Name: determining and controlling external power output during regular handrim wheelchair propulsion
Uploaded: 2020-02-05T12:30:00
Duration: 8 min 55 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Determining and Controlling External Power Output During Regular Handrim Wheelchair Propulsion at JoVE.com

הכנת כתב היד הזה נתמך כספית על ידי מענק מSamenwerkingsverband צפון-הולנד (OPSNN0109) והיה ממומן על ידי PPP-הקצבה של הקונסורציומים העליון לידע וחדשנות של משרד העניינים הכלכליים.

. למחברים אין מה לגלות

בסעיפים הקודמים הוצגה מתודולוגיה נגישה לקביעת וסטנדרטיזציה של תפוקת הכוח עבור שיטות שונות המבוססות על מעבדה. בנוסף, השוואה בין מערכת תפוקת הכוח לבין תפוקת החשמל נמדד במהלך הנעה המצב היציב נעשתה. בעוד ששגיאה שיטתית הייתה קיימת, כמו גם השתנות מסוימות, הכלים המוצגים טובים יותר מהחלופה: לא מתוך סטנדרטיזציה כלל. תוצאות אלה דומות למחקר אחר שדיווח על תפוקת החשמל נמדד וקבע תפוקת החשמל50. יתרה מזאת, ההסכם בין התנאים היה עני לבינוני, המציין כי יש לשלם את תשומת הלב הנוספת בעת השוואת מחקרים בעזרת מיטות שונות. כצפוי, התנאי הergometer הציג את הסביבה הקלה ביותר לתקנן מנקודת המבט של האופרטור. הergometer ביצעו טוב יותר. בהגדרות החיכוך הגבוהות בלוקים (3 x 4 דקות) בתוך מודאליות אחת הראה טוב-מעולה ומתון עד מעולה הסכם. מעניין, ergometer ביצע גרוע יותר לאורך זמן, אולי בשל הסחף חיישן. לכן, ייתכן שיהיה נבון לכייל מייל מergometer בין כל בלוק. שים לב שתוצאות אלה הן לפעילות גופנית בעלת עוצמה נמוכה והיא עשויה להיות שונה מפרוטוקולים שונים.
שינויים מכניים או ארגונומי משניים בצירוף המשתמש לכסא גלגלים יכולים להשפיע רבות על התוצאות הנסיוניות12,51. תחזוקת חומרים ומודעות מלאה לעקרונות מכניים לכלי רכב חיוניים לתוצאות הביצועים ולתוקפו של הניסוי. מכניקת הרכב (למשל, המסה, גודל הגלגל, סוג הצמיג והלחץ, היישור) וההתאמה (למשל, מעמד הירכתיים, מרכז המסה, מסה, המישור החזיתי) של שילוב של משתמש כיסא גלגלים יקבע הרולינג והאוויר לגרור בשילוב עם תנאים סביבתיים. המסה והתמצאות של מרכז המסה ישפיעו על הגלגול ביחס לגלגלים האחוריים הגדולים יותר ולגלגלים הקטנים בחזית. תקציר של גורמים המשפיעים על חיכוך מתגלגל מוצג בטבלה 2. יתר על כן, כיסא הגלגלים הוא לעתים קרובות מותאמת. מלבד תנאי ההתערבות (למשל, מכניקת הרכב או ממשק) בכל בדיקה, התנאים לכסא גלגלים חייבים אף הם להיות קבועים ומכניקת הרכב שלה, כולל מסגרת, מושב וצמיגים יש לבדוק. הצמיגים צריכים להיות בלחץ קבוע על פני בדיקות ובקרב אנשים. מחסומים חשובים52 הם נקודות חיכוך אפשריות, מיקום גלגל אחורי, ושינויים פוטנציאליים יישור גלגל36,53,54,55.
בדיקות overground גם דורש טכנולוגיה היותו עבור כל אחד האינדיקטורים עבור המתח, הקינמטיקה, או תוצאות קינטיקה. ניתן להכיר זאת, אך המעשיות של מדידות מורכבות מוגבלת בסביבה שאינה מחקרית. בדיקות החוף הן ספציפיות עבור השילוב הפרטני של משתמש כיסא גלגלים ומשטח מתגלגל. עם זאת, הם סטטיים, כך הם עלולים לא ללכוד את כל המאפיינים של משתמש בכיסא גלגלים56. הם רגישים במיוחד לשינויים במרכז המסה, מה שעשוי להסביר את ההבדלים הקטנים בין מבחן החוף לבין התפוקה הנמדדת בכוח העליון. מגבלות אלה מצויים גם במבחן לגרור ו ergometer כיול, אשר גם להניח מיקום סטטי של המשתמש בכיסא גלגלים.
מבחן הגרירה מודד את הכוחות ההתנגדות של הגלגול והגרירה הפנימית של כל שילוב של משתמשי כיסא גלגלים. זה רגיש בבירור למכניקה של הרכב של כסא הגלגלים, אבל גם מיקום וכיוון הגוף של המשתמש. הליך מתוקננת הוא חיוני20,36, שם במהירות חגורה מתמדת, השילוב של המשתמש בכיסא גלגלים משכה על החגורה להיות מחובר מתמר חד-מימדי כוח מכויל על מסגרת ההליכון בסדרה של זוויות מדרון (איור 2). מתאם הליכון לתאי טעינה שניתן לכוונן עד לגובה ציר המרכז של כסא הגלגלים נדרש. שימוש בניתוח רגרסיה ליניארית מספק אומדן סטטי של כוח הגרירה ממוצע על חגורת ההליכון בנטייה אפס עבור שילוב של משתמש כיסא גלגלים נתון, אשר מספק את תפוקת הכוח החיצוני ממוצע עם המוצר של מהירות חגורה ולגרור כוח. בדיקת הגרירה איתנה ביחס להבדלים קטנים בביצוע הבדיקה על-ידי מפעילים שונים (למשל, מיקום החבל)37.
למרות שלעתים מניחים לעתים בדיקה פשוטה, כל אחד ממרכיבי הבדיקה של מבחן הגרירה דורש הבנה של התאוריה הבסיסית וההכשרה על כל פרטי ההליכים8. בדומה למבחן החוף, בדיקה זו רגישה במיוחד לשינויים במרכז המסה. יתר על כן, את ההתנהגות ואת הרגישות של מד המתח מבוססי מסננים כוח, כיול עקבי שלהם (כלומר, דיוק של משקולות כיול, רצף של הרכבה)20,36,37, כמו גם כל ההליכים של מבחן לגרור כי הם רגישים לשינויים במהירות או הנטייה זווית של ההליכון כל צריך להיחשב. משמעות הדבר היא כי ההליכון עצמו צריך להיבדק מכויל כמו גם37. יש לעקוב ולהריץ באופן עקבי את המודעות העקבית של התופעות היוצרות הללו בניסויים מיום ליום.
דיוק של הסימולציות המבוססות על תפוקת הכוח והתוצאות שלהם תלויות באופן מלא בסטנדרטיזציה, בתרגול ובהדרכה של אלה העורכים את הניסויים. גיוון של הליכונים, ergometers, או כל מכשיר אלקטרוני מונחה מנוע אלקטרונית יכול להיות בעיה, כפי שמוצג על ידי De Groot et al.51. בתמורה לנתונים מבוססי אוכלוסייה, צריך להיות מודע לתפקיד הפוטנציאלי של הבדלים כאלה על תוצאות הבדיקה. בכל ניסוי של כסא גלגלים, הסבר מתאים לתנאי הבדיקה ולהצגה פתוחה של הערכים הממשיים עבור מהירות, עמידות ותפוקת הכוח יש להציג עבור כל קבוצת מקבוצות או תנאי מדידה.
בניסויים בכיסאות גלגלים, הטרוגניות של דגימת הבדיקה קשה להימלט מההתמקדות על משתמשי כסא הגלגלים האמיתיים. בין אלה, אנשים עם פגיעה בחוט השדרה הם לרוב בכפוף למחקר, כי הם נוטים להיות הפצע יציבה בעמוד השדרה לשארית חייהם. רמת הנגעים, שלמות, מין, גיל, כישרון ומצב אימון קובעים את טרוגניות של קבוצות לימוד57. הגדלת מספר המשתתפים באמצעות שיתוף פעולה, היא דרך חשובה לעקוף זאת ולהגביר את כוחה של ניסויים57, אפילו בשלבים המוקדמים של שיקום10. הנייר הזה הוא בתקווה שאבן-קרש לדיון נרחב על ניסויים בכיסאות גלגלים בקהילות ספורט אדפטיבית והסתגלות שבתקווה מובילה לשיתוף פעולה בינלאומי ולהחלפת ידע דרך הרשתות הקיימות והחדשות של החוקרים. זמינות של תשתית בדיקות נאותה מאפשרת ניטור עקבי והערכה של התקדמות שיקום קליני, ספורט אדפטיבית, ומעבר.

