלול מרכז הלחץ בין מסגרות. כאן מוצגים מסלולי מרכז הלחץ ועקבות כוח האחיזה של האצבע המורה הדומיננטית, במשימות בודדות וכהיות לצעירים ומבוגרים מייצגים. בניתוח מייצג זה, כוח האחיזה גדל בהפרעות תנועת היד ההפוך, בעוד מסלול מרכז הלחץ נוטה לרדת.הקפד ליידע את המשתתפים להשתמש בכוח מינימלי בעת ביצוע המשימות. אחרת, הם נוטים להשתמש בכוח אחיזה חזק יחסית, כדי למנוע חוסר יציבות מרחבית.

measurement-of-spatial-stability-in-precision-grip

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

כפי מיומנות ידנית היא בעיקר זכותו של פרימטים, משימות התנהגותיות פותחו קופי מקוק. ארבעה להגיע ולתפוס משימות prehension, מדידה מניפולציה מצד היכולת והכוח, לאפשר להקים התאוששות לאחר פגיעה תפקודית של מערכת העצבים המרכזית ועל מנת לבחון את ההשפעה של הטיפול.

הערכה התנהגותית של מיומנות ידני יונקים לא אנושיים

דוח זה מציג את הפרטים של איך לאמץ את שיטת אשכול סמן acromion קבלת קינמטיקה גלימה בעת שימוש במכשיר לכידה תנועת סמן פסיבי. כפי שכבר תואר בספרות, בשיטה זו מספקת מדידה חזקה, לא פולשנית, תלת ממדים, דינמית ותקפה של קינמטיקה גלימה, מזעור חפץ תנועת עור.

מדידה דינמי הגלימה קינמטיקה באמצעות Cluster acromion מרקר למזעור Artifact תנועת עור

עד כה המחקר התמקד באסטרטגיות קוגניטיביות שאנשים מאמצים כדי להתמודד עם אי ודאות. מחקר זה בוחן במקום זאת דרך חווייתית להתמודדות עם אי ודאות ומציג סט של שיטות ניסיוניות המראות כיצד חווית הרכות ההפטית יכולה לשמש ככלי להתמודדות עם אי ודאות.

ניסוי מחקר בוחן כיצד אנשים יכולים להתמודד עם אי ודאות באמצעות תחושות לתחושה רכות

מאמר זה מתאר שיטה חדשה להעריך להיסחף הפרופריוצפטיבית על מטוס 2D באמצעות האשליה במראה המשלב הליך psychophysical עם ניתוח באמצעות למידת מכונה.

שיטה להדמיה עבור דריפט פרופריוצפטיבי על המטוס 2 ד באמצעות מכונת תמיכה וקטור

פרוטוקול זה מתאר כיצד להשתמש מסגרת ניתוח וידאו לכמת הייחודית תנועות יד להבין בבני אדם. ניתוח השוואתי של להגיע ברואי לעומת מבוגרים בריאים unsighted משמש כדי להדגים את הטכניקה, אך ניתן להחיל את השיטה גם במחקר של אוכלוסיות התפתחותית וקלינית.

מסגרת ניתוח וידאו של תנועות יד להבין הייחודית בבני אדם

מוצג הוא TSPAS ממריץ זווית אצבע פסיבית למחצה מישוש, דרך חדשה להעריך חדות מרחבית מישוש אפליה זווית מישוש באמצעות מערכת גירוי מישוש מבוקר מחשב המחיל גירויים זווית מוגברת על משטח האצבע הפסיבי של הנושא, תוך שליטה על מהירות התנועה, מרחק, ומשך מגע.

מישוש חצי אוטומטי פסיבי אצבע זווית מגרה (TSPAS)

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

שיטה ניסיונית זו מתארת פתרון לניתוח קינמטי של מניפולציה בדיקור סיני עם טכנולוגיית מעקב אחר תנועות אצבע תלת ממדית.

מעקב אחר תנועת אצבע תלת מימדית במהלך הצורך: פתרון לניתוח קינמטי של מניפולציה בדיקור סיני

מאמר זה מתאר את החומר והשיטה שפותחו כדי לחקור את הארגון היציבתי של ייזום הליכה. השיטה מבוססת על הקלטות של פלטפורמות כוח ועל העיקרון הישיר של מכניקה לחישוב מרכז הכובד ומרכז קינמטיקה של לחץ.

ארגון יציבתי של התחלת הליכה לניתוח ביומכני באמצעות הקלטות פלטפורמת כוח

כאשר אנו תופסים אובייקט, אזורים מרובים של האצבעות והיד בדרך כלל יוצרים מגע עם פני השטח של האובייקט. שחזור אזורי מגע כאלה הוא מאתגר. כאן, אנו מציגים שיטה להערכה בקירוב של אזורי המגע על ידי שילוב לכידת תנועה מבוססת סמן עם שחזור רשת יד קיים מבוסס למידה עמוקה.

הערכת אזורי מגע בין ידיים לחפצים במהלך אחיזה רב-ספרתית אנושית

למד שיטה פשוטה למדידת יציבות מרחבית באחיזה מדויקת באמצעות גיליון חיישנים ברזולוציה גבוהה. הפרוטוקול מאפשר הערכה מדויקת של כיוון כוח האצבעות ומשפר את ההבנה הפיזיולוגית של מנגנוני האחיזה.

מדידת יציבות מרחבית באחיזה מדויקת

גלה סרטונים נוספים