Summary
والهدف من هذا البروتوكول هو قياس مركز الضغط (COP) استبدال باستخدام ورقة استشعار عالية الدقة المكانية لتعكس الاستقرار المكاني في قبضة الدقة. ويمكن أن يسهم استخدام هذا البروتوكول في زيادة فهم علم وظائف الأعضاء والفيزيولوجيا المرضية للتمسك.
Abstract
الغرض من البروتوكول هو تقييم اتجاه قوة الإصبع بشكل غير مباشر أثناء التلاعب في جسم محمول على أساس العلاقات الميكانيكية الحيوية التي يؤدي فيها اتجاه القوة المنحرف إلى استبدال مركز الضغط (COP). لتقييم هذا، يتم استخدام ورقة استشعار ضغط درجة الحرارة رفيعة ومرنة وعالية الدقة. ويتيح النظام قياس مسار مؤتمر الأطراف بالإضافة إلى سعة القوة وتنظيمها الزمني. وجدت سلسلة من التجارب أن زيادة طول المسار تعكس عجزًا في التذبذب الحسي في مرضى السكتة الدماغية ، وأن انخفاض مسار COP يعكس استراتيجية تعويضية لتجنب انزلاق جسم من قبضة اليد في كبار السن. وعلاوة على ذلك، يمكن أيضاً تقليص مسار مؤتمر الأطراف عن طريق التداخل المزدوج على المهام. هذه المادة وصف الإجراء التجريبي ويناقش كيف يساهم في الاصبع COP لفهم علم وظائف الأعضاء والفيزيولوجيا المرضية من استيعاب.
Introduction
التحكم في القوة هو الأساس الأساسي لقبضة الدقة. مقارنة بقبضة السلطة، تقوم قبضة الدقة بتقييم الحد الأدنى من إنتاج القوة الذي يعكس القدرة على التعامل مع كائن ما. تساهم أنظمة الاستشعار المتعددة في قبضة الدقة. على سبيل المثال، أثناء مهمة قبضة ورفع، والمعلومات البصرية تمكن من تصور حجم الكائن وشكله. بعد أن تلمس أطراف الأصابع الكائن ، يتم تسليم الإشارات اللمسية إلى قشرة الجسم للتكيف مع قوة قبضة الدقة. يتم إنشاء قوة قبضة (GF) عندما تجعل أطراف الأصابع الاتصال مع الكائن، ويزيد خلال مرحلة الرفع1. عندما يقترب كائن من ارتفاع الهدف في الهواء، فإن الشباب الأصحاء ينتجون الحد الأدنى من GF لتحسين المدخلات الجلدية من لب الأصابع والحفاظ على الطاقة. من ناحية أخرى ، كبار السن استخدام قوة قبضة كبيرة لتجنب السماح للكائن زلة من قبضتهم2. في مرضى السكتة الدماغية، وتأخر ظهور قوة قبضة وضعف القدرة على ضبط هامش السلامة بسبب العجز الحسي والحركي. ويعتبر مبالغة قوة قبضة لتكون استجابة استراتيجية للتعويض عن العجز الحسي والسيارات3.
واقترح البروتوكول القياسي لقياس السيطرة GF في قبضة الدقة من قبل يوهانسون وWestling في 1980s4. طوروا جهازًا لمراقبة كل من قوى الحمل وقبضة في وقت واحد. ومنذ ذلك الحين، تم استخدام السعة GF وتنظيمها الزمني كمعلمات حركية نموذجية في العديد من الدراسات حول قبضة الدقة. آخر معلمة الحركية هو اتجاه القوة5. ينتج اتجاه القوة عن مزيج من القوى المقبضة والرفعية. من أجل الحفاظ على قبضة الدقة مستقرة، يجب أن يتم إنشاء القبضة الموجهة بشكل صحيح وقوى الرفع بين الإبهام وإصبع السبابة، ويمكن أن يؤدي اتجاه القوة المنحرف إلى عدم الاستقرار المكاني. على الرغم من أن مختلف خلايا الحمل من نوع أدوات الاتجاه تستخدم في استيعاب الدراسات، وهذه الصكوك لديها قيود من حيث مراقبة السيطرة على قوة قبضة في التلاعب الكائنات من مختلف الأحجام والأشكال المستخدمة في الحياة اليومية. وبالتالي، فإن جهاز استشعار مرن وقابل للربط ضروري للتحقيق في العلاقات بين التحكم في قوة القبضة والوظائف اليومية.
