Bir Vibrotactile geribildirim cihaz yerlerinizden Balance değerlendirme ve eğitim
Summary
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.
Abstract
Postural tedirginlikler, hareket takibi ve duyusal geribildirim meydan, değerlendirmek ve dik oturup, sırasıyla eğitmek için kullanılan modern teknikler vardır. Gelişmiş iletişim kuralı oluşturmak ve pasif hale olabilir iken bir atalet ölçüm birimi onun hareket quantifies ve titreşimli öğeleri dokunsal geribildirim kullanıcıya teslim bir oturma platformu işletmek için hedeftir. Değiştirilebilir koltuk ekleri aygıtı güvenli bir şekilde denge oturan challenge için kararlılık düzeyini değiştirin. Yapılı-içinde bir mikroişlemci duyusal işlev artırmak için geri bildirim parametrelerini ince ayar sağlar. Posturographic önlemleri, denge değerlendirme protokollerin tipik zamanlı denge denemeler sırasında alınan hareket sinyalleri özetler. Hiçbir dinamik oturma iletişim kuralı güncel değişken meydan, miktar ve duyusal geribildirim laboratuvar kısıtları ücretsiz sağlar. Bu aygıt sergi önemli değişiklikler denge zorluk değiştirildiğinde posturographic önlemler engelsiz kullanıcılarının veya titreşim geribildirim sağlanan bizim sonuçlar gösterilmektedir. Taşınabilir, çok yönlü cihaz (iskelet, kas veya nörolojik hasar takip) Rehabilitasyon Eğitim (için spor ya da mekansal farkındalık), eğlence (yolu ile sanal ya da artar gerçeklik) ve araştırma (toplam potansiyel uygulamalar vardır bozuklukları) oturma ile ilgili.
Introduction
Dik oturma yetenekli hareketleri de dahil olmak üzere diğer insan sensorimotor işlevleri için bir ön koşul olduğunu (Örneğin, yazarak) ve denge görevleri (bir trene binmeÖrneğin,) tedirgin. Rehabilite ve oturan ve ilgili fonksiyonlar geliştirmek için modern denge eğitim teknikleri kullanılır: kararsız yüzeyler huzursuz oturma1,2 ve hareket takibi quantifies denge yeterlilik3,4 . Titreşim performansı5maç desenleri kullanarak vücut teslim edildiğinde denge eğitim sonuçları geliştirmek. Böyle duyusal geribildirim besbelli bir rehabilitasyon ve eğitim yöntemi olarak etkilidir; henüz, geçerli duyusal geribildirim yöntemleri ayakta dengesi doğru içindir ve laboratuvar donatımı6,7gerektirir.
Burada sunulan iş amacı üzerine oturdu ve yerleşik aletler konumunu kaydetmek ve oturma yüzeyine titreşim geribildirim sunmak için çeşitli derece pasif dengeleri bozdu bir taşınabilir aygıtta oluşturmaktır. Bu araçlar kombinasyonu sallantı sandalye2,4 ve bu araçları faydaları daha güçlü ve erişilebilir hale titreşim geribildirim5,6,7, önceki çalışmaları bütünleştirir. Ayrıca sunan dik oturma ve posturographic önlemler8tarihinde kurulan Edebiyat takip nicel sonuçları bir analizini tren için bir yordam vardır. Bu yöntemler denge egzersiz titreşim geribildirim ile birleştirildiğinde kararsız bir yüzey ile oturan etkileri eğitimi için uygundur. Beklenen uygulamalar spor eğitim, genel geliştirme motor koordinasyon, denge yeterlilik ve rehabilitasyon aşağıdaki iskelet, kas veya nörolojik hasar değerlendirmesini içerir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Taşınabilir, Araçlı, oturma aygıt oluşturmak için yöntemleri sunulmaktadır. Cihaz taşınabilir ve dayanıklı, önceki çalışmaları üzerinde bina bu araçlar faydaları daha güçlü ve erişilebilir yapmak için sandalye2,4 ve titreşim geribildirim5,6,7 wobble . Cihazın ulaşım veya depolama için hazırlamak için ters derleme protokolünde izleyin. De…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar lisans öğrencileri mustafa Singh Kumawat, Kshitij Agarwal, Quinn Boser, Benjamin Cheung, Caroline Collins, Sarah Lojczyc, Derek Schlenker, Katherine Schoepp ve Arthur Zielinski tasarım çalışmalarını kabul etmiş oluyorsunuz. Bu çalışmada kısmen Doğa Bilimleri ve Mühendislik Araştırma Konseyi Kanada (RGPIN-2014-04666) bir keşif hibe yoluyla finanse edildi.
