Burada, protokolleri insanda psikofiziksel yöntemler kullanılarak titreşim algılama eşikleri ve dokunsal keskinliği belirlemek için sunuyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Burada, protokolleri insanda psikofiziksel yöntemler kullanılarak titreşim algılama eşikleri ve dokunsal keskinliği belirlemek için sunuyoruz.
Titreşim ve ızgara oryantasyonu için psikofiziksel eşiklerin kesin olarak belirlenmesine izin veren testler, temel araştırmaların yanı sıra klinik tanı ile ilgili mekanosensoriyel fonksiyon hakkında değerli bilgiler sağlar. Burada, titreşim algılama eşiğini (otomatik sistem) ve dokunsal uzamsal keskinliği (el cihazı) belirlemek için tasarlanmış iki psikofiziksel testi açıklıyoruz. Her iki prosedür de iki aralıklı bir zorunlu seçim ve dönüştürülmüş bir kural yukarı ve aşağı deneysel paradigma uygular. Bu testler, ikizler veya sensörinöral işitme kaybı olan kişiler gibi farklı insan kohortlarından bireyler için mekanosensoriyel profiller elde etmek için kullanılmıştır.
Derideki özelleşmiş mekanosensoriyel reseptörler, titreşim algısına ve ızgara oryantasyonuna aracılık eder. Her mekanosensoriyel reseptör tipi, dokunsal uyaranların1,2 farklı özelliklerini tespit etmek için ayarlanmıştır. Bu özellik, basit sinüzoidal salınımlar (titreşim) veya ince ızgaralar sağlayan testler kullanarak mekanosensoriyel fonksiyonun farklılaştırılmış bir değerlendirmesi için psikofiziksel temel sağlar. Titreşim algısı için psikofiziksel eşiklerin yüksek frekanslı titreşimden düşük frekanslı titreşime göre daha düşük olduğu bilinmektedir3,4. Meissner ve Pacinian cisimcikleri ile ilişkili iki tip hızlı adapte olan mekanoreseptör, öncelikle sırasıyla düşük (10-40 Hz) ve yüksek (100-200 Hz) frekans titreşim uyaranlarını tespit eder5. Titreşim algısı için psikofiziksel eşiklerin, önemli ölçüde bu iki mekanoreseptör setinin en iyi frekanslarında aktivasyonuna bağlı olduğu düşünülmektedir6,7. Dokunsal uzamsal keskinlik, oryantasyonu bir denek7-9 tarafından ayırt edilebilen en iyi ızgarayı belirlemek için ızgara oryantasyon görevi tarafından test edilir. Merkel hücre-nörit kompleks afferentleri, ızgara oryantasyonunu tespit etmek için gereklidir8,10. İlginç bir şekilde, mekanoreseptörlerin son derece küçük dokunsal uyaranları nasıl tespit ettiğinin moleküler temelini anlamamızda son zamanlarda önemli ilerlemeler kaydedilmiştir11. Piezo2 gibi mekanosensitif iyon kanalları ve STOML3 gibi modülatörler,dokunma reseptörleri 12-15'teki ince dokunsal uyaranların tespitinde doğrudan rol oynamıştır. Piezo2 geninde fonksiyon değiştiren mutasyonlarla tanımlanmış insan hastalar zaten var ve bu tür hastaların dokunma eksikliği olup olmadığını test etmekönemli olacaktır 16.