الغرض من هذا البروتوكول هو تقييم اتجاه قوة الإصبع بشكل غير مباشر أثناء التلاعب في جسم قائم على العلاقة الميكانيكية الحيوية التي يؤدي فيها اتجاه القوة المنحرف إلى استبدال مركز الضغط (COP). مؤتمر الأطراف هو مركز جميع القوى، ويمثل كيفية توازن القوات على ورقة الاستشعار. وقد اقترح أول من قبل أوجوريل وآخرون6استخدام مؤتمر الأطراف لتقييم السيطرة على قوة القبضة. رصدوا نزوح COP للتحقيق في دور التغذية المرتدة الجلدية ووجدوا أن انحراف COP حدث بعد التخدير الرقمي. غير أن حالات التشريد التي أجراها مؤتمر الأطراف لم ترصد إلا عمودياً في دراستهم؛ ولذلك، لم يتم تقييم النزوح الذي حدث في فضاء ثلاثي الأبعاد. لحل هذا القيد، تم استخدام ورقة استشعار ضغط دقة المكانية رفيعة ومرنة وعالية لقياس درجة الوضوح المكاني COP. أجهزة استشعار عالية الدقة المكانية (~60-100 نقطة لكل سم2)لقياس التحكم في قوة القبضة تم استخدامها7،8، ولكن التقدم الأخير في الدقة المكانية (248 نقطة لكل سم2)تسمح بقياس مسار COP كمعلمة لقياس الاستقرار المكاني. هذه الورقة تصف الإجراء التجريبي ويناقش كيف يساهم في فهم الاصبع COP لفهم علم وظائف الأعضاء والفيزيولوجيا المرضية من استيعاب.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
وقد وافق مجلس الاستعراض الأخلاقي للبحوث الطبية التي تشمل البشر على سلسلة الدراسات الواردة في هذه الورقة.
ملاحظة: كانت معايير التضمين للمشاركين هي القدرة على فهم استخدام الحد الأدنى من القوة والقدرة على أداء المهمة باستخدام الإصبع وإصبع السبابة. وقد تم اختيار معايير الاستبعاد بناء على الغرض من التجارب.
1- إعداد المعدات
- قم بتوصيل كبلي موصل استشعار بمنافذ USB الخاصة بالكمبيوتر. اسحب الرافعة المرفقة بموصل المستشعر لأعلى وأدخل علامة التبويب الخاصة بالمستشعر في فتحة الإدراج. إرجاع الرافعة المرفقة إلى موضعها الأصلي.
- افتح برنامج المستشعر على الكمبيوتر. تأكد من أن خرائط توزيع الضغط في الوقت الحقيقي تظهر تلقائيًا على الشاشة عندما تكون أوراق المستشعر متصلة بشكل صحيح.
- ضبط الضغط
- أدخل منطقة الاستشعار من ورقة الاستشعار واحدا تلو الآخر في جهاز الضاغط.
- بدوره على صمام الهواء من وحدة تحكم الضاغط والبدء في الضغط. تشغيل المنظم والتكيف مع قيمة التحميل المناسبة (أي 172 كيلو باسكال) للتحقق من المؤشر على وحدة التحكم. تأكد من أن المنطقة بأكملها من ورقة الاستشعار هو الضغط على الشاشة على قدم المساواة.
- أثناء الضغط على أوراق المستشعر، قم بإجراء التوازن والمعايرة.
ملاحظة: التسوية هي عملية لضبط التفاعلات من خلايا الاستشعار على قدم المساواة. المعايرة هي عملية لتحويل الضغط على ورقة الاستشعار (المجموع الخام) إلى وحدة من الوزن (غرام أو نيوتن) وعرضها. يجب أن يتم كلاهما لرقة المستشعر قبل بدء جمع البيانات لكل مشارك.- اختر أدوات | التوازن على الإطار الرئيسي للبرنامج. انقر فوق Equilibrate-1 | ابدأ في مربع الحوار توازن. تحقق من نتيجة التوازن في مربع الحوار وتأكد من نافذة تغيير التوازن إلى اللون الرمادي.
- حفظ إعدادات التوازن عن طريق النقر فوق حفظ الملف Eq. في مربع الحوار توازن. أدخل اسم ملف التوازن وانقر حفظ في مربع الحوار حفظ باسم.
