שבץ מוחי הוא הגורם המוביל לנכות ארוכת טווח. פיצוי תא המטען הוא אסטרטגיית התנועה הנפוצה ביותר להחלפת היקף הגעת זרוע מוגבל במהלך נגיעות זרוע מכוונות מטרה לפעילות יומיומית. ישנם מספר גורמים המשפיעים על אסטרטגיות בקרה מוטורית, כגון גורמים פרטניים, סביבתיים ומצבי בדיקה.
מחקרים קודמים התמקדו באנשים ובגורמים סביבתיים. עם זאת, גורמי מצב הבדיקה לא נחקרו היטב לגבי אסטרטגיות תנועה מפצה אצל ניצולי שבץ כרוני. עיצבנו פרוטוקול זה כדי לחקור את ההשפעה של תנאי בדיקה מוטוריים או אסטרטגיות בקרה מוטורית של זרוע מכוונת מטרה מגיע ניצולי שבץ כרוני.
באופן ספציפי, אנו שואפים לקבוע כיצד אנשים לאחר שבץ לנצל אסטרטגיות תנועה שונות כאשר הם מבצעים זרוע מכוונת מטרה להגיע תנועות עם מטרות משימות שונות. אנו משתמשים בפרוטוקול זה כדי לבחון את ההשערה שלנו כי ניצולי שבץ כרוני יגדילו את פיצוי תא המטען במהלך תנועות יד מכוונת מטרה להגיע כמורכבות משימה תפקודית וקושי. בחלק זה, אנחנו הולכים להסביר את הגדרת המדידה הקינטמטית.
אנו משתמשים 10 Vicon תלת מימדי לכידת תנועה מצלמות עם תוכנת צג תנועה כדי להקליט זרוע מכוונת מטרה להגיע קינמטיקה. באמצעות גרסת התוכנה Vicon Nexus של 2.8.2, הקמנו את מצלמות לכידת התנועה, מיסוך השתקפויות לא רצויות, כיול המצלמה, והתקנת מקור נפח. לאחר מכן, הקמנו את איסוף הנתונים הקינטמטיים באמצעות תוכנת צג התנועה.
הליך זה כולל סמני מיפוי, הגדרת העט האלקטרוני, הגדרת צירי עולם והקצאת חיישנים וירטואליים למקטעי גוף. ואז שמנו את שלישיית הסמן על המשתתף. שלישיית סמן תא המטען ממוקמת על העור מעל חוליות בית החזה בין השכם.
שלישיית הזרוע העליונה מונחת על העור באמצע כל היבט לרוחב הזרועות העליונות. שלישיית האמה מונחת על העור באמצע פני השטח הגביים של כל זרוע. שלישיית היד מונחת על העור מעל עצם כף היד השלישית.
אנחנו גם מניחים שלישיית סמן על השולחן. שלישיית סמן זו משמשת לרישום מיקום הבית ועמדות היעד. עשינו עט אכילה מותאם אישית כדי להקליט את הקינטיקה של מקל האכילה.
עט האכילה יש שלישיית סמן וזה רשום גם בדגם. לאחר שנמקם את כל שלישיות הסמן על המשתתף, הקמנו חיישני נושאים בשיטות דיגיטציה. ההליך רושם את מקטעי הגוף למודל בהתבסס על מיקום שלישיית הסמן והתוכנה מחשבת את מיקומם של מרכזים משותפים שונים.
על-ידי ביצוע ההנחיות המופיעות על המסך, אנו מצביעים על ציוני הדרך הבאים באמצעות העט האלקטרוני. לתא המטען העליון, נקודה אחת בין חוליות C7 ו- T1. לתא המטען התחתון, נקודה אחת בין חוליות T12 ו-L1.
עבור מפרק הכתף, שני כתמים שווים רחוק מאמצע ראש הזרוע. עבור מפרק המרפק, שני כתמים על המרפק המדיאלי לרוחב כי הם שווה מקו האמצע של המפרק. עבור מפרק פרק כף היד, שני כתמים על פרק כף היד המדיאלי לרוחב כי הם במרחק שווה מאמצע המפרק.
עבור היד, קצה הפלנקס השלישי של כל יד. עבור עמדות הבית והיעד, נקודה במרכז כל תנוחה. עבור חרט מקל האכילה, נקודה על קצה מקל האכילה.
