Name: quantifying arms and legs contributions during repetitive electrically-assisted sit-to-stand exercise in paraplegics: a pilot study
Uploaded: 2022-11-11T12:50:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Quantifying Arms and Legs Contributions during Repetitive Electrically-Assisted Sit-To-Stand Exercise in Paraplegics: A Pilot Study at JoVE.com

著者らは、この研究に参加したすべてのSCIボランティアに感謝し、感謝します。本研究は、マレーシア高等教育省とマラヤ大学から、基礎研究助成制度(FRGS)助成金No.の支援を受けて行われました。FP002-2020;FRGS/1/2020/SKK0/UM/02/1 です。

この原稿のSitTS演習とインフォームドコンセントは、マラヤ大学医療センター倫理委員会(2017119-4828)12によって倫理的に考慮されて説明されています。研究手順は各参加者に詳細に説明され、SitTS試験を開始する前に書面によるインフォームドコンセントが得られました。この研究は混合モードとして実施され、定量的データは生体力学的分析を使用して取得されましたが、?...

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	<li>Nithiatthawanon, T., Amatachaya, P., Thaweewannakij, T., Manimmanakorn, N., Mato, L., Amatachaya, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+lower+limb+loading+ability+as+an+indicator+for+independence+and+safety+in+ambulatory+individuals+with+spinal+cord+injury.">The use of lower limb loading ability as an indicator for independence and safety in ambulatory individuals with spinal cord injury.</a> European Journal of Physical and Rehabilitation Medicine. 57 (1), 85-91 (2021).</li><li>Chaovalit, S., Taylor, N. F., Dodd, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sit-to-stand+exercise+programs+improve+sit-to-stand+performance+in+people+with+physical+impairments+due+to+health+conditions:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Sit-to-stand exercise programs improve sit-to-stand performance in people with physical impairments due to health conditions: a systematic review and meta-analysis.</a> Disability and Rehabilitation. 42 (9), 1202-1211 (2020).</li><li>Tekmyster, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+therapy+considerations+and+recommendations+for+patients+following+spinal+cord+stimulator+implant+surgery.">Physical therapy considerations and recommendations for patients following spinal cord stimulator implant surgery.</a> Neuromodulation. , (2021).</li><li>Kamnik, R., Bajd, T., Kralj, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+electrical+stimulation+and+arm+supported+sit-to-stand+transfer+after+paraplegia:+A+study+of+kinetic+parameters.">Functional electrical stimulation and arm supported sit-to-stand transfer after paraplegia: A study of kinetic parameters.</a> Artificial Organs. 23 (5), 413-417 (1999).</li><li>Bahrami, F., Riener, R., Jabedar-Maralani, P., Schmidt, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanical+analysis+of+sit-to-stand+transfer+in+healthy+and+paraplegic+subjects.">Biomechanical analysis of sit-to-stand transfer in healthy and paraplegic subjects.</a> Clinical Biomechanics. 15 (2), 123-133 (2000).</li><li>Roy, G., Nadeau, S., Gravel, D., Piotte, F., Malouin, F., McFadyen, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Side+difference+in+the+hip+and+knee+joint+moments+during+sit-to-stand+and+stand-to-sit+tasks+in+individuals+with+hemiparesis.">Side difference in the hip and knee joint moments during sit-to-stand and stand-to-sit tasks in individuals with hemiparesis.</a> Clinical Biomechanics. 22 (7), 795-804 (2007).</li><li>Crosbie, J., Tanhoffer, A., Fornusek, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FES+assisted+standing+in+people+with+incomplete+spinal+cord+injury:+a+single+case+design+series.">FES assisted standing in people with incomplete spinal cord injury: a single case design series.</a> Spinal Cord. 52 (3), 251-254 (2014).</li><li>Eitzen, I., Fernandes, L., Nordsletten, L., Snyder-Mackler, L., Risberg, M. 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R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+crucial+changes+of+Sit-to-Stand+phases+in+subacute+stroke+survivors+identified+by+movement+decomposition+analysis.">The crucial changes of Sit-to-Stand phases in subacute stroke survivors identified by movement decomposition analysis.</a> Frontiers in Neurology. 9, (2018).</li><li>Zoulias, I. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+instrumented+frame+for+standing+exercising+of+users+with+complete+spinal+cord+injuries.">Novel instrumented frame for standing exercising of users with complete spinal cord injuries.</a> Scientific Reports. 9 (1), 13003 (2019).</li><li>Abd Aziz, M., Hamzaid, N. A., Hasnan, N., Dzulkifli, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanomyography-based+assessment+during+repetitive+sit-to-stand+and+stand-to-sit+in+two+incomplete+spinal+cord-injured+individuals.">Mechanomyography-based assessment during repetitive sit-to-stand and stand-to-sit in two incomplete spinal cord-injured individuals.</a> Biomedical Engineering/Biomedizinische Technik. 65 (2), 175-181 (2020).</li><li>Mazza, C., Benvenuti, F., Bimbi, C., Stanhope, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+between+subject+functional+status,+seat+height,+and+movement+strategy+in+sit-to-stand+performance.">Association between subject functional status, seat height, and movement strategy in sit-to-stand performance.</a> Journal of the American Geriatrics Society. 52 (10), 1750-1754 (2004).</li><li>Moore, J. L., Potter, K., Blankshain, K., Kaplan, S. L., O'Dwyer, L. C., Sullivan, J. 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IFMBE Proceedings. 67, (2017).