6,292 Views
•
09:13 min
•
January 20, 2019
DOI:
Mange mennesker lider av sittende ustabilitet, noe som kan kompromittere funksjonell uavhengighet og føre til sekundære helsekomplikasjoner. Vår protokoll har potensial til å vurdere, utfordre og forbedre balansen under sittende. Vår teknikk kombinerer elementer av eksisterende balanseforskningsverktøy i en ny enhet som er optimalisert for klinisk bruk og tilgjengelighet.
Personer som lider under en nyere muskelfunksjon kan slite med å opprettholde sittende balanse. Vår protokoll gir tilgang til vurderings- og opplæringsteknikker som er kjent for å dra nytte av balanse rehabiliteringsresultater. Denne protokollen kan brukes til å undersøke balansekontrollmekanismer og for å optimalisere sensoriske tilbakemeldingsmetoder.
Nye brukere av denne protokollen bør være sikker på å bruke våre supplerende tegning og solid modellfiler for å produsere en fungerende kopi av enheten. I begynnelsen sveiser du en basemutter til en stålplate for å konstruere et festegrensesnitt for utskiftbare, halvkulelle baser. Bruk en datamaskin numerisk kontrollert, eller CNC fresemaskin, konstruere et sylindrisk chassis, lokk og base fra polyetylen, deretter bolte bunnplaten til basen, og plasser kabinettet på basen.
Bruk fresemaskinen til å konstruere en 37 mm lang, 32 mm ytre diameter sylindrisk polyvinylkloridhylse som passer på en gjenget stang. Etter sveising av stålflenser til hver side av et stålfeste, skru festefestet til forsiden av sokkelen. Bruk en CNC dreiemaskin til å konstruere fem identiske 63mm høye, 152mm diameter polyetylen sylindere.
I midten av den øverste overflaten av hver sylinder, kutt et 32mm hull til en dybde på 38mm slik at den passer til den sylindriske hylsen med litt interferens. På den nederste overflaten av hver sylinder, bruk CNC snumaskinen til å kutte en jevnt buet base med den unike krumningsradius for hver av de fem sylinderne, opprettholde den totale høyden på 63mm. For å konstruere benstøttetilbehøret sveises første gang en 70mm stålfesteinnsats vinkelrett på den ene enden av en 575 mm stålprofil.
I den andre enden, klemme en 300mm sylindrisk stål fotstøtte til ekstrudering. Bruk en båndsag til å kutte en rektangulær 29 med 100mm stålstang til en lengde på ca 160mm slik at den veier 3,6 kg. Sett inn stålstangen på baksiden av kabinettet for å motvirke benstøttetilbehøret, og monter enheten.
Sett klossepinnene gjennom festepinnene og festeinnsatsen for å koble benstøtten. Juster deretter plasseringen av klemmen til ønsket fotstøttehøyde. Tre stangen inn i bunnstudten, slik at ca. 35 mm av stangen stikker ut fra sokkelen, og sett den utstående stangen inn i ønsket buet base.
Påfør griptapen på lokket, og dekk enheten med lokket. For å instrumentere enheten, koble en inertial måleenhet og åtte vibrerende tachters til en mikrokontroller. Programmer mikrokontrolleren slik at den leser anteroposterior og middelmåtevinkler fra den inertialmåleenheten, og slår vibrerende tachters på eller av basert på vippevinklene.
Fest den inertialmålingsenheten i midten av kabinettet og ordne de vibrerende tachters i en vanlig octagon med en radius på 10cm, sentrert 8cm fremre av midten av kabinettet, slik at de vil ligge under setet til en gjennomsnittlig størrelse person. Koble deretter mikrokontrolleren til en datamaskin, og åpne programvarebrukergrensesnittet. For å gjennomføre balanseeksperimentene, rekruttere samtykkende deltakere som er fri for nevrologiske og muskel- og skjelettlidelser, og akutte eller kroniske ryggsmerter, og registrere hver deltakers alder, vekt og høyde.