ישנם ארבעה תנאי משימה מוטוריים שונים המכוונים למטרה. כאן, אנחנו הולכים להסביר את הפרטים של תנאי המשימה המוטוריים האלה. קיימים שני גדלי יעד שונים המציינים את הקושי במשימה.
יעד גדול יהיה מצב משימה קל יותר. והיעד הקטן יותר הוא מצב משימה קשה יותר. כמו כן, קיימים שני סוגי בדיקה שונים, המציינים את מורכבות המשימה.
משימת הצבעה היא מצב משימה מוטורי פשוט יותר ולהרים אובייקט עם זוג מקלות אכילה הוא מצב משימה מוטורי מורכב יותר הדורש דרגת דרגה גבוהה ביד. כשילוב של שני תנאי המשימות האלה יש לנו ארבעה תנאי משימה מוטוריים שונים. איור זה מציג את התבנית לצביעה על יעד גדול.
יש עמדות בית ומטרה. כל גודל ריבוע הוא אחד על סנטימטר מרובע אחד. מרחק המרכז למרכז בין שני המיקומים הוא 20 ס"מ.
מטרת המשימה להצביע על יעד גדול היא להגיע ולהקיש על מרכז ריבוע היעד עם קצה מקלות האכילה במהירות ובדייקנות האפשרית. המשתתף מחזיק מקל אכילה ומאתר את קצה מקל האכילה במרכז המיקום הביתי. כאשר המשתתף שומע צליל ללכת, הוא או היא מגיעים ומהקישו על מרכז ריבוע היעד במהירות ובדייקנות ככל האפשר.
למשתתף יש שלוש שניות להשלים את המשימה. יהיה אות עצור אחרי שלוש שניות מאות ללכת. אם למשתתף אין אפשרות להשלים את המשימה בתוך שלוש שניות, היא נחשבת לניסוי שנכשל.
המשתתף חוזר על משימה זו 10 פעמים עם עשר שניות נח בין כל ניסיון. Go.Stop. אנו משתמשים באותה תבנית עבור משימת איסוף אובייקט גדול באמצעות זוג מקלות אכילה. קוביית פלסטיק, סנטימטר אחד על הקצה, ממוקמת על מיקום היעד.
מטרת המשימה היא להגיע ולהרים את קוביית הפלסטיק על גובה אינץ 'עם זוג מקלות אכילה מהר ככל האפשר מבלי להפיל. המשתתף מחזיק זוג מקלות אכילה ומאתר את הטיפים במרכז המיקום הביתי. כאשר המשתתף שומע צליל ללכת, הוא או היא מגיעים ומרימים את הקובייה מהר ככל האפשר.
המשתתף צריך להרים את הקוביה לפני אות העצירה, אשר נתן שלוש שניות לאחר אות ללכת. אם למשתתף אין אפשרות להרים את הקוביה בתוך שלוש שניות, היא נחשבת לניסיון שנכשל. הוא או היא מתבקשים להביא את קצות מקלות האכילה בחזרה לתנוחה הביתית.
הפלה או הטסה של קוביית הפלסטיק במהלך המשימה נחשבת לניסיון כושל. Go.Stop. המצביע על יעד קטן זהה לצביעה על יעד גדול, אך גודל היעד הריבועי הוא 0.3 על 0.3 ס"מ רבועים. המשתתף אוחז במקלות האכילה ומאתר את קצה מקל האכילה במרכז המיקום הביתי.
כאשר המשתתף שומע צליל ללכת הוא או היא מגיעים ונוקשה על מרכז ריבוע היעד מהר ומדויק ככל האפשר. Go.Stop. משימת האיסוף של אובייקט קטן זהה להרים משימה של אובייקט גדול, אך אובייקט היעד נמצא במרחק של 0.3 ס"מ מהקצה. קוביית פלסטיק 0.3 ס"מ על הקצה תמוקם על מיקום היעד.
מטרת המשימה היא להגיע ולהרים את קוביית הפלסטיק על גובה אינץ 'עם זוג מקלות אכילה מהר ככל האפשר מבלי להפיל. המשתתף מחזיק זוג מקלות אכילה ומאתר את הטיפים במרכז המיקום הביתי. כאשר המשתתף שומע צליל ללכת, הוא או היא מגיעה ומרים את הקובייה מהר ככל האפשר Go.Stop.
