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नियमित हैंडरिम व्हीलचेयर प्रणोदन के दौरान बाहरी विद्युत उत्पादन का निर्धारण और नियंत्रण

Published: February 5, 2020 doi: 10.3791/60492
Automatic Translation
1, 1, 1, 1,2, 3,4, 1,5
1Center for Human Movement Sciences, University Medical Center Groningen, 2Amsterdam Rehabilitation Research Center Reade, Amsterdam, 3Research Institute MOVE, Faculty of Behavioral and Human Movement Sciences, VU University, 43M, Delft University of Technology, Delft, 5Center for Rehabilitation, University Medical Center Groningen

Summary

शारीरिक, जैव यांत्रिक, और कथित तनाव, तनाव, और मैनुअल व्हीलचेयर प्रणोदन में क्षमता के मूल्यांकन में बाहरी बिजली उत्पादन का सटीक और मानकीकृत मूल्यांकन महत्वपूर्ण है। वर्तमान लेख प्रयोगशाला और उससे आगे व्हीलचेयर प्रणोदन अध्ययन के दौरान बिजली उत्पादन को निर्धारित करने और नियंत्रित करने के लिए विभिन्न तरीकों को प्रस्तुत करता है।

Abstract

एक मैनुअल व्हीलचेयर का उपयोग दुनिया की आबादी का 1% के लिए महत्वपूर्ण है । मानव संचालित पहिएदार गतिशीलता अनुसंधान काफी परिपक्व हो गया है, जो पिछले दशकों में उपलब्ध होने के लिए बेहतर अनुसंधान तकनीकों के लिए नेतृत्व किया गया है । चक्रीय गतिशीलता प्रदर्शन, निगरानी, प्रशिक्षण, कौशल अधिग्रहण, और पुनर्वास, दैनिक जीवन, और खेल में व्हीलचेयर-उपयोगकर्ता इंटरफेस के अनुकूलन की समझ बढ़ाने के लिए, माप सेट-अप के आगे मानकीकरण और विश्लेषण की आवश्यकता है। एक महत्वपूर्ण कदम-पत्थर बाहरी बिजली उत्पादन (वाट में मापा) का सटीक माप और मानकीकरण है, जो पुनर्वास अभ्यास, दैनिक जीवन की गतिविधियों में सुधार करने के उद्देश्य से प्रयोगों की व्याख्या और तुलना के लिए निर्णायक है, और अनुकूली खेल। ओवरग्राउंड, ट्रेडमिल और एर्गोमीटर आधारित परीक्षण के दौरान सटीक बिजली उत्पादन निर्धारण के विभिन्न तरीकों और फायदों को प्रस्तुत किया जाता है और विस्तार से चर्चा की जाती है। ओवरग्राउंड प्रणोदन परीक्षण के लिए सबसे बाहरी रूप से वैध मोड प्रदान करता है, लेकिन मानकीकरण परेशानी हो सकती है। ट्रेडमिल प्रणोदन यांत्रिक रूप से ओवरग्राउंड प्रणोदन के समान है, लेकिन मोड़ और तेजी संभव नहीं है। एक एर्गोमीटर सबसे विवश है और मानकीकरण अपेक्षाकृत आसान है। लक्ष्य के लिए अच्छा अभ्यास और मानकीकरण को प्रोत्साहित करने के लिए सिद्धांत के आगे विकास और अनुसंधान सुविधाओं और दुनिया भर में लागू नैदानिक और खेल विज्ञान के बीच अपने आवेदन की सुविधा है ।

Introduction

आज दुनिया की आबादी का अनुमानित 1% पहिएदार गतिशीलता पर निर्भर होने केसाथ,अंतरराष्ट्रीय अनुसंधान कार्य का एक सुसंगत प्रवाह पुनर्वास1,3,इंजीनियरिंग 4 और खेल विज्ञान 5,6जैसे विविध क्षेत्रों में अंतरराष्ट्रीय सहकर्मी-समीक्षा पत्रिकाओं में तेजी से उभर रहा है । इससे मानव एम्ब्रेशन के इस सामान्य विधा की जटिलताओं का ज्ञान आधार और समझ बढ़ जाता है । फिर भी, पुनर्वास और अनुकूली खेल प्रथाओं में नित्य विकास और कार्यान्वयन के लिए, अनुसंधान में और अधिक अंतरराष्ट्रीय आदान-प्रदान और सहयोग की आवश्यकता है । ऐसे सहयोगी नेटवर्कों का अभिन्न अंग प्रायोगिक और माप प्रक्रियाओं और प्रौद्योगिकी के मानकीकरण में सुधार कर रहे हैं । इसके अलावा, प्रयोगशाला में व्हीलचेयर-उपयोगकर्ता संयोजन के प्रदर्शन की सटीक निगरानी का लगातार कार्यान्वयन और/या क्षेत्र में एक इष्टतम व्यक्तिगत कामकाज और भागीदारी के लिए महत्वपूर्ण है, जबकि व्यक्ति की उम्र7,8,9पर एक स्वस्थ और सक्रिय जीवन शैली बनाए रखी जाती है ।

प्रायोगिक रूप से, स्थिर-राज्य या पीक व्यायाम स्थितियों10,11 के दौरान मैनुअल व्हीलचेयर प्रणोदन अक्सर व्हीलचेयर-यूजर इंटरफेस12,13,मस्कुलोस्केलेटल लोडिंग14,15,16,और मोटर लर्निंग एंड स्किल एक्विजिशन17,18की जांच करने के उद्देश्य से चक्रीय ऊपरी शरीर गति के रूप में संपर्क किया जाता है। चक्रीय गति के संयुक्त जैव यांत्रिक और शारीरिक धारणाएं "पावर बैलेंस" के उपयोग की अनुमति देती हैं, एक मॉडलिंग दृष्टिकोण जिसे शुरू में वैन इंगन शेनाउ द्वारा स्पीड स्केटिंग और साइकिलिंग के लिएपेश किया गया था, और बाद में मैनुअल पहिएदार गतिशीलता8,20,21में पेश किया गया था। चित्रा 1 मैनुअल व्हीलचेयर प्रणोदन के लिए एक शक्ति संतुलन आरेख से पता चलता है । यह व्हीलचेयर-उपयोगकर्ता संयोजन और इसके तीन केंद्रीय घटकों (व्हीलचेयर, उपयोगकर्ता और उनके इंटरफ़ेस) के लिए महत्वपूर्ण प्रदर्शन निर्धारक कारकों के चयन से एकाग्र होता है, बाएं हाथ की ओर (जैव) यांत्रिक और शारीरिक शक्ति भाजकों और समीकरणों के लेआउट में।

खेल और दैनिक जीवन के संदर्भ ों में विद्युत उत्पादन एक महत्वपूर्ण परिणाम पैरामीटर है जहां पीक पावर आउटपुट अनुकूलित खेलों में बढ़े हुए प्रदर्शन या दैनिक जीवन22में गतिविधियों के दौरान कामकाज में आसानी दोनों का प्रतिनिधित्व कर सकता है । इसके अलावा, ऊर्जा खपत के संयोजन में इसका उपयोग सकल यांत्रिक दक्षता17,18,23 (यानी, जहां अधिक कुशल व्यक्ति को बाहरी बिजली उत्पादन की समान मात्रा का उत्पादन करने के लिए कम आंतरिक ऊर्जा की आवश्यकता होगी) के संदर्भ में प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए किया जा सकता है। प्रायोगिक नजरिए से, पावर आउटपुट एक पैरामीटर है जिसे परीक्षण के दौरान कसकर नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है, क्योंकि पावर आउटपुट में परिवर्तन सभी प्रदर्शन परिणामों जैसे पुश टाइम, रिकवरी टाइम24और यांत्रिक दक्षता25पर सीधा प्रभाव डालता है। नतीजतन, मैनुअल व्हीलचेयर प्रणोदन से संबंधित सभी अध्ययनों के लिए विद्युत उत्पादन को नियंत्रित करना और रिपोर्ट करना आवश्यक है।

