Name: שיטות נסיוניות ללימוד בקרת הפוסטאורל האנושית (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-09-11T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 12 s
Description: חקור את מנגנוני בקרת היציבה האנושית באמצעות ניסויים עמידה ומדידות קינמטיות. השיטות מאפשרות הערכת בעיות איזון ופיתוח התערבויות קליניות למניעת נפילות באוכלוסייה המבוגרת.

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

מאמר זה התאפשר על ידי מענק NPRP #6-463-2-189 מן המחקר הלאומי קטאר מענק מגב #81280 מכונים הקנדי של מחקר הבריאות.

. למחברים אין מה לגלות

מספר שלבים הם קריטיים בביצוע ניסויים אלה כדי ללמוד שליטה בפני האדם. שלבים אלה משויכים למדידה הנכונה של האותות וכוללים: 1. יישור נכון של ציר הקרסול השאנק של הרוטציה לדוושות, למדידת המדידה הנכונה של הקרסול. 2) הגדרת מפלסי הטווח הנכונים כדי להבטיח שהם פועלים בטווח שלהם ואינם רוויים במהלך הניסויים. 3) מדידה של EMG עם איכות טובה ודיבור צולב מינימלי. 4) יישום של רטבאליות מתאים, שעוררו תגובות מספיקות, אך לא משבשים את השליטה הרגילה. 5) מבחר של אורך ניסיון מתאים, המבוסס על הניתוח המתוכנן, תוך הימנעות משינוי הגוף והעייפות. בנוסף ל...