- بعد ذلك، قم بإجراء المعايرة عن طريق تحديد أدوات | المعايرة. انقر فوق إضافة ثم أدخل قيمة التحميل(134.33 N) في تطبيق القوة مربع.
- انقر فوق الزر ابدأ في مربع الحوار. تحقق من نتيجة المعايرة في مربع الحوار المعايرة وتأكد من أن المعايرة قد تمت بشكل صحيح؛ يتم عرض قيمة نيوتن كـ 134.33 وقيمة الخلايا المحملة تتطابق مع تلك التي تستخدم في صحائف المستشعر إذا تم إجراء المعايرة بشكل صحيح.
- بعد ذلك، قم بحفظ إعداد المعايرة بالنقر فوق حفظ Cal. File. أدخل اسم ملف المعايرة وانقر فوق حفظ في مربع الحوار حفظ باسم. بعد التوازن والمعايرة، قم بإيقاف تشغيل صمام الهواء على وحدة التحكم واستخراج ورقة المستشعر من الضاغط.
2. القياس
- اعداد
- قم بتوصيل كل جهاز وبدء تشغيل البرنامج وفقًا للخطوات 1.1. و 1.2. تأكد من أن يتم عرض اثنين من خرائط توزيع الضغط في الوقت الحقيقي لكل ورقة استشعار عندما يتم توصيل أوراق الاستشعار عبر الكابل في نفس الوقت.
ملاحظة: في هذه التجربة، هناك حاجة إلى ورقتين من أجهزة الاستشعار لقياس الإبهام وإصبع السبابة، على التوالي. ومن الضروري إجراء التوازن والمعايرة لكل منها وفقا للإجراءات المبينة في الفرع 1-4. - استدعاء ملفات المعايرة و ضبط تم إنشاؤها في الخطوات 1.4.2. و1.4.5. مع فعالية خريطة توزيع الضغط في الوقت الفعلي، حدد أدوات | تحميل ملف الكيلكيل . حدد ملف التوازن وانقر فوق فتح. ثم، حدد أدوات | تحميل ملف المعايرة. حدد ملف المعايرة وانقر فوق فتح. تأكد من عرض مخطط توزيع الضغط في الوقت الحقيقي في نيوتن بعد تحميل ملف المعايرة. تنفيذ ما سبق لكل من الخرائط اثنين.
- قم بتوصيل الأجزاء الحساسة للضغط في صفتي الاستشعار على جانبي مكعب الحديد باستخدام شريط مزدوج الوجهين. لمنع تلف صحائف المستشعر، اقطع أطوال الشريط 3−5 مم ووضعها على الزوايا الأربعة على السطح الخارجي لمكعب الحديد. تأكد من أن سطح ورقة الاستشعار هو في الخارج.
- ضع مكعب الحديد فوق الحاملة على طاولة قبل القياس.
- بعد ترتيب بيئة القياس، قم بإصلاح إعدادات التسجيل الخاصة بإطارات الأفلام والفترة والتردد. اختر الخيارات | أمر "معلمة الاكتساب". في مربع الحوار معلمة الحصول على البيانات، أدخل 36000 في إطارات الأفلام، و0.01 في الفترة، و100 في التردد. انقر فوق موافق ثم أغلق مربع الحوار.
- قم بتوصيل كل جهاز وبدء تشغيل البرنامج وفقًا للخطوات 1.1. و 1.2. تأكد من أن يتم عرض اثنين من خرائط توزيع الضغط في الوقت الحقيقي لكل ورقة استشعار عندما يتم توصيل أوراق الاستشعار عبر الكابل في نفس الوقت.
- بدء القياس
ملاحظة: يوضح الشكل 1 مهمة قبضة ورفع.- يكون المشارك الجلوس أمام طاولة وضبط ارتفاع الجدول (المشارك في الكتف ثني مفصل 0° والكوع ثني المفصل 90 درجة موقف). تعيين مكعب الحديد ووضع موقف 30 سم من المشارك في الطائرة منتصف الساعة على الطاولة. امسح لب أصابع المشارك بمسحة كحولية أو منشفة.
- إعطاء المشارك تعليمات شفهية على النحو التالي: "استخدام الحد الأدنى من القوة مع الإبهام وإصبع السبابة لفهم كلا الجانبين من مكعب الحديد الذي يتم إرفاق صحائف الاستشعار. بعد ذلك، ارفعها حوالي 5 سم فوق حامل الإعداد، واحمله لمدة 5−7 ث، ثم وضعه مرة أخرى على حامل الإعداد".