בחלק זה, אנחנו הולכים להסביר את הזרוע מכוונת המטרה להגיע ניתוח נתונים קינמטיים. אנו מייצאים את נתוני המיקום של ציוני הדרך הבאים מתוכנת צג התנועה. קצה עט האכילה, מיקום הבית על השולחן, מיקום היעד על השולחן, כל יד באמצע הפלנקס השלישי, כל מרכז של מפרקי המרפק, כל מרכז של מפרקי הכתף, עמוד השדרה C7 המייצג את תנועת תא המטען.
ציוני הדרך המשותפים של כל משתתף בגפיים העליונות ונתוני מיקום העורק מיוצאים בצירים X, Y ו- Z כקובץ טקסט עבור כל תנאי משימה. הנתונים הקינטמטיים מעובדים מראש באמצעות קבצי Script מותאמים אישית ותוכנות MATLAB. העיבוד המקדים של הנתונים הקינטמטיים כולל סינון באמצעות מסנן מעבר נמוך של באטרוורת' מסדר שלישי עם ניתוק של שלושה הרץ.
לאחר מכן אנו מחשבים את התוצאה של כיווני X, Y ו- Z של תנוחת היד המבצעת. לאחר העיבוד המקדים של נתוני המיקום, ביצענו את ניתוח הנתונים הקינטמטיים באמצעות התוצאה של המיקום התלת מימדי של היד המבצעת כדי לחשב את המשתנים הקינטמטיים של הזרוע המכוונת למטרה. אנו משתמשים בסקריפטים מותאמים אישית ובתוכנות MATLAB לניתוח נתונים קינמטיים.
ראשית, אנו מחשבים מהירות משיקת, האצה ואידיוט של היד המבצעת, שהם הנגזרות הראשונה, השנייה והשלישית של נתוני המיקום, בהתאמה. לאחר מכן אנו משתמשים בפרופיל המהירות המשיק של כל ניסיון כדי לקבוע את תחילת התנועה, ההיסט ומהירות השיא. המשתנים הקינטמטיים הבאים חושבו מניתוח הנתונים הקינטמטיים, משך התנועה, מהירות השיא, זמן מוחלט ויחסי למהירות שיא ואידיוט חסר ממדים.
כאן, אנחנו הולכים לתאר משתנים קינמטיים אלה עם פרופיל מהירות למופת. התחלה של תנועה והיסט מזוהים באמצעות סף תחילת התנועה וההיסט, שהוא 0.01 מטר לשנייה. תחילת התנועה מוגדרת כמסגרת הראשונה של התפוצה שבה המהירות המשיק היא מעל 0.01 מטר לשנייה.
היסט תנועה מוגדר כמסגרת האחרונה של התפוצה שבה המהירות המשיק היא מעל 0.01 מטר לשנייה. משך התנועה מוגדר כזמן שבין תחילת התנועה להיסט. מהירות שיא היא משרעת המהירות המרבית בין תחילת התנועה להיסט.
הזמן לשיא המהירות הוא הזמן להגיע למהירות השיא מתחילת התנועה. תחילת התנועה, ההיסט ומהירות השיא מסומנים באופן אוטומטי באמצעות קבצי ה- Script המותאמים אישית של תוכנת MATLAB. לאחר תיוג אוטומטי זה, התוויות מוצגות באופן חזותי ונבדקים על-ידי חוקר.
אם התוויות שגויות, החוקר מבצע התאמות ידניות. אידיוט ללא ממד יומן מחושב מפרופיל jerk של התפוצה באמצעות משוואה זו, שהיא הנגזרת השלישית של המיקום. חישבנו שני מדדים של פיצוי תא מטען במהלך נגיעות זרוע מכוונות מטרה.
ראשית, תזוזת תא המטען חושבה. מדד זה הוא הפרש המרחק של ציון הדרך של תא המטען, C7 בין תחילת התנועה לבין היסט. אמצעי הפיצוי השני לתא המטען הוא אורך מסלול הכתף.
