Name: Vibrotactile Uyaranların için İstemli motor Yanıtları güncelliği ve doğruluğundan değerlendirilmesi için bir yöntem (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-02T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 28 s
Description: Öğrenin, vibrotaktil uyaranlara gönüllü motor yanıtlarının hızını ve doğruluğunu değerlendirme yöntemini. Bu teknik, rehabilitasyon mühendisliğinde duyusal geri bildirim uygulamaları için uyarlanabilir.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu protokol, Kanada Doğa Bilimleri ve Mühendislik Araştırma Konseyi (grant RGPIN 401963) tarafından desteklenen araştırmalar için geliştirilmiştir.

Aşağıdaki protokol Hollanda Bloorview Çocuk Rehabilitasyon Hastanesi Araştırma Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır. 1. Motor Kalibrasyon <ol><li> Bir USB bağlantı noktasını kullanarak bilgisayara mikro kartını takın. </li><li> Orijinal mikro yazılımı kullanarak, daire sağ ok ile gösterilen &quot;Yükle&quot; simgesini tıklayarak USB bağlantısını kullanarak kuruluna özel komut dosyası, &quot;Motor_and_AccelerometerTest.ino&quot; yükleyin. <ol><li> Titreşim düzeyi &quot;analogWrite&quot; komutunu kullanarak kapalı pozisyonunda motoru koymak için sıfıra ayarlanmış olduğundan emin olun. Kod &quot;analogWrite (vibe1,0);&quot; okumalısınız. </li><li> mikro kodda, &quot;vibe1&quot; değişkeni başlatarak ilgi motora gelen (PWM) çıkış pimi modüle darbe genişlik belirtin. Not: PWM sinyalleri mikrodenetleyici tarafından oluşturulan dijital sinyalleri yaklaşık analog çıkış üretir. pimleri labele vardırsayısal fiziksel mikrodenetleyici d. Motor PWM çıkış pimi &#39;3&#39; bağlı, örneğin, daha sonra temin etmesi &quot;Int vibe1 = 3;&quot; kodunda belirtilmiştir. </li></ol></li><li> mikrodenetleyici kurulu analog giriş bağlantı noktalarından birine üç eksenli ivme z ekseni çıkışını ve olumlu bağlanmak ve zemin sırasıyla mikrodenetleyici kurulu 5V ivmeölçer ve toprak (GND) limanlarından yol açar. </li><li> Şekil 2&#39;de gösterildiği gibi Z-ekseni, motorun düz bir yüzeye dik olan sağlanması, titreşimli motora ivmeölçer monte edin ve sert bir yüzeye motoru yerleştirin. </li><li> veri toplama yazılımı &quot;Motor_Calibration.vi&quot; dosyasını açın ve bir USB portu üzerinden bilgisayara mikrodenetleyici bağlayın. </li><li> sağlanan alanlar kullanılarak, açılır menünün yanı sıra örnekleme hızı ve num kullanarak, mikro girişi için seri bağlantı noktasını belirtmekNumunelerin ber toplamak için. Bu deneyler ivme verilerinin aliasing önlemek için 500 Hz örnekleme oranı standarttır ve 1000 örnekleri yaygın kaydedilir Not:. </li><li> &quot;Motor_and_Accelerometer.ino&quot; kodunu kullanarak, titreşimli motora verilen PWM darbeleri istenen görev döngüsünü belirlemek, bir kez daha &quot;analogWrite&quot; komutunu kullanarak ve motorları kontrol mikrodenetleyici programı yeniden indirmek (Adım 1.1 bakınız ). Örneğin, 100 darbe sayısını ayarlamak için, kod okumalısınız &quot;analogWrite (vibe1,100);&quot;. Tablo 1 PWM değerler ve bunlara karşılık gelen görev çevrimleri. </li><li> &quot;MotorCalibration.vi&quot; arabirimde Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) ekranı kullanarak, büyük tepe belirlemek ve (yatay eksen itibaren) karşılık gelen titreşim frekans değerini kaydedin. </li><li> Yineleyin her PWM frekans pai kayıt istenilen frekans ulaşılana kadar PWM düzeylerini ayarlayarak, 1.7-1.8 Adımlarır. 100 Hz frekans hedef ise en büyük tepe yatay eksende 100 Hz işareti üzerine oluşuncaya kadar, örneğin, Adımları 1.7-1.8 gerçekleştirin. Not: Bu protokolde kullanılan titreşim motorları için hedeflenen titreşimler daha iyi literatürde 5,10,13 tarif deride mekanoreseptörlerin tepkisi frekanslarını maç için 60-400 Hz aralığında durmalıdır. </li><li> Tekrarlayın elle bir elektronik tablo veya kalem ve kağıt ile her motor için PWM frekans ilişkinin kaydedilmesi, 1.2.2 her motor için 1.8 Adımlar. </li><li> &quot;Experiment_1.vi&quot; dosyasını açın. Her motor için, açılır frekans menüsünde sağ tıklayın ve &quot;Mülkiyet&quot; i seçin. &quot;Edit Öğeler&quot; sekmesinde, Adımlar 1,8-1,9 belirlenen istenen frekansları ve ilgili PWM seviyelerini girmek için tabloyu kullanın. Çıkmak için &quot;Tamam&quot; seçeneğini seçin. </li><li> Sistem tasarımı yazılımının her sanal arabirim (VI) dosyası için tekrarlayın Adım 1.11 test sırasında kullanılmak üzere (örneğin, &quot;Experiment_2.vi &quot;,&quot; Experiment_3.vi &quot;, vb.) </li></ol><img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/54223/54223fig2.jpg" /> Accelerometer Motor monte edilir Şekil 2.. Tri-eksenli akselerometre (yeşil) kalibrasyon için motorun düz bir yüzeye onun z-ekseni dik olan sikke motora monte edilir. Her motor farklı görev çevrimleri kullanılarak aktive edildi ve karşılık gelen titreşim frekansları ivmeölçer tarafından kaydedildi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54223/54223fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> 2. Motors Yerleştirme <ol><li> Tüm motorlar (bölüm 2) kalibre edildikten sonra, uyluk takar. <ol><li> Bu yazıda anlatılan sonuçları elde etmek için, yaklaşık olarak yarıda olmak, anterior, posterior, medial ve uyluk yan yüzeyleri üzerine birer motoru yerleştirinbüyük trokanteri ve lateral femoral kondil (ya da diz üstü amputasyon için ekstremitenin distal ucunun) arasını doldurun. Not: Her motorun belirli yerleri ilgi araştırma soruları ve bölgelere göre değişebilir, ve bu tür cilt mekanoreseptörlerin türü ve mekansal dağılımı gibi anatomik ve fizyolojik faktörler tarafından etkilenebilir. </li></ol></li><li> çift ​​taraflı bant kullanarak doğrudan cilde motorlar takın. Not: Her motorun etrafında bölgeyi Tıraş gerekli değildir, ancak cilde onların yapışma (Şekil 3) artırabilir. giyim, prostetik astar, yada algısına başka malzemeden etkileri ilgi alanıma giren uygulamalarda, yerine deri karşı daha bahsedilen malzeme üzerine motorlar yerleştirin. </li></ol><img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/54223/54223fig3.jpg" /> Deneylerin için Şekil 3. Test Platformu. Özel bir test platformu ev t inşa edildio panoları mikrodenetleyici ve butonlar. Motorlar (gösterildiği gibi) cilde doğrudan bağlı, ya da motor ve cilt arasında bir protez astar ile. Edilebilir <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54223/54223fig3large.jpg" target="_blank">, bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> 3. Deney 1: Uyarılar ve Kayıt Tepki Süresi uygulama <ol><li> ile &quot;Motor_and_Accelerometer_Test.ino&quot; yerine Kontrolörün beraberindeki yazılım paketi ile &quot;LVIFA_Base.pde&quot; dosyasını açıp Adım 1.1 tekrarlayarak veri toplama yazılımı aracılığıyla kurulu kontrolünü sağlamak için firmware ile mikro pansiyon, flaş Re &quot; LVIFA_Base.pde &quot;komut dosyası. </li><li> Bir seri-USB konektörü kullanarak bilgisayarın USB bağlantı noktalarından birine doğrudan push-button bağlayın. Gerekli tüm sürücüler yüklü olduğundan emin olun. </li><li> &quot;Experiment_1.vi&quot; arayüzünü açın. </li><li> seri belirtinsırasıyla, &quot;Motor Girdi&quot; ve &quot;Yeşil Düğme&quot; etiketli açılır menülerden ilgili seri port kimlik numaraları seçerek motorlara bağlı mikrodenetleyici için limanlar ve buton. bilgisayarın işletim sistemi aygıt yöneticisi programını kullanarak seri port kimlik numaralarını belirleyin. </li><li> sonuçlarını kaydedin ve programı başlatmak için dosyayı seçin. </li><li> Seçin motorlar ve frekanslar &quot;Experiment_1.vi&quot; arayüzde her motor için açılan menülerden seçerek aktive edilecek. katılımcı basın titreşim hissetti zaman geri besleme uygulandığı bacak itme düğmesi vardır. düğmesine basıldıktan sonra, saat sayma durduğunu belirterek veri toplama yazılım arayüzü yanıtı onaylamak ve açılır menülerden frekansların yeni bir dizi seçerek bir sonraki duruşma için motorlar sıfırlayın. </li><li> Deney tamamlandığında, dr kullanınopdown menüler sıfır konumuna tüm motorlu frekansları dönmek ve motor kontrol kartına bağlantıyı sonlandırmak için &quot;Dur Programı&quot; düğmesini seçin. </li></ol> 4. Deney 2: Uyaranların arasında ayrım Not: Bu deney, bir tek motor ve birden fazla motor kullanılabilir Deney 1. tamamen bağımsız bir şekilde gerçekleştirilebilir. motorların belirli yerleri uygulama ve araştırma soruları bağlı olarak değişebilir. <ol><li> Seri USB bağlantısı ile başka bir USB portuna ikinci bir buton bağlayın. </li><li> &quot;Experiment_2.vi&quot; veri toplama arabirimini açın. </li><li> özel araştırma uygulama için gerekli yerlerde ve konfigürasyonlarda motorları yerleştirin. Örneğin, ön, arka, yan her biri üzerinde, ortada büyük trokanter ve lateral femoral kondilin (veya ampüteler için kolun uzak ucuna) arasında, uyluk tek motorlar yerleştirin ve uyluğun medial yüzeyleri ebacak 10,11, bu kısımların her birinin frekans hassasiyeti xamine. </li><li> mikrodenetleyici kurulu ve Adım 3.4 ile aynı prosedürü kullanarak hem butonlar için seri port belirtin. her porta atanan hangi buton not ettiğinizden emin olun. </li><li> etkinleştirilmesini özel motorlar ve yazılım arayüzü &quot;Motor&quot; simgeleri tıklayarak frekansları istenen dizisini seçin. Örneğin, üç frekansları denenmektedir varsayalım gibi 140 Hz, 180 Hz ve 220 Hz. bir dizi test 140 Hz ve ardından (1), 180 Hz, 140 Hz ve ardından (2) 220 Hz ve 220 Hz, ardından (3), 180 Hz olabilir. </li><li> Girdi gecikmeli zaman ve stimülasyon süresi başlar. 1.5 sn gecikme ve stimülasyon süreleri hem de tipiktir. </li><li> programını başlatın. Not: Adım 4.6 belirtilen gecikme, program Adım 4.5 seçilen eşleştirilmiş frekanslar dizisi motoru (ler) aktive eder sonra. Örneğin, 180 Hz vs 220 Hz ise seAdım 4.5 seçilir ve karşılık gelen motoru ilk 220 Hz geçmeden önce belirli bir süre boyunca 180 Hz&#39;de titrer. </li><li> İkinci algılanan frekans ilk daha yüksek veya daha düşük olup olmadığını seçmek için iki buton katılımcı birine basın var. Yanıtlar otomatik olarak program tarafından kaydedilecektir. </li></ol>