עם מוערך 1% מאוכלוסיית העולם התלויה בניידות היום1,2, זרימה עקבית של עבודות מחקר בינלאומיות עולה יותר ויותר לתוך כתבי העת הבינלאומיים שנבדקו בתחומים שונים כגון שיקום1,3, הנדסה4, ומדעי הספורט5,6. זה מוביל לבסיס ידע גדל והבנה של המורכבות של המצב המשותף הזה של האמבולציה האנושית. עם זאת, לפיתוח ויישום מתמשך בתחומי השיקום והספורט הגמישים, קיים צורך בביצוע החליפין הבינלאומי ושיתוף הפעולה במחקר. אינטגרלי לרשתות שיתוף פעולה כאלה הם סטנדרטיזציה משופרת של תהליכים ניסיוניים ומדידה וטכנולוגיה. יתרה מזאת, יישום עקבי של ניטור מדויק של הביצועים של השילוב של משתמש כיסא גלגלים במעבדה ו/או בתחום חשוב לתפקוד אישי מיטבי והשתתפות בזמן שאורח חיים בריא ופעיל מתוחזק על אורך חייו של האדם7,8,9.
ניסוי, הנעה בכסא גלגלים ידני במהלך המצב היציב או תרגיל השיא10,11 מתקרב לעתים קרובות בתור תנועה מחזורית הגוף העליון לצורך בחינת ממשק משתמש כסא גלגלים12,13, השלד השריר העמסה14,15,16, ולמידה מוטורית ורכישת מיומנות17,18. המושגים הביומכנית והפיסיולוגיים המשולבים של תנועות מחזורית מאפשרים שימוש ב"מאזן הכוח", גישת דוגמנות שהוצגה בתחילה על-ידי ואן-נגן19 להחלקה על הקרח ורכיבה על אופניים, ומאוחר יותר הוצגה בניידות מהירה של גלגלים8,20,21. איור 1 מראה דיאגרמת איזון מתח עבור הנעה ידנית של כיסא גלגלים. היא מתכנסת מתוך מבחר של ביצועים קריטיים הגורמים לשילוב של משתמש כיסא גלגלים ושלושת הרכיבים המרכזיים שלה (כיסא הגלגלים, המשתמש והממשק שלהם), בצד שמאל לתוך הפריסה של (ביו) מכני הכוח המכני הפיזיולוגי והמשוואות.
תפוקת הכוח היא פרמטר התוצאה החשובה בהקשרים של ספורט וחיי היומיום שבו שיא תפוקת הכוח יכול לייצג גם ביצועים מוגברת בספורט המותאם או קלות התפקוד במהלך הפעילות ביומיום22. כמו-כן, בשילוב עם צריכת האנרגיה ניתן להשתמש בו כדי להעריך את הביצועים במונחים של יעילות מכנית ברוטו17,18,23 (כלומר, כאשר אדם מיומן יותר ידרוש פחות אנרגיה פנימית כדי לייצר את אותה כמות של פלט חשמל חיצוני). מנקודת מבט ניסיונית, תפוקת הכוח היא פרמטר צריך להיות נשלט באופן הדוק במהלך בדיקה, כי שינויים בתפוקת הכוח הם השפעה ישירה על כל התוצאות ביצועים כגון זמן דחיפה, זמן התאוששות24, ויעילות מכנית25. כתוצאה מכך, שליטה ודיווח על תפוקת החשמל חיונית לכל המחקרים הקשורים להנעה כיסא גלגלים ידנית.
בדיקות אוברגראונד הוא תקן הזהב במונחים של תוקף (כלומר, האינרציה, חיכוך האוויר, זרימה אופטית, דינמי תנועה)26, ובכל זאת סטנדרטיזציה של תפוקת הכוח החיצוני, מהירות, ותנאי הסביבה הקשורים הוא הרבה יותר קשה, ואת היכולת חזרה לאורך זמן סובל. מחקרים שנעשו בכיסאות גלגלים החלובשנות ה-60,28 והתמקדו במאמץ הפיזי של הניידות. למרות שהדבר חיוני בפענוח נתונים והבנה של8,20, מושגים בתפוקה חיצונית הוגבלה להתבוננות בעלות חילוף החומרים הפנימי בעת ביצוע פעילויות שונות על משטחים שונים. כיום, גלגלי מדידה ניתן להשתמש כדי למדוד את תפוקתהכוח 29,30 ו-החוף בדיקות31,32 ניתן לבצע כדי להסיק את הפסדים חיכוך במהלך הנעה ובכך תפוקה כוח.
טכנולוגיות שונות מבוססות מעבדה פותחו עבור בדיקות פעילות בכסא גלגלים ספציפי33, החל מהמון של ergometers בגודל ומותגים שונים של הליכונים. הליכונים נחשבים להיות הקרובים ביותר לבדיקה בשטח במונחים של תוקף34 ושימשו מאז שנות ה-60 עבור תרגיל כיסא גלגלים בדיקות35,36. לפני בדיקה, את המדרון ואת המהירות של ההליכון יש לבדוק באופן קבוע. אפילו הליכונים מאותו מותג ולהפוך עשוי להיות שונה באופן משמעותי ולשנות את התנהגותם לאורך זמן37. לקביעת תפוקת הכוח החיצוני, מבחן גרירה20,36 משמש עבור השילוב היחיד של משתמש כיסא גלגלים מתגלגל והפנימי של כוח גרור38. חיישן הכוח עבור בדיקת הגרירה צריך גם להיות מכויל מעת לעת. עבור האינדיבידואליזציה הניסיונית של הפרוטוקול מבחינת העומס החיצוני הכולל של הגלגלת לאורך זמן ובין נושאים, מערכת גלגלת (איור 2) תוכנן כחלופה עבור מעברי הצבע הקודם תלוי השיפוע של טעינת36.
חלופה נוספת עבור בדיקות התעמלות סטנדרטיות כיסא גלגלים כבר שימוש ergometers נייח33, מ פשוט off-המדף ergometer פתרונות39 לקראת מאוד מיוחד מבוססי מחשב המבוסס ergometers40. מעטים הם הזמינים באופן מסחרי. המגוון העצום בטכנולוגיה ergometer ומאפיינים מכניים מציג דרגות גדולות של השתנות בין תוצאות הבדיקה33. Ergometers וכיסאות גלגלים צריכים להיות מחוברים או מאוחדים באופן מיסודו על ידי עיצוב. חיכוך האוויר אינו נוכח והאינרציה נתפסת מוגבלת האינרציה מדומה על הגלגלים, ואת התנועה מנוסה גזע, ראש, וזרועות במהלך ההנעה, בעוד המשתמש בכיסא גלגלים הוא נייח ביסודו. Ergometer מאפשר בדיקות ריצה או אנאירובית, כמו גם בדיקות איזומטרי, אם הגלגלים יכולים להיות חסומים כראוי.