מדד זה הוא מרחק הנסיעה של ציון דרך הכתף בין זרוע להגיע תחילת תנועה לקזז. אורך מסלול הכתף הוא אמצעי פיצוי חדש לתא המטען במהלך הגעת זרוע מכוונת מטרה. השתמשנו באמצעי זה כדי ללכוד את פיצוי תא המטען לכל הכיוונים.
אנו משתמשים בכל שלושת הממדים כדי לחשב את אמצעי הפיצוי האלה. בחלק זה, אנחנו הולכים להציג את התוצאות הראשוניות שלנו. במחקר הראשוני שלנו יש שני ניצולי שבץ כרוניים עם פגיעה קלה בגפיים העליונות בצד ימין ושני צעירים שאינם נכים.
לכל המשתתפים לא היה ניסיון קודם או מעט של שימוש במקלות אכילה. ניצולי שבץ כרוני לבצע את המשימה מנועים באמצעות יד ימין paretic שלהם, אשר היה דומיננטי לפני הופעת שבץ. צעירים שאינם נכים ביצעו משימות מוטוריות ביד ימין, שהיא ידם הדומיננטית.
כאן, השווינו שני אמצעי פיצוי שונים לתא המטען כדי לקבוע אם מסלול הכתף הוא אמצעי רגיש יותר מאשר עקירת תא המטען כדי ללכוד את פיצוי תא המטען. איור אחד מציג את החלקות הכינור של אמצעי פיצוי גזע בשתי אוכלוסיות משתתפות שונות. החלקות הירוקות מציינות את אורך מסלול הכתף והחלקות האדומות מצביעות על תזוזת תא המטען.
כל נקודה בעלילת הכינור מציינת כל זרוע המגיעה לתנועה. איור אחד מראה שלמבוגרים שאינם נכים וניצולי שבץ כרוני אין הבדל בתזוזת תא המטען. בעוד אורך מסלול הכתף של ניצולי שבץ כרוני גדול יותר מזה של מבוגרים שאינם נכים.
תוצאה זו עשויה להצביע על כך שאורך מסלול הכתף הוא מדד רגיש יותר לפיצוי תא המטען במהלך נגיעות זרוע מכוונות מטרה מאשר עקירת תא המטען אצל אנשים לאחר שבץ. איור 2 מטפל בהבדלים במשתנים קינמטיים בין אוכלוסיות המשתתפים ובין משימות מוטוריות שונות. באיור זה, חלקות תיבה אדומות עם קווי מתאר מצביעות על ניצולי שבץ כרוני ועלילות תיבה כחולות עם קווי מתאר מצביעים על הצעירים שאינם נכים.
וציר ה-X, יש לנו ארבעה תנאי משימות שונים המצביעים על מטרה גדולה, מצביעים על מטרה קטנה להרים אובייקט גדול ולהרים אובייקט קטן. לניצולי שבץ כרוניים הייתה זרוע מכוונת מטרה שונה שהגיעה למאפיינים קינמטיים בהשוואה לצעירים שאינם נכים בתנאי משימה שונים. לסיכום, לניצולי שבץ כרוני הייתה זרוע איטית וקופצת יותר מאשר לצעירים שאינם נכים.
כמו כן, ניצולי שבץ כרוני היו תלויים יותר בהתאמות מבוססות משוב של ההגעה, אשר מסומן על ידי הזמן היחסי הנמוך יותר למהירות שיא. תוצאות אלה עולות בקנה אחד עם ממצאים קודמים. לבסוף, איור 2 גם מדגים כי מורכבות המשימה משפיעה על הקינטמטיקה של זרוע מכוונת מטרה המגיעה לתנועה.
המשתתפים משתמשים בתנועות איטיות וקופצני יותר למשימות מוטוריות מורכבות יותר ממשימות מוטוריות פשוטות עבור שתי האוכלוסיות המשתתפות. חוץ מזה הם משתמשים בשליטה מבוססת משוב יותר של הזרוע להגיע למשימה מורכבת יותר. אנשים גם נוטים להשתמש פיצוי תא המטען יותר עבור משימות מוטוריות מורכבות יותר מאשר משימות מוטוריות פשוטות.
התוצאות הראשוניות שלנו תומכות בכך שניתן להשתמש בפרוטוקול זה כדי לחקור את ההשפעה של תנאי הבדיקה על אסטרטגיות תנועה מכוונות מטרה בניצולי שבץ כרוניים.
