Summary
Hier präsentieren wir Protokolle Schwingungserfassungsschwellen und taktile Sehschärfe mit psycho-physischen Methoden im Menschen zu bestimmen.
Protocol
Das Testprotokoll wurde von der Charité-Universitätsmedizin Ethikkommission genehmigt.
1. Schwingungserfassungsschwelle (VDT)
- Geräte- und Testprotokoll Assembly - Vortests
- Bauen Sie die Komponenten der Vorrichtung nach Figur 1A. Legen Sie eine glattflächige Platte (40 cm x 80 cm) auf einem Tisch. Legen Sie die Messingstange auf dem Brett.
- Schließen Sie den piezoelektrischen Aktor (Vibration Stimulator) an die Steuereinheit.
- Schließen Sie das Antwortfeld und die Überwachungseinrichtung an das Datenerfassungssystem (siehe Zusatzcode-Datei).
- Schließen Sie das Datenerfassungssystem an einen Computer (oder Laptop) und Aktor-Steuereinheit Piezo.
- Schrauben Sie die maßgeschneiderte Sonde mit dem beweglichen Teil des Piezoaktors stimulierenden (für Einzelheiten der Sonde siehe Materialien).
- Montieren Sie den piezoelektrischen Aktor mit der Sonde über die ausgewogene Messingstab.
- Testprotokoll
- Script ein Testprotokoll, das die beiden Intervall Forced-Choice implementiert und transformiert-Regel nach oben und unten Methode. Siehe Zusatzcode-Datei für eine Gliederung des Skripts.
- Konstruieren Sie die Wellenform des Vibrationsreiz als Sinuswelle und Reizdauer angeben, steigen und fallen Eigenschaften.
- Offene Software (zB LabChart). Wählen Sie Einstellungen> Stimulator.
- Wählen Sie eine benutzerdefinierte Wellenform und konfigurieren Sie die Stimulator-Optionen. Erstellen 2 Stimulus-Wellenformen zu jedem Intervall gehör (STIM1 und STIM2).
HINWEIS: Die Wellenform STIM1 besteht aus 3 Teilen: einer Verzögerungszeit von 4 sec, durch eine Sinuswelle von 1,8 sec folgen, und mit einer Verzögerung von 1,8 sec (kein Stimulus). Die Wellenform stim 2 besteht aus 3 Teilen: einer Verzögerung von 4 Sekunden, gefolgt mit einer Verzögerung von 1,8 sec (kein Stimulus) und durch eine Sinuswelle von 1,8 sec. - Für die Sinuswellenform, neue variable Parameter für Frequenz und Amplitude. modify der Sinuswellenfunktion durch die folgenden Funktionen den Aufstieg und Fall der Eingabe.
Anstiegswellenform: (1-e -bt) ∙ Amplitude ∙ Sinus (Frequenz), b = 9,1
Fall - Wellenform: (e -bt) ∙ Amplitude ∙ Sinus (Frequenz), b = 9,1 - Im Datenfeld des Labor-Chart, erstellen Sie den Satz von 35 Spannungsausgänge in Bezug auf die 35 Amplitudenintensitäten (oder Stufen) des Vibrationsreiz. Siehe Tabelle 1.
- Stellen Sie den Start / default Amplitude der Schwingung Impulse für die getesteten Schwingungsfrequenz im Makro-Skript für das Testverfahren (Zusatzcode-Datei Abschnitt).
- Vorbereitung und Schulung von Themen - Testing Session
- Informieren Testpersonen über das Testverfahren und haben sie unterzeichnen eine schriftliche Einverständniserklärung. Um sicherzustellen, dass Anonymität und Datenschutzanforderungen erfüllen, weisen Sie jedem Teilnehmer eine Nummer.
- Setzen Sie die Fächer bequemin einem ruhigen Raum bei Temperaturen zwischen 20-30 ° C. Weisen Sie sie über den Test in einer einfachen und klaren Art und Weise, so dass der Gegenstand weiß, was während der Prüfung zu erwarten.