Materials
| Chassis | McMaster-Carr | 8657K421 | Moisture-Resistant LDPE Polyethylene Sheet 1-1/2" Thick, 24" X 24" |
| Lid | McMaster-Carr | 8657K414 | Moisture-Resistant LDPE Polyethylene Sheet 1/4" Thick, 24" X 24" |
| Base | McMaster-Carr | 8657K414 | Moisture-Resistant LDPE Polyethylene Sheet 1/4" Thick, 24" X 24" |
| Grip-Tape | McMaster-Carr | 6243T471 | Nonabrasive Antislip Tape, Textured, 6" Wide Strip, 2' Long, Black |
| Base Nut | McMaster-Carr | 90596A039 | Steel Round-Base Weld Nut, 5/8"-11 Thread Size |
| Weld Plate | McMaster-Carr | 1388K142 | Low-Carbon Steel Sheet 1/16" Thick, 3" X 3", Ground Finish |
| Threaded Rod | McMaster-Carr | 90322A170 | 3" 5/16"-18 Medium-Strength Alloy Steel Threaded Stud |
| Sleeve | McMaster-Carr | 8745K19 | Chemical-Resistant PVC (Type I) Rod 1-1/4" Diameter |
| Square Flange | McMaster-Carr | 8910K395 | Low Carbon Steel Bar, 1/8" Thick, 1" Wide |
| Hitch | McMaster-Carr | 4931T123 | Bolt-Together Framing Heavy-Duty Steel, 1-1/2" Square |
| Curved Base | McMaster-Carr | 8745K48 | PVC Rod, 6" Diameter |
| Hitch Insert | McMaster-Carr | 6535K313 | Bolt-Together Framing Heavy-Duty Steel, 1" Square |
| Extrusion | McMaster-Carr | 6545K7 | 1045 Cold Drawn Steel Square Bar Stock, 1' X 1" Wide, Unpolished |
| Clamp | Vlier | TH103A | Adjustable Torque Knob |
| Footrest | McMaster-Carr | 6582K431 | 4130 Steel Tubing, 1" X 1" Wide, 0.065" Wall Thickness, Unpolished Mill Finish |
| Counterwieght | McMaster-Carr | 8910K67 | Low-Carbon Steel Rectangular Bar 1-1/8" Thick, 4" Width |
| Clevis Pin | McMaster-Carr | 97245A616 | Zinc-Plated Steel Clevis Pin with Hairpin Cotter Pin, 3/16" Diameter, 1-9/16" Usable Length |
| Microprocessor | Arduino | MEGA 2560 | Microcontroller board with 54 digital I/O pins and USB connection |
| Inertial Measurement Unit | x-io Technologies Ltd. | x-IMU | Inertial Measurement Unit and Attitude Heading Reference System with enclosure |
| Vibrating Tactor | Precision Microdrives | DEV-11008 | Lilypad Vibe Board, available from SparkFun Electronics |
References
- Behm, D. G., Muehlbauer, T., Kibele, A., Granacher, U. Effects of Strength Training Using Unstable Surfaces on Strength, Power and Balance Performance Across the Lifespan: A Systematic Review and Meta-analysis. Sports Medicine. 45, 1645-1669 (2015).
- Larivière, C., Mecheri, H., Shahvarpour, A., Gagnon, D., Shirazi-Adl, A. Criterion validity and between-day reliability of an inertial-sensor-based trunk postural stability test during unstable sitting. Journal of Electromyography and Kinesiology. 23, 899-907 (2013).
- Paillard, T., Noé, F. Techniques and Methods for Testing the Postural Function in Healthy and Pathological Subjects. BioMed Research International. 2015, (2015).
- Williams, J., Bentman, S. An investigation into the reliability and variability of wobble board performance in a healthy population using the SMARTwobble instrumented wobble board. Physical Therapy in Sport. 25, 108 (2017).
- Wall, C., Kentala, E. Effect of displacement, velocity, and combined vibrotactile tilt feedback on postural control of vestibulopathic subjects. Journal of Vestibular Research. 20, 61-69 (2010).
- Alahakone, A. U., Arosha Senanayake, ., N, S. M. Vibrotactile feedback systems: Current trends in rehabilitation, sports and information display. IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics. , 1148-1153 (2009).
- Shull, P. B., Damian, D. D. Haptic wearables as sensory replacement, sensory augmentation and trainer – a review. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 12, 12-59 (2015).
- Prieto, T. E., Myklebust, J. B., Hoffmann, R. G., Lovett, E. G., Myklebust, B. M. Measures of postural steadiness: Differences between healthy young and elderly adults. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 43, 956-966 (1996).
- Ribot-Ciscar, E., Vedel, J. P., Roll, J. P. Vibration sensitivity of slowly and rapidly adapting cutaneous mechanoreceptors in the human foot and leg. Neuroscience Letters. , 130-135 (1989).
- Churchill, E., McConville, J. T. . Sampling and Data Gathering Strategies for Future USAF Anthropometry. , (1976).
- Lee, H., Granata, K. P. Process stationarity and reliability of trunk postural stability. Clinical Biomechanics. 23, 735-742 (2008).
- Silfies, S. P., Cholewicki, J., Radebold, A. The effects of visual input on postural control of the lumbar spine in unstable sitting. Human Movement Science. 22, 237-252 (2003).
- Loughlin, P., Mahboobin, A., Furman, J. Designing vibrotactile balance feedback for desired body sway reductions. Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 1310-1313 (2011).
- Goodworth, A. D., Wall, C., Peterka, R. J. Influence of feedback parameters on performance of a vibrotactile balance prosthesis. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 17, 397-408 (2009).
- Marchal-Crespo, L., Reinkensmeyer, D. J. Review of control strategies for robotic movement training after neurologic injury. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 6, 20-35 (2009).
- Lee, B., Kim, J., Chen, S., Sienko, K. H. Cell phone based balance trainer. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 9, 1-14 (2012).
- Sienko, K. H., Balkwill, M. D., Wall, C. Biofeedback improves postural control recovery from multi-axis discrete perturbations. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 9, 53-64 (2012).
- Williams, A., et al. Design and Evaluation of an Instrumented Wobble Board for Assessing and Training Dynamic Seated Balance. Journal of Biomechanical Engineering. 140, 1-10 (2017).
- van Dieën, J. H., Koppes, L. L. J., Twisk, J. W. R. Postural sway parameters in seated balancing; their reliability and relationship with balancing performance. Gait Posture. 31, 42-46 (2010).
- Sigrist, R., Rauter, G., Riener, R., Wolf, P. Augmented visual, auditory, haptic, and multimodal feedback in motor learning: A review. Psychonomic Bulletin and Review. 20, 21-53 (2013).