- إذا كان المشارك جاهزًا، قم بإعطائه إشارة لبدء المهمة وبدء تسجيل بالنقر فوق سجل على شريط الأدوات. انقر فوق مركز القوة مسار لمراقبة مؤتمر الأطراف أثناء التسجيل. عند تجاوز المهمة، انقر فوق إيقاف على شريط الأدوات. بعد التسجيل، احفظ بيانات الفيلم عن طريق تحديد ملف | حفظ الفيلم باسم. أدخل اسم ملف الفيلم وانقر فوق حفظ في مربع الحوار.
ملاحظة: وزن مكعب الحديد، وعدد المصاعد، والفاصل الزمني بين المهام يجب أن ينظر وفقا للغرض من التجربة وصعوبة المهمة.
- تغيير شروط القياس وفقا للغرض من التجربة. على سبيل المثال، للتحقق من تأثير التداخل المزدوج للمهمة في مهمة قبضة ورفع، ضبط ظروف القياس على النحو التالي اعتمادا على نوع التداخل.
- بالنسبة للتداخل الوضعي، يكون المشارك يقف أمام طاولة ويضبط ارتفاع الجدول. إعطاء المشارك تعليمات شفهية على النحو التالي: "الوقوف على ساق واحدة، واستخدام الحد الأدنى من القوة مع الإبهام والسبابة لرفع مكعب الحديد حوالي 5 سم فوق حامل الإعداد. أمسكه لمدة 5−7 ث ثم وضعه مرة أخرى على حامل الإعداد.
- للتداخل المرئي، يجب أن يجلس المشارك أمام طاولة ويضبط ارتفاع الجدول. أعط المشارك التعليمات الشفهية على النحو التالي: "اغمض عينيك. استخدام الحد الأدنى من القوة مع الإبهام والإصبع السبابة مع لرفع مكعب الحديد ما يقرب من 5 سم فوق حامل الإعداد. ضعه لمدة 5−7 s وضعه مرة أخرى على الحامل الإعداد". السماح للمشاركين بلمس أجهزة الاستشعار دون تجاوز 0.5 N قبل إغلاق أعينهم.
- للتداخل المعرفي، يكون المشارك يجلس أمام طاولة وضبط ارتفاع الجدول. إعطاء المشارك تعليمات شفهية على النحو التالي: "كـ مهمة حسابية، طرح باستمرار 7 من 100 بأكبر قدر ممكن من الدقة. أثناء إجراء الحساب، استخدم الحد الأدنى من القوة مع الإبهام وإصبع السبابة لرفع مكعب الحديد 5 سم تقريبًا فوق حامل الإعداد. ضعه لمدة 5−7 s وضعه مرة أخرى على الحامل الإعداد".
- لتحرّك حركة اليدين اللاتينية(الشكل 2)،يكون المشارك يجلس أمام طاولة ويضبط ارتفاع الجدول. ضع لوحة الوتد 30 سم من المشارك في الطائرة منتصف النصجية بجوار مكعب الحديد، والنظر في حجم وعدد من أوتاد لضبط صعوبة المهمة. إعطاء المشارك تعليمات شفهية على النحو التالي: "عالج مكعب الحديد بأقل قوة باستخدام الإبهام وإصبع السبابة. ارفع واحمل مكعب الحديد حوالي 5 سم فوق الحاملة من ناحية واحدة، وعكس الوتد باستخدام اليد الأخرى. كرر استخدام اليد المقابلة".
3 - تحليل البيانات
- تحليل قوة قبضة
- بدء تشغيل البرنامج على الكمبيوتر. انقر على ملف | فتح فيلم، حدد ملف الفيلم للتحليل وفتح.
- كما تظهر خريطة توزيع الضغط المسجلة، انقر فوق عرض إطار متعدد على الخريطة ثم إحالة نافذة الرسم البياني 1. العثور على نقطة في الوقت الذي الحمل (قبضة قوة) يبدأ ليتم تطبيقها في كل رفع، وملاحظة الوقت مع الإشارة إلى هذا الرسم البياني.