<ol><li>Tate, J. J., Milner, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+kinematic%2C+temporospatial%2C+and+kinetic+biofeedback+during+gait+retraining+in+patients%3A+a+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Ther%22%5BJournal%5D)">Real-time kinematic, temporospatial, and kinetic biofeedback during gait retraining in patients: a systematic review.</a> Phys. Ther. 90 (8), 1123-1134 (2010).</li>
<li>Onate, J. A., Guskiewicz, K. M., Sullivan, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Augmented+feedback+reduces+jump+landing+forces%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Orthop.+Sports+Phys.+Ther%22%5BJournal%5D)">Augmented feedback reduces jump landing forces.</a> J. Orthop. Sports Phys. Ther. 31 (9), 511-517 (2001).</li>
<li>Cholewiak, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+perception+of+tactile+distance%3A+Influences+of+body+site%2C+space%2C+and+time%5BTitle%5D)+AND+%22Perception%22%5BJournal%5D)">The perception of tactile distance: Influences of body site, space, and time.</a> Perception. 28 (7), 851-875 (1999).</li>
<li>Zhang, Z., Wu, H., Wang, W., Wang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+smartphone+based+respiratory+biofeedback+system%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+2010+3rd+Int.+Conf.+Biomed.+Eng.+Informatics%22%5BJournal%5D)">A smartphone based respiratory biofeedback system.</a> Proc. 2010 3rd Int. Conf. Biomed. Eng. Informatics. 2, 717-720 (2010).</li>
<li>Wentink, E. C., Mulder, A., Rietman, J. S., Veltink, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vibrotactile+stimulation+of+the+upper+leg%3A+Effects+of+location%2C+stimulation+method+and+habituation%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Annu.+Int.+Conf.+IEEE+Eng.+Med.+Biol.+Soc%22%5BJournal%5D)">Vibrotactile stimulation of the upper leg: Effects of location, stimulation method and habituation.</a> Proc. Annu. Int. Conf. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. , 1668-1671 (2011).</li>
<li>Rusaw, D., Hagberg, K., Nolan, L., Ramstrand, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Can+vibratory+feedback+be+used+to+improve+postural+stability+in+persons+with+transtibial+limb+loss%3F%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Rehabil.+Res.+Dev%22%5BJournal%5D)">Can vibratory feedback be used to improve postural stability in persons with transtibial limb loss?</a> J. Rehabil. Res. Dev. 49 (8), 1239-1254 (2012).</li>
<li>Goodworth, A. D., Wall, C., Peterka, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+feedback+parameters+on+performance+of+a+vibrotactile+balance+prosthesis%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Neural+Syst.+Rehabil.+Eng%22%5BJournal%5D)">Influence of feedback parameters on performance of a vibrotactile balance prosthesis.</a> IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng. 17 (4), 397-408 (2009).</li>
<li>Asseman, F., Bronstein, A. M., Gresty, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+vibrotactile+feedback+of+instability+to+trigger+a+forward+compensatory+stepping+response%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Using vibrotactile feedback of instability to trigger a forward compensatory stepping response.</a> J. Neurol. 254 (11), 1555-1561 (2007).</li>
<li>Fan, R. E., Culjat, M. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+haptic+feedback+system+for+lower-limb+prostheses%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Neural+Syst.+Rehabil.+Eng%22%5BJournal%5D)">A haptic feedback system for lower-limb prostheses.</a> IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng. 16 (3), 270-277 (2008).</li>
<li>Sharma, A., Torres-moreno, R., Zabjek, K., Andrysek, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+an+artificial+sensory+feedback+system+for+prosthetic+mobility+rehabilitation%3A+Examination+of+sensorimotor+responses%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Rehabil.+Res.+Dev%22%5BJournal%5D)">Toward an artificial sensory feedback system for prosthetic mobility rehabilitation: Examination of sensorimotor responses.</a> J. Rehabil. Res. Dev. 51 (6), 416-425 (2014).</li>
<li>Sharma, A., Leineweber, M. J., Andrysek, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+cognitive+load+and+prosthetic+liner+on+volitional+response+times+to+vibrotactile+feedback%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Rehabil.+Res.+Dev%22%5BJournal%5D)">The effects of cognitive load and prosthetic liner on volitional response times to vibrotactile feedback.</a> J. Rehabil. Res. Dev. , (2016).</li>
<li>Crea, S., Cipriani, C., Donati, M., Carrozza, M. C., Vitiello, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Providing+Time-Discrete+Gait+Information+by+Wearable+Feedback+Apparatus+for+Lower-Limb+Amputees%3A+Usability+and+Functional+Validation%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Neural+Syst.+Rehabil.+Eng%22%5BJournal%5D)">Providing Time-Discrete Gait Information by Wearable Feedback Apparatus for Lower-Limb Amputees: Usability and Functional Validation.</a> IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng. 23 (2), 250-257 (2015).</li>
<li>Bolanowski, S. J., Gescheider, G. A., Verrillo, R. T., Checkosky, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Four+channels+mediate+the+mechanical+aspects+of+touch%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Acoust.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Four channels mediate the mechanical aspects of touch.</a> J. Acoust. Soc. Am. 84 (5), 1680-1694 (1988).</li>
<li>Giggins, O. M., Persson, U. M., Caulfield, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofeedback+in+rehabilitation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neuroeng.+Rehabil%22%5BJournal%5D)">Biofeedback in rehabilitation.</a> J. Neuroeng. Rehabil. 10 (1), 60(2013).</li>
<li>Shull, P. B., Jirattigalachote, W., Hunt, M. A., Cutkosky, M. R., Delp, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantified+self+and+human+movement%3A+A+review+on+the+clinical+impact+of+wearable+sensing+and+feedback+for+gait+analysis+and+intervention%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+Posture%22%5BJournal%5D)">Quantified self and human movement: A review on the clinical impact of wearable sensing and feedback for gait analysis and intervention.</a> Gait Posture. 40 (1), 11-19 (2014).</li>
<li>Goodworth, A. D., Peterka, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensorimotor+integration+for+multisegmental+frontal+plane+balance+control+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Sensorimotor integration for multisegmental frontal plane balance control in humans.</a> J. Neurophysiol. 107 (1), 12-28 (2012).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Bu protokolün amacı, vibrotactile ASF uygulamalarında stimülasyon parametreleri değerlendirmek için bir çerçeve sağlamaktır. Özellikle, kullanıcı sensorimotor cevabına titreşim frekansı, genliği, yer ve dizinin etkilerini inceler. Bu çerçeve üzerine inşa ve daha klinik açıdan böyle bir ortak bükme veya başka bir bacak ağırlık kayması olarak olabilir kullanıcı tepkisinin ilave veya alternatif türleri içerecek şekilde genişletilebilir. Bu tür değişiklikleri gibi eylemsiz ölçü birimlerini (lerle) veya basınç sensörleri gib...