מתודולוגיה בסיסית לחקר ניידות ידנית במחקרים המבוססים על מעבדות מוצגת. כמו כן, השקפה קצרה על מתודולוגיה מבוססת שדה בכסא גלגלים והתוצאות הפוטנציאליות שלה מסופקים. המוקד המרכזי הוא שליטה ומדידת תפוקת הכוח החיצוני (W) הן בשדה והן ניסויים מבוססי מעבדה. גם קביעת תפוקת החשמל הפנימית באמצעות ספירומטריה נוספה, מכיוון שלעתים קרובות משתמשים בה כדי לקבוע יעילות מכנית ברוטו. מלבד יישום התרגול הטוב, המטרה היא ליצור דיונים על סטנדרטיזציה ניסויית והחלפת מידע בינלאומית. המחקר הנוכחי יהיה בעיקר לטפל הנעה כיסא גלגלים הידיים ואת המדידה ממנו כי היא הצורה הבולטת ביותר של ניידות באופן ידני בספרות מדעית. עם זאת, המושגים הנזכרים להלן תקפים באותה מידה עבור מנגנוני הנעה אחרים של כיסא גלגלים (למשל, מנופים,כ41).
הפרוטוקול הנוכחי מתאר את הסטנדרטיזציה ואת המדידה של תפוקת החשמל במהלך הergometer, הליכון, וכיסא גלגלים מבוססי בדיקות במהלך הנעה המצב היציב ב 1.11 m. כדוגמה, החיכוך המתגלגל ייקבע תחילה במהלך בדיקות הקרקע עם מבחן החוף. באמצעות הערכה זו של חיכוך, תפוקות כוח יהיה להגדיר את ההליכון ואת בדיקות ergometer באמצעות פרוטוקולים זמינים מהספרות המחקר. עבור בדיקות הליכון, החיכוך יהיה נחוש במבחן לגרור, ואת תפוקת הכוח יותאמו באמצעות מערכת גלגלת. עבור בדיקות ergometer ergometer נשלט על-ידי מחשב משמש כדי להתאים את תפוקת החשמל החיצוני עם מבחן הרינגיי.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>&#39;coast_down_test&#39; software</td>
			<td>University Medical Center Groningen</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ADA3 software</td>
			<td>University Medical Center Groningen</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Angle sensor</td>
			<td>Mitutoyo</td>
			<td>Pro 360</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calibration weights (0-10kg in 1kg increments)</td>
			<td>University Medical Center Groningen</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drag test force sensor (20kg)</td>
			<td>AST</td>
			<td>KAP-E/Z</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extra wide treadmill</td>
			<td>Motek-forcelink</td>
			<td>14-890-0387</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IMU sensor set</td>
			<td>X-IO Technologies</td>
			<td>NGIMU</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inertial dummy</td>
			<td>Max Mobility</td>
			<td>Optipush</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lightweight rope</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lode Ergometry Manager</td>
			<td>Lode</td>
			<td>LEM 10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Measurement wheel</td>
			<td>Max Mobility</td>
			<td>Optipush</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulley system</td>
			<td>University Medical Center Groningen</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spirometer</td>
			<td>COSMED</td>
			<td>K-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stopwatch</td>
			<td>Oneplus</td>
			<td>6T</td>
			<td>Phone stopwatch</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tachometer</td>
			<td>Checkline</td>
			<td>CDT-2000HD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Treadmill attachment for drag test</td>
			<td>University Medical Center Groningen</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weights for pulley (0-2kg in 5g increments)</td>
			<td>University Medical Center Groningen</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wheelchair</td>
			<td>K&#252;sschall</td>
			<td>K-series</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wheelchair roller ergometer</td>
			<td>Lode</td>
			<td>Esseda</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