ओवरग्राउंड परीक्षण वैधता (यानी, जड़ता, वायु घर्षण, ऑप्टिकल प्रवाह, और गतिशील आंदोलन)26के मामले में सोने का मानक है, फिर भी बाहरी शक्ति उत्पादन, गति और संबद्ध पर्यावरणीय स्थितियों का मानकीकरण बहुत अधिक कठिन है, और समय के साथ दोहराव पीड़ित है। ओवरग्राउंड व्हीलचेयर से संबंधित अध्ययन 1960 के दशक27,28 में शुरू हुआ और पहिएदार गतिशीलता के शारीरिक तनाव पर ध्यान केंद्रित किया । हालांकि डेटा व्याख्या और8,20को समझने में महत्वपूर्ण, बाहरी बिजली उत्पादन पर धारणाएं विभिन्न सतहों पर विभिन्न गतिविधियों को करते समय आंतरिक मेटाबोलिक लागत के अवलोकन तक सीमित थीं। आजकल, माप पहियों का उपयोग बिजली उत्पादन29,30 और तट-डाउनपरीक्षण31,32 को मापने के लिए किया जा सकता है ताकि प्रणोदन के दौरान घर्षण नुकसान का अनुमान लगाया जा सके और इस तरह बिजली उत्पादन हो सके।

व्हीलचेयर-विशिष्ट व्यायाम परीक्षण33के लिए विभिन्न प्रयोगशाला आधारित प्रौद्योगिकियों को विकसित किया गया था, जिसमें एर्गोमीटर की भीड़ से लेकर अलग आकार और ट्रेडमिल्स के ब्रांड शामिल थे। ट्रेडमिल्स को वैधता34 के संदर्भ में ओवरग्राउंड परीक्षण के सबसे करीब माना जाता है और 1960 के दशक से व्हीलचेयर व्यायाम परीक्षण35,36के लिए उपयोग किया जाता रहा है । परीक्षण से पहले, ट्रेडमिल की ढलान और गति की नियमित रूप से जांच की जानी चाहिए। यहां तक कि एक ही ब्रांड से ट्रेडमिल्स और बनाने के लिए काफी अलग हो सकता है और समय३७के साथ उनके व्यवहार में परिवर्तन । बाहरी शक्ति उत्पादन के निर्धारण के लिए, एक ड्रैग टेस्ट20,36 का उपयोग व्यक्तिगत व्हीलचेयर-उपयोगकर्ता संयोजन के कुल रोलिंग और आंतरिक ड्रैग फोर्स38के लिए किया जाता है। ड्रैग टेस्ट के लिए फोर्स सेंसर को भी समय-समय पर कैलिब्रेट करना होगा। समय के साथ और विषयों के बीच व्हीलिंग के समग्र बाहरी भार के संदर्भ में प्रोटोकॉल के प्रयोगात्मक व्यक्तिकरण के लिए, एक चरखी प्रणाली(चित्रा 2)को लोडिंग36के पिछले ढलान-निर्भर ग्रेडिएंट ्स के विकल्प के रूप में डिजाइन किया गया है।

मानकीकृत व्हीलचेयर व्यायाम परीक्षण के लिए एक और विकल्प स्थिर एर्गोमीटर33का उपयोग किया गया है, सरल ऑफ-शेल्फ एर्गोमीटर समाधान39 से अत्यधिक विशिष्ट कंप्यूटर आधारित और उपकरण एर्गोमीटर40की ओर। बहुत कम व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हैं। एर्गोमीटर प्रौद्योगिकी और यांत्रिक विशेषताओं में भारी विविधता परीक्षण परिणामों33के बीच परिवर्तनशीलता की बड़ी अज्ञात डिग्री का परिचय देता है । एर्गोमीटर और व्हीलचेयर को डिजाइन द्वारा जुड़ा या स्वाभाविक रूप से जुड़ा होना चाहिए। वायु घर्षण मौजूद नहीं है और कथित जड़ता पहियों पर नकली जड़ता तक ही सीमित है, और प्रणोदन के दौरान ट्रंक, सिर और बाहों में अनुभव आंदोलन, जबकि व्हीलचेयर उपयोगकर्ता अनिवार्य रूप से स्थिर है। एर्गोमीटर स्प्रिंट या एनारोबिक परीक्षण के साथ-साथ आइसोमेट्रिक परीक्षण के लिए अनुमति देता है, अगर पहियों को पर्याप्त रूप से अवरुद्ध किया जा सकता है।

प्रयोगशाला आधारित अध्ययनों में मैनुअल व्हीलगतिशीलता अनुसंधान के लिए एक बुनियादी पद्धति प्रस्तुत की जाती है। इसके अलावा, क्षेत्र आधारित व्हीलचेयर अनुसंधान पद्धति और इसके संभावित परिणामों पर एक संक्षिप्त दृष्टिकोण प्रदान किया जाता है । केंद्रीय ध्यान क्षेत्र और प्रयोगशाला आधारित दोनों प्रयोगों में बाहरी बिजली उत्पादन (डब्ल्यू) को नियंत्रित और मापने है । स्पाइरोमेट्री के माध्यम से आंतरिक शक्ति उत्पादन का निर्धारण भी जोड़ा जाता है, क्योंकि इसका उपयोग अक्सर सकल यांत्रिक दक्षता निर्धारित करने के लिए किया जाता है। अच्छे अभ्यास के कार्यान्वयन के अलावा, लक्ष्य प्रायोगिक मानकीकरण और अंतरराष्ट्रीय सूचना आदान-प्रदान पर विचार-विमर्श का उत्पादन करना है । वर्तमान अध्ययन मुख्य रूप से हैंडरिम व्हीलचेयर प्रणोदन और उसके माप को संबोधित करेगा क्योंकि यह वैज्ञानिक साहित्य में मैन्युअल रूप से पहिएदार गतिशीलता का सबसे प्रमुख रूप है। हालांकि, नीचे चर्चा की गई धारणाएं अन्य व्हीलचेयर प्रणोदन तंत्र (जैसे, लीवर, क्रैंक41)के लिए समान रूप से मान्य हैं।

वर्तमान प्रोटोकॉल १.११ मीटर/s पर स्थिर राज्य प्रणोदन के दौरान ओवरग्राउंड, ट्रेडमिल और व्हीलचेयर एर्गोमीटर आधारित परीक्षण के दौरान बिजली उत्पादन के मानकीकरण और माप का वर्णन करता है । एक उदाहरण के रूप में, रोलिंग घर्षण पहले एक तट के नीचे परीक्षण के साथ ओवरग्राउंड परीक्षण में निर्धारित किया जाएगा । घर्षण के इस अनुमान का उपयोग करते हुए, अनुसंधान साहित्य से उपलब्ध प्रोटोकॉल का उपयोग करके ट्रेडमिल और एर्गोमीटर परीक्षणों में पावर आउटपुट सेट किया जाएगा। ट्रेडमिल परीक्षणों के लिए, घर्षण एक ड्रैग टेस्ट के साथ निर्धारित किया जाएगा, और बिजली उत्पादन एक चरखी प्रणाली का उपयोग कर समायोजित किया जाएगा । एर्गोमीटर परीक्षणों के लिए एक कंप्यूटर नियंत्रित एर्गोमीटर का उपयोग ओवरग्राउंड परीक्षण के साथ बाहरी बिजली उत्पादन से मेल खाने के लिए किया जाता है।

Protocol

इस अध्ययन को विश्वविद्यालय चिकित्सा केंद्र ग्रोनिंगन में स्थानीय नैतिक समिति (नैतिक समिति मानव आंदोलन विज्ञान) द्वारा अनुमोदित किया गया था । सभी प्रतिभागियों ने लिखित सूचित सहमति पर हस्ताक्षर किए ।

