As prosthetic development moves towards the goal of natural control, harnessing amputees’ inherent ability to learn new motor skills may enable proficiency. This manuscript describes a structured rehabilitation protocol, which includes imitation, repetition, and reinforcement learning strategies, for improved multifunctional prosthetic control.
Vooruitgang in robotsystemen hebben geresulteerd in prothesen voor de bovenste ledematen die multifunctionele bewegingen kan produceren. Echter, deze geavanceerde systemen vereisen bovenste ledematen geamputeerden om complexe controle regelingen leren. Mensen hebben de mogelijkheid om nieuwe bewegingen door middel van imitatie en andere leerstrategieën leren. Dit protocol beschrijft een gestructureerde revalidatie methode, die imitatie, herhaling, en versterking leren omvat, en heeft als doel om te beoordelen of deze methode multifunctionele prothese controle kan verbeteren. Een links hieronder elleboog geamputeerde, met 4 jaar ervaring in prothetische gebruik, nam deel aan deze case study. De prothese gebruikte was een Michelangelo hand met pols rotatie en de extra functies van de pols buigen en strekken, die meer combinaties van handbewegingen toegestaan. De deelnemer Southampton Hand Assessment Procedure score verbeterd 58-71 volgende gestructureerde training. Dit suggereert dat een gestructureerd protocol van IMITatie, herhaling en versterking kan een rol spelen bij het leren van een nieuwe prothese de hand regelen. Een groter klinisch onderzoek is echter nodig om deze bevindingen ondersteunen.
Vervangen van handfunctie in geamputeerden is een moeilijke onderneming. Coördineren hoogopgeleide handbewegingen is niet een aangeboren vermogen, en neemt de mens jaren van het leren te ontwikkelen. 05/01 Na de traumatische verlies van een hand, het repliceren van deze mogelijkheid door prothetische middelen is geen sinecure en kan een periode van aanhoudende leren vereisen .
Prothetische ontwerp en de interface methodes voor hun controle zijn onderworpen aan snelle technologische innovaties, met als doel de multifunctionele controle op een natuurlijke wijze. 6 De complexiteit van deze systemen toeneemt aanzienlijk meer functies te bieden voor geamputeerden. Om een nauwkeurige controle van deze systemen te waarborgen en om stopzetting van de nieuwe technologieën te verminderen, adequate opleiding moet worden vastgesteld. Dit is waarschijnlijk meer succesvol te zijn als deze is gebaseerd op inherente leerstrategieën de geamputeerden '.
Visie kan een belangrijke rol spelen tijdens leaarschuwing van handbewegingen. Behavioral studies hebben aangetoond dat door het observeren van de acties van anderen 7 of met behulp van visuele aanwijzingen 8, valide individuen leren en coördineren nieuwe bewegingen. Door een proces van observatie, begrijpen en uitvoeren van een waargenomen actie, individuen in staat zijn om de acties van anderen te imiteren. Specifieke corticale netwerken die een spiegel-neuron systeem (MNS) kan omvatten, wordt aangenomen dat dit vermogen ten grondslag liggen, en kunnen helpen beheersen protheses hebben. 9-11
De rol van imitatie zou niet alleen beperkt tot het uitvoeren van acties die al hebben gezien, maar samen met de MNS, zodat de uitvoering van bewegingen die nog niet zijn waargenomen, maar extrapolatie van de waarnemer motor repetoire. 12 Inderdaad, kan niet imitatie se zijn een aangeboren vermogen, maar een accruement van motorische vaardigheden in de tijd die leiden tot ervaren en geavanceerde acties. 13 strength observeren acties, dan ze gewoon gewoon verbeelden, is aangetoond dat het verbeteren van het leren van nieuwe taken. 14 Zo kan imitatie van een pragmatische aanpak van de opleiding geamputeerden zijn, als bewijs suggereert dat het een doelgericht proces 15, met het doel in de revalidatie-instelling van mogelijk bruikbare prothese handfunctie.
Revalidatie studies afzonderlijk aangetoond dat visuele aanwijzingen, zoals virtuele simulatie van een handprothese stimuleren geamputeerden tijdens de revalidatie training. 16 Voorts is gebleken de toepassing van herhaling die geschiedt in een geblokkeerde paradigma rapid learning bovenste extremiteit prothetische inschakelen controle. 17 Terwijl virtuele simulaties zijn bewezen even effectief als echte controle van de prothetische handen waardoor valide lichaam gebruikers myoelektrische apparaten te bedienen zijn, 18 hun effect op geamputeerden met behulp van gestandaardiseerde uitkomstmaten is niet duidelijk. Tot slot, waar de protocollen voor de bovenste ledematen AMPUtatie training bestaan, de rol van imitatie in het leren van prothetische controle wordt niet expliciet besproken. 19,20
Deze studie richt zich op het begrijpen als het gebruik van imitatie, in combinatie met herhaling en versterking, heeft een positieve invloed op het leren van multifunctionele prothese controle als onderdeel van een gestructureerd programma.
Hierin gepresenteerd is een case report van een transradial geamputeerde die werd opgeleid om een multifunctionele prothese hand te gebruiken. De deelnemer had eerder gewend aan werken traditionele myoelektrische prothesen geworden. Met behulp van visuele signalen, zowel in de vorm van imitatie van een gezonde demonstrator en zo eenvoudig computer visuele feedback, de geamputeerde snel verbeterde verwerking van zijn nieuwe apparaat.
Onze bevindingen suggereren dat de deelnemer in deze studie dat de gestructureerde opleiding geholpen verbetering van de bestrijding van een multifunctionele prothese hand tijdens een enkele sessie. De gestructureerde programma hier gebruikt was een combinatie van imitatie, herhaling en versterking van handbewegingen dat de deelnemer niet in staat was om te voltooien met zijn traditionele handprothese.
Hoewel de deelnemer hoger scoorden met zijn traditionele prothese in de SHAP test, is het …
The authors have nothing to disclose.
De auteurs willen de heer Hans Oppel en zijn prothetische technici van Otto Bock Healthcare Products GmbH bedanken voor het vervaardigen van de socket die door de deelnemer in deze studie. Dit onderzoek werd financieel ondersteund door de European Research Council (ERC) via de ERC Advanced Grant DEMOVE (No. 267.888), de Oostenrijkse Raad voor onderzoek en technologische ontwikkeling, en het Oostenrijkse ministerie van Wetenschap, Onderzoek & Economie.
Michelangelo Hand | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | 8E500=L-M | |
AxonRotation | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | 9S503 | |
Wrist Flexor | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | – | prototype unit |
AxonMaster | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | 13E500 | |
Electrode | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | 13E200=50AC | |
ScissorFenceElectrodeCarrier | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | – | prototype unit |
Acquisition Software | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | – | prototype unit |
Carbon shaft | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | – | prototype unit |