- Legen Sie den Arm des Motivs auf dem Brett. Pad der kleine Finger mit medizinischen Teig Bewegung zu minimieren. Legen Sie die Messingstab auf der Platine, die Sonde auf dem kleinen Finger der Hand getestet zu positionieren knapp unter dem Nagelbett. Stellen Sie sicher, einen guten Kontakt zwischen der Sonde und der Haut und stellen Sie die Position der Sonde in eine horizontale Position der Wasserstand verwendet wird. Vermeiden Sie Hautkontakt mit den Rändern der kreisförmigen flachen Sonde.
HINWEIS: Dadurch wird sichergestellt, dass die flache Oberfläche der Sonde um 30 g gilt (0,3 N) auf der Hautoberfläche. Scharfe Kanten können zu einer verminderten Erkennungsschwellen führen. Die schwere Masse der Messingstange verhindert die Übertragung von störenden Schwingungen aus der Umgebung der Vorrichtung und minimiert die Verlustleistung der angelegten Sinuswelle. - Vor der Prüfung erhalten die Teilnehmers mit dem Setup vertraut gemacht. In Abhängigkeit von der Testfrequenz, Gegenwart sowohl ein leicht (Stufe 23) und eine harte (Stufe 7) in Schwingungs Stimulus wahrnehmen, indem die Amplitude variierende, bis der Gegenstand eine Schwingung wahrnimmt, um sicherzustellen, dass das experimentelle Verfahren verstanden wird.
- Bei Bedarf setzen Sie den Start (Standard) Amplitude bei der Frequenz so gewählt, dass das Thema leicht den Reiz erkennen kann, wenn die Testprotokoll beginnt (siehe 1.2.3).
- Minimieren Wechselwirkungen zwischen Subjekt und Prüfer während der Prüfung.
- Starten Sie den Test durch das Skript ausgeführt wird , der die Zwei-Alternative Forced-Choice Verfahren mit dem Aufwärts-Abwärts - adaptiven Verfahren 22 verwendet.
HINWEIS: Die Aktionen in 1.3.7-1.3.12 werden vom Programm-Skript automatisiert. - In jedem Versuch, zu verwalten zufällig einen Vibrationsreiz während einer der beiden Intervalle , die visuell angezeigt an den Probanden als "1" und "2" auf dem Bildschirm des Monitors (Abbildung 1B).Haben Sie das Thema an, ob die erste oder die zweite aufeinanderfolgende Intervalle durch Drücken einer der beiden Tasten "1" oder "2" auf dem Antwortfeld, um den Vibrationsreiz enthalten. Lassen Sie das Thema eine Vermutung zu machen, wenn er oder sie sich nicht sicher ist, wenn der Reiz präsentiert wird.
HINWEIS: Die Forced-Choice-Technik erfordert, dass das Thema reagiert, selbst wenn die Schwingung nicht wahrgenommen wird. - In einer Versuchsreihe, die auf maximal 9 Einzel Studien von 6 besteht, wiederholen Sie den Vibrationsreiz an einem Amplitudenpegel mindestens nacheinander sechsmal. Wenn die Antworten sind alle richtig, reduzieren die Reizintensität Niveau (minus-Regel) für die nachfolgende Versuchsreihe.
- Auf der Grundlage der Entscheidungsregel des adaptiven Methode (logische Operatoren in der Skript), gewähren dem Thema mehr Studien zur Intensität gleichen Reiz, wenn das Thema Fehler in einer Versuchsreihe macht. Reduzieren Sie die Reizintensität, wenn der Reiz richtig in mindestens fünf Studien identifiziert, und falsch in weniger als 2Versuche.
- Erhöhen Sie den Stimuluspegel, wenn das Thema die zwei falschen Antworten in einer Versuchsreihe macht; oder mehr als eine falsche Antwort und weniger als 5 korrekten Antworten.
- Dokumentieren Sie die Änderung in Richtung der Reizintensität, als Wendepunkt. Ändern Sie die Reizintensität entsprechend Umkehrpunkt-Nummer: vor dem dritten Wendepunkt um 4 Intensitätsstufen; bei der 3. Umkehrpunkt um 2 Intensitätsstufen; (siehe für weitere Einzelheiten zusätzliche Code - Datei und 4B) um 1 Stufe anderes.