השליטה האנושית ממומשת באמצעות אינטראקציות מורכבות בין מערכת העצבים המרכזית לבין מערכות שריר-שלד1. הגוף האנושי בעמידה אינו יציב באופן מיסודו, בכפוף למגוון פנימי (כגון: נשימה, פעימות לב) וחיצוני (למשל, הכבידה) רטבאליות. היציבות מושגת על ידי בקר מבוזר עם רכיבים מרכזיים, רפלקס ופנימיים (איור 1).
השליטה הפוסט מושגת על ידי: בקר פעיל, בתיווך על ידי מערכת העצבים המרכזית (CN) ואת חוט השדרה, אשר משנה הפעלת שריר; בקר נוקשות פנימית המתנגד לתנועה משותפת ללא שינוי בהפעלת שרירים (איור 1). הבקר המרכזי משתמש במידע חושי כדי ליצור פקודות בסדר יורד המייצרים כוחות שרירים מתקנות כדי לייצב את הגוף. מידע חושי מושפע ממערכות הראייה, השמיעה והמגע. באופן ספציפי, מערכת המגע מפיקה מידע בנוגע למשטח התמיכה ולזוויות משותפות; ראיה מספקת מידע בנוגע לסביבה; ומערכת השמיעה מפיקה מידע בנוגע למהירות זוויתית מראש, האצת לינארית ואוריינטציה ביחס לכוח הכבידה. הבקר המרכזי, הלולאה הסגורה, פועל עם עיכובים ארוכים שעלולים להיות בעלי יציבות של2. המרכיב השני של הבקר הפעיל הוא קשיות רפלקס, אשר מייצרת פעילות שרירים עם השהיה קצרה ומייצרת התנגדות תנועה משותפת.
קיימת השהיה המשויכת לשני הרכיבים של בקר פעיל; כתוצאה מכך, נוקשות פנימית משותפת, הפועלת ללא דיחוי, ממלאת תפקיד חשוב בבקרת הפוסט-שלוש. נוקשות פנימית נוצרת על ידי ויסקו פסיבי מאפיינים גמישים של שרירי הקבלנות, רקמות רכות ותכונות אינרציאליות של הגפיים, אשר מייצרת torques התנגדות מיידי בתגובה לכל תנועה משותפת4. התפקיד של הקשיחות המשותפת (נוקשות פנימית ורפלקס) בבקרת הפוסט אינו מובן בבירור, שכן הוא משתנה עם תנאי הפעולה, המוגדר על ידי הפעלת שרירים4,5,6 ומיקום משותף ד , מיכל סבן , 8, שניהם משתנים עם הגוף מתנדנד, הטבועה לעמוד.
זיהוי התפקידים של הבקר המרכזי ונוקשות משותפת בשליטה פוסט-אוראל חשוב, כפי שהוא מספק את הבסיס: אבחון האטיולוגיה של ליקויי איזון; תכנון התערבויות ייעודיות למטופלים; הערכת הסיכון לנפילות; פיתוח אסטרטגיות למניעת נפילות בקשישים; ואת העיצוב של התקנים מסייעת כגון orthotics ו תותבות. עם זאת, זה קשה, כי מערכות משנה שונות לפעול יחד ורק את הגוף הכולל כתוצאה מכך, torques משותף, ו אלקטרומגנטים שרירים ניתן למדוד.
לכן, חיוני לפתח שיטות נסיוניות ואנליטיות המשתמשות במשתני הפוסט-מדידים כדי להעריך את תרומתו של כל מערכת משנה. בעיה טכנית היא שמדידה של משתני הפוסטאורל נעשית בלולאה סגורה. כתוצאה מכך, התשומות והתפוקות (סיבה ותוצאה) הם קשורים. כתוצאה מכך, יש להחיל את הרטבאליות החיצוניים (כתשומות) לעורר תגובות פוסט-אוראטיות בתגובות (כפלטי מדפסת), ו-b) להעסיק שיטות מתמטיות מיוחדות כדי לזהות מודלים של מערכת ולגרום לתוצאה ולאפקט9.
המאמר הנוכחי מתמקד בשליטה משותפת כאשר משתמשים באסטרטגיית קרסול, כלומר, כאשר התנועות מתרחשות בעיקר על מפרק הקרסול. במצב זה, הגוף העליון והגפיים התחתונות לנוע יחד, כתוצאה מכך, הגוף יכול להיות מעוצב כמטוטלת הפוכה הקישור יחיד במישור משונן10. אסטרטגיית הקרסול משמשת כאשר משטח התמיכה מוצק והרטבאליות הם קטנים1,11.
מנגנון עמידה המסוגל ליישם מכני מתאים (בקינטיביות) והחושים החזותיים הרטבאליות והקלטת את הגוף הקינמטיקה, הקינטיקה ופעילות השרירים פותחה במעבדה שלנו12. המכשיר מספק את הסביבה הניסיונית הנחוצה כדי ללמוד את התפקיד של קשיות הקרסול, מנגנוני הבקרה המרכזיים, והאינטראקציות שלהם על ידי יצירת תגובות באמצעות שימוש בגירויים חזותיים או/והמגע הבין-חושי. ניתן גם להאריך את המכשיר כדי ללמוד את התפקיד של מערכת שיווי המידה על ידי יישום של גירוי חשמלי ישיר לתהליכי מסטואיד, שיכולים ליצור תחושה של מהירות ראש ולעורר תגובות פוסט12,13 .
אחרים פיתחו גם התקנים דומים כדי ללמוד בקרת הדואר האנושי, שם piezo ליניארי מפעילים חשמליים11, מנועים חשמליים רוטרי14,15, ומנועי חשמל ליניארי16,17 , 18 שימשו להחלת רטבאליות מכני לקרסול בעמידה. התקנים מורכבים יותר פותחו גם כדי ללמוד שליטה מרובת מקטעים בקרה, שם ניתן להחיל רטבאליות מרובים על המפרקים קרסול והירך בו19,20.
מתקנים עומדים