1. अध्ययन डिजाइन और सेटअप

  1. प्रतिभागी को निर्देश दें और संस्था की नैतिक समिति के अनुरूप सूचित सहमति प्राप्त करें।
  2. शारीरिक गतिविधि तत्परता प्रश्नावली42,43के साथ बेसलाइन मूल्यांकन करके प्रतिभागियों की शारीरिक गतिविधि के लिए तत्परता निर्धारित करें .
  3. एक चिकित्सा डॉक्टर के साथ में रोगी स्क्रीनिंग प्रदर्शन करते हैं।
  4. सभी प्रतिभागियों के लिए एक निश्चित बिजली उत्पादन (जैसे, 10−20 डब्ल्यू 1.11 मीटर/एस पर), एक सापेक्ष बिजली उत्पादन (जैसे, 0.25 W/kg शरीर का वजन 1.11 मीटर/
  5. परीक्षण से पहले प्रतिभागी को ओवरग्राउंड, ट्रेडमिल और एर्गोमीटर स्थितियों से परिचित होने की अनुमति दें।
  6. प्रत्येक माप से पहले टायर दबाव और समग्र व्हीलचेयर यांत्रिकी की जांच करें और यदि आवश्यक हो तो टायर को 600 केपीए तक बढ़ा दें।
    नोट: कार्डियोपल्मोनरी अपर बॉडी वर्क और ग्रॉस मैकेनिकल एफिशिएंसी (एमई) के लिए वैध स्थिर-राज्य परिणाम प्राप्त करने के लिए, किसी को 144,45से नीचे श्वसन विनिमय अनुपात के साथ स्थिर-राज्य अभ्यास प्राप्त करने के लिए 3 मिनट प्रति सबमैक्सिमसल (70% पीक एक्सरसाइज क्षमता तक) व्यायाम ब्लॉक की न्यूनतम अवधि का पालन करना चाहिए। विशेष रूप से हैंडीरिम प्रणोदन में, व्हीलचेयर की गति मोटर नियंत्रण मुद्दों46,47,48को बाहर करने के लिए आरामदायक या व्यवहार्य सीमा (0.56−2.0 मीटर/एस) के भीतर रहना चाहिए, जिसका अर्थ है कि बिजली वेतन वृद्धि अधिमानतः प्रतिरोध में वेतन वृद्धि द्वारा नियंत्रित की जाती है।

2. ओवरग्राउंड परीक्षण के दौरान बाहरी बिजली उत्पादन

  1. ब्याज की सतह पर तट-नीचे परीक्षण करें। प्रतिभागी को सक्रिय स्थिति में रखें और यथासंभव मानकीकृत करें: फुटरेस्ट पर पैर, गोद में हाथ, और सीधे आगे देखते हुए (स्थिति प्रणोदन के दौरान स्थिति को प्रतिबिंबित करना चाहिए)।
    नोट: हर आंदोलन द्रव्यमान का केंद्र बदलता है, जो रोलिंग प्रतिरोध को बदलता है।
  2. व्हीलचेयर को उच्च वेग में तेज करें।
    नोट: यह भी भागीदार द्वारा किया जा सकता है।
  3. व्हीलचेयर को बिना किसी हस्तक्षेप के पूरी तरह से ठहराव में गिरावट आने दें ।
  4. मंदी के दौरान समय और वेग डेटा रिकॉर्ड करें (उदाहरण के लिए, माप पहियों या जड़ता माप इकाइयों के साथ)। सेक्शन देखें 2.4.1 और 2.4.2।
    1. माप पहियों का उपयोग कर डेटा रिकॉर्ड करें।
      1. व्हीलचेयर के पहियों को मापपहिया और जड़त्वीय डमी(सामग्री की तालिका)के साथ बदलें, अधिमानतः जबकि प्रतिभागी व्हीलचेयर में नहीं है।
        नोट: यह उदाहरण ऑप्टिपुश व्हील के लिए है। अन्य पहियों में अलग-अलग अंशांकन आवश्यकताएं हो सकती हैं।
      2. ऑन/ऑफ स्विच का उपयोग करके माप पहिया चालू करें।
      3. यूएसबी ब्लूटूथ रिसीवर और संबद्ध सॉफ्टवेयर के साथ लैपटॉप चालू करें।
      4. कंप्यूटर पर सॉफ्टवेयर खोलें।
      5. सही कम्युनिकेशन पोर्ट (कॉम) का चयन कर के व्हील को सॉफ्टवेयर से कनेक्ट करें। यदि सही कॉम पोर्ट सूची में दिखाई नहीं देता है, तो सूची को अपडेट करने और फिर से प्रयास करने के लिए ताज़ा करें। प्रेस नेक्स्ट।
      6. क्लाइंट सेटअप स्क्रीन पर आवश्यक फ़ील्ड भरें। प्रेस नेक्स्ट।
        नोट: व्हील साइज और व्हील साइड सेटिंग्स पर विशेष ध्यान दें।
      7. पहिया सेटअप में शुरू दबाने और धीरे-धीरे हाथ से छूने के बिना पहिया कताई द्वारा ऑफसेट डेटा इकट्ठा जब तक लाल सर्कल हरे रंग में बदल जाता है। वैकल्पिक रूप से, यदि प्रक्रिया पहले से ही पिछले पहिया स्थापना के बाद से किया गया है तो इस कदम को छोड़दें। प्रेस नेक्स्ट।
      8. डेटा संग्रह स्क्रीन में डेटा प्रेस रिकॉर्ड एकत्र करना। यहां से नियमित तट-डाउन प्रोटोकॉल फिर से शुरू करें।
        नोट: माप पहिया डेटा के विश्लेषण के लिए लिपियों अनुपूरक सामग्री 1में उपलब्ध हैं ।
    2. जड़त्वीय माप इकाइयों (आईएमयू) का उपयोग करके डेटा रिकॉर्ड करें।
      1. व्हीलचेयर के लिए IMUs(सामग्री की तालिका)संलग्न: प्रत्येक पहिया हब पर एक और सीट के नीचे केंद्र में एक । लिखें कि कौन सा आईएमयू जुड़ा हुआ है जहां और बाद के संदर्भ के लिए किस अभिविन्यास में।
      2. आईएमयू चालू करें और एनजीआईएमयू सिंक्रोनाइज्ड नेटवर्क मैनेजर निष्पादित का उपयोग करके आईएमयू को कंप्यूटर से जोड़ें।
      3. डेटा एकत्र करने के लिए, टूल्सपर जाएं, फिर डेटा लॉगरका चयन करें, और स्टार्टदबाएं। यहां से नियमित तट-डाउन प्रोटोकॉल फिर से शुरू करें।
        नोट: आईएमयू डेटा के विश्लेषण के लिए स्क्रिप्ट अनुपूरक सामग्री 2में उपलब्ध हैं ।
  5. तट-डाउन प्रक्रिया (2.1-2.4) दोहराएं और असमान सतहों के प्रभाव को कम करने के लिए पीछे-पीछे डेटा एकत्र करें।
  6. कंप्यूटर पर coast_down_test सॉफ्टवेयर खोलें। तट-डाउन डेटा फ़ाइल (माप पहिया या आईएमयू) आयात करने के लिए आयात डेटा दबाएं। सही और दबाने पकड़ो चयनपर ग्राफ में स्लाइडर का उपयोग करके डेटा में तट-नीचे वर्गों का चयन करें ।
  7. सेटिंग्स सेक्शन में पार्टिसिपेंट्स और व्हीलचेयर वेट सेट करें। प्रेस परिणामों की गणना करें। मतलब रोलिंग घर्षण (एन) और रोलिंग घर्षण गुणांक लिखें। बाद के संदर्भ के लिए सभी (मेटा) डेटा को बचाने के लिए निर्यात प्रेस करें।
    नोट: जब लगातार घर्षण हवा खींचें (यानी, ज्यादातर खेल वातावरण में) के कारण नहीं माना जा सकता है विश्लेषण थोड़ा और अधिक जटिल हो जाता है । प्रोटोकॉल समान है, लेकिन प्रारंभिक गति शायद अधिक होनी चाहिए। इस मामले में, एक गैर-रैखिक अंतर समीकरण को हल करने की आवश्यकता है और उस समीकरण को एक वक्र फिटर (जैसे, लेवेनबर्ग-मार्क्वार्ट)49के साथ फिट होने की आवश्यकता है।