- Beenden Sie den Test, wenn das Thema insgesamt 8 Umkehrungen abgeschlossen ist.
- Berechnen Sie die VDT durch den Median des Reizes Amplitudenwert der letzten 6 Umkehrungen nehmen.
2. Tactile Räumliche Schärfe-Test
- Bestimmen Sie taktile Sehschärfe mit einem zwei alternative forced choice Gitterorientierungstest mit dem Tactile Acuity Cube (TAC). Die TAC besteht aus 6 Seiten mit jeweilsein Gitter (bar und Nut), deren Breiten 0,75 mm, 1,25 mm, 1,75 mm, 3,0 mm, 4,5 mm und 6,0 mm.
- Sitz Themen in einem ruhigen Raum bei Temperaturen zwischen 20-30 ° C und weisen auf die Aufgabe.
- Während des Experiments mit verbundenen Augen die Probanden mit geschirmten Brillen. Legen Sie die dominante Hand auf einem Tisch mit der Handfläche nach oben zeigt.
- Bei jedem Versuch, an einem von zwei Gitterorientierungen der TAC auf die Fingerkuppe gelten: vertikal (parallel Richtung) oder horizontal (Querrichtung) zur Längsachse des Fingers ausgerichtet sind. wählen Zufällige Anordnung der Gitterorientierung für jeden Versuch.
- Gelten die Gitter der TAC für 2 sec auf die Fingerkuppe des Zeigefingers, so daß der Würfel auf dem Finger (233 g) seine gesamte Gewicht ausübt. Vermeiden Sie die TAC auf der Fingerkuppe drücken.
- Fragen Sie die Themen, die Orientierung der Ausrichtung zu bestimmen, bevor die Würfel aus dem Finger entfernt wird.
- Vermeiden Sie Bewegung des fi des Teilnehmersnger, weil es vielleicht ein Stichwort zur Orientierung. Entsorgen Sie die Testversion, wenn der Experimentator spürt, dass der Finger bewegt hat.
HINWEIS: Beachten Sie, dass kleine Fingerbewegungen könnten nicht vom Experimentator in dem Verfahren festgestellt werden. - Beschäftigen eine zwei-down und one-up adaptive Methode im Treppenhaus-Algorithmus.
- Beginnen Sie mit dem größten Gitter, 6,0 mm.
- Verringern Sie die Gitterbreite nach zwei korrekte Identifizierung der Orientierung (richtige Antwort).
- Testen Sie die nächste, kleinere Breite und weiterhin mit der Schrittregel, bis das Objekt die Gitterbreite als Umkehrpunkt eine falsche Antwort und zu dokumentieren macht.
- Erhöhen Sie die Gitterbreite schrittweise wieder, bis die beiden Orientierungen mit einer Breite wieder korrekt bestimmt werden.
- Beenden Sie den Test nach Abschluss der dreizehn Umkehrungen.
- Berechnen Sie die taktile Gitterorientierung Schwelle durch den Median der Gitterbreiten der letzten 10 Umkehrungen nehmen.
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Representative Results
Der piezoelektrische Aktor bietet die Vibrationsreiz zum Thema. Der Vibrations Stimulus hat eine Gesamtdauer von 1,8 sec und wird während einer Probe während der ersten oder zweiten Intervalls (2A) nur einmal dargestellt. Die Anstiegs- und Abfallzeit zu Beginn und Offset des Stimulus wird durch die Funktionen bestimmt , (1-e -bt) ∙ Amplitude ∙ sine (Frequenz) und (e -bt) ∙ Amplitude ∙ sine (Frequenz) sind, wobei b wird bei 9,1 festgelegt. Die Anstiegs- und Abfallzeit zu Beginn und Offset sind 500 und 600 ms sind, und sind unabhängig von der Testfrequenz und Amplitude. Die Dauer des Reizes zwischen dem Beginn und Phasen-Offset beträgt 700 msec. Der allmähliche Anstieg und Abfall sorgt für einen reibungslosen Reiz Lieferung.