Yapay duyusal geribildirim (ASF) sık sık tehlikeye propriosepsiyon ya da diğer duyusal mekanizma telafi bireylere gerçek zamanlı biyolojik bilgi sağlama uygulama olarak tanımlanabilir. Bireylerin kez otonom sinir sistemi 4 istemsiz bir tepki vardı fiziksel süreçleri kontrol etmesini sağlayan, 3 - ASF uzun fiziksel fonksiyon ve hareket 1 yönlerini kurtarma yardımcı olmak için yaralı ya da engelli kişilerin rehabilitasyonu alanda kullanılmaktadır. ASF, biyomekanik biofeedback bir alt kategori, kinematik dengelemek ya da yürüyüş ile ilgili parametreleri ölçmek ve uygulamalı uyaran çeşit yoluyla bireye bu bilgileri iletişim kurmak için harici sensörler kullanır. biyomekanik geribildirim giderek daha popüler bir yaklaşım mekansal yanı sıra zamansal geribildirim sağlamak için vücudun farklı bölgelerinde yerleştirilen küçük titreşimli motorlar, ya da kontaktörü, istihdam etmektedir. Önceki edebiyat p gösterdialt ekstremite amputasyon, vestibüler engelli bireylere uygulamalarda vibrotactile geribildirim kullanımını destekleyen sonuçlar romising ve yaşlanma-ilgili denge 5 kaybını - 9. Belirli uyaranlara bireyin algı ve tepki kontrol eden mekanizmaların tam olarak anlamak, farklı uygulamalar için ASF sistemlerinin etkin bir şekilde uygulanmasını bilgilendirmek için gereklidir. vibrotactile geribildirim için, bu mekanizmalar arasında baş propriosepsiyonu ve sensorimotor tepkisi, özellikle uygulanan titreşimlere kullanıcı duyarlılık ve istenen reaksiyonu yürütmek için gerekli olan zaman vardır. Titreşim uyaranlara yoluyla iletilen herhangi bir duyusal bilgi, belirli titreşim frekansı kombinasyonları, genlik, konumu ve dizi olarak kodlanmış olması gerekir. Bu nedenle, vibrotactile ASF sistemlerinin tasarımı olarak, uyaranların kullanıcının algı ve yorumlama maksimize etmek parametrelerin kombinasyonları seçmelisiniziyi zamanında ve ortaya çıkan motorun tepki doğruluğu. Bu protokolün amacı, farklı duyusal engelli nüfusa sahip kullanılmak üzere ASF sistemlerinin tasarımını bilgilendirmek için çeşitli titreşim uyaranlara yanıt süreleri ve tepki doğruluğunu değerlendirmek için bir platform sağlamaktır. Yöntemleri burada açıklanan dokunsal ve vibrotactile geribildirim 3,5,6 insan algısını keşfetmeye önceki araştırmalar üzerine inşa ve iki önceki çalışmalarda 10,11 kullanılmak üzere geliştirilmiştir. Son iki çalışma her iki parametre önemli ölçüde sonuç önlemleri etkilediği gösteren alt ekstremite amputasyon doğruluk ve kullanıcı tepkilerinin zamanında titreşim frekansı ve konumu etkilerini incelemek için bu protokolü istihdam ve tepki doğruluğu yüksek derecede olabilir elde etti. Bu sonuçlar, gelecekteki çalışmalar ve vibrotactile ASF sistemlerinin klinik uygulamalarda kontaktörü ideal yerleşim bilgilendirmek için kullanılabilir. Diğer son çalışmasıCrea ve ark., 12 algılanan titreşim desenleri değişiklikleri yerine motor tepkisini belirtmek için sözlü tepkiler kullanarak, yürüyüş sırasında uyluk uygulanan titreşim desenleri değişikliklere kullanıcı duyarlılığı incelendi. Bu sözlü tepkiler algılama doğruluğunu ölçmek için kullanılabilir olsa da, motor kontrol sürecinde mevcut olabilir hatalar ve gecikmeler hesaba katmaz. Aşağıdaki deneyler için birincil kurulum darbe genişliği modüle bir mikro kurulu çıkış pini bağlanmış titreşimli motorların birçok parçadan oluşur. pansiyon, sırayla, ticari olarak mevcut sistem tasarım yazılımı çalıştıran bir bilgisayara Universal Serial Bus (USB) bağlantısı üzerinden kontrol edilir. Motorlar yeterli voltajı sağlamak için ek bir yükseltme devresi gerektirir ve mevcut vibrasyon geniş bir frekans aralığı üzerinde temin edilir. Bir örnek amplifikatör devresi Şekil 1&#39;de gösterilmiştir. Iki kutuplu kavşak transistor (BJR) Şekil etkinliğinin arttırılması ile ve daha küçük boyutta daha küçük metal oksit yarı-iletken alan etkili transistor (MOSFET) ile ikame edilmiş olabilir. Aynı şekilde, tüm amplifikatör devresi ek kontrol ve indirgenmiş boyutu sağlamak için bir kullanıma hazır haptik motor sürücü ile ikame edilmiş olabilir. Her motor kendi devresini gerektirir ve on motorlar kadar bu yazıda belirtilen ekipmanı kullanarak tek bir mikroişlemci kurulu tarafından kontrol edilebilir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/54223/54223fig1.jpg" /> Şekil 1. Motor Kablolama. (A) tek bir titreşim motoru için amplifikasyon devresi gösterilmiştir. Her motor ayrı bir devre gerektirir ve mikrodenetleyici üzerinde benzersiz bir PWM çıkış portuna bağlı olmalıdır. V DD burada mikrodenetleyici tarafından sağlanan 3,3 V gücünü temsil ve sıfır gerilim uygulaması R2 transistör anahtarı sağlamak için açılan resister olarak hizmet direnç açık kalırYalan. (B) iki motorun fiziksel kablolama bir örnek. sekiz ayrı yükseltme devresi gösterilmiştir, ancak sadece iki titreşim işletme motorlarına bağlanmıştır. Bu protokol, R1 = 4.7 kÊ ve R2 = 100 kÊ içinde. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54223/54223fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