שני סרוו מבוקרת אלקטרו הידראולי מפעילים רוטרי להעביר שני דוושות להחיל רטבאליות נשלט של מיקום הקרסול. הפעילים יכולים לייצר טורקים גדולים (> 500 ננומטר) הדרושים לבקרת הפוסט-שליטה; זה חשוב במיוחד במקרים כגון להישען קדימה, שם מרכז המסה של הגוף הוא רחוק (קדמי) מציר הקרסול של סיבוב, וכתוצאה מכך ערכים גדולים של מומנט הקרסול עבור שליטה הפוסט.
כל מפעיל רוטרי נשלט על-ידי שסתום סרוו פרופורציונלי נפרד, באמצעות משוב פדאל מיקום, שנמדד על ידי מדידת פוטנציאל ביצועים גבוהים על פיר המפעיל (טבלת חומרים). הבקר מיושם באמצעות מערכת עיבוד אותות דיגיטליים בזמן אמת MATLAB מבוסס xPC. למפעיל/סרוו-שסתום יחד יש רוחב פס של יותר מ-40 Hz, הרבה יותר גדול מרוחב הפס של מערכת הבקרה הכוללת של המערכת, נוקשות במפרק הקרסול והבקר המרכזי21.
התקן וסביבה של מציאות וירטואלית
אוזניית מציאות וירטואלית (VR) (טבלת חומרים) משמשת לperturb החזון. האוזנייה האלחוטית מכילה מסך LCD (כפול AMOLED 3.6 ' מסך עם רזולוציה של 1080 x 1200 פיקסלים לעין) המספקת למשתמש תצוגה סטריאוסקופי של המדיה הנשלחת למכשיר, המציעה תפיסת עומק תלת-ממדית. קצב הרענון הוא 90 Hz, מספיק כדי לספק תחושה וירטואלית מוצקה למשתמשים22. שדה התצוגה של המסך הוא 110 °, מספיק כדי ליצור רטבאליות חזותיים דומה למצבים בעולם האמיתי.
האוזנייה עוקבת אחר סיבוב ראש המשתמש ומשנה את התצוגה הווירטואלית בהתאם, כך שהמשתמש שקוע באופן מלא בסביבה הווירטואלית; לכן, היא יכולה לספק את המשוב החזותי הרגיל; והוא יכול גם לperturb חזון על-ידי סיבוב השדה החזותי במישור משונן.
מדידות קינטית
כוח תגובה אנכי נמדד על ידי ארבעה תאים לטעון, דחוקה בין שתי צלחות מתחת לרגל (טבלת חומרים). מומנט הקרסול נמדד ישירות על ידי התמרה מומנט עם קיבולת של 565 ננומטר ונוקשות טורמיעית של 104 kNm/rad; כמו כן ניתן למדוד אותו בעקיפין מהכוחות האנכיים העומדים בפני תאי העומס, תוך שימוש במרחקים שלהם לציר הקרסול של סיבוב23, בהנחה שהכוחות האופקיים החלים על הרגליים בעמידההם קטנים,24. מרכז הלחץ (COP) נמדד במישור משונן על ידי חלוקת מומנט הקרסול על ידי כוח אנכי הכולל, נמדד על ידי העומס התאים23.
מדידות קימטיות
זווית כף הרגל זהה לזווית הדוושה, כי כאשר משתמשים באסטרטגיית קרסול, הרגל של הנבדק זזה עם הדוושה. זווית שאנק ביחס האנכי מושגת בעקיפין מן העקירה הליניארית של shank, נמדד על ידי מוצא לייזר טווח (טבלת חומרים) עם רזולוציה של 50 יקרומטר ו רוחב פס של 750 Hz25. זווית הקרסול היא הסכום של הרגל ואת הזוויות שאנק. זווית הגוף עם כבוד האנכי מתקבל בעקיפין מן העקירה הליניארית של אמצע הנקודה בין שמאל וימין האחורי מעולה השדרה (PSIS), נמדד באמצעות טווח לייזר מאתר (טבלת חומרים) עם רזולוציה של 100 יקרומטר ורוחב פס של 750 הרץ23. מיקום וסיבוב הראש נמדדים ביחס למערכת הקואורדינטות הגלובלית של סביבת VR על-ידי תחנות הבסיס של מערכת VR שפולטות פולסים של אינפרא-אדום מתוזמן (IR) ב-60 פולסים לשנייה, הנאסף על-ידי חיישני אינפרא-אדום עם האוזנייה האלחוטית עם תת-מילימטר דיוק.
רכישת נתונים
כל האותות מסוננים עם מסנן נגד החלקה עם תדירות פינתית של 486.3 ולאחר מכן שנדגמו ב-1000 הרץ עם ביצועים גבוהים 24-bit/8-ערוץ, דגימה בו, כרטיסי רכישת אות דינאמי (לוח חומרים) עם דינאמי טווח של 20 וולט.
מנגנוני בטיחות
שישה מנגנוני בטיחות שולבו במנגנון עמידה כדי למנוע פציעות לנושאים; הדוושות נשלטות בנפרד ולעולם לא יפריעו זה לזה. (1) פיר המפעיל יש מצלמת, אשר מפעילה בצורה מכנית שסתום שינתק לחץ הידראולי אם סיבוב הפיר חורג ± 20 ° ממיקומה האופקי. (2) שתי עצירות מכניות מתכווננות מגבילות את טווח התנועה של המפעיל; אלה מוגדרים לטווח התנועה של כל נושא לפני כל ניסוי. (3) הנושא והנסבית מחזיקים כפתור בהלה; לחיצה על לחצן מתנתק כוח הידראולי מן הפעילים וגורם להם להיות רופף, כך שהם יכולים להיות מועברים באופן ידני. (4) מעקות הממוקמים משני צדי הנושא זמינים לספק תמיכה במקרה של אי יציבות. (5) הנושא לובש רתמה גוף מלא (טבלת חומרים), המצורפת מרובי נוקשה בתקרה כדי לתמוך בהם במקרה של נפילה. הרתמה היא מרווח ואינה מפריעה לעמידה הרגילה, אלא אם כן הנושא הופך לבלתי יציב, כאשר הרתמה מונעת מהנושא ליפול. במקרה של נפילת, תנועות הדוושה תופסק באופן ידני או על ידי הנושא, באמצעות לחצן הפניקה או על ידי הנסניסה. (6) מנגנוני הסרוו עוצרים את סבב הפעילים באמצעות מנגנונים אל-כשל במקרה של הפרעה באספקת החשמל.