</li><li>Plumlee, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+ankle+bracing+on+knee+joint+biomechanics+during+an+unanticipated+cutting+maneuver.">Effects of ankle bracing on knee joint biomechanics during an unanticipated cutting maneuver.</a> Conference Proceedings of the Annual Meeting of the American Society of Biomechanics. , 807-808 (2010).</li><li>Estigoni, E. H., Fornusek, C., Hamzaid, N. A., Hasnan, N., Smith, R. M., Davis, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evoked+EMG+versus+muscle+torque+during+fatiguing+functional+electrical+stimulation-evoked+muscle+contractions+and+short-term+recovery+in+individuals+with+spinal+cord+injury.">Evoked EMG versus muscle torque during fatiguing functional electrical stimulation-evoked muscle contractions and short-term recovery in individuals with spinal cord injury.</a> Sensors (Basel). 14 (12), 22907-22920 (2014).</li><li>Hamzaid, N., Fornusek, C., Ruys, A., Davis, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+an+isokinetic+FES+leg+stepping+trainer+(iFES-LST)+for+individuals+with+neurological+disability.">Development of an isokinetic FES leg stepping trainer (iFES-LST) for individuals with neurological disability.</a> 2009 IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics. , 480-485 (2009).</li><li>Assess muscle effort with vibromyography. Sonostics Inc Available from: <a target="_blank" href="https://www.biopac.com/application-note/vibromyography-vmg-assess-muscles-effort/">https://www.biopac.com/application-note/vibromyography-vmg-assess-muscles-effort/</a> (2019)</li><li>Donovan-Hall, M. K., Burridge, J., Dibb, B., Ellis-Hill, C., Rushton, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+views+of+people+with+spinal+cord+injury+about+the+use+of+functional+electrical+stimulation.">The views of people with spinal cord injury about the use of functional electrical stimulation.</a> Artificial Organs. 35 (3), 204-211 (2011).</li><li>Kagaya, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restoration+and+analysis+of+standing-up+in+complete+paraplegia+utilizing+functional+electrical+stimulation.">Restoration and analysis of standing-up in complete paraplegia utilizing functional electrical stimulation.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 76 (9), 876-881 (1995).</li><li>Jeon, W., Hsiao, H. Y., Griffin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+different+initial+foot+positions+on+kinematics,+muscle+activation+patterns,+and+postural+control+during+a+sit-to-stand+in+younger+and+older+adults.">Effects of different initial foot positions on kinematics, muscle activation patterns, and postural control during a sit-to-stand in younger and older adults.</a> Journal of Biomechanics. 117, 110251 (2021).</li><li>Nadeau, S., Desjardins, P., Briere, A., Roy, G., Gravel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+chair+with+a+platform+setup+to+measure+the+forces+under+each+thigh+when+sitting,+rising+from+a+chair+and+sitting+down.">A chair with a platform setup to measure the forces under each thigh when sitting, rising from a chair and sitting down.</a> Medical &amp; Biological Engineering &amp; Computing. 46 (3), 299-306 (2008).</li><li>Lee, S. K., Lee, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+changing+angle+and+height+of+toilet+seat+on+movements+and+ground+reaction+forces+in+the+feet+during+sit-to-stand.">The effects of changing angle and height of toilet seat on movements and ground reaction forces in the feet during sit-to-stand.</a> Journal of Exercise Rehabilitation. 12 (5), 438-441 (2016).</li><li>Camargos, A. C. R., Rodrigues-de-Paula-Goulart, F., Teixeira-Salmela, L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+foot+position+on+the+performance+of+the+sit-to-stand+movement+with+chronic+stroke+subjects.">The effects of foot position on the performance of the sit-to-stand movement with chronic stroke subjects.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 90 (2), 314-319 (2009).</li><li>Beck, T. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+Fourier+and+wavelet+transform+procedures+for+examining+the+mechanomyographic+and+electromyographic+frequency+domain+responses+during+fatiguing+isokinetic+muscle+actions+of+the+biceps+brachii.">Comparison of Fourier and wavelet transform procedures for examining the mechanomyographic and electromyographic frequency domain responses during fatiguing isokinetic muscle actions of the biceps brachii.</a> Journal of Electromyography and Kinesiology. 15 (2), 190-199 (2015).</li><li>Lee, M. Y., Lee, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+for+Sit-to-Stand+performance+according+to+the+angle+of+knee+flexion+in+individuals+with+hemiparesis.">Analysis for Sit-to-Stand performance according to the angle of knee flexion in individuals with hemiparesis.</a> Journal of Physical Therapy Science. 25 (12), 1583-1585 (2013).</li><li>Chang, S. R., Kobetic, R., Triolo, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+stand-to-sit+maneuver:+Implications+for+motor+system+neuroprostheses+after+paralysis.">Understanding stand-to-sit maneuver: Implications for motor system neuroprostheses after paralysis.</a> Journal of Rehabilitation Research and Development. 51 (9), 1339-1351 (2014).</li><li>Woods, B., Subramanian, M., Shafti, A., Faisal, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanomyography+based+closed-loop+functional+electrical+stimulation+cycling+system.">Mechanomyography based closed-loop functional electrical stimulation cycling system.</a