- بعد ذلك، حفظ البيانات قوة قبضة في تنسيق ASCII. حدد الملف | حفظ ASCII بعد جعل الرسم البياني 1 نافذة تنشيط. في مربع الحوار 1 الكائن الرسم البياني، حدد الأجزاء التي تحمل اسم الملف وانقر فوق حفظ ASCII. في مربع الحوار ، حدد حفظ القوة، الضغط، وقيم المنطقة. حدد فرض في مربع المحور ص والوقت في مربع المحور س و مطلق في وضع ص. انقر فوق موافق في مربع الحوار الخاصية. أدخل اسم ملف ASCII وانقر فوق حفظ في مربع الحوار.
- إذا كانت هناك حاجة إلى معلومات عن مناطق التلامس بين لب الأصابع وأوراق الاستشعار، فحدد منطقة الاتصال في مربع المحور ص وانقر فوق موافق. أدخل اسم ملف ASCII وانقر فوق حفظ في مربع الحوار.
- بعد ذلك، افتح ملف الفيلم. تأكد من فتح الملف في تنسيق جدول البيانات و يتم ملاحظة الإطارات والوقت والوقت المطلق والمجمل الخام وقوة. مع الإشارة إلى الوقت المذكورة في الخطوة 3.1.2.، ابحث عن خلية التي يبدأ تحميل ليتم تطبيقها; تبدأ قيم التحميل في زيادة وتجاوز 0.5N في صف القوة.
- حساب قوة قبضة الإجمالي المستخدمة في نطاق، وهو مجموع القيم من الخلية تم تطبيقها في خط القوة.
- تحليل مركز الضغط
- بدء تشغيل البرنامج. انقر على ملف | افتح الفيلم، حدد ملف الفيلم للتحليل وانقر على فتح.
- مع نشط خريطة توزيع الضغط، انقر فوق تشغيل إلى الأمام لتشغيل الفيلم. تأكد من أن مسار COP يظهر على خريطة توزيع الضغط. العثور على الإطار الذي يبدأ مؤتمر الأطراف لتظهر في كل رفع مع الإطار التالي أو الإطار السابق، والتي هي أوامر للتحرك إلى الأمام أو الخلف الإطارات. ثم لاحظ أن رقم الإطار.
- بعد ذلك، حفظ بيانات COP في تنسيق ASCII. حدد الملف | حفظ ASCII مع مخطط التوزيع النشط. حدد مركز القوة في مربع الحوار نوع البيانات والفيلم بأكمله في مربع الحوار نطاق الفيلم. انقر فوق موافق في مربع الحوار الخاصية. أدخل اسم ملف ASCII وانقر فوق حفظ في مربع الحوار.
- بعد ذلك، افتح ملف الفيلم. تأكد من أن الملف يفتح في تنسيق جدول البيانات و تعليق الإطار والوقت والوقت المطلق، الصف، Col و Sum الخام. فيما يتعلق بالإطار المشار إليه في الخطوات 3-2-2، ابحث عن خلية (1) يبدأ مؤتمر الأطراف في الظهور فيها.
- حساب طول مسار COP بين الإطارات. حدد خلية (2) بعد الصف بما في ذلك الإطار الذي يبدأ مؤتمر الأطراف في الظهور. إدراج صيغة الحساب التالية: (=SQRT((خلية الصف (2) - خلية الصف (1)) ^2+(خلية العقيد (2) - خلية العقيد (1))^2). ومجموع طول مسار مؤتمر الأطراف بين الإطارات في نطاق ما هو المسار الكلي لمؤتمر الأطراف داخل ذلك النطاق.
ملاحظة: في إطار الرسم البياني 1، يظهر الخط العمودي قيمة التحميل (N) ، ويظهر الخط الأفقي الوقت (ق). تتوافق قيمة الحمل هذه مع قوة القبضة. يمكن استخدام البيانات المحفوظة بتنسيق ASCII في تطبيقات مثل جداول البيانات ومحرري النصوص. في هذه التجربة، صدرت تعليمات للمشاركين لعقد المكعب لمدة 5-7 s في المهمة، لذلك تم حساب قوة قبضة ومسار COP وسجل لمدة 4 s من ظهورهم الأول. وفي ورقة انتشار بيانات مؤتمر الأطراف، يُظهر موقع مؤتمر الأطراف بشأن إحداثيات المحورين العاشر والي كقيمة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
وقد أدخلت عدة دراسات بروتوكولات تجريبية ومعلمتين حركيتين (مسار مؤتمر الأطراف وGF) لقياس قوة الإصبع أثناء التلاعب في كائن ما. في الدراسات السابقة، وجد أن مسار COP زاد في مرضى السكتة الدماغية9. في مرضى اعتلال النخاع العنقي، يرتبط GF مع عتبة الضغط الجلدي ووظيفة الطرف العلوي10. في المواضيع الصحية الشباب, زاد GF مع التداخل المعرفي11. تم العثور على نفس GF مبالغ فيها في تدخل حركة اليد المقابلة. ويبين الشكل 3 مسارات مؤتمر الأطراف وآثار مؤشر GF لإصبع السبابة السائد في المهام الفردية والمزدوجة للبالغين من الشباب والمسنين الممثلين. زاد GF في تدخل حركة اليد المقابلة. وعلى النقيض من ذلك، فإن مسارات مؤتمر الأطراف تميل إلى الانخفاض (بيانات غير منشورة).