    इस समीकरण में तात्कालिक वेग है और मंदी की शुरुआत में प्रारंभिक वेग है। वेग पर निर्भर घर्षण को दर्शाता है और वेग स्वतंत्र घर्षण () को दर्शाता है। तट-डाउन परीक्षणों के विश्लेषण के लिए स्क्रिप्ट अनुपूरक सामग्री 3 में उपलब्ध हैं और चरण 2.7 में उपयोग किए जाने वाले तट-डाउन परीक्षणों के विश्लेषण के लिए ग्राफिकल यूजर इंटरफेस (जीयूआई) पूरक सामग्री 4में उपलब्ध है।

3. ट्रेडमिल परीक्षण के दौरान बाहरी बिजली उत्पादन

  1. ट्रेडमिल लक्षण वर्णन
    1. एक अंशांकित टैकोमीटर के साथ लोडेड ट्रेडमिल के बेल्ट वेग को मापने के लिए निर्धारित करने के लिए क्या ट्रेडमिल सेटिंग का उपयोग करने की जरूरत है (जैसे, १.११ मीटर के लिए/s ट्रेडमिल के बजाय प्रदर्शन पर ४.१ किमी/घंटा के लिए सेट करने की जरूरत है ४.० किमी/घंटा) ।
      नोट: वैकल्पिक रूप से, बेल्ट की लंबाई को मापने और एक स्टॉपवॉच/वीडियो कैमरे के साथ समय रिकॉर्डिंग करते समय दस घूर्णन की गिनती करके बेल्ट वेग निर्धारित करें ।
    2. एक कोण सेंसर का उपयोग कर ट्रेडमिल कोण ों को मापें। माप दोहराकर निरंतरता की जांच करें और उतरते क्रम में माप को दोहराकर उन्माद की जांच करें।
      नोट: अगर उनकी विश्वसनीयता कम है तो हर माप के दौरान एक कोण सेंसर के साथ एक टैकोमीटर और कोणों के साथ ट्रेडमिल वेग की जांच करें।
  2. ड्रैग टेस्ट: अंशांकन
    1. अंशांकन से पहले ड्रैग टेस्ट फोर्स सेंसर की बिजली आपूर्ति को कम से कम 30 सीन चालू करें।
    2. बल ट्रांसड्यूसर को लंबवत निलंबित करें और एक आत्म-समतल लेजर या कोण सेंसर के साथ संरेखित करें।
    3. ड्रैग टेस्ट कंप्यूटर सेट करें और फोर्स सेंसर को कंप्यूटर से कनेक्ट करें। ड्रैग टेस्ट कंप्यूटर और प्रेस कैलिब्रेट फोर्स सेंसरपर ADA3 सॉफ्टवेयर खोलें ।
    4. सेंसर को ज्ञात (कैलिब्रेटेड) वजन (1 किलो वेतन वृद्धि के साथ 1-10 किलो) संलग्न करें और डिजिटल मूल्यों को पंजीकृत करें।
    5. ADA3 सॉफ्टवेयर में जारी रखकर लागू लोड और मापा वोल्टेज के बीच संबंध निर्धारित करने के लिए एक रैखिक प्रतिगमन समीकरण फिट करें।
    6. दोहराएं (3.2.1-3.2.5) यदि रूट-मीन-स्क्वायर त्रुटि (आरएमएसई) 0.13 एन37से अधिक है।
  3. एक ड्रैग टेस्ट करना
    1. मापने से पहले कम से कम 30 किमी बिजली आपूर्ति चालू करें।
    2. ड्रैग टेस्ट कंप्यूटर सेट करें और फोर्स सेंसर को कंप्यूटर से कनेक्ट करें। ड्रैग टेस्ट कंप्यूटर और प्रेस पावर टेबल माप पर ADA3 सॉफ्टवेयर खोलें।
    3. ट्रेडमिल पर व्हीलचेयर-यूजर कॉम्बिनेशन रखें। प्रतिभागी को सक्रिय स्थिति में रखें और यथासंभव मानकीकृत करें: फुटरेस्ट पर पैर, गोद में हाथ, और सीधे आगे देखते हुए (स्थिति प्रणोदन के दौरान स्थिति को प्रतिबिंबित करना चाहिए)। प्रतिभागी को परीक्षा के दौरान एक ही स्थिति बनाए रखने के निर्देश दें।
    4. ADA3 सॉफ्टवेयर का उपयोग कर संलग्न कोई रस्सी के साथ बल रिकॉर्डिंग द्वारा लोड सेल की ऑफसेट उपाय। प्रेस ठीक है।
    5. व्हीलचेयर को हल्के रस्सी से फोर्स ट्रांसड्यूसर से कनेक्ट करें। सुनिश्चित करें कि लोड सेल और रस्सी क्षैतिज व्हीलचेयर के पीछे पहिया एक्सल के साथ गठबंधन कर रहे हैं।
    6. इस मामले में 1.11 मीटर /s (प्रदर्शन पर 4.1 किमी/घंटा) वांछित गति के लिए बेल्ट में तेजी लाएं।
    7. ट्रेडमिल का झुकाव बढ़ाएं, ट्रेडमिल और व्हीलचेयर-उपयोगकर्ता संयोजन की स्थिति स्थिर होने तक प्रतीक्षा करें, और बल और कोण रिकॉर्ड करें। 10 तेजी से खड़ी कोणों (0.5% वेतन वृद्धि में 1.5-6%) के लिए दोहराएं।
    8. अगलेपर क्लिक करके ADA3 सॉफ्टवेयर का उपयोग कर कोण और बल का उपयोग कर एक रैखिक प्रतिगमन फिट । ट्रेडमिल के शून्य कोण पर बल की गणना करें।
      नोट: यदि ट्रेडमिल कोण में ऑफसेट है तो प्रतिगमन समीकरण के अवरोधन का उपयोग नहीं किया जा सकता है।
    9. यदि रैखिक प्रतिगमन लाइन का आरएमएसई 0.5 एन37से अधिक है तो ड्रैग टेस्ट (3.3.3-3.3.8) दोहराएं।
  4. ट्रेडमिल पर बिजली उत्पादन की स्थापना
    1. वांछित बिजली उत्पादन की गणना करें और परीक्षण की गति निर्धारित करें।
      नोट: वर्तमान प्रोटोकॉल के लिए, यह चरण 2.7 में प्राप्त परिणामों के बराबर है।
    2. लक्ष्य घर्षण (चरण 2.7 से) से ड्रैग टेस्ट घर्षण (चरण 3.3.8 से) को घटाकर आवश्यक चरखी वजन की गणना करें।
    3. ट्रेडमिल के सामने या पीछे चरखी की स्थिति और सुनिश्चित करें कि यह केंद्रित है । व्हीलचेयर के लिए चरखी संलग्न है और सुनिश्चित करें कि रस्सी स्तर है । प्रतिभागी को निर्देश दें कि चरखी में वजन व्हीलचेयर को स्थानांतरित कर सकता है।
    4. ज्ञात कम द्रव्यमान और एक कारबनर की टोकरी का उपयोग करके चरखी प्रणाली के लिए वजन (आमतौर पर 0-1 किलो के बीच) संलग्न करें। यदि आवश्यक हो तो धीरे-धीरे वजन बढ़ाएं, जब तक वांछित बिजली उत्पादन प्राप्त न हो जाए।
      नोट: वैकल्पिक रूप से एक खींचें परीक्षण से पावर टेबल के आधार पर ट्रेडमिल के कोण को बदलकर बिजली उत्पादन बदलें।

