Um método para avaliar pontualidade e precisão das respostas Volitional motor para vibrotátil Estímulos

Summary

Este artigo descreve uma técnica para a aplicação de estímulos por vibração para a coxa de um participante humano, e medindo a precisão e tempo de reacção de resposta da vontade do participante para várias combinações de localização e frequência de estimulação.

Abstract

Os sistemas de feedback sensorial artificial (ASF) podem ser usados para compensar a perda de propriocepção em indivíduos com deficiências nos membros inferiores. O projeto eficaz desses sistemas ASF requer uma compreensão profunda de como os parâmetros do mecanismo de feedback específico afetam a percepção e a reação do usuário aos estímulos. Este artigo apresenta um método para aplicar estímulos vibrotáteis a participantes humanos e medir sua resposta. Motores vibratórios de massa rotativa são colocados em locais predefinidos na coxa do participante e controlados por meio de hardware e software personalizados. A velocidade e a precisão das respostas volitivas dos participantes aos estímulos vibrotáteis são medidas para combinações especificadas pelo pesquisador de posicionamento motor e frequência de vibração. Embora o protocolo descrito aqui use botões para coletar uma resposta binária simples aos estímulos vibrotáteis, a técnica pode ser estendida a outros mecanismos de resposta usando unidades de medição inercial ou sensores de pressão para medir o ângulo articular e as relações de suporte de peso, respectivamente. Da mesma forma, a aplicação de estímulos vibrotáteis pode ser explorada para outros segmentos corporais além da coxa.

Introduction

feedback sensorial artificial (ASF) pode ser definida como a prática de fornecer em tempo real informação biológica para indivíduos, com frequência compensando propriocepção comprometida ou outro mecanismo sensorial. ASF tem sido muito utilizado no campo da reabilitação de feridos ou deficientes para ajudar na recuperação de aspectos da função física e movimento ^1-3, permitindo que os indivíduos para controlar processos físicos que antes eram uma resposta involuntária do sistema nervoso autônomo ^4. Uma subcategoria de ASF, biofeedback biomecânico, usa sensores externos para medir parâmetros relativos ao equilíbrio ou cinemá....

Protocol

O seguinte protocolo foi aprovado pelo Conselho de Ética em Pesquisa em Holland Bloorview Rehabilitation Hospital Kids.

1. Motor de calibração

1. Ligue a placa do microcontrolador para o computador através de uma porta USB.
2. Usando o software microcontrolador original, fazer o upload do script personalizado ", Motor_and_AccelerometerTest.ino" à placa usando a conexão USB, clicando no ícone "Enviar", indicado pela seta para a direita circulou.
   1. Certifique-se que o nível de vibração é definido como zero para colocar o motor no off-posição usando o comando "analogWrite". O código deve ler "analogWrite (vibe1,0);".
   2. No cód....

Results

A Figura 4 ilustra as curvas de calibração para identificar o valor PWM para uma frequência de vibração de 180 Hz de um único motor. A partir de um ciclo de trabalho de 50%, os valores de PWM são iterados até o pico de frequência primária ocorre a 180 Hz. ensaios de calibração de sucesso deve mostrar um aumento claro na frequência de vibração primário. Má fixação do acelerómetro ao motor, ou do motor a uma superfície de suporte pode resultar num FFT mais difusa sem um pico claro. Nesta situação, o ensai.......

Discussion

O objectivo deste protocolo é fornecer a estrutura para avaliar parâmetros de estimulação em aplicações ASF por vibração. Especificamente, ele examina os efeitos da frequência de vibração, amplitude, localização e sequência, em resposta ao usuário sensório-motor. Esta estrutura pode ser construída e expandida para incorporar tipos adicionais ou alternativas de resposta do usuário que pode ser mais clinicamente relevante, como dobrar uma articulação ou deslocando o peso de uma perna para outra. Estes tipos de mudanças ex.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Motores de Pager Vibratórios	Microdrives de Precisão	Modelo 310-101	Motores de massa rotativa excêntricos de moeda.  Quantos forem necessários para testar todos os locais e interações de interesse
Acelerômetro Tri-eixo	Dimension Engineering	ADXL 335	Acelerômetro analógico avançado. 500  Largura de banda Hz, 3,5-15  Entrada V. Projetado para medição de movimento, inclinação e inclinação, bem como detecção de vibração e choque.
Arduino	Uno Arduino	DEV-11021	Placa microcontroladora para comunicação com o acelerômetro tri-eixo
Arduion Mega 2560	Arduino	DEV-11061	Placa microcontroladora para interface com os motores de vibração.
LabVIEW	National Instruments		Software de aquisição de dados usado para controlar motores e exibir sinais de acelerômetro
Software IDE Arduino	v	. 1.6.5
Push-Button	Bridges	Buddy Button	Switch com fio com um 2.5  em/6.35  Superfície de ativação CM que fornece um clique auditivo e feedback tátil.
Opcional:
Driver de motor háptico dedicado	Texas Instruments	DRV2605L	Pode ser usado para substituir todo o circuito de amplificação descrito na Etapa 1.
Goniômetro vestível flexível	Biometrics Ltd.	SG110	Goniômetros flexíveis de eixo duplo para medir ângulos em até dois planos de movimento que podem ser usados no lugar do botão de pressão para medir o movimento articular em resposta a estímulos. www.biometricsltd.com/gonio.htm