<table><tbody><tr><td>Titreşimli Çağrı Cihazları Motorları</td><td>Hassas Mikro Sürücüler</td><td>Model 310-101</td><td>Madeni para eksantrik döner kütle motorları. İlgilenilen tüm konumları ve etkileşimleri test etmek için gerektiği kadar çok</td></tr><tr><td>Üç eksenli İvmeölçer</td><td>Boyut Mühendisliği</td><td>ADXL 335</td><td>Gelişmiş analog ivmeölçer. 500 ve nbsp; Hz bant genişliği, 3.5-15&nbsp; V girişi. Hareket, eğim ve eğim ölçümünün yanı sıra titreşim ve şok algılama için tasarlanmıştır.</td></tr><tr><td>Arduino Uno</td><td>Arduino</td><td>DEV-11021</td><td>Üç eksenli ivmeölçer ile iletişim kurmak için mikrodenetleyici kartı</td></tr><tr><td>Arduion Mega 2560</td><td>Arduino</td><td>DEV-11061</td><td>Titreşim motorlarıyla arayüz oluşturmak için mikrodenetleyici kartı.</td></tr><tr><td>LabVIEW</td><td>Ulusal Aletler Motorları</td><td></td><td>kontrol etmek ve ivmeölçer sinyallerini görüntülemek için kullanılan veri toplama yazılımı</td></tr><tr><td>Arduino IDE Yazılımı</td><td>Arduino</td><td>v. 1.6.5</td><td></td></tr><tr><td>Buton</td><td>Köprüleri</td><td>Buddy Button</td><td>2.5&nbsp; içinde/6.35&nbsp; İşitsel bir tıklama ve dokunsal geri bildirim sağlayan CM aktivasyon yüzeyi.</td></tr><tr><td>İsteğe bağlı:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Özel dokunsal motor sürücüsü</td><td>Texas Instruments</td><td>DRV2605L</td><td>Adım 1'de açıklanan tüm amplifikasyon devresini değiştirmek için kullanılabilir.</td></tr><tr><td>Esnek giyilebilir gonyometre</td><td>Biyometri Ltd.</td><td>SG110</td><td>Uyaranlara yanıt olarak eklem hareketini ölçmek için basma düğmesi yerine kullanılabilen iki hareket düzlemine kadar açıları ölçmek için çift eksenli esnek gonyometreler. www.biometricsltd.com/gonio.htm</td></tr></tbody></table>

vibrotactile uyaranların için İstemli motor yanıtları güncelliği ve doğruluğundan değerlendirilmesi için bir yöntem