determining and controlling external power output during regular handrim wheelchair propulsion

השימוש בכסא גלגלים ידני הוא קריטי ל -1% מאוכלוסיית העולם. מחקר ניידות מופעל על ידי בני אדם התבגר במידה ניכרת, אשר הובילה לטכניקות מחקר משופרות להיות זמין בעשורים האחרונים. כדי להגדיל את ההבנה של ביצועי ניידות, ניטור, הדרכה, רכישת כישורים ואופטימיזציה של ממשק המשתמש בכסא גלגלים בשיקום, בחיי היומיום, ובספורט, בסטנדרטיזציה נוספת של הערכת המדידה ו ניתוח נדרש. קרש הקפיצה המכריע הוא המדידה המדויקת והסטנדרטיזציה של תפוקת החשמל החיצונית (נמדדת בוואטס), שהיא מרכזית לפרשנות והשוואה של ניסויים שמטרתה לשפר את תרגול השיקום, הפעילויות של החיים היומיומיים, וספורט אדפטיבית. המתודולוגיות והיתרונות השונים של קביעת תפוקת הכוח המדויקת במהלך השטח, הליכון, ובדיקות מבוססות-ergometer מוצגות ונידונות בפרוטרוט. הנעה overground מספק את המצב החיצוני ביותר תקף עבור בדיקות, אבל סטנדרטיזציה יכול להיות בעייתי. הליכון הנעה מכנית דומה הנעה הרינגיי, אבל הפעלת והאצת אינו אפשרי. Ergometer הוא המוגבלות ביותר וסטנדרטיזציה קל יחסית. המטרה היא לעורר את הפרקטיקה הטובה והתקינה כדי להקל על התפתחות התיאוריה ויישומו בקרב מתקני מחקר וליישם מדעי התחום הקליני והספורט ברחבי העולם.