<table><tbody><tr><td>פוטנציומטר 5K</td><td>Maurey</td><td>112P19502</td><td>מודד זווית פיר מפעיל</td></tr><tr><td>8 ערוצים משטח Bagnoli מגברי EMG ואלקטרודות</td><td>Delsys</td><td></td><td>מודד את ה-EMG של שרירי הקרסול</td></tr><tr><td>מחשב נייד AlienWare</td><td>Dell Inc.</td><td>P69F001-כומר A02</td><td>מחשב נייד מוכן ל-VR</td></tr><tr><td>כרטיס רכישת נתונים</td><td>מכשירים לאומיים</td><td>4472</td><td>דוגם את האותות האנלוגיים מהחיישנים</td></tr><tr><td>שסתום כיווני</td><td>REXROTH</td><td>4WMR10C3X</td><td>עוקף את הזרימה אם זווית פיר המפעיל חורגת מ-&plusmn; 20&deg;</td></tr><tr><td>רתמת גוף מלאה</td><td>Jelco</td><td>740</td><td>הגן על הנבדקים מפני נפילה</td></tr><tr><td>מד טווח לייזר</td><td>מיקרו-אפסילון 1302-100</td><td>1507307</td><td>מודד תזוזה ליניארית של השוק</td></tr><tr><td>מד טווח לייזר</td><td>מיקרו-אפסילון 1302-200</td><td>1509074</td><td>מודד תזוזה ליניארית של הגוף</td></tr><tr><td>תא עומס</td><td>אומגה</td><td>LC302-100</td><td>מודד כוחות</td></tr> <tr><td>תגובה אנכיתשסתום סרוו פרופורציונלי</td><td>MOOG</td><td>D681-4718</td><td>שולט בזרימה ההידראולית למפעילים הסיבוביים</td></tr><tr><td>מפעיל סיבובי</td><td>Rotac</td><td>26R21VDEISFTFLGMTG</td><td>מיישם הפרעות מכניות</td></tr><tr><td>מתמר מומנט</td><td>Lebow</td><td>2110-5k</td><td>מודד מומנט קרסול</td></tr><tr><td>סביבה וירטואלית עוקבי תנועה</td><td>HTC inc.</td><td>1551984681</td><td>עוקב אחר תנועת הראש</td></tr><tr><td>אוזניות מציאות מדומה</td><td>HTC inc.</td><td>1551984681</td><td>מספק הפרעות חזותיות</td></tr></tbody></table>