Schwingungserfassungsschwellen sind abhängig von Stimulationsfrequenz, weil sie von verschiedenen Senso vermittelt werden,ry-Rezeptoren. Nach der menschlichen psycho - physischen Stimmungskurve liegen Schwellen zwischen ~ 20 nm bis ~ 45 um 5. Daher wird ein Satz von 35 Stimulationsstufen (Bereich von 18 nm bis 45 & mgr; m) der Schwingungswellenform ist so aufgebaut , (2B) , dessen Amplitudenwerte angeordnet sind logarithmisch (Basis 10; Stimulus n + 1 = 10 0,1 ∙ Stimulus n). Dieser Bereich von Amplituden ist so konzipiert, bei Frequenzen zu ermöglichen, 1-250 Hz bis hin zu testen. Die Ausgangsreizamplitude ist in der Regel über dem durchschnittlichen Schwingungserfassungsschwelle für eine bestimmte Schwingungsfrequenz Test eingestellt. Frühere Beobachtungen auf Frequenzabstimmung Kurven sowohl von psycho - physischen Studien gemessene mittlere Detektionsschwelle um 300 nm für Hochfrequenz erhalten (> 100 Hz) Stimuli und ~ 3 um für niedrigere Frequenzen (<40 Hz) 5,23,24.
Das Verhältnis der Antriebseingangsspannung zu the Ausgang Verschiebung des piezoelektrischen Aktuators durch den DMS - Sensor (SGS) bei 10 und 125 Hz gemessen , sind in den 3A und 3B veranschaulicht. Die Beziehung ist linear (Korrelationskoeffizient, r 2 = 0,9992) für den Satz von Vibrationsintensitäten verwendet (Abbildung 3C). Es gab eine nahezu identische Beziehung zwischen Eingangsspannung und Ausgangs Verschiebung bei sinusförmigen Wellenformen von 20 nm Amplitude (Figur 3D).
In 4 ist eine typische Testsitzung in dem die Schwingungserfassungsschwelle an der rechten kleinen Finger wird bei 125 Hz bestimmt. Die Schwellensuche beginnt mit einem Reiz, der über dem Schwellenwert von Amplitudenpegel 23 (676 nm Verschiebung) ist. Die experimentelle Sitzung besteht aus mehreren Reihe von einzelnen Studien. Eine Serie besteht aus bis zu 9 Einzelversuche an einem Vibrationsreiz Ebene angewendet. Eine Abnahme in stimuluim allgemeinen s Intensität (Pegel) erfordert mindestens sechs aufeinanderfolgenden richtigen Antworten (4A). Eine Änderung in der Richtung der Reizintensität markiert einen Wendepunkt in Versuchsreihe Spur und erfordert mindestens zwei falsche Antworten. Das Ausmaß der Veränderung der Reizintensität ist abhängig von der Auflösung Nummer. Zu schnell für die Schwellenwertsuche wird die Reizstärke in Schritten von 4 Stufen geändert, wenn die Anzahl der Umkehrungen kleiner als 3 ist, gefolgt von zwei Ebenen an der 3. Umkehr (Aufwärtsrichtung). Ansonsten ändert sich die Reizintensität in 1-level Schritten fein die Schwelle (4B) bestimmen. Die Schwelle des Motivs ist durch die Umwandlung der mittlere Reizintensität der letzten 6 Umkehrpunkten berechnet; in diesem Fall 401 nm. Die transformierte-Regel nach oben und unten Verfahren konvergiert gegen den Schwellenwert, bei dem 75% der Antworten richtig sind. Dies wurde auf der Antwortsequenzen berechnet basierend auf einer Abwärts Regel führt die folgende Verwendung Formel: p 6 + 6p 6 (1-p) + 6p 6 (1-p) 2, wobei p die Wahrscheinlichkeit einer korrekten Antwort ist...