באמצעות הנוהל הנ ל, נקבע תפוקת הכוח עבור 17 משפחה (2 30 דקות הפעלות של תרגול) המשתתפים בעלי גוף מסוגל לעשות מבחן הלוך ושוב במורד החוף (ממוצע של חמישה מבחנים). פרופיל החוף התאפיין בגלגל מדידה במסדרון של בית חולים חלק. לאחר מכן, המשתתפים נמדדו במהלך השטח (25.0 x 9.0 m מעגל), הליכון (2.0 x 1.2 m), ו ergometer כיסא גלגלים הנעה. תפוקת הכוח בהליכון ובergometer שיטות התאימו למצב הקרקע העליון באמצעות הפרוטוקולים המתוארים בנייר זה.
תפוקת הכוח הושגה מאותו גלגל מדידה בשלוש בלוקים של 4 דקות של הנעה כיסא גלגלים לאחר בלוק ההיכרות של אורך שווה. רק הדקה האחרונה של כל בלוק שימש לניתוח, בהנחה על הנעה של מצב יציב. לנתוני ההנעה העיליים השתמשו רק בסטרייטים הארוכים (25 מ'). כל הנתונים (pre-) עיבוד בוצע בפיתון 3.7 (הקרן לתוכנה פייתון). הערכות ICC ו-95% מרווחי הביטחון שלהם חושבו ב-R 3.3.4 (R Core Team), באמצעות דירוג יחיד, הסכם מוחלט, מודל אפקטים אקראיים.
המשקל המשולב הממוצע של מערכת המשתמשים בכסא גלגלים היה 92.6 ק ג (± 8.3). הממוצע ממוצע תפוקת החשמל מתוך מבחן החוף למטה היה 9.7 W (± 1.6). תפוקת הכוח כפי שחושבה מגלגל המדידה היה נמוך יותר עבור שטח 8.1 W (± 1.4), הליכון 7.8 W (± 1.9), ו ergometer 8.7 W (± 2.2) כיסא גלגלים הנעה. ההבדל הממוצע בין פלט כוח היעד לבין פלט כוח נמדד היו-1.6 (± 1.6),-1.8 (± 1.4),-1.0 (± 1.0) W עבור הקרקע overground הליכון, ו ergometer הנעה, בהתאמה. תוצאות אלה מוצגות גם בטבלה 1, איור 5 ואיור 6.
תפוקת הכוח עבור הנעה הרינגיי הראה עני לבינוני (ICC: 0.38, CI: 0.00-0.73) הסכם עם פלט היעד. לעומת זאת, הליכון ההליכון הראה עניים-to-טוב (ICC: 0.45, CI: 0.00-0.79) הסכם ו ergometer הנעה הראה עני מעולה (ICC: 0.77, CI: 0.11-0.93) הסכם. שגיאה מוחלטת היה בקורלציה שלילית עם תפוקת הכוח של ההנעה על ergometer (r =-0.55, p = 0.02), אבל לא עבור שני התנאים האחרים (overground: r = 0.47, p = 0.06; הליכון: r = 0.22, p = 0.40).
ההסכם בין התנאים היה עני לבינוני (ICC: 0.49, CI: 0.20-0.74). בתוך מודאליות (בין שלושת 4 דקות בלוקים) המהימנות היה טוב-מעולה עבור הקרקע (ICC: 0.91, CI: 0.82-0.97) ו הליכון (ICC: 0.97, CI: 0.93-0.99) הנעה מתונה-to-מעולה עבור ergometer ההנעה (ICC: 0.97, CI: 0.71-0.99). הergometer הופיעו לבצע גרוע יותר לאורך זמן, אשר אושרה על ידי חוזר מדדים ANOVA (F (2, 32) = 64.7, p < 0.01), אבל לא היתה השפעה זמן עבור הקרקע הרינגיי (2, 32) = 0.9, p = 0.418) ו הליכון (f (2, 32) = 0.9, p = 0.402) הנעה.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60492/60492fig1.jpg"> איור 1: יתרת הכוח החלה על הנעה ידנית של כיסא גלגלים. Pout: תפוקת חשמל חיצונית (W); ME: יעילות מכנית ברוטו (%) F: מתכוון התנגדות לכוח; (פ') להביע מהירות; A: עבודה לכל דחיפה או מחזור (J); fr: תדירות של דוחף או מחזורים (1/s); Pint: הפסדים פנימיים (W); Pair: עמידות אווירודינמית (W); Pרול: חיכוך מתגלגל (W); Pכולל: הפסדים עקב נטייה (W). דמות זו מודפסה מודפס מ-ואן דר ווונדה ואח '20. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/60492fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60492/60492fig2.jpg"> איור 2: הליכון ההתקנה. שמאלה: גלגלת ההתקנה כדי להגדיל את תפוקת החשמל החיצוני על הליכון במהלך ההנעה. מימין: גרור הגדרת הבדיקה כדי למדוד את כוחות החיכוך במהלך הנעה כיסא גלגלים הליכון. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/60492fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60492/60492fig3a.jpg"> איור 3: חלון הגדרות הפרוטוקול לergometer כסא הגלגלים. ניתן להגדיר את תפוקת החשמל על-ידי בחירת פלט מתח ומהירות יעד או חיכוך מתגלגל ומהירות יעד. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/60492fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60492/60492fig4.jpg"> איור 4: משוב על כיסא הגלגלים ergometer בצורה של עלילה קו. מהירויות הרולר השמאלי והימני מותוות. המשתתפים צריכים לנסות לשמור על מהירות קבועה תוך כדי הולך בקו ישר (על ידי שמירה על קו על המסך אופקית). נתוני המהירות מוחלקים עם חלון הזזה שניתן לשנותו בהגדרות. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/60492fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60492/60492fig5.jpg"> איור 5: הפצות והבדלים יחסיים ומוחלטים בין החיכוך היורד לבין תפוקת החשמל הנמדדת במהלך הארקה (OG), הליכון (TM), ו ergometer (אנחנו) הנעה של כיסא גלגלים. השפם מראה 1.5 x הטווח הבין רבעוני. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/60492fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60492/60492fig6.jpg"> איור 6: בסיס-אלטמן מזימה לחיכוך במורד החוף ומדד תפוקת הכוח במהלך העומס (שמאל), הליכון (באמצע), ו ergometer (מימין) כיסא גלגלים הנעה. הקווים הכהים האפורים מציינים את ממוצע המאגר עבור שילוב והקווים האדומים המנוקדים הם ממוצע + 1.96 סטיות סטנדרטיות. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/60492fig6alarge.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>ערך דו-צדדי (W)2
</td>
			<td>ההבדל עם המטרה</td>
			<td>הפרש עם היעד (%)</td>
			<td>הפרש עם היעד (abs)</td>
			<td>הסכם עם היעד (ICC)3
</td>
			<td>אמינות בין בלוקים (ICC)3
</td>
		</tr>
<tr>
<td>מטרת היעד1
</td>
			<td>9.68 (± 1.57)</td>
			<td>(ש ע)</td>
			<td>(ש ע)</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>(ש ע)</td>
			<td>n.a.</td>
		</tr>
<tr>
<td>אוברגראונד</td>
			<td>8.12 (± 1.41)</td>
			<td>-1.56 (± 1.57)</td>
			<td>-15.30 (± 13.70)</td>
			<td>1.72 (± 1.57)</td>
			<td>0.38 (0.00 עד 0.73) *</td>
			<td>0.91 (0.82-0.97) *</td>
		</tr>
<tr>
<td>הליכון פו</td>
			<td>7.84 (± 1.92)</td>
			<td>-1.84 (± 1.38)</td>
			<td>-18.98 (± 13.42)</td>
			<td>1.91 (± 1.16)</td>
			<td>0.45 (0.00 עד 0.79) *</td>
			<td>0.97 (0.93-0.99) *</td>
		</tr>
<tr>
<td>Ergometer פו</td>
			<td>8.65 (± 2.24)</td>
			<td>-1.02 (± 0.97)</td>
			<td>-11.82 (± 11.94)</td>
			<td>1.16 (± 0.78)</td>
			<td>0.77 (0.11-0.93) *</td>
			<td>0.97 (0.71-0.99) *</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="7">1. מחושבת מפני חיכוך במורד החוף. 2. נקבע עם גלגל המדידה. 3. שני כיוון, הסכם מוחלט, רסרס קבוע עם 95% מרווחי ביטחון. * p < 0.001.</td>
		</tr>
</tbody></table>טבלה 1: השוואת תפוקת הכוח ותפוקת החשמל בפועל הנמדדים באמצעות גלגל מדידה.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>גורמים</td>
			<td>התנגדות מתגלגלת</td>
		</tr>
<tr>
<td>מסת גוף ↑</td>
			<td>↑</td>
		</tr>
<tr>
<td>↑ מסה של כסא גלגלים</td>
			<td>↑</td>
		</tr>
<tr>
<td>לחץ צמיגים ↓</td>
			<td>↑</td>
		</tr>
<tr>
<td>גודל גלגל ↑</td>
			<td>↓</td>
		</tr>
<tr>
<td>↓ רצפה קשיות</td>
			<td>↑</td>
		</tr>
<tr>
<td>קמבר זווית ↑</td>
			<td>?</td>
		</tr>
<tr>
<td>↑ הבוהן/החוצה</td>
			<td>↑ ↑</td>
		</tr>
<tr>
<td>קסטור ש↑</td>
			<td>↑</td>
		</tr>
<tr>
<td>מרכז מסה על גלגלים אחוריים</td>
			<td>↓</td>
		</tr>
<tr>
<td>מסגרת מתקפלת</td>
			<td>↑</td>
		</tr>
<tr>
<td>תחזוקה ↓</td>
			<td>↑</td>
		</tr>
</tbody></table>שולחן 2: גורמים המשפיעים על חיכוך מתגלגל תפוקת הכוח במהלך הנעה ידנית כיסא גלגלים. הטבלה מודפסה מודפס מוואן דר Woude ואח '8.
חומר משלים 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/supplement1.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג קובץ זה (לחץ לחיצה ימנית כדי להוריד).</a>
חומר משלים 2. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/supplement2.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג קובץ זה (לחץ לחיצה ימנית כדי להוריד).</a>
חומר משלים 3. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/supplement3.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג קובץ זה (לחץ לחיצה ימנית כדי להוריד).</a>
חומר משלים 4. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/supplement4.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג קובץ זה (לחץ לחיצה ימנית כדי להוריד).</a>
חומר משלים 5. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/supplement5.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג קובץ זה (לחץ לחיצה ימנית כדי להוריד).</a>
חומר משלים 6. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/supplement6.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג קובץ זה (לחץ לחיצה ימנית כדי להוריד).</a>