שיטות נסיוניות ללימוד בקרת הפוסטאורל האנושית

Experimental Methods to Study Human Postural Control

רכיבים רבים של מערכות העצבים ושריר השלד פועלים בהופעה כדי להשיג את היציבה האנושית היציבה והזקופה. ניסויים מבוקרים המלווים בשיטות מתמטיות מתאימות נדרשים כדי להבין את התפקיד של מערכות המשנה השונות המעורבות בשליטה אנושית. מאמר זה מתאר פרוטוקול לביצוע ניסויים עומדים ומודאג, רכישת נתונים ניסיוניים, וביצוע הניתוח המתמטי הבא, במטרה להבין את התפקיד של מערכת שריר-שלד ושליטה מרכזית באדם יציבה זקופה. התוצאות שנוצרו על ידי שיטות אלה חשובות, כי הם מספקים תובנה לתוך בקרת איזון בריא, ליצור את הבסיס להבנת האטיולוגיה של איזון לקוי אצל חולים וקשישים, וסיוע בתכנון של התערבויות לשפר בקרה ויציבות. ניתן להשתמש בשיטות אלה כדי ללמוד את התפקיד של מערכת המגע, הקשיחות הפנימית של מפרק הקרסול, ומערכת חזותית בבקרת הפוסט-שליטה, וניתן גם להרחיב אותה לחקור את תפקידה של מערכת שיווי המידה. השיטות הן לשימוש במקרה של אסטרטגיית קרסול, שבה הגוף נע בעיקר על מפרק הקרסול ונחשב למטוטלת הפוכה של קישור יחיד.

אותות מדומים ברצף (PRT) ושידורי לטרעון
איור 2A מציג אות prt, אשר מופק על ידי שילוב של פרופיל מהירות אקראית מדומה. עבור כל אחת מהדוגמאות <img alt="Equation 76" src="/files/ftp_upload/60078/60078eq76.jpg"> , מהירות האות עשויה להיות שווה לאפס, או לרכוש ערך חיובי או <img alt="Equation 77" src="/files/ftp_upload/60078/60078eq77.jpg"> שלילי מוגדר מראש. על- <img alt="Equation 77" src="/fil...

מאמר זה מציג מסגרת ניסיונית/אנליטית לחקר שליטה בגוף האדם. הפרוטוקול מספק הליכים צעד-אחר-צעד לביצוע ניסויים עומדים, מדידת הקינמטיקה ואותות קינטיקה, וניתוח התוצאות כדי לספק תובנות לגבי המנגנון שבבסיס השליטה האנושית.

Many components of the nervous and musculoskeletal systems act in concert to achieve the stable, upright human posture. Controlled experiments accompanied ...