Deretter åpner du brukergrensesnittet. Kompassgrafen viser enhetens vippevinkel, pluss halvparten av tilthastigheten til enheten i anteroposterior og middelmåtelaterale retninger. Før hver balanseprøve, be deltakeren om å ta på seg støyreduserende hodetelefoner, brett armene over brystet, opprettholde en oppreist holdning så mye som mulig, og verbalt cue når de er klare.
Bruk rullegardinmenyene i prøveparameterdelen av brukergrensesnittet til å merke gjeldende vanskelighetsgrad og øyetilstand, og klikk på post for å starte prøveversjonen. For studier med åpne øyne, be deltakeren om å fokusere på et fast punkt rett frem for å bidra til å opprettholde balansen. For studier med øyne lukket, bruk bind for øynene for å sikre at deltakeren er helt fratatt visuell tilbakemelding.
Utfør 20 30 sekunders sittende balanseforsøk i serien, ta pauser som garantert for å unngå tretthet, og stopp når som helst om nødvendig. En algoritme beregner hvilke anteroposterior og middelmåtelige tilbakemeldingsterskler for å bruke og vise terskler i Q3-kolonnen i brukergrensesnittet. Vibrotactile feedback terskler kan optimaliseres for å gi tilbakemelding signaler om retning og timing som er skreddersydd mot en gitt oppgave eller mål.
Etter fire gjøremålsforsøk kopierer du verdiene i Q3-kolonnen til høyre kolonne og klikker oppdater for å oppdatere tilbakemeldingsterskler som vises i kompassdiagrammet basert på den fjerde prøveversjonen av kjennskap. Som anteroposterior og middelmåtetilt vinkler lagres automatisk i sanntid i en tekstfil for analyse, analyser anteroposterior og middeliolaterale signaler for å karakterisere sitteytelsen for hver av de eksperimentelle forholdene. Denne tabellen viser de posterografiske tiltakene avledet fra anteroposterior og middelmåtelige støtteoverflatevipper i gjennomsnitt for 144 balanseforsøk, og utført av 12 deltakere under hver eksperimentell tilstand.
Observasjoner av anteroposterior tilt var betydelig forskjellig mellom øyet åpen og øye lukket balanse forhold for rot-mean-square, centroidal frekvens, og frekvens dispersjon. I samsvar med andre rapporter kan disse posterografiske tiltakene diskriminere mellom balanseoppgaver under forsøk der det vibrotactile tilbakemeldingssystemet var aktivt. Centroidal frekvensen av anteroposterior tilt observasjoner var betydelig høyere enn under kontrollstudiene.
I samsvar med andre rapporter har denne vibrotactile tilbakemeldingsprotokollen en målbar effekt på balanseytelsen. Alle strukturelle komponenter har en tilsvarende solid modell og tegning som er tilgjengelig for nedlasting og kan brukes til å replikere byggeprosessen. Prosedyren kan brukes til å teste hypoteser om den grunnleggende karakteren av dynamisk oppreist sittende og effektiviteten av vibrotactile tilbakemelding som en balansetreningsteknikk.
Denne forskningen gir et kritisk grunnlag for fremtidig arbeid med klinisk vurdering og opplæringsverktøy for populasjoner med nedsatt balanse for å forbedre livskvaliteten. Elektroverktøyene som brukes til å konstruere denne enheten kan forårsake personskade;følg alle sikkerhetsprotokoller.
En sittende plattform er utviklet og samlet som passivt destabilizes sittestilling hos mennesker. Under brukerens stabiliserende oppgave, en treghet målenhet registrerer enhetens bevegelse og vibrerende elementer levere prestasjonsbasert tilbakemelding til setet. Bærbar, allsidige enheten kan brukes i rehabilitering, vurdering og trening paradigmer.
Read Article
Cite this Article
Williams, A. D., Vette, A. H. A Vibrotactile Feedback Device for Seated Balance Assessment and Training. J. Vis. Exp. (143), e58611, doi:10.3791/58611 (2019).
Copy