Watch this Scientific Journal Video about Determining and Controlling External Power Output During Regular Handrim Wheelchair Propulsion at JoVE.com

Determining and Controlling External Power Output During Regular Handrim Wheelchair Propulsion

הערכה מדויקת וסטנדרטית של תפוקת החשמל החיצונית היא קריטית בהערכת הפיזיולוגיה, הביו-מכניקה והלחץ הנתפס, המתח והקיבולת של הנעה בכסא גלגלים ידני. המאמר הנוכחי מציג שיטות שונות כדי לקבוע ולשלוט תפוקת הכוח במהלך לימודי הנעה בכסא גלגלים במעבדה ומעבר.

קביעת ושליטה בתפוקת הכוח החיצוני במהלך ההנעה הסדירה של כיסא גלגלים

The use of a manual wheelchair is critical to 1% of the world&#39;s population. Human powered wheeled mobility research has considerably matured, which ...

שליטה ודיווח על תפוקת החשמל חיוניים לכל מחקר הנעה בכיסא גלגלים. טכניקות מדידה אלה מאפשרות מדידה והערכה של תפוקת החשמל אשר לאחר מכן אנו יכולים להחיל על הנעה מעל כיסא גלגלים, אלא גם עבור מדידות על ההליכון או על הנוון. הנעה בכיסא גלגלים היא פעילות מתאמצת עם סיכון גבוה לפגיעה בכתף ולפעילות ולכן אנו זקוקים לטכניקות מחקר מתאימות.שיטות אלה הן לא רק עבור הנעה יומית לכיסא גלגלים, אבל יכול לשמש גם ספורט כיסא גלגלים או במהלך השיקום. הדגימה של הנהלים תהיה מריקה לוינג, אחת הפוסט-דוקטורט בצוות שלנו, וריק דה קלרק, אחד הדוקטורנטים. כדי לבצע מבחן חוף למטה, יש את המשתתף לשבת בתנוחה פעילה סטנדרטית ככל האפשר עם הרגליים על הרגל לנוח, ידיים על הברכיים, ולהסתכל ישר קדימה.מיקום המשתתף בכיסא הגלגלים הוא חיוני וצריך לשקף את המיקום במהלך המדידות. כדי לתעד את נתוני ההאטה באמצעות הודעות מיידיות, צרף IMU אחד לכל רכזת גלגל ואחד למרכז הכיסא מתחת למושב. רשום לאיזה IMU מצורף היכן ובאיך כיוון לעיון מאוחר יותר ולהשתמש בקובץ ההפעלה NextGen IMU Synchronized Network Manager כדי להפעיל ולחבר את הודעות מיידיות.כדי לאסוף את נתוני השעה והמהירות, פתח את הכרטיסיה כלים, בחר את אוגר הנתונים ולחץ על התחל. לאחר מכן להאיץ בקצרה את כיסא הגלגלים למהירות גבוהה ומיד לתת לכיסא הגלגלים להאט לקיפאון מוחלט ללא הפרעה תוך רישום נתוני הזמן והמהירות. לאחר הניתוח האחרון, פתח את תוכנת הבדיקה של החוף כלפי מטה במחשב והגדר את משקל המשתתף.בחר ייבוא נתונים כדי לייבא את קובץ הנתונים לאורך החוף. השתמש המחוון כדי לבחור את המקטעים החוף למטה בנתונים, לחיצה על לתפוס את הבחירה לאחר כל בחירת נתונים. כאשר כל הנתונים נבחרו, לחץ על חשב תוצאות ושים לב לתווך המתגלגל ולמקדם החיכוך המתגלגל.כדי לבצע בדיקת גרירה, לפחות 30 דקות לפני המדידה, הפעל את ספק הכוח של ההליכון והגדר את מחשב בדיקת הגרירה וכריח חיישן. בתוכנת המחשב לבדיקת גרירה, לחץ על מדידות טבלת צריכת חשמל וודא שהמשתתף נמצא על ההליכון במיקום הפעיל הסטנדרטי. כדי למדוד את היסט תא העומס, רשום תחילה את הכוח ללא חבל מחובר.בסיום המדידה, לחצו על הלחצן 'אשר'. חבר את כיסא הגלגלים אל מתמר הכוח עם חבל קל משקל המבטיח שתא העומס והחבל מיושרים אופקית עם ציר הגלגל האחורי של כיסא הגלגלים. להאיץ את החגורה למהירות הרצויה ולהגדיל את הנטייה של ההליכון. כאשר המיקום של שילוב ההליכון והמשתמש בכיסא גלגלים יציב, רשום את הכוח והזווית.לאחר מכן השתמש בזווית ובכוח כדי להתאים למשוואה רגרסיה ליניארית ולחץ על קבל וקבל כדי לחשב את הכוח בזווית האפס של ההליכון. כדי להגדיר את שקע החשמל, הפחת את חיכוך מבחן הגרירה מחיכוך המטרה כדי לחשב את משקל גלגלת הנדרש ולמקם את גלגלת מול או מאחורי ההליכון לוודא כי גלגלת מרוכזת. חבר את הגלגלת לכיסא הגלגלים וודא שהחבל מפלס.הודע למשתתף כי המשקל במשוכה עשוי להזיז את כיסא הגלגלים ולהשתמש בסל של מסה נמוכה ידועה ו carabiner לחבר משקל אפס עד קילוגרם אחד למערכת הגלגלת. ואז לאט להגדיל את המשקל לפי הצורך עד תפוקת החשמל הרצויה מושגת. עבור תפוקת חשמל חיצונית במהלך הבדיקה המבוססת על ergometer, הפעל את ה- ergometer לפחות 30 דקות לפני הבדיקה ופתיח את התוכנה המשויכת במחשב.לחץ על רכיב widget מסוג משתתף והוסף והקצה למשתתף מזהה.הזן את משקל הגוף של המשתתף ולחץ על אישור. לחץ על סמל כיסא הגלגלים, הזן את מפרט כיסא הגלגלים ולחץ על אישור. לחצו על רכיב widget מסוג פרוטוקול. כדי ליצור פרוטוקול מותאם אישית, בחר הוספה ופרוטוקול מותאם אישית ולחץ על הבא. הקצה לפרוטוקול שם מתאים ולחץ על צור.כדי להגדיר את ההתנגדות למקדם החיכוך המתקבל ממבחן החוף למטה, בחר שלבים ולחץ להוסיף שלב והתנגדות. הגדר את מקדם ההתנגדות ל- 0.01, את מהירות היעד של המשתתף לארבעה קילומטרים לשעה ואת משך השימוש הקבוע ל- 16 ולחץ על אישור. להגדרת מסך המשתתפים, הסירו את כל הווידג'טים מהמסך ולחצו על הוספת רכיב widget. לאחר מכן בחרו בווידג'ט של כיוון כיסא הגלגלים וגרורו את הרכיב לחלון הראשי.השתמש במערכת היישור כדי ליישר את כיסא הגלגלים על הגלילים ולהשתמש במערכת ארבע חגורות כדי להדק את כיסא הגלגלים. בדוק כי הגלגלים אינם נוגעים ergometer והם מיושרים כראוי למקם את המשתתף במיקום פעיל סטנדרטי. כדי לכייל את ה- ergometer בתוכנה המשויכת, לחץ על סמל הכוונת ולחץ על התחל כיול.כדי להעריך את תפוקת החשמל הפנימית במהלך הנעת כיסא גלגלים, הפעל את ספירומטר לפחות 45 דקות לפני כל כיול או בדיקה. השתמש בתוכנה המשויכת כדי לכייל את ספירומטר בהתאם להנחיות היצרן. מניחים את מסכת ספירומטר על המשתתף.כוונן את הרצועות האלסטיות על מכסה הראש כדי ליצור חותם הדוק סביב הפנים ולאבטח את צינור ספירומטר, כך שהוא לא יפריע לתנועה. לאחר מכן לחץ על סמל הבדיקה כדי להתחיל בניתוח. בחר נושא חדש בהצגת ספירומטר.לבדיקות תת-נשימה, בחרו במצב נשימה אחר נשימה. כדי להתחיל בהקלטה, הקש על מקש ההקלטה. בניתוח זה, ההבדל היחסי והמוחלט מתפלג בין חיכוך לאורך החוף לבין תפוקת חשמל נמדדת במהלך הנעת כיסא גלגלים מעל הקרקע, הליכון וergometer נקבעים עם תפוקת הספק נמוכה הכוללת מחושב עבור הנעה מעל פני הקרקע.ניתוח בלנד-אלטמן עבור חיכוך החוף למטה ותפוקת חשמל נמדדת במהלך הקרקע, הליכון, הנעה כיסא גלגלים ergometer אישר ממצאים אלה. זכור כי תפוקת החשמל המשוערת תקפה רק עבור המיקום שבו היה המשתתף במהלך הכיול ותלויה מאוד על פני השטח. לאחר הליך זה, אנו יכולים להשתמש ברישום מדויק וגלגלי מדידה כדי לחשב את הכוחות על הכתף.בגלל טכניקות אלה, אנו מסוגלים כעת ניטור וסטנדרטיזציה של תפוקת החשמל מה שהופך את שיתוף הפעולה לקל יותר. הנושא לא צריך ללבוש בגדים רופפים או תלויים במהלך כל הבדיקות.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Medicine