4. एर्गोमीटर आधारित परीक्षण के दौरान बाहरी बिजली उत्पादन

  1. मापने से पहले एर्गोमीटर को कम से कम 30 किमी चालू करें। कंप्यूटर पर संबद्ध सॉफ्टवेयर शुरू करें।
  2. प्रतिभागी विजेट दबाएं, फिर दबाएं...। प्रतिभागी को एक आईडी दें और प्रतिभागी के शरीर का वजन दर्ज करें। प्रेस ठीक है।
  3. डिवाइस मेनू पर व्हीलचेयर आइकन दबाएं। फॉर्म में व्हीलचेयर स्पेसिफिकेशंस भरें। प्रेस ठीक है।
    नोट: शरीर का वजन चर महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह एर्गोमीटर द्वारा प्रदान किए गए सिमुलेशन को प्रभावित करेगा।
  4. प्रोटोकॉल विजेट दबाएं। ऐड का चयन करके एक कस्टम प्रोटोकॉल बनाएं...। कस्टम प्रोटोकॉल का चयन करें और अगलेप्रेस । प्रोटोकॉल को एक उपयुक्त नाम दें और प्रेट्र बनाएं।
  5. चरणों का चयन करें और ऐड स्टेज और रेजिस्टेंसपर क्लिक करें। धारा 2 में तट-डाउन परीक्षण के साथ प्राप्त घर्षण गुणांक के प्रतिरोध को सेट करें। लक्ष्य गति 4 किमी/घंटा पर निर्धारित करें और ओके प्रेस(चित्रा 3)।
  6. प्रतिभागी स्क्रीन सेट करें। स्क्रीन से सभी विजेट्स निकालें। विजेट जोड़ें और व्हीलचेयर दिशा विजेट का चयन करें और इसे स्क्रीन में खींचें(चित्र4)पर क्लिक करें।
  7. संरेखण प्रणाली का उपयोग कर रोलर्स पर व्हीलचेयर संरेखित करें। चार बेल्ट प्रणाली का उपयोग कर व्हीलचेयर जकड़ना । जांच लें कि पहियों एर्गोमीटर को छू नहीं रहे हैं और ठीक से गठबंधन कर रहे हैं।
  8. प्रतिभागी को सक्रिय स्थिति में रखें और यथासंभव मानकीकृत करें: फुटरेस्ट पर पैर, गोद में हाथ, और सीधे आगे देखते हुए (स्थिति प्रणोदन के दौरान स्थिति को प्रतिबिंबित करना चाहिए)। प्रतिभागी को परीक्षा के दौरान एक ही स्थिति बनाए रखने के निर्देश दें।
  9. डिवाइस मेनू में क्रॉसहेयर बटन दबाकर संबंधित सॉफ्टवेयर के साथ एर्गोमीटर को कैलिब्रेट करें, और स्टार्ट कैलिब्रेशन को दबाएं।
    नोट: एर्गोमीटर डेटा के विश्लेषण के लिए स्क्रिप्ट अनुपूरक सामग्री 5में उपलब्ध हैं ।

5. हाथ रिम व्हीलचेयर प्रणोदन के दौरान बिजली उत्पादन के आंतरिक अनुमान

  1. किसी भी अंशांकन या परीक्षण से पहले कम से कम 45 न्यूनतम के लिए स्पाइरोमीटर चालू करें।
  2. टरबाइन, संदर्भ गैस, कमरे की हवा, और देरी के लिए अंशांकन सहित संबद्ध सॉफ्टवेयर का उपयोग कर कारखाने के दिशा निर्देशों के अनुसार स्पाइरोमीटर कैलिब्रेट करें ।
    नोट: कक्ष हवा और संदर्भ गैस अंशांकन प्रत्येक परीक्षण से पहले किया जाना चाहिए।
    1. टरबाइन अंशांकन करें।
      1. अंशांकन मेनू में प्रेस टरबाइन। टरबाइन को एक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक रीडर के साथ स्पाइरोमीटर से कनेक्ट करें। अंशांकन सिरिंज को टरबाइन के लिए एक ज्ञात मात्रा के साथ कनेक्ट करें।
      2. जब यूनिट तैयार हो जाए तो पिस्टन के साथ छह नियंत्रित और पूर्ण स्ट्रोक करें। एग्जिट आइकन दबाएं।
    2. एक संदर्भ गैस अंशांकन करें।
      1. अंशांकन मेनू में प्रेस संदर्भ गैस। प्रेशर रेगुलेटर को कैलिब्रेशन सिलेंडर से मिश्रित गैस की ज्ञात एकाग्रता से जोड़ें।
        नोट: सिलेंडर खुला होना चाहिए, लेकिन दबाव नियामक बंद किया जाना चाहिए ।
      2. स्पाइरोमीटर के सैंपलिंग कनेक्टर से सैंपलिंग लाइन कनेक्ट करें और दूसरे छोर को डिस्कनेक्ट कर दें। स्पाइरोमीटर एनालाइजर फ्लश करते हैं। सुनिश्चित करें कि नमूना लाइन किसी भी बाहर निकाला गैस से दूर है ।
      3. जब स्पाइरोमीटर द्वारा प्रेरित किया जाता है, तो कैलिब्रेशन सिलेंडर पर दबाव नियामक से नमूना लाइन के मुक्त अंत को कनेक्ट करें और नियामक खोलें। अंशांकन समाप्त होने के बाद निकास आइकन के साथ बाहर निकलें।
    3. एक कमरे की हवा अंशांकन करें।
      1. स्पाइरोमीटर पर सैंपलिंग कनेक्टर से सैंपलिंग लाइन कनेक्ट करें और दूसरे छोर को फ्री छोड़ दें। अंशांकन समाप्त होने के बाद निकास आइकन के साथ बाहर निकलें।
    4. देरी अंशांकन करें।
      1. टरबाइन को ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक रीडर से कनेक्ट करें और सैंपलिंग ट्यूब को कनेक्ट करें। सुनिश्चित करें कि दोनों स्पाइरोमीटर से जुड़े हुए हैं।
      2. ध्वनिक संकेत के साथ श्वास को सिंक्रोनाइज करें। यह ऑपरेटर द्वारा किया जा सकता है।
        नोट: इस प्रक्रिया को हर बार एक नमूना ट्यूब बदल जाता है दोहराया जाना चाहिए । प्रतिभागी को देने से पहले इस प्रक्रिया के लिए उपयोग किए जाने वाले मास्क को साफ या स्विच करें।
      3. अंशांकन समाप्त होने के बाद निकास आइकन के साथ बाहर निकलें।
  3. प्रतिभागी पर स्पाइरोमीटर मास्क लगाएं। विषय के चेहरे के चारों ओर एक तंग सील बनाने के लिए सिर टोपी पर लोचदार बैंड समायोजित करें।
    नोट: वैकल्पिक रूप से स्पाइरोमीटर से हृदय-दर मॉनिटर कनेक्ट करें और प्रतिभागी को हृदय-दर बेल्ट पहनने दें।
  4. स्पाइरोमीटर की नली को ठीक करें ताकि यह आंदोलन में हस्तक्षेप न करे।
  5. प्रेस टेस्ट,तो स्पाइरोमीटर के प्रदर्शन पर एक नया विषय दर्ज करें ।
  6. सबमैक्सिमस एक्सरसाइज टेस्टिंग के लिए सांस-बाय-सांस मोड चुनें। स्पाइरोमीटर पर रिकॉर्ड कुंजी प्रेस रिकॉर्डिंग शुरू करने के लिए।
    नोट: स्पाइरोमीटर डेटा के विश्लेषण के लिए स्क्रिप्ट पूरक सामग्री 6में उपलब्ध हैं ।

6. परीक्षण प्रक्रिया

  1. प्रतिभागी को वांछित गति (1.11 मीटर/
    1. प्रतिभागी को वांछित गति से रहने के लिए वेग प्रतिक्रिया का उपयोग करने के लिए निर्देश दें।
      नोट: ओवरग्राउंड स्थिति में अपने संबंधित लैपटॉप से माप पहिया या आईएमयू से गति दिखाई जा सकती है। लैपटॉप में हुक-एंड-लूप पट्टियां होती हैं जो पैरों पर निर्धारण की अनुमति देती हैं।
    2. ट्रेडमिल स्थिति के लिए ट्रेडमिल के केंद्र में प्रतिभागी को (औसतन) रहने के लिए निर्देश दें।
    3. प्रतिभागी को एर्गोमीटर स्थिति में एर्गोमीटर स्क्रीन पर वेग और हेडिंग फीडबैक को देखने और लक्ष्य सीमा के भीतर (औसतन) रखने के लिए निर्देश दें।
  2. एक ही समय में एक स्टॉपवॉच और स्पाइरोमीटर (चरण 5.6) शुरू करें।
    नोट: यह एक बाहरी ट्रिगर के बिना किया जा सकता है क्योंकि सांस-दर-सांस स्पाइरोमेट्री का उपयोग करते समय दबाने से समय अंतर नगण्य है।
  3. 30 एस के बाद, व्हीलचेयर प्रणोदन शुरू करें।
    नोट: ट्रेडमिल और एर्गोमीटर की स्थितियों के लिए इसका तात्पर्य ट्रेडमिल या एर्गोमीटर शुरू करना है। माप पहिया (चरण 2.4.1.8) या आईएमयू (चरण 2.4.2.3) का उपयोग करते समय वे भी शुरू करते हैं।
    1. ट्रैक के कोनों को चिह्नित करने के लिए ओवरग्राउंड स्थिति में लैप बटन का उपयोग करें।
  4. परीक्षण के दौरान एक और 4 मिन के बाद, पूर्व सूचना के बिना, प्रतिभागी को व्हीलचेयर को आगे बढ़ाने से रोकने का निर्देश दें।
    नोट: ट्रेडमिल हालत में बेल्ट बंद होने से पहले कुछ अतिरिक्त धक्का की जरूरत होती है।