Vibrotaktil eşiğin belirlenmesi, cilde titreşimli bir uyaranın verilmesine dayanır. Titreşim algılama eşikleri, titreşim frekansına göre değişir. Algılama eşiği eğrilerine titreşim frekansı, 1930'lardan 1990'lara kadar diğerlerinin yanı sıra von Bekesey, Verillo ve Bolanowski tarafından tanımlanmıştır5,17. İlk günlerdeki cihazlar çalkalayıcılara ve güç amplifikatörlerine dayanıyordu ve birkaç cihaz ticarileştirildi ve stimülatör seçimi (test frekansı), cilt ile temas eden probun çapı, stimülasyonu sınırlamak için bir çevre kullanımı ile ilgili çok fazla varyasyon var cildin bir bölgesine, ve eşiği belirleyen test protokolü (cihaz ve test özellikleri hakkında daha ayrıntılı bilgi için aşağıdaki referanslara bakın)18-20. Çoğu cihaz genellikle bir siteyi test eder; Bununla birlikte, 21 değiştirilebilen ayırma aralıklarına sahip titreşimli uyaranlar iletmek için21 prob ile donatılmış dikey yer değiştirme stimülatörleri kullanan yeni cihazlar vardır. Ayrıca, algılama eşikleri, sürekli stimülasyon ile titreşim frekansına veya yoğunluk ayrımına dayalı olarak ölçülür; veya maskeleme uyaranı olsun ya da olmasın aralıklı titreşim uyaranlarıyla. Bu nedenle, okuyucunun bu alandaki çok sayıda gelişmeden haberdar olmasını öneririz.
Burada, cihazın bileşenlerini ve insan deneklerde titreşim algılama eşiğini tahmin etmek için psikofiziksel testlerin nasıl yapılacağına dair adım adım bir kılavuzu açıklıyoruz. Daha sonra dokunsal keskinlik küpünü kullanarak dokunsal keskinliğin manuel olarak nasıl değerlendirileceğini gösteriyoruz. İki aralıklı, zorunlu seçim paradigması kullanıyoruz: uyaran her zaman iki aralıktan birinde sunulur ve öznenin hangi aralığın titreşim uyaranına sahip olduğunu belirtmesi gerekir. Test sırasındaki performansa dayalı olarak uyaran yoğunluğunu değiştirerek bir eşik araması yürüten uyarlanabilir yöntem olarak dönüştürülmüş bir kural yukarı ve aşağı kullanıyoruz. Her iki psikofiziksel protokol de araştırmacılar tarafından dokunma hassasiyetindeki değişikliklerin değerlendirilmesi için bir tarama aracı olarak kullanılabilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
test protokolü Charité-Universitätsmedizin Etik Komitesi tarafından onaylandı.
1. Titreşim Algılama Eşiği (VDT)
2. Dokunsal Mekansal Keskinliği Testi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
piezoelektrik aktüatör konuya titreşim uyarıcı sağlar. Titreşim uyaran 1.8 saniyelik bir toplam kalış süresine sahiptir ve birinci ya da ikinci aralığı (Şekil 2A) ne deneme sırasında sadece bir kez gösterilmiştir. Yükselişi ve başlangıç zamanı sonbahar ve uyaran ofset sırasıyla nerede işlevleri (1-e bt) ∙ Genlik ∙ sinüs (frekans) ve (e bt) ∙ Genlik ∙ sinüs (frekans) tarafından belirlenir b 9.1 olarak belirlenmiştir. yükselmesi ve başlangıç düşme...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
VDT değerlendirmek için kullanılan teknikler cihaz özellikleri, donanım ve test protokollerine olarak değişir. International Organization for Standardization bir vibrometreler çeşitli bileşenleri için öneriler (ISO 13091-1 ve 2 26,27) da dahil olmak üzere vibrotactile eşiklerini analiz etme ve yorumlama usul ve esasları kapsar açıklanan test sistemi test frekans aralığı için ilgili ISO önerilerini riayet (4-125 Hz), yöntem prob boyutu (yukarı-aşağı merdiven ve zorla seçim varyantı) (düz düz ve yuvarlak kenarl...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.