A Method for Evaluating Timeliness and Accuracy of Volitional Motor Responses to Vibrotactile Stimuli

Yapay duyusal geri bildirim (ASF) sistemleri, alt ekstremite bozukluğu olan bireylerde kaybedilen propriyosepsiyonu telafi etmek için kullanılabilir. Bu ASF sistemlerinin etkili tasarımı, belirli geri besleme mekanizmasının parametrelerinin kullanıcı algısını ve uyaranlara tepkisini nasıl etkilediğinin derinlemesine anlaşılmasını gerektirir. Bu makale, insan katılımcılara vibrodokunsal uyaranlar uygulamak ve tepkilerini ölçmek için bir yöntem sunmaktadır. Dönen kütle titreşimli motorlar, katılımcının uyluğunda önceden tanımlanmış yerlere yerleştirilir ve özel donanım ve yazılım aracılığıyla kontrol edilir. Katılımcıların titreşimli uyaranlara istemli tepkilerinin hızı ve doğruluğu, araştırmacı tarafından belirlenen motor yerleştirme ve titreşim frekansı kombinasyonları için ölçülür. Burada açıklanan protokol, vibrotaktil uyaranlara basit bir ikili yanıt toplamak için basmalı düğmeler kullanırken, teknik, sırasıyla eklem açısı ve ağırlık taşıma oranlarını ölçmek için atalet ölçüm birimleri veya basınç sensörleri kullanılarak diğer yanıt mekanizmalarına genişletilebilir. Benzer şekilde, vibrotaktil uyaranların uygulanması, uyluk dışındaki vücut segmentleri için araştırılabilir.

Şekil 4, tek bir motor bir 180 Hz titreşim frekansı PWM değerini tanımlayan kalibrasyon eğrilerini göstermektedir. primer frekans başak 180 Hz oluşana kadar% 50 görev döngüsü başlayarak, PWM değerleri tekrarlanır. Başarılı kalibrasyon denemeleri birincil titreşim frekansında net bir başak göstermesi gerekir. Ya da bir destek yüzeyine motorun motor ivme zayıf sabitleme açık bir sivri olmayan daha yaygın bir FFT neden olabilir. bağlar daha iyi bir bağlantı sağlamak için ayarlanabilir edildikten sonra bu d...

Bu makalede, bir insan katılımcı uyluk vibrotactile uyarıcısının uygulanmasının ve stimülasyon konumu ve frekans çeşitli kombinasyonları için katılımcının istemli tepki hassasiyeti ve reaksiyon zaman ölçümü için bir yöntem açıklanır.

Vibrotactile Uyaranların için İstemli motor Yanıtları güncelliği ve doğruluğundan değerlendirilmesi için bir yöntem

Artificial sensory feedback (ASF) systems can be used to compensate for lost proprioception in individuals with lower-limb impairments.  Effective design ...