Im gleichen Thema wurde das taktile Würfel Experiment durchgeführt (Abbildung 5). Jeder Versuch besteht aus 2 Stimulationen. Ein Zwei-down und one-up-Regel angewendet wird, und das Experiment endet nach 13 Umkehrpunkten. Die taktile Sehschärfe Schwelle beträgt 1,6 mm ist der Medianwert der Gitterbreiten der letzten 10 Umkehrpunkte ist. Die 2-Down- und 1-up konvergiert Treppe Regel auf eine 71% korrekte Schwelle 25.
Abbildung 1: schematische Darstellung der Setup - Komponenten für die Messung der vibrotaktilen Schwellen (A) und einem typischen Testversuch (B).e.jpg "target =" _ blank "> Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 2: Physikalische Eigenschaften des Schwingungs Stimulus (A) Schematische Darstellung der Anregungskurve.. (B) für die Schwingungsamplituden Stimuli (die x-Achse eine logarithmische Skala). Der schwarze Kreis bezeichnet die Ausgangsamplitude Stärke für Vibrationstests bei 125 Hz. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 3: Beziehung der Antriebseingangsspannung zu Ausgangs Verschiebung des piezoelektrischen Aktuators bei 10 Hz und 125Hz sinusförmigen Eingangswellenform (A und B), von der SGS integrierten Sensor gemessen. (C) die Beziehung zwischen der 125 Hz Antriebseingangsspannung und der gemessenen Ausgangs Verschiebungen für den Satz von Vibrationsintensitätspegel in Tests verwendet. (D) nahezu identische Eingangsspannung Ausgangs Verschiebung bei der niedrigsten Intensitätsstufe, 20 nm. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 4:. Eine typische Leistung eines Subjekts wird auf die Wahl gezwungen Vibrations - Erkennungstest Zwei Intervall (A) gezeigt die Antworten des Subjekts (richtig, offene Kreise, falsch, schwarze Kreise) gegen die Versuchsreihe Nummer aufgetragen. (B) ein Diagramm depicSchritt für die Schwellensucht Größen und Richtung ting das adaptive Verfahren , die sowohl durch eine Änderung (dh zunehmender und abnehmender Pegel) über eine Reihe von Studien. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
. Abbildung 5: Typische Leistung eines Subjekts auf der Zwei Alternative Forced-Choice - Algorithmus für die Gitterorientierung Aufgabe , die taktile Sehschärfe Würfel mit den Antworten des Subjekts (richtig, offene Kreise, falsch, schwarze Kreise) aufgetragen gegen die Probenummer . Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
| Stimuluns Ebenen und die entsprechenden Ausgangsspannungen (V) für Reizamplituden | |||||
| (1 V = 10 um Verschiebungsamplitude) | |||||
| 1 | 0,00179 | 13 | 0,02839 | 25 | 0,45 |
| 2 | 0,00226 | 14 | 0,03574 | 26 | 0,56652 |
| 3 | 0,00284 | 15 | 0,045 | 27 | 0,7132 |
| 4 | 0,00357 | 16 | 0,05665 | 28 | 0,89787 |
| 5 | 0,0045 | 17 | 0,07132 | 29 | 1,13035 |
| 6 | 0,00567 | 18 | 0,08979 | 30 | 1,42302 |
| 7 | 0,00713 | 19 | 0,11303 | 31 | |
| 8 | 0,00898 | 20 | 0,1423 | 32 | 2,25534 |
| 9 | 0,0113 | 21 | 0,17915 | 33 | 2,83931 |
| 10 | 0,01423 | 22 | 0,22553 | 34 | 3,57448 |
| 11 | 0,01791 | 23 | 0,28393 | 35 | 4.5 |
| 12 | 0,02255 | 24 | 0,35745 | ||
Tabelle 1: Stimuluspegel und die entsprechenden Ausgangsspannungen (V) für Reizamplituden.