Yukarıda açıklanan titreşim testine yol açan araştırma ve geliştirme, Avrupa Araştırma Konseyi (ERC, ADG 294678) ve Alman Araştırma Konseyi (hibe, SFB665) tarafından finanse edilmiştir. Projede paha biçilmez yardımlarda bulunan Max-Delbrück Merkezi teknik ve destek personeli Bay R. Fischer, B. Neumann ve Bay M. Pflaume'ye teşekkür ederiz.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Piezo aktüatör | Physik Instrument, Almanya | P-602.1L | Entegre konum sensörü ve hareket amplifikatörüne sahip doğrusal piezoelektrik aktüatör, voltaj uygulandığında uzayan ve büzülen piezoseramik bir malzeme içerir. Piezoelektrik aktüatör 100 >m'ye kadar hareket eder. Aktüatör, eğilme veya yanal kayma olmadan düz hareket sağlayan bir eğme kılavuzu ile donatılmıştır. Yer değiştirme doğrusaldır ve kalibrasyon üretici tarafından yapılır ve kontrol edilir. Probun eksen üzerindeki hareketinin mikroskop altında kontrol edilmesi önerilir. Üreticiye göre, uyaran genliği 1000 Hz'lik salınım frekanslarında %20'den daha az sönümlenir. Bu, bir kuvvet veya yer değiştirme ölçüm cihazı (örneğin Kleindiek'ten kuvvet dönüştürücü) kullanılarak kontrol edilebilir. |
| Piezo Amplifikatör / Servo Denetleyici | Fizik Enstrümanı, Almanya | E-665 | E-665 amplifikatör / kontrolör, sensör konumu geri bildirimli (SGS sensörleri) bir sistemde düşük voltajlı bir piezoelektrik aktüatörün yer değiştirmesini sürer ve kontrol eder. Servo kontrolör, kapalı döngü çalışması için seçenek sunar. Sinüzoidal ve salınımlı uyaranlar uygulanırken, genlik sinyali 500 Hz'den başlayarak ayarlanan genlikten sapar ve 1000Hz'de maksimum %20'lik bir azalmaya ulaşır. |
| LabChart Software | ADInstruments, USA | LabChart 7, MLU60/8 | Psikofiziksel test algoritmasının makrosunu oluşturabilir, saklayabilir ve çalıştırabilir. |
| PowerLab | Cihazları, ABD | PowerLab 4/35 PL3504 | Veri Toplama Donanımı. LabChart yazılımı ile birlikte kullanılır. |
| Pirinç çubuk | özel yapım | çubuk, 15,5 kg ağırlığındadır. Peizoelektrik aktüatör pirinç çubuğa monte edildiğinde, cilt yüzeyine 30 g ağırlığında bir kuvvet uygulamalıdır. | |
| Monitör | Özel yapım | 1. ve 2. aralığı işaretlemek için. Monitör, özneye uyaranın sunulabileceği zaman aralıklarını gösterir. | |
| Yanıt kutusu | Özel yapım | Konu, uyaranın meydana geldiği aralığı gösterir. | |
| Yönetim Kurulu | Özel yapım | Üst yüzey pürüzsüz (Plastik), alt yüzey köpükten yapılmış olmalı, kaçak titreşimin uyarıcı pobe'a iletilmesini önlemek için. | |
| Prob | Özel yapım | : Bir vida başına tutturulmuş, düzleştirilmiş kenarları (termoplastik malzeme) olan düz, dairesel bir prob. Vida, piezoelektrik aktüatörün hareketli kısmına doğrudan sıkılmak için uygun boyutta olmalıdır. Probun boyutu tercihe göre olabilir; Bizim durumumuzda, çap 8.21 mm ve yüzey alanı 52.9 mm2. | |
| Labchart Script | istek üzerine gönderilebilir. Ek kod dosyasına bakınız. | ||
| Dokunsal Keskinlik Küpü | MedCore | Küp, her biri genişlikleri 0,75, 1,25, 1,75, 3,0, 4,5 ve 6,0 mm olan bir ızgara (çubuk ve oluk) içeren 6 kenardan oluşur. |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.