بحث كوريهارا وآخرون9 في تنسيق قوة القبضة من التمسك في مرضى السكتة الدماغية. ووجدوا أن مسار مؤتمر الأطراف زاد في اليد الخافتة، على الرغم من أن صناديق التخطيط العالمي لم تختلف اختلافاً كبيراً عن اليد غير الخافتة. أظهر المرضى النزفيين مسارات أطول لـ COP للإبهام والسبابة مقارنة بتلك الموجودة في المرضى الإقفاريين. كما وجدوا أن المعلمات الحركية كانت مرتبطة ليس فقط مع وظيفة سوماتوسنسينوري، ولكن أيضا وظيفة المعرفية.
في مرضى اعتلال النخاع العنقي، قيّم نوغوشي وآخرون10 الخصائص الحركية لقوة قبضة الإصبع الفردية وحققوا في العلاقة بين قوة القبضة ووظيفة الطرف العلوي. وجدوا أن GF كان مرتبطا مع شدة الخلل في اليد. على الرغم من عدم وجود ارتباط كبير في قوة قرصة أو قبضة السلطة، كان هناك ارتباط إيجابي بين GF وعتبة الضغط الجلدي.
لي وآخرون11 التحقيق في تداخل المهمة المزدوجة في قبضة ورفع المهمة. وأفادوا أن GF زادت في كلتا يديه أساسا بسبب المهمة المعرفية المزدوجة. كما وجدوا علاقة بين الصعوبة المتصورة وقوة القبض القصوى في اليد المهيمنة.
الشكل 1: قبضة ورفع المهمة. سيطر المشاركون على المكعب باستخدام الإبهام وإصبع السبابة، ورفعوا 5 سم تقريبًا، وعقدوا المكعب لمدة 5-7 ث. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: التداخل المزدوج للمهمة مع حركة اليد المقابلة. قام المشاركون بمهمة قبضة ورفع بيد واحدة وأجرىوا في وقت واحد اختبار ربط باليد الأخرى. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: مسارات مؤتمر الأطراف وآثار GF من السبابة المهيمنة في المهام الفردية والمزدوجة للبالغين من الشباب والمسنين الممثلين. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
يوفر هذا الإجراء التجريبي أدلة على أن ورقة استشعار الضغط المرنة يمكن أن تكون مفيدة لتقييم الاستقرار المكاني أثناء قبضة الدقة. يمثل اتجاه قوة القبضة المتغيرة إدراك عدم الاستقرار المكاني مثل زلة الإصبع. ومع ذلك، فإن أدوات اتجاه قوة الحمل الموجودة في الخلايا لديها قيود من حيث ضمان حركة الوصول إلى الإمساك الطبيعية. ولحل هذه المشكلة التقنية، تم رصد مسار مؤتمر الأطراف للمنطقة الواقعة بين لب الأصابع وسطح الاتصال استناداً إلى علاقة الميكانيكا الحيوية. وتشير النتائج إلى أن نزوح مؤتمر الأطراف سببه انحراف اتجاه القوة. وهكذا، وجدت الدراسة أن طول مسار مؤتمر الأطراف هو معلمة حركية مفيدة لتقييم الاستقرار المكاني في قبضة دقيقة.
وكان أحد العوامل الحاسمة التي تؤثر على نتائج التجربة هو فهم كل مشارك للبروتوكول التجريبي. وإذا لم يفهم المشاركون الهدف من التجربة، فإنهم يميلون إلى استخدام GF كبير نسبياً من أجل تجنب عدم الاستقرار المكاني. يتعارض GF المبالغ فيه عن عمد مع تقييم القبضة الدقيقة. يمكن أن يكون عامل آخر يؤثر على النتيجة هو المنطقة الواقعة بين الإصبع وسطح الاتصال للكائن. وإذا لم يكن طرف الإصبع على اتصال صحيح بسطح الجسم، فإن مؤتمر الأطراف لا يقدر على النحو المناسب. أثناء التجارب العملية، يجب على الفاحص ضبط موقع واتجاه المكعب. عندما لا يتم وضع المكعب بشكل صحيح، ينبرز الإصبع من حافة المكعب، أو المشاركين تميل إلى زيادة حركات الجذع والكتف للتعويض عن اتجاه اليد لالقبض.