Representative Results

उपरोक्त प्रक्रिया का उपयोग करते हुए, बिजली उत्पादन 17 परिचित (अभ्यास के दो 30 मिन सत्र) सक्षम शरीर वाले प्रतिभागियों के लिए निर्धारित किया गया था, जो ओवरग्राउंड बैक-एंड-फॉरवर्ड कोस्ट-डाउन टेस्ट (पांच परीक्षणों का मतलब) के साथ था। तट के नीचे प्रोफ़ाइल एक चिकनी अस्पताल दालान में एक माप पहिया के साथ विशेषता थी । बाद में, प्रतिभागियों को ओवरग्राउंड (25.0 x 9.0 मीटर सर्किट), ट्रेडमिल (2.0 x 1.2 मीटर), और एर्गोमीटर व्हीलचेयर प्रणोदन के दौरान मापा गया। ट्रेडमिल और एर्गोमीटर तौर-तरीकों में बिजली उत्पादन इस पेपर में वर्णित प्रोटोकॉल का उपयोग करके ओवरग्राउंड स्थिति से मिलान किया गया था।

समान लंबाई के एक परिचित ब्लॉक के बाद व्हीलचेयर प्रणोदन के 4 मिन के तीन ब्लॉकों के दौरान एक ही माप पहिया से बिजली उत्पादन प्राप्त किया गया था । प्रत्येक ब्लॉक के अंतिम मिनट का उपयोग विश्लेषण के लिए किया गया था, स्थिर-राज्य प्रणोदन को मानते हुए। ओवरग्राउंड प्रणोदन डेटा के लिए केवल लंबे स्ट्रेट्स (25 मीटर) का उपयोग किया गया था। सभी डेटा (प्री-)प्रोसेसिंग पायथन 3.7 (पायथन सॉफ्टवेयर फाउंडेशन) में किया गया था। आईसीसी का अनुमान है और उनके ९५% विश्वास अंतराल आर ३.३.४ (आर कोर टीम) में गणना की गई, एक एकल रेटिंग, निरपेक्ष समझौते, यादृच्छिक प्रभाव मॉडल का उपयोग कर ।

व्हीलचेयर-उपयोगकर्ता प्रणाली का औसत संयुक्त वजन 92.6 किलो (± 8.3) था। तट-डाउन परीक्षण से अपेक्षित बिजली उत्पादन 9.7 डब्ल्यू (± 1.6) था। माप पहिया से गणना के रूप में बिजली उत्पादन ओवरग्राउंड 8.1 डब्ल्यू (± 1.4), ट्रेडमिल 7.8 डब्ल्यू (± 1.9), और एर्गोमीटर 8.7 डब्ल्यू (± 2.2) व्हीलचेयर प्रणोदन के लिए कम था। लक्ष्य बिजली उत्पादन और मापा बिजली उत्पादन के बीच औसत अंतर क्रमशः -1.6 (± 1.6), -1.8 (± 1.4), -1.0 (± 1.0) ओवरग्राउंड, ट्रेडमिल और एर्गोमीटर प्रणोदन के लिए डब्ल्यू था। ये परिणाम तालिका 1, चित्रा 5और अंक 6में भी दिखाए गए हैं ।

ओवरग्राउंड प्रणोदन के लिए बिजली उत्पादन लक्ष्य उत्पादन के साथ एक गरीब से मध्यम (आईसीसी: ०.३८, सीआई: 0.00-0.73) समझौता दिखाया । इसके विपरीत, ट्रेडमिल प्रणोदन गरीब से अच्छा दिखाया (आईसीसी: ०.४५, CI: 0.00-0.79) समझौते और एर्गोमीटर प्रणोदन गरीब से उत्कृष्ट (आईसीसी: ०.७७, सीआई: 0.11-0.93) समझौते से पता चला । पूर्ण त्रुटि एर्गोमीटर (आर = -0.55, पी = 0.02) पर प्रणोदन के लिए बिजली उत्पादन के साथ नकारात्मक रूप से सहसंबद्ध थी, लेकिन अन्य दो शर्तों के लिए नहीं (ओवरग्राउंड: आर = 0.47, पी = 0.06; ट्रेडमिल: आर = 0.22, पी = 0.40)।

शर्तों के बीच समझौता खराब-से-मध्यम था (आईसीसी: ०.४९, सीआई: 0.20-0.74) । भीतर-मोडलिटी (तीन 4 मिनट ब्लॉकों के बीच) विश्वसनीयता ओवरग्राउंड के लिए अच्छा करने के लिए उत्कृष्ट था (आईसीसी: ०.९१, CI: 0.82-0.97) और ट्रेडमिल (आईसीसी: ०.९७, CI: 0.93-0.99) प्रणोदन और मध्यम करने के लिए एर्गोमीटर प्रणोदन के लिए उत्कृष्ट (आईसीसी: ०.९७, सीआई: ०.७१-09) । एर्गोमीटर समय के साथ बदतर प्रदर्शन करते दिखाई दिए, जिसकी पुष्टि बार-बार किए गए उपायों ANOVA (F (2, 32) = 64.7, पी एंड लेफ्टिनेंट; 0.01) द्वारा की गई थी, लेकिन ओवरग्राउंड (एफ (2, 32) = 0.9, पी = 0.418) और ट्रेडमिल (एफ (2, 32) = 0.9, पी = 0.402) के लिए कोई समय प्रभाव नहीं था।

Figure 1
चित्रा 1: मैनुअल व्हीलचेयर प्रणोदन के लिए लागू पावर बैलेंस। पीआउट:बाहरी बिजली उत्पादन (डब्ल्यू); मुझे: सकल यांत्रिक दक्षता (%); एफ: बल का विरोध मतलब है; V: मतलब कॉस्टिंग वेग; एक: पुश या चक्र (जम्मू) प्रति काम; एफआर:धक्का या चक्र की आवृत्ति (1/s); पीint:आंतरिक नुकसान (डब्ल्यू); पीवायु:एयरोडायनामिक प्रतिरोध (डब्ल्यू); पीरोल:रोलिंग घर्षण (डब्ल्यू); पीincl:झुकाव (डब्ल्यू) के कारण नुकसान । यह आंकड़ा वैन डेर वोडे एट अल20से फिर से मुद्रित किया जाता है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2: ट्रेडमिल सेटअप। बाएं: प्रणोदन के दौरान ट्रेडमिल पर बाहरी बिजली उत्पादन बढ़ाने के लिए चरखी सेटअप। सही: ट्रेडमिल व्हीलचेयर प्रणोदन के दौरान घर्षण बलों को मापने के लिए ड्रैग टेस्ट सेटअप। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्रा 3: व्हीलचेयर एर्गोमीटर के लिए प्रोटोकॉल सेटिंग्स विंडो। पावर आउटपुट और टारगेट स्पीड या रोलिंग घर्षण और टारगेट स्पीड चुनकर पावर आउटपुट सेट किया जा सकता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 4
चित्रा 4: एक लाइन प्लॉट के रूप में व्हीलचेयर एर्गोमीटर पर प्रतिक्रिया। बाएं और दाएं रोलर की गति की साजिश रची जाती है। प्रतिभागियों को एक सीधी रेखा में जाते समय एक स्थिर गति रखने की कोशिश करनी चाहिए (ऑन-स्क्रीन लाइन क्षैतिज रखकर)। स्पीड डेटा को स्लाइडिंग विंडो के साथ चिकना किया जाता है जिसे सेटिंग्स में बदला जा सकता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 5
चित्रा 5: तट के बीच सापेक्ष और पूर्ण अंतर वितरण-नीचे घर्षण और ओवरग्राउंड (ओजी), ट्रेडमिल (टीएम), और एर्गोमीटर (हम) व्हीलचेयर प्रणोदन के दौरान बिजली उत्पादन मापा । मूंछ 1.5x इंटरक्वार्टाइल रेंज दिखाती है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 6
चित्रा 6: तट के लिए Bland-Altman साजिश-नीचे घर्षण और ओवरग्राउंड (बाएं), ट्रेडमिल (मध्य), और एर्गोमीटर (दाएं) व्हीलचेयर प्रणोदन के दौरान बिजली उत्पादन मापा । गहरे भूरे रंग की बिंदीदार रेखाएं संयोजन के लिए पूल किए गए मतलब को इंगित करती हैं और लाल बिंदीदार रेखाएं औसत + 1.96 मानक विचलन हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