Unit 1

Current and Resistance

SCIENTISTS IN ACTION

Dorsal Column Steerability with Dual Parallel Leads using Dedicated Power Sources:  A Computational Model

טור Steerability הגב עם מוביל מקביל Dual באמצעות מקורות כוח ייעודי: מודל חישובי

In spinal cord stimulation (SCS), concordance of stimulation-induced paresthesia over painful body regions is a necessary condition for therapeutic ...

Adult Mouse Venous Hypertension Model: Common Carotid Artery to External Jugular Vein Anastomosis.

למבוגרים עכבר ורידי יתר לחץ דם דגם: עורק תרדמה משותף לחיצוני הצוואר וריד השקה.

The understanding of the pathophysiology of brain arteriovenous malformations and arteriovenous fistulas has improved thanks to animal models. A rat model ...

Controlling Parkinson's Disease With Adaptive Deep Brain Stimulation

שליטה מחלת פרקינסון עם מסתגל עמוק גירוי המוח

Adaptive deep brain stimulation (aDBS) has the potential to improve the treatment of Parkinson&#39;s disease by optimizing stimulation in real time ...

Adjustable Stiffness, External Fixator for the Rat Femur Osteotomy and Segmental Bone Defect Models

נוקשות מתכוונן, תופסנים חיצוניים למודלים של עכברי ירך osteotomy ומגזרי עצם הפגם

The mechanical environment around the healing of broken bone is very important as it determines the way the fracture will heal. Over the past decade there ...

Procedure for Human Saphenous Veins Ex Vivo Perfusion and External Reinforcement

Procedure for Human Saphenous Veins Ex Vivo Perfusion and External Reinforcement

נוהל saphenous אדם הוורידים<em&gt; Ex Vivo</em&gt; זלוף וחיצוני חיזוק

The mainstay of contemporary therapies for extensive occlusive arterial disease is venous bypass graft. However, its durability is threatened by intimal ...

Targeted and Selective Treatment of Pluripotent Stem Cell-derived Teratomas Using External Beam Radiation in a Small-animal Model

טיפול ממוקד, סלקטיבי של Teratomas נגזר תאי גזע Pluripotent באמצעות קרינה חיצוני קרן במודל של חיית-קטן

The growing number of victims of &#34;stem cell tourism,&#34; the unregulated transplantation of stem cells worldwide, has raised concerns about the ...

Ultrasonographic Assessment During Cardiopulmonary Resuscitation

הערכה אולטרה-זונוגרפית במהלך החייאה לב ריאה

The US-CAB (Ultrasound, Circulation/Airway/Breathing) protocol integrates several sonographic techniques into a structured assessment of the circulation, ...

External Cephalic Version: Is it an Effective and Safe Procedure?

הגרסה החיצונית ספלי: האם זה נוהל אפקטיבי ובטוח?

External cephalic version (ECV) is an effective procedure for reducing the number of cesarean sections. To date, there is no video publication showing the ...

The Rigid Tube as an Alternative in Controlling the Problematic Airway

שפופרת נוקשה כחלופה בשליטה על נתיב אווירי בעייתי

The unexpected problematic airway represents a large proportion of anesthesia-related morbidity and mortality. The retromolar or paraglossal approach is ...

Biological Preparation and Mechanical Technique for Determining Viscoelastic Properties of Zonular Fibers

הכנה ביולוגית וטכניקה מכנית לקביעת תכונות ויסקולסטיות של סיבים זונולריים

Elasticity is essential to the function of tissues such as blood vessels, muscles, and lungs. This property is derived mostly from the extracellular ...