שיטות ניסיוניות ואנליטיות אלה מספקות קווים מנחים שמטרתם להבין את תפקידם של המרכיבים הרבים של מערכות העצבים והשרירים המרכזיות בשליטה יציבה אנושית. מודלים בקרת יציבה עם פרמטרים פיזיים משמעותיים ניתן להשתמש כדי לחקור את התפקיד והאינטראקציה של מערכות החושים ואת השינויים שלהם עקב מחלה והזדקנות. שיטות אלה יכולות לשמש להערכת בעיות איזון המטופל, לחשוף את האידיאולוגיה של הליקוי, ולסייע בתכנון התערבויות לשיפור השליטה היציבה.שיטות אלה יכולות לשמש גם כדי ללמוד את האינטראקציות בין פתולוגיות מוטוריות חושיות בקרת איזון. לדוגמה, למניעת נפילות אצל קשישים. פרוטוקול זה מספק אמצעי לחקור את התרומות היחסיות של דרכים חושיות כולל מערכות פרופריוספציות וויזואליות והאינטראקציות שלהם, כמו גם תרומות פסיביות שרירים לשליטה יציבה.כדי להכין נושא למדידת אלקטרומיוגרפיה מ שרירי הקרסול, השתמש באלקטרודות דיפרנציאליות בודדות עם מרחק בין-חשמלי של סנטימטר אחד. סמן את הגסטרוקנימיוס המדיאלי בבליטה הבולטת ביותר של השריר, הגסטרוצנטיוס הצדדי בשליש מהקו שבין ראש השוקית לעקב, הסוליה בשני שלישים מהקו בין התבלינים המדיאליים של עצם הירך לבין המאלולוס המדיאלי, לבין השוקית הקדמית בשליש מהקו שבין קצה השוקית לקצה הפטיש המדיאלי. לאחר שכל הנקודות סומנו, השתמשו בתער כדי לגלח כל אזור ולנקות את העור באלכוהול.כאשר העור התייבש, השתמשו בקלטת דו-צדדית כדי לחבר אלקטרודה אחת לכל אזור שמטפלת כך שכל אלקטרודה קבועה לעור בצורה מאובטחת. כדי להכין את הנושא למדידה קינמטית, תחילה להשתמש ברצועה כדי לצרף סמן רפלקטיבי גבוה ככל האפשר על השוק של הנושא יש את הנושא לשים על רתמת הגוף. השתמש ברצועה כדי לצרף סמן שיקוף למותני הנבדק ויש לי הנושא לטפס על מנגנון העמידה.התאם את מיקום כף הרגל של הנבדק כדי ליישר את הפטיש הצדדי והמתווך של כל רגל לציר הדוושה של הסיבוב ולהשתמש בסמן כדי להתוות את תנוחות כף הרגל. הנחה את הנושא לשמור על כפות הרגליים באותם מקומות במהלך הניסויים ולהתאים את המיקום האנכי של מוצאי טווח הלייזר כדי להצביע על מרכז סמנים רפלקטיביים. לאחר מכן, התאימו את המרחק האופקי בין מוצא טווח הלייזר לבין סמני ההשתקפות כך שממצאי הטווח יעבדו בטווח הבינוני שלהם ולא ירוויו במהלך ניסויים בעמידה.לפני תחילת הניסוי, ליידע את הנושא של מה לצפות עבור כל מצב ניסיון. הורה לנושא לעמוד בשקט עם הידיים בצד תוך כדי התבוננות קדימה שמירה על שיווי המשקל שלהם כפי שהם עושים זאת כאשר מתמודדים עם ההטרדים בעולם האמיתי. למשפט עמידה שקט, יש את הנושא לעמוד בשקט במשך שתי דקות ללא הפרעה.עבור ניסויים מוטרדים, אם המטרה היא לחקור את התפקיד של מערכת somatosensory או נוקשות הקרסול בעמידה, להחיל הפרעות דוושה במשך שתיים עד שלוש דקות תוך רישום הנתונים. אם המטרה היא לבחון את תפקיד הראייה בבקרה היציבה, להחיל הפרעה חזותית על ידי סיבוב השדה החזותי באמצעות אוזניות מציאות מדומה במשך שתיים עד שלוש דקות בעת הקלטת הנתונים. אם המטרה היא לבחון את האינטראקציה של שתי המערכות בבקרה יציבה, להחיל את הפרעות חזותיות דוושות בו זמנית.לזיהוי לא פרמטרי של היחס הדינמי של זווית הגוף לתהפוכים חזותיים לאחר טעינת נתוני הניסיון המטורפים חזותית לתוכנת ניתוח מתאימה, השתמש בפקודות כפי שצוין כדי להשמיד את זווית הגוף הגולמית ואת אותות ההטרדה החזותיים ולהסיר את האמצעים מהאותות שהושמטו. קבע את תדירות הדגימה שהושמדה ולאחר מכן בחר את תדירות העניין הנמוכה ביותר כדי לקבוע את אורך החלון ובחר את מידת החפיפה להערכת ספקטרום ההספק. הגדר את וקטור התדרים שבהם יש לאמדן את תגובת התדר.השתמש בפונקציה TF Estimate כדי למצוא את תגובת התדר של המערכת כפי שצוין ולמצוא את הרווח ואת השלב של תגובת התדר המשוער כפי שהוכח. לאחר מכן, השתמש בפקודה כמצוין כדי לחשב את פונקציית הקוהרנטיות ולתוות את הרווח, הפאזה והקובהרנטיות כפונקציה של תדירות. בדוגמה זו של משפט עמידה טיפוסי עם הפרעה חזותית, ניתן לראות אות טרפז המוחל על ידי אוזניות המציאות המדומה שבו שדה הראייה מסתובב מאפס פלוס או מינוס 0.087 rad במישור הסגיטל.זוויות הקרסול והגוף היו דומות מאוד בניתוח זה שכן זווית כף הרגל היא אפס ואת השוק ופלג הגוף העליון לנוע יחד. גם המומנט בקרסול היה מתואם עם השוק וזוויות הגוף. אלקטרומיוגרפים של שרירי הקרסול מראים כי soleus ואת gastrocnemius מצד שני פעילים ברציפות, אבל gastrocnemius המדיאלי מייצר מעת לעת התפרצויות גדולות של פעילות עם הגוף להשפיע כי השוקית לפני הים שקט.כאן, מוצגת תגובת תדירות של פונקציית ההעברה הקשורה לקלט החזותי לזווית הגוף עבור נתוני הניסיון העומדים. בניסוי זה, הקוהרנטיות הייתה גבוהה בתדרים נמוכים עד סביב הרץ אחד וצנחה באופן משמעותי בתדרים גבוהים יותר, כלומר תגובת התדר משמעותית עד הרץ אחד. הרווח עלה בתחילה מ-0.1 ל-0.2 הרץ לפני שהצטמצם להרץ אחד, מה שהדגים את התנהגות המעבר הנמוכה הצפויה עקב האינרציה הגבוהה של הגוף.השלב גם התחיל באפס והצטמצם כמעט באופן ליניארי עם התדירות המציינת כי הפלט מתעכב ביחס לקלט. יש לדאוג ליישר את ציר הקרסול של סיבוב עם זה של מפעיל. ודא שהנושא אינו יוצר תנועות נוספות וודא כי נעשה שימוש בהטרדות המכאניות והוויזואליות המתאימות.משתמשים בפעם הראשונה עשויים להתקשות ביצירת פרדיגמה ניסיונית עקבית הניתנת לחזרה ובשימוש בשיטות הזיהוי המתאימות, המביאות בחשבון השפעות קרובות, לא ליניאריות והשפעות משתנות בזמן בבקרה יציבתית. שיטות אלה שימשו כדי לחקור שליטה יציבה בריאה הסתגלות שלה, כמו גם לכמת שינויים בבקרת איזון תחת מגוון רחב של מצבים ניסיוניים וקליניים.