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Discussion
Die verwendeten Techniken VDT zu bewerten variieren zu Gerätespezifikationen, Hardware und Testprotokolle. Die Internationale Organisation für Normung legt die Methoden und Verfahren vibrotaktilen Schwellenwerte einschließlich Empfehlungen für die verschiedenen Komponenten eines Vibrometer (ISO 13091-1 und 2 26,27) Das beschriebene Testsystem hält sich an die entsprechenden ISO - Empfehlungen für die Prüfung Frequenzbereich zu analysieren und zu interpretieren (4-125 Hz), Verfahren (Variante von oben nach unten Treppe und gezwungen Wahl), Sondengröße (glatt schneidiges flach und rund) und der Prüfung bei Raumtemperatur. Das Setup kann mit einem Sensor ausgestattet werden, um die Sonde die Position und Verschiebung zu bestimmen und kann optional mit einem festen Surround-Isolierung der Vibrationsreiz ausgestattet werden.
Die Vorteile der beschriebenen Vorrichtung liegen in den folgenden Merkmalen: die Verfügbarkeit und die einfache Montage der Komponenten; einstellbare Frequenzbereich von 1 bis 500 Hz; breite AmplitudeBereich (5 nm-90 & mgr; m Verschiebung); mehrere Sondengrößen; Programmierbarkeit der Vibrationsreiz Größe und Dauer; und Vielseitigkeit zu psycho-physischen Testprotokoll mit verschiedenen adaptive Verfahren. Obwohl tragbare Systeme 28 zur Verfügung stehen, ist die Einrichtung transportierbar und hat in verschiedenen Einstellungen wie Schulen, Forschungsinstituten eingesetzt und Krankenhäuser. Forschungszentren, sollte jedoch eine gut ausgestattete Werkstatt zur Herstellung zusätzliche Werkzeuge und Geräte für den Versuchsaufbau benötigt. Es werden im Handel zusammengebaut und einsatzbereit Systeme zB Fall IV oder Medoc, aber diese Systeme sind so konfiguriert , nur eine begrenzte Anzahl von Stimuli zu liefern. Im Gegensatz dazu kann unser System verwendet werden, um ein sehr breites Spektrum von Stimulationsprotokolle zu implementieren, die nur durch die Spezifikationen des Piezoelements begrenzt verwendet. Aufgrund der Messingstange Größe, ist es nicht möglich, andere Bereiche zu testen als die Finger und Zehen. Unser Gerät verwendet keine Surround die Stimulation zu begrenzen,die getesteten Hautfläche, und es ist wahrscheinlich, dass ein breiterer Bereich größer als die tatsächliche Hautkontakt zur Sonde angeregt wird. Schließlich erfordert das Verfahren die Aufmerksamkeit von dem Subjekt über einen längeren Zeitraum, 15 min im Durchschnitt. Normalerweise sind die ersten 3 Umkehrungen eine größere Änderung in der Intensitätsstufen (4 Stufen) und einmal abgeschlossen die Schwelle höchstwahrscheinlich liegt in diesem Bereich von 4 Intensitätsstufen. Mit dem Fortschritt des Tests wird die Fein Bestimmung der Schwelle gemacht. Es gibt auch andere Abbruchkriterium , das in der adaptiven Verfahren implementiert und integriert werden könnten an anderer Stelle 29 beschrieben.