मूल्य दो तरफा (डब्ल्यू)2 लक्ष्य के साथ अंतर लक्ष्य के साथ अंतर (%) लक्ष्य के साथ अंतर (पेट) लक्ष्य पीओ (आईसीसी)3 के साथ समझौता ब्लॉकों (आईसीसी)3 के बीच विश्वसनीयता
लक्ष्य पीओ1 9.68 (± 1.57) द.ए. द.ए. द.ए. द.ए. द.ए.
ओवरग्राउंड पीओ 8.12 (± 1.41) -1.56 (± 1.57) -15.30 (± 13.70) 1.72 (± 1.57) 0.38 (0.00−0.73)* 0.91 (0.82−0.97)*
ट्रेडमिल पीओ 7.84 (± 1.92) -1.84 (± 1.38) -18.98 (± 13.42) 1.91 (± 1.16) 0.45 (0.00−0.79)* 0.97 (0.93−0.99)*
एर्गोमीटर पीओ 8.65 (± 2.24) -1.02 (± 0.97) -11.82 (± 11.94) 1.16 (± 0.78) 0.77 (0.11−0.93)* 0.97 (0.71−0.99)*
1. तट-नीचे घर्षण से गणना की। 2. माप पहिया के साथ निर्धारित। 3. 95% विश्वास अंतराल के साथ दो-तरह, पूर्ण समझौता, निश्चित रेटर्स। * पी एंड एलटी; 0.001।

तालिका 1: सेट पावर आउटपुट और वास्तविक बिजली उत्पादन की तुलना मापपहिया के साथ मापा जाता है।

कारकों रोलिंग प्रतिरोध
बॉडी मास ↑ ↑
व्हीलचेयर मास ↑ ↑
टायर प्रेशर ♫ ↑
व्हील साइज ↑ ♫
कठोरता मंजिल ♫ ↑
कैम्बर कोण ↑ ?
टो-इन/आउट ↑ ↑↑
अरंडी शिमी ↑ ↑
पीछे के पहियों पर द्रव्यमान का केंद्र ♫
फोल्डिंग फ्रेम ↑
रखरखाव ↑

तालिका 2: मैनुअल व्हीलचेयर प्रणोदन के दौरान रोलिंग घर्षण और बिजली उत्पादन को प्रभावित करने वाले कारक। इस मेज वैन डेर Woude एट अल8से फिर से मुद्रित है ।

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Discussion

पिछले खंडों में विभिन्न प्रयोगशाला आधारित तौर-तरीकों के लिए बिजली उत्पादन के निर्धारण और मानकीकरण के लिए एक सुलभ पद्धति प्रस्तुत की गई थी। इसके अतिरिक्त, स्थिर राज्य प्रणोदन के दौरान सेट पावर आउटपुट और मापा बिजली उत्पादन के बीच एक तुलना की गई थी। जबकि व्यवस्थित त्रुटि के साथ-साथ कुछ परिवर्तनशीलता मौजूद थी, प्रस्तुत किए गए उपकरण विकल्प से बेहतर हैं: मानकीकरण बिल्कुल नहीं। ये परिणाम एक अन्य अध्ययन के समान हैं , जिसने मापी गई बिजली उत्पादन की सूचना दी और बिजली उत्पादन50निर्धारित किया . इसके अलावा, शर्तों के बीच समझौता खराब-से-मध्यम था, यह दर्शाता है कि विभिन्न तौर-तरीकों का उपयोग करके अध्ययनों की तुलना करते समय अतिरिक्त ध्यान दिया जाना चाहिए । जैसा कि उम्मीद थी, एर्गोमीटर स्थिति ने ऑपरेटर के नजरिए से मानकीकरण करने के लिए सबसे आसान वातावरण प्रस्तुत किया। एर्गोमीटर ने हाई घर्षण सेटिंग्स में बेहतर प्रदर्शन किया। एक तौर-तरीके के भीतर ब्लॉक (3 x 4 मिनट) ने अच्छा-से-उत्कृष्ट और मध्यम-से-उत्कृष्ट समझौता दिखाया । दिलचस्प बात यह है कि एर्गोमीटर ने समय के साथ बदतर प्रदर्शन किया, संभवतः सेंसर बहाव के कारण। इसलिए, हर ब्लॉक के बीच एर्गोमीटर को पुनः व्यवस्थित करना समझदारी हो सकती है। ध्यान दें कि ये परिणाम कम तीव्रता वाले स्थिर-राज्य अभ्यास के लिए हैं और विभिन्न प्रोटोकॉल के लिए भिन्न हो सकते हैं।

व्हीलचेयर-उपयोगकर्ता संयोजन में मामूली यांत्रिक या एर्गोनोमिक परिवर्तन ों का प्रायोगिक परिणामों12,51पर बड़ा प्रभाव पड़ सकता है । सामग्री रखरखाव और वाहन यांत्रिक सिद्धांतों के बारे में पूरी जागरूकता प्रदर्शन परिणामों और प्रयोग की वैधता के लिए आवश्यक हैं। व्हीलचेयर-उपयोगकर्ता संयोजन के वाहन यांत्रिकी (उदाहरण के लिए, द्रव्यमान, पहिया आकार, टायर प्रकार और दबाव, संरेखण) और फिट (जैसे, फोर-एएफटी स्थिति, द्रव्यमान का केंद्र, द्रव्यमान, ललाट विमान) पर्यावरणीय स्थितियों के संयोजन में रोलिंग और एयर ड्रैग का निर्धारण करेगा। द्रव्यमान और द्रव्यमान के केंद्र का अभिविन्यास बड़े रियर पहियों और सामने छोटे अरंडी पहियों के संबंध में रोलिंग ड्रैग को प्रभावित करेगा। रोलिंग घर्षण को प्रभावित करने वाले कारकों का सारांश तालिका 2में प्रस्तुत किया जाता है । इसके अलावा, व्हीलचेयर अक्सर व्यक्तिगत है। प्रत्येक परीक्षण में हस्तक्षेप की स्थिति (जैसे, वाहन यांत्रिकी या इंटरफ़ेस) के अलावा, व्हीलचेयर की स्थिति भी स्थिर होनी चाहिए और फ्रेम, सीट और टायर सहित इसके वाहन यांत्रिकी की जांच की जानी चाहिए। टायर परीक्षणों पर और व्यक्तियों के बीच एक निश्चित दबाव पर होने की जरूरत है । महत्वपूर्ण चौकियों52 संभव घर्षण अंक, रियर व्हील स्थिति, और व्हील संरेखण36,53,54,55में संभावित परिवर्तन कर रहे हैं.