ومن القيود التي يفرضها البروتوكول الميكانيكا الأحيائية غير الواضحة لمؤتمر الأطراف. يمكن أن يكون زلة أو لفة أو تطور بين لب الإصبع ومنطقة الاتصال مسؤولة عن نزوح COP ، مما يؤدي إلى عدم الاستقرار المكاني. وذلك لأن مؤتمر الأطراف محسوب في محوري س وص. وعلاوة على ذلك، من الصعب تقنياً ربط الـ"كوب" بأصابع الإبهام والفهرسة. وعلى الرغم من وجود قيود، فمن الواضح أن هناك فوائد لتقييم الاستقرار المكاني للتمسك بمسار مؤتمر الأطراف.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ويعلن أصحاب البلاغ أنهما لا يملكان مصالح مالية متنافسة.
Acknowledgments
نشكر السيد ت. نيشيدا (فني، قسم المبيعات، قسم مواد أداء الجهاز، شركة نيتا المحدودة، أوساكا، اليابان.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Alcohol swab | Wipe participant’s finger pulps | ||
| Compressor | Nitta Corporation | Apply pressure to the sensor seats | |
| Computer | |||
| Controller of compressor | Nitta Corporation | Use to manupirate the compressor | |
| Double-sides tapes | Use to attach the sensorseats to the iron cube | ||
| Iron cube | 150-250g, 30×30×30 mm | ||
| Sensor connector | Connect the sensorseats to computer. | ||
| Sensor sheet | Pressure Mapping Sensor 5027, Tekscan, South Boston, MA, 50 USA | ||
| Setting stand | Set the iron cube on it during the measurement | ||
| Software; I-SCAN 5027, Ver. 7.51 | Nitta Corporation | ||
| Table | Use for the measurement |
References
- Johansson, R. S., Flanagan, J. R. Coding and use of tactile signals from the fingertips in object manipulation tasks. Nature Reviews Neuroscience. 10 (5), 345-359 (2009).
- Cole, K. J. Grasp force control in older adults. Journal of Motor Behavior. 23 (4), 251-258 (1991).
- Lang, C. E., Schieber, M. H. Stroke. Sensorimotor control of grasping. Nowak, D. A., Hermsdörfer, J. , Cambridge University Press. New York, NY. 296-310 (2009).
- Johansson, R. S., Westling, G. Roles of glabrous skin receptors and sensorimotor memory in automatic control of precision grip when lifting rougher or more slippery objects. Experimental Brain Research. 56 (3), 550-564 (1984).
- Parikh, P. J., Cole, K. J. Handling objects in old age: forces and moments acting on the object. Journal of Applied Physiology. 112 (7), 1095-1104 (2012).
- Augurelle, A. S., Smith, A. M., Lejeune, T., Thonnard, J. L. Importance of cutaneous feedback in maintaining a secure grip during manipulation of hand-held objects. Journal of Neurophysiology. 89 (2), 665-671 (2003).
- Monzée, J., Lamarre, Y., Smith, A. M. The effects of digital anesthesia on force control using a precision grip. Journal of Neurophysiology. 89 (2), 672-683 (2003).
- Fortier-Poisson, P., Langlais, J. S., Smith, A. M. Correlation of fingertip shear force direction with somatosensory cortical activity in monkey. Journal of Neurophysiology. 115 (1), 100-111 (2016).
- Kurihara, J., Lee, B., Hara, D., Noguchi, N., Yamazaki, T. Increased center of pressure trajectory of the finger during precision grip task in stroke patients. Experimental Brain Research. 237 (2), 327-333 (2018).
- Noguchi, N., et al. Grip force control during object manipulation in cervical myelopathy. Spinal Cord. , (2020).
- Lee, B., Miyanjo, R., Tozato, F., Shiihara, Y. Dual-task interference in a grip and lift task. The Kitakanto Medical Journal. 64 (4), 309-312 (2014).