Bu deneysel protokolün genel amacı, bir bireyin belirli vibrotaktil uyaran türlerine ne kadar hızlı ve doğru yanıt verebildiğini değerlendirmektir. Bu yöntem, rehabilitasyon mühendisliği alanında; ne tür duyusal bilgilerin vibrotaktil geri bildirim yoluyla iletilebileceği ve duyusal bilgileri vibrotaktil sinyallerle temsil etmenin en iyi yolunun ne olduğu gibi temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, farklı biyolojik geri bildirim uygulamaları için oldukça esnek olması ve reaksiyon kuvvetini ölçen basınç sensörleri veya eklem açılarını ölçen goniometreler gibi çeşitli biyosensörlerle kullanıma kolayca uyarlanabilmesidir.Bu yöntem, insanların uyluğun belirli bölgelerine uygulanan titreşimlere nasıl tepki verdiğine dair bilgi sağlasa da, vücudun diğer bölgelerine de genişletilebilir. Farklı taktil konfigürasyonları test ederek, biyogeribildirim yoluyla ne tür bilgilerin iletilebileceğini daha iyi anlayabiliriz. Bu prosedürü laboratuvarımızdaki lisansüstü öğrencisi Sam Shi uygulamalı olarak gösterecektir.Geniş mikrodenetleyici kartını bir USB portu üzerinden bilgisayara bağlayarak motor kalibrasyonuna başlayın. Orijinal mikrodenetleyici yazılımı içerisinde, USB bağlantısını kullanarak özel motor_test.ino betiğini karta yüklemek için daire içindeki sağ ok ile belirtilen yükle simgesine tıklayın.Ardından, üç eksenli ivmeölçerin Z ekseni çıkışını, daha küçük olan mikrodenetleyici kartının analog giriş portlarından birine bağlayın. İvmeölçerin pozitif ve toprak hatlarını sırasıyla mikrodenetleyici kartının uyluk cıvatası ve toprak portlarına bağlayın. Sonrasında, z ekseninin motorun düz yüzeyine dik olduğundan emin olarak ivmeölçeri titreşimli motora monte edin ve ardından motoru sert bir yüzey üzerine yerleştirin.Veri toplama yazılımındaki motor_calibration.vi dosyasını açın ve ivmeölçer için kullanılan daha küçük mikrodenetleyiciyi bir USB portu üzerinden bilgisayara bağlayın. Ardından, sağlanan alanları kullanarak mikrodenetleyici girişi için seri portu, 500 hertz örnekleme hızını ve toplanacak 1000 örneği belirtin.motor_calibration.vi arayüzündeki hızlı 48 dönüşüm ekranını kullanarak en büyük tepe noktasını belirleyin ve karşılık gelen titreşim frekansı değerini kaydedin. Şimdiye kadarki tüm adımları tekrarlayın ve her bir motor için modüle edilmiş darbe genişliği veya PWM frekans ilişkisini manuel olarak kaydedin.Ardından, her bir motor için experiment1.vi dosyasını açın. Açılır frekans menüsüne sağ tıklayın ve özellikler (property) seçeneğini belirleyin.Öğeleri düzenle (edit items) sekmesi altında, tabloyu kullanarak istenen frekansları ve karşılık gelen PWM seviyelerini girin. Çıkmak için tamam (okay) seçeneğini seçin. Son olarak, tüm motorlar kalibre edildikten sonra, her birini uyluğa sabitlemek için çift taraflı bant kullanın.Uyluğun anterior, posterior, medial ve lateral yüzeylerinin her birine, greater trochanter ile lateral femoral condyle'nin yaklaşık orta noktasına birer motor yerleştirin. İlk deneye başlamak için, seri-USB dönüştürücü kullanarak basmalı düğmeyi doğrudan bilgisayarın USB portlarından birine bağlayın ve gerekli tüm sürücülerin yüklü olduğundan emin olun. experiment1'i açın.arayüzden sonuçları kaydetmek için dosyayı seçin. Ardından, yazılım arayüzündeki açılır menüleri kullanarak basmalı düğme giriş portlarını ve motor frekanslarını seçin. Programı başlatın.Katılımcı bir titreşim hissettiğinde, geri bildirimin uygulandığı bacakla basma düğmesine basmasını sağlayın. Düğmeye basıldıktan sonra, saatin saymayı durdurduğunu gözlemleyerek veri toplama yazılımı arayüzünde yanıtı onaylayın. Son olarak, motorları bir sonraki deneme için sıfırlamak üzere açılır menülerden yeni frekans setini seçin.İkinci bir basmalı butonu, seri bir USB konnektörü kullanarak başka bir USB portuna bağlayarak ikinci deneye başlayın. Ardından experiment2. vi veri toplama arayüzünü açın.Bacağın farklı bölgelerindeki frekans duyarlılığını incelemek için; ön, arka, lateral ve medial yüzeylerin her birinde, trochanter major ile lateral femoral kondil arasındaki orta noktaya tek bir motor yerleştirin. Ardından, aktifleştirilecek belirli motorları ve istenen frekans dizisini seçmek için yazılım arayüzündeki motor simgelerine tıklayın. Kullanıcının 140 hertz, 180 hertz ve 220 hertz frekanslarına olan duyarlılığını test etmek için tek bir kombinasyon seçerek başlayın.Örneğin 180 hertz ve ardından 140 hertz. Bekleme süresini ve motor süresini girin. Ardından programı başlatın.Diğer frekans kombinasyonlarını test etmek için, 220 hertz ve ardından 180 hertz gibi yeni bir frekans testi seçin ve programı yeniden çalıştırın. Son olarak, katılımcının algıladığı ikinci frekansın birinciden daha yüksek mi yoksa daha düşük mü olduğunu seçmek için iki basma düğmesinden birine basmasını sağlayın ve program tarafından otomatik olarak kaydedilen yanıtları gözlemleyin. İvme verilerinin hızlı 48 dönüşümünün sonuçları, burada kalibrasyon sürecinden geçen tek bir motor için gösterilmektedir.180 hertz titreşime karşılık gelen PWM seviyesini belirlemek için dört deneme gerçekleştirilmiştir. Sağlıklı bireyler ile transfemoral amputasyonu olan üç birey karşılaştırıldığında, sağlıklı bireylerin reaksiyon süreleri frekans 140 hertz'den 220 hertz'e çıktıkça önemli ölçüde azalmıştır. Amputasyonu olan bireylerde ise böyle bir azalma görülmemiştir.Bu protokolde uzmanlaşıldığında, test edilen frekans konum kombinasyonlarının sayısına bağlı olarak işlem 30 dakika ile bir saat arasında tamamlanabilir. Bu prosedür uygulanırken, deneyler boyunca takipçilerin uylukla iyi temas halinde olduğundan emin olmak önemlidir. Her deneme öncesinde takipçilerin sabitlendiğini doğrulamaya özen gösterilmelidir.Burada açıklanan protokol, kullanıcı yanıtlarını kaydetmek için basmalı düğmeler kullansa da, yöntem diz çökmek gibi fizyolojik olarak daha alakalı diğer yanıt mekanizmalarına genişletilebilir. Geliştirilmesinin ardından bu yöntem, rehabilitasyon mühendisliği alanındaki araştırmacıların, hem sağlıklı bireylerde hem de alt ekstremite amputasyonu olan kişilerde, çeşitli kaynaklardan gelen duyusal bilgileri vibrotaktil geri bildirim yoluyla iletmek için farklı stratejiler keşfetmelerine yol açmıştır. Bu videoyu izledikten sonra, vibrotaktil stimülasyon frekansı ve konumunun farklı kombinasyonlarına verilen kullanıcı yanıtlarının hızını ve doğruluğunu nasıl değerlendireceğiniz konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız.