ओवरग्राउंड परीक्षण के लिए कार्डियोपल्मोनरी स्ट्रेन, काइनेमेटिक्स या काइनेटिक्स परिणामों के लिए प्रत्येक संकेतक के लिए एम्बुलेंट तकनीक की भी आवश्यकता होती है। यह पूरा किया जा सकता है, लेकिन जटिल माप की व्यावहारिकता एक गैर अनुसंधान वातावरण में सीमित है । कोस्ट-डाउन परीक्षण व्यक्तिगत व्हीलचेयर-उपयोगकर्ता संयोजन और रोलिंग सतह के लिए विशिष्ट हैं। हालांकि, वे स्थिर हैं, इसलिए वे व्हीलचेयर-उपयोगकर्ता संयोजन56की सभी विशेषताओं को कैप्चर नहीं कर सकते हैं। वे विशेष रूप से बड़े पैमाने पर है, जो तट के बीच छोटे मतभेदों को समझा सकता है नीचे परीक्षण और मापा ओवरग्राउंड बिजली उत्पादन के केंद्र में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील हैं । ये सीमाएं ड्रैग टेस्ट और एर्गोमीटर अंशांकन में भी पाई जाती हैं, जो व्हीलचेयर उपयोगकर्ता की स्थिर स्थिति भी मान लेती हैं।

ड्रैग टेस्ट प्रत्येक व्यक्ति व्हीलचेयर-उपयोगकर्ता संयोजन के रोलिंग और आंतरिक ड्रैग की विरोधी ताकतों को मापता है। यह स्पष्ट रूप से व्हीलचेयर के वाहन यांत्रिकी के प्रति संवेदनशील है, लेकिन उपयोगकर्ता की स्थिति और शरीर अभिविन्यास भी है। एक मानकीकृत प्रक्रिया आवश्यक20,36है, जहां लगातार बेल्ट की गति से, उपयोगकर्ता-व्हीलचेयर संयोजन को ढलान कोणों(चित्रा 2)की एक श्रृंखला में ट्रेडमिल के फ्रेम पर एक एकआयामी अंशांकित बल ट्रांसड्यूसर से जोड़ा जा रहा बेल्ट पर खींचा जाता है। लोड कोशिकाओं के लिए एक ट्रेडमिल एडाप्टर जिसे व्हीलचेयर के केंद्र धुरी की ऊंचाई पर समायोजित किया जा सकता है, आवश्यक है। रैखिक प्रतिगमन विश्लेषण का उपयोग करना ट्रेडमिल बेल्ट पर एक दिए गए व्हीलचेयर-उपयोगकर्ता संयोजन के लिए शून्य झुकाव पर मतलब ड्रैग फोर्स का एक स्थिर अनुमान प्रदान करता है, जो बेल्ट गति और ड्रैग फोर्स के उत्पाद के साथ मतलब बाहरी शक्ति उत्पादन प्रदान करता है। ड्रैग टेस्ट विभिन्न ऑपरेटरों (जैसे, रस्सी की स्थिति)37द्वारा परीक्षण के निष्पादन में छोटे अंतर के संबंध में मजबूत है।

यद्यपि कभी-कभी एक स्पष्ट रूप से सरल परीक्षण ग्रहण किया जाता है, ड्रैग परीक्षण के परीक्षण तत्वों में से प्रत्येक को प्रक्रियाओं8के सभी विवरणों पर अंतर्निहित सिद्धांत और प्रशिक्षण की समझ की आवश्यकता होती है। तट-डाउन परीक्षण के समान, यह परीक्षण विशेष रूप से द्रव्यमान के केंद्र में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील है। इसके अलावा, तनाव गेज आधारित बल ट्रांसड्यूसर के व्यवहार और संवेदनशीलता, उनके लगातार अंशांकन (यानी, अंशांकन वजन की सटीकता, बढ़ते अनुक्रम)20,36,37,साथ ही ड्रैग परीक्षण की किसी भी प्रक्रिया पर विचार किया जाना चाहिए। इसका मतलब यह है कि ट्रेडमिल को स्वयं जांचने और कैलिब्रेट करने की आवश्यकताहै। इस तरह के शोर पैदा करने वाली घटनाओं के बारे में लगातार जागरूकता को दिन-प्रतिदिन के प्रयोग में ट्रैक और निष्पादित किया जाना चाहिए।

बिजली उत्पादन आधारित सिमुलेशन और उनके परिणामों की सटीकता पूरी तरह से उन लोगों के मानकीकरण, अभ्यास और प्रशिक्षण पर निर्भर है जो प्रयोगों का संचालन करते हैं। ट्रेडमिल्स, एर्गोमीटर, या किसी अन्य इलेक्ट्रॉनिक मोटर चालित डिवाइस की विविधता एक मुद्दा हो सकता है, जैसा कि डी ग्रोट एट अल51द्वारा दिखाया गया है। जनसंख्या आधारित आंकड़ों के आदान-प्रदान में, किसी को परीक्षण परिणामों पर ऐसे मतभेदों की संभावित भूमिका के बारे में पता होना चाहिए । किसी भी व्हीलचेयर प्रयोग में, परीक्षण की स्थिति का उचित विवरण और गति, प्रतिरोध और बिजली उत्पादन के लिए वास्तविक मूल्यों की खुली प्रस्तुति किसी भी उपसमूह या माप स्थिति के लिए प्रस्तुत किया जाना चाहिए।

व्हीलचेयर प्रयोग में, परीक्षण नमूने की विषमता वास्तविक व्हीलचेयर उपयोगकर्ताओं पर ध्यान केंद्रित करते समय से बचना मुश्किल है। उन लोगों में, रीढ़ की हड्डी की चोट के साथ लोगों को सबसे अधिक बार अनुसंधान के अधीन हैं, क्योंकि वे अपने जीवन के आराम के लिए एक स्थिर रीढ़ की हड्डी घाव है करते हैं । घाव स्तर, पूर्णता, लिंग, आयु, प्रतिभा, और प्रशिक्षण की स्थिति ऐसे अध्ययन समूहों की विषमता का निर्धारण५७। बहुकेंद्र सहयोग के माध्यम से प्रतिभागियों की संख्या बढ़ाना इसे दरकिनार करने और पुनर्वास10के शुरुआती दौर में भी प्रयोग57की शक्ति को बढ़ाने का एक महत्वपूर्ण तरीका है . यह कागज उंमीद है कि पुनर्वास और अनुकूली खेल समुदायों में प्रयोग व्हीलचेयर पर एक व्यापक चर्चा के लिए एक कदम पत्थर है कि उंमीद है कि अंतरराष्ट्रीय सहयोग और शोधकर्ताओं के मौजूदा और नए नेटवर्क के माध्यम से ज्ञान विनिमय की ओर जाता है । पर्याप्त परीक्षण बुनियादी ढांचे की उपलब्धता नैदानिक पुनर्वास, अनुकूली खेल, और परे में प्रगति की लगातार निगरानी और मूल्यांकन की अनुमति देता है ।

Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

इस पांडुलिपि की तैयारी को सनवरकिंग्सवरबैंड नूरद-नेडरलैंड (ओपीएन0109) से अनुदान द्वारा आर्थिक रूप से समर्थन दिया गया था और आर्थिक मामलों के मंत्रालय के ज्ञान और नवाचार के लिए शीर्ष संघों के पीपीपी-भत्ते द्वारा सह-वित्तपोषित किया गया था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
'coast_down_test' software University Medical Center Groningen - Custom made
ADA3 software University Medical Center Groningen - Custom made
Angle sensor Mitutoyo Pro 360
Calibration weights (0-10kg in 1kg increments) University Medical Center Groningen - Custom made
Drag test force sensor (20kg) AST KAP-E/Z
Extra wide treadmill Motek-forcelink 14-890-0387
IMU sensor set X-IO Technologies NGIMU
Inertial dummy Max Mobility Optipush
Lightweight rope - - Custom made
Lode Ergometry Manager Lode LEM 10
Measurement wheel Max Mobility Optipush
Pulley system University Medical Center Groningen - Custom made
Spirometer COSMED K-5
Stopwatch Oneplus 6T Phone stopwatch
Tachometer Checkline CDT-2000HD
Treadmill attachment for drag test University Medical Center Groningen - Custom made
Weights for pulley (0-2kg in 5g increments) University Medical Center Groningen - Custom made
Wheelchair Küsschall K-series
Wheelchair roller ergometer Lode Esseda

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References

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