Mehrere Geräteparameter , die Schwingungserfassungsschwelle sind einstellbar im Setup - 17 beeinflussen können. Dazu gehören Geräteparameter, wie beispielsweise die Kontaktfläche der Sonde auf die Haut, die Verwendung von surround die Sonde umgibt den Bereich der Stimulation zu begrenzen, die ausgewählte Schwingungsfrequenz, des Handgelenks Haltung und psycho-physischen Testalgorithmus. psycho-physischen testing Algorithmen, um die Methode der Grenzen und die Treppenverfahren eingebaut wurden verwendet, um die VDT zu bestimmen, und es gibt keinen Konsens eine bestimmte Methode begünstigt. Vibrotaktilen Schwellen variieren auf der psycho - physischen Testverfahren je 20 verwendet. Die Schätzungen der VDT für 125 Hz liegen im Bereich von 50 bis 600 nm unter Verwendung des beschriebenen adaptiven Verfahren in der psycho - physischen Protokoll und stehen im Einklang mit VDT aus anderen Studien 5,23 zuverlässig erhalten. Außerdem; Skripte für verschiedene adaptive Methoden leicht die psychophysikalischen Test zur Schwingungserfassungsschwelle zur Ausführung 25 entwickelt und integriert werden kann. Das adaptive Verfahren , das wir für die Bestimmung der Schwingungsschwelle beschrieben gewährleistet für jeden Reizstärke Niveau , dass die richtigen Antworten des Patienten sind über 76% richtig , um 22 , um die Reizstärke Treppe nach unten zu bewegen. Da es nur zwei mögliche Antworten sind, könnten eine Reihe von glücklichen Vermutungen irrtümlich ändern threshold Messungen, insbesondere bei niedrigen Reizpegeln. Aus diesem Grund haben wir eine Modifikation, die eine Reihe von Versuchen bei jeder Schwingungspegel, um solche Fehler zu minimieren, ist. Probanden, die keine Konsistenz bei Versuchsreihen zeigen - Abweichungen von mehr als 4 Stufen zwischen Umkehrpunkten - sind in der Regel von der Studie ausgeschlossen. Die Haut an Sondenkontakt und wie die Sonde verhält , während die Haut anregend sind sehr wichtig für jeden psycho - physischen Experiment auf Tastgefühl 30,31. Der Piezoaktor mit einem kompakten Dehnungsmesssensor (SGS) eine relativ hohe Bandbreite (bis zu 3 KHz) und eine sehr gute Auflösung mit guter Wiederholbarkeit (0,1% der Nennverschiebung) ausgestattet. Daher weist die piezoelektrische Vorrichtung eine hohe Zuverlässigkeit Eigenschaften vor allem wenn es auch bei hohen statischen Lasten, um feine Vertiefung kommt. Die Bewegung ist gerade, weil der piezo (PICMA Stack Piezolinearantrieb) wir in einer Führung eingebettet verwenden und dies stellt sicher, keine seitliche Motiauf. Darüber hinaus kann die Servosteuerung automatisch kompensieren Lasten oder Kräften variiert.
Die Beurteilung der taktilen Sehschärfe wir hier beschrieben stützt sich auf manuelle Lieferung von taktile Reize. Der Test erfordert eine sorgfältige Anwendung der Reiz senkrecht Verformung der Haut und keine Scherverzerrungen zu erzeugen, die Hinweise zu diesem Thema zur Verfügung stellen könnten. Wir wählen eine etwas andere Methode zur Bestimmung der taktilen räumlichen Schärfe und vibrotaktile Schwelle. Wir haben entscheiden, diese nicht eine größere Schrittgröße ändern zu verwenden zunächst die TAC zu verwenden, da es mit wenigen Stufen für Gitterbreite (6 Stufen) und diese sind keine konstante oder feste Größe, sondern von größeren zu kleineren Schrittgröße ändern variieren ausgestattet ist. Die Änderung in der Größe der Gitterbreiten zwischen den ersten 3 Stufen beträgt 1,5 mm, zwischen dem 3. und 4. Ebene 1,25 mm, und 4. bis 6. 0,5 mm. Die Leistung des Subjekts in der Gitterorientierung Aufgabe ist affected durch die Tiefe des durch den taktilen Reiz verursacht Einzug, wird die Kraft, und Finger , um die Größe des Fingers 32,33. Es gibt auch andere Alternativen zur taktilen Sehschärfe cube: JVP Kuppeln und die Zweipunktunterscheidungsaufgabe. Die JVP Kuppeln sind andere Alternativen zum taktilen Würfel. Die Vorteile sind, dass die JVP Kuppeln haben 8 Gitterbreiten im Bereich von 0,35 mm bis 3,0 mm. JVP Kuppeln können taktile räumliche Schärfe der Zunge und Lippen verwendet werden 8 zu beurteilen, während 2 - Punkt - Diskriminierung Aufgabe stützt sich nicht auf die Identifizierung Gitterorientierung und ist kein gültiges Maß für die taktile räumliche Schärfe 34. Vor kurzem mit manuellen Tests verbundenen Schwierigkeiten wurden durch die Einführung eines automatisierten taktile acuity Systems verbessert , das eine zwangs Wahl Paradigma gilt für taktile Schwelle zu bestimmen Orientierungsgitter 35.
