מכשיר Vibrotactile משוב הערכת האיזון ישובים והדרכה
Summary
פלטפורמה ישיבה פותחה, התאספו זה פסיבי שיערער את תנוחת הישיבה בבני אדם. במהלך הפעילות המייצב של המשתמש, יחידת מדידה אינרציאלית רשומות התנועה של המכשיר, אלמנטים רוטטת לספק משוב מבוסס ביצועים למושב. להתקן נייד, רב-תכליתי עשוי לשמש שיקום, הערכת הדרכה פרדיגמות.
Abstract
לפליטת בתנוחה, ההצעה מעקב משוב חושית הן טכניקות מודרניות נהגו לאתגר, להעריך, הרכבת יושב זקוף, בהתאמה. המטרה של פרוטוקול מפותחת היא על בניית פלטפורמה ישיבה זה יכול להיות פסיבי destabilized יחידת מדידה אינרציאלית מכמתת את עלייתה ואילו אלמנטים רוטטת לספק משוב משושי למשתמש. מושב להחלפה מצורפים לשנות את רמת היציבות של ההתקן בבטחה אתגר יושב איזון. מיקרו מובנה מאפשרת כוונון הפרמטרים משוב להעצמת תפקוד חושי. אמצעים posturographic, טיפוסי של איזון הערכת פרוטוקולים, מסכמים את האותות תנועה שנרכש במהלך ניסויים איזון מתוזמן. אין פרוטוקול ישיבה דינאמית לתאריך מספק אתגר משתנה, כימות, ללא אילוצים מעבדה חושית משוב. התוצאות שלנו להפגין שכל משתמש שאינו-לא זמין התקן התערוכה שינויים משמעותיים posturographic אמצעים בעת איזון קושי משתנה או הרטט משוב מסופק. להתקן נייד, תכליתי יש יישומים פוטנציאליים שיקום (בעקבות פגיעה השלד, שרירים או נוירולוגיות), אימון (עבור ספורט או מודעות מרחבית), בידור (via וירטואלי או augmented reality) ומחקר (של הקשורות ישיבה הפרעות).
Introduction
ישיבה זקופה היא תנאי הכרחי עבור פונקציות sensorimotor אנושיות אחרות, כולל תנועות מיומן (למשלהקלדה) והביכה איזון פעילויות (למשל, שנסע ברכבת). כדי לשקם ולשפר את פונקציות הקשורות לשבת, טכניקות אימון איזון מודרני משמשים: משטחים לא יציבים perturb ישיבה1,2 , ההצעה מעקב מכמתת את האיזון-מיומנות-3,–4 . תוצאות האימון איזון לשפר כאשר רטט מועבר אל הגוף באמצעות תבניות תואמות ביצועים5. משוב חושית יעילה ככל הנראה השיקום, שיטת האימון; ובכל זאת, משוב חושית שיטות מכוונות כלפי עומד האיזון ודורשים מבוסס המעבדה ציוד6,7.
מטרת העבודה המוצגת כאן היא לבנות מכשיר נייד שניתן ישבה על או פסיבי גרם אולי לפגיעה ביציבות למעלות שונים בעוד מכשירים מובנה להקליט את מעמדה ולספק משוב הרטט למשטח ישיבה. השילוב של כלים משלב עבודה קודמות על התנודדות כיסאות2,4 , משוב הרטט5,6,7, הפיכת היתרונות של כלים אלה עוצמה ונגיש יותר. הציגו גם הם הליך לאמן ישיבה זקופה, ניתוח של התוצאות כמותית, בעקבות הספרות הוקמה על אמצעים posturographic8. שיטות אלה מתאימים ללמוד את השפעות יושב איזון התרגיל עם משטח לא יציב בשילוב עם משוב הרטט. יישומים הצפויה כוללים ספורט אימון, שיפור כללי של קואורדינציה, הערכת הפגיעה איזון מיומנות, ובעקבות שיקום השלד, שרירים, או. נוירולוגיות.
Protocol
Representative Results
Discussion
שיטות לבניית מכשיר נייד, שעברו אינסטרומנטציה, ישיבה מוצגים. המכשיר הוא נייד, עמיד, בניין על מחקרים קודמים של לנענע כיסאות2,4 ו-6,5,משוב הרטט7 כדי להפוך את היתרונות של כלים אלה עוצמה ונגיש יותר . בצע את פרוטוקול ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים להכיר המאמצים עיצוב של הסטודנטים לתואר ראשון Animesh סינג Kumawat, Kshitij הודיה, קווין Boser, בנימין צ’נג, קרוליין קולינס, שרה Lojczyc, דרק Schlenker, קתרין Schoepp ו ארתור זלנזקי. מחקר זה מומן בחלקו דרך מענק גילוי מדעי הטבע, הנדסה מחקר המועצה של קנדה (RGPIN-2014-04666).
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).