a-method-for-evaluating-timeliness-accuracy-volitional-motor

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Burada, protokolleri insanda psikofiziksel yöntemler kullanılarak titreşim algılama eşikleri ve dokunsal keskinliği belirlemek için sunuyoruz.

İnsan Bireylerde Titreşim Algılama Eşiği ve Tactile Mekansal Keskinliği Ölçümü

Bu deneyle, bilinç bozukluğu olan kişilerde bilinç tespit edilebilir. Ayrıca bu yaklaşım, insanların sorulara basit EVET/HAYIR yanıtları vermelerini sağlayan basit bir iletişim kanalı oluşturabilir.

Bilinç Bozukluğu Olan Kişiler İçin Değerlendirme ve İletişim

Burada, dokunsal algılama eşiklerinin uzak bir bölgeye uygulanan titreşimle modüle edildiği ön kollar arasındaki kontralateral dokunsal maskelemeyi keşfediyoruz. Hangi uzak bölgelerin bir etkiye sahip olduğunun ayrıntıları, vücudun beyinde nasıl temsil edildiği hakkında bize bilgi verebilir.

Önkol arasında Test Tactile Maskeleme

Bu iletişim kuralının amacı geçici olarak sağlıklı insanların üst ekstremite proprioception müdahale için pratik bir yöntem göstermektir.

Üst ekstremite Proprioception geçici nakavt için basit bir Non-invaziv yöntem

Oturma platformu geliştirdi ve monte bu pasif oturma duruş insanlarda oynattığını. Kullanıcının teskin görev sırasında bir atalet ölçüm birimi cihazın hareket kaydeder ve titreşimli öğeleri performansa dayalı geribildirim koltuk için teslim. Taşınabilir, çok yönlü aygıt rehabilitasyon, değerlendirme ve eğitim paradigmalar kullanılabilir.

Bir Vibrotactile geribildirim cihaz yerlerinizden Balance değerlendirme ve eğitim

Bir nesne transfer görevi sırasında uyumsuz görsel-dokunsal uyaranlara uygulamak için bir protokol sunuyoruz. Özellikle, el gizli durumdayken gerçekleştirilen blok aktarımları sırasında, bloğun sanal sunumu yanlış blok damlalarının rasgele oluşumunu gösterir. Protokol ayrıca motor görevini gerçekleştirirken Vibrotactile geribildirim eklemeyi de açıklar.

Vibro-dokunsal geribildirim ile nesne aktarımı sırasında uyumsuz görsel-dokunsal uyaranlara uygulama

Mevcut çalışmada çeşitli klinik nüfusa göre translasyonel araştırma çalışmalarının üretimini kolaylaştırmak için bir çaba multisensory entegrasyon efektlerinin büyüklüğü hesaplamak için bir adım adım öğretici sağlamayı amaçlamaktadır.

Davranışsal multisensory entegrasyon efektlerini ölçmek için yarış modeli eşitsizliği kullanma

Burada, kullanıcının postural pertürbasyon sonrası dengeyi kurtarmak için uygun fiyatlı ve/veya kısıtlamaları seçici olarak değiştirmesine olanak tanıyan bir protokol sunuyoruz.

Reaktif Dengede Yanıt İnhibisyonu ve Eylem Seçimini Vurgulamak Için Modifiye Yalın ve Serbest Bırakma Tekniği

Bu protokol, sürüşle ilgili araştırmaların araştırılması için bir sürüş simülasyon platformu ve dokunsal titreşimli bir araç setini açıklar. Dokunsal uyarıların etkinliğini araştıran örnek bir deney de sunulmaktadır.

Sürüşle İlgili Araştırmalar için Dokunsal Titreşimli Araç Seti ve Sürüş Simülasyon Platformu

Ulaşmak, insanların çevre ile etkileşime girmesini sağlayan temel bir beceridir. Birçok çalışma, çeşitli metodolojiler kullanarak ulaşma davranışını karakterize etmeyi amaçlamıştır. Bu makale, görev performansına ulaşırken insanlarda kortikospinal uyarılabilirlik durumunu değerlendirmek için transkraniyal manyetik stimülasyonun açık kaynaklı bir uygulamasını sunmaktadır.

Hedefe Yönelik Ulaşma Davranışı Sırasında Kortikospinal Uyarılabilirliğin Değerlendirilmesi

Öğrenin, vibrotaktil uyaranlara gönüllü motor yanıtlarının hızını ve doğruluğunu değerlendirme yöntemini. Bu teknik, rehabilitasyon mühendisliğinde duyusal geri bildirim uygulamaları için uyarlanabilir.

Vibrotactile Uyaranların için İstemli motor Yanıtları güncelliği ve doğruluğundan değerlendirilmesi için bir yöntem

Daha fazla video keşfet