Die Methoden zur Gewinnung der vibrotaktilen und taktile Sehschärfe Schwellen wir beschriebenwurden für den Einzelnen zu screenen berührungsMerkmalen 3,7,9 beschäftigt. In einer Studie von unserer Gruppe durchgeführt wird , haben wir gezeigt , dass Touch - Züge vererbbar sind, und dass bestimmte Hörstörung verursachen genetische Läsionen auch Berührungsempfindlichkeit 7 beeinflusst. Darüber hinaus können Berührungsempfindlichkeit unter verschiedenen experimentellen Bedingungen wie Wasser induzierte Fingerspitze Knittern 9 bewertet werden. Es wird wichtig sein , quantitative Messungen der VDT und taktile Sehschärfe bei Patienten mit einer möglichen Funktion zu verändern Mutationen in Genen bei der Regulierung der Empfindlichkeit Mechanorezeptor 3,7 beteiligt zu machen. Tatsächlich gab es in diesem Bereich eine jüngste Anstieg bei der Identifizierung von Genen direkt in diesen Prozess einbezogen wie Piezo2 und STOML3 1,13,14,36,37 und rasche Fortschritte ist sich sicher , neue Gene zu identifizieren , die Berührung zu regulieren. Der Einfluss von genetischen Varianten in einem solchen "touch" Gene werden im Idealfall in genotypisierter Patienten mit quantitativen Methoden der Psychophysik l getestet werdenike hier beschrieben.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Piezo actuator | Physik Instrument, Germany | P-602.1L | The linear piezoelectric actuator, with integrated position sensor and motion amplifier, contains a piezoceramic material that elongates and contracts when voltage is applied. The piezoelectric actuator travels up to100 µm. The actuator is equipped with a flexure guide that ensures straight motion without tilting or lateral offset. The displacement is linear and calibration is done and checked by the manufacturer. It is recommended that on-axis movement of the probe be checked under the microscope. According to the manufacturer, the stimulus amplitude dampens by less than 20% at oscillating frequencies of 1000 Hz. This can be checked by using a force or displacement measuring device (e.g. force transducer from Kleindiek). |
| Piezo Amplifier/Servo Controller | Physik Instrument, Germany | E-665 | E-665 amplifier/controller drives and controls the displacement of a low-voltage piezoelectric actuator in a system with sensor position feedback (SGS sensors). The servo-controller provides the option for closed loop operation. When applying sinusoidal and oscillating stimuli the amplitude signal deviates from the set amplitude starting from 500 Hz and reaches a maximum decrease of 20% at 1000Hz. |
| LabChart Software | ADInstruments, USA | LabChart 7, MLU60/8 | Can create, store and run macro of the psychophysical testing algorithm. |
| PowerLab | ADInstruments, USA | PowerLab 4/35 PL3504 | Data Acquisition Hardware. Used with LabChart software. |
| Brass bar | Custom-made | Bar made of pure brass, weighs 15.5 kg. When the peizoelectric actuator is mounted on the brass bar it should exert a force of 30 g weight on skin surface. | |
| Monitor | Custom-made | To mark the 1st and the 2nd interval. The monitor indicates to the subject the time intervals during which the stimulus may be presented. | |
| Response box | Custom-made | The subject indicates the interval at which stimulus occurred. | |
| Board | Custom-made | Upper surface should be smooth (Plastic), lower surface made of foam to prevent stray vibration ot be transmitted to the stimulating pobe. | |
| Probe | Custom-made | A flat circular probe with smoothed edges (thermoplastic material) attached to a screw head. The screw should be of appropriate size to be tightened directly to the moving part of piezoelectric actuator. Size of the probe can be according to preference; in our case, diameter 8.21 mm and surface area 52.9 mm2. | |
| Labchart Script | Can be sent on request. See supplementary code file. | ||
| Tactile Acuity Cube | MedCore | The cube is comprised of 6 sides each containing a grating (bar and groove) whose widths are 0.75, 1.25, 1.75, 3.0, 4.5, and 6.0 mm. |
References
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