experimental-methods-to-study-human-postural-control

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

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

כאן, אנו מציגים פרוטוקול חדשני למדידת יציבות מיקום באירועי מפתח במהלך הישיבה לעמידה להליכה באמצעות מרכז הלחץ למרחק מרכז המסה של כל הגוף. זה נגזר מפלטפורמת הכוח וטכנולוגיית לכידת תנועה תלת מימדית. הפרדיגמה אמינה וניתן להשתמש בה להערכה של אנשים בסיכון נוירולוגי.

שבי-אל-סטנד-ו-הליכה גובה ברך 120%: גישה חדשנית להעריך דינמי ביציבה שליטה עצמאית של גפה יצוקה

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

ירידת ערך של רפלקסים בתנוחה, כינה יציבות בתנוחה, קשה לכמת. ההערכות הציניות כגון הבחינה למשוך סובלים בעיות עם אמינות ושינוי קנה מידה. כאן, אנו מציגים גירסה שעברו אינסטרומנטציה של מבחן pull לאפיין באופן אובייקטיבי תגובות בתנוחה.

מבחן Pull שעברו אינסטרומנטציה לאפיין תגובות בתנוחה

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

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

חלקיקים של indinavir, ritonavir, efavirenz ו atazanavir יוצרו באמצעות כרסום homogenization רטובות, ultrasonication. אלה nanoformulations, כינה קולקטיבי nanoformulated טיפול תרופתי (nanoART), העריכו macrophage מבוססי משלוח סמים. מונוציטים הנגזרות nanoART macrophage ספיגת, שימור לשחרר מתמשכת נקבעו. אלו מחקרים ראשוניים מראים את הפוטנציאל של nanoART לשימוש קליני.

שיטות פיתוח תובלה דם ברנה macrophage של תרופות תרופתי Nanoformulated

בדו"ח זה, אנו מתארים את העור תלת ממדי לשחזר מודל אשר מחקה העור האנושי באדריכלות הרכב. הפיזיולוגיה מלנוציט, התקדמות מלנומה גורל בתאי גזע עורי נחקרו באמצעות העור לשחזר מודל. המודל שימושית גם ככלי קליני להערכת תרופות.

עור תלת ממדי האדם לשחזר דגם: ככלי מחקר עור רגיל התקדמות מלנומה

Bioreactor לחץ מחזורית מסוגל להעמיד שסתום רקמת לב לתנאי הלחץ פיזיולוגיים ופתולוגיים תוכנן. תוכנית LabVIEW מאפשר למשתמשים לשלוט על גודל הלחץ, משרעת ותדירות. מכשיר זה יכול לשמש כדי לחקור את mechanobiology של רקמת לב שסתום או תאים בודדים.

עיצוב של bioreactor לחץ על מחזורי Ex Vivo מחקר של מסתמי הלב אבי העורקים

חקור את מנגנוני בקרת היציבה האנושית באמצעות ניסויים עמידה ומדידות קינמטיות. השיטות מאפשרות הערכת בעיות איזון ופיתוח התערבויות קליניות למניעת נפילות באוכלוסייה המבוגרת.

שיטות נסיוניות ללימוד בקרת הפוסטאורל האנושית

גלה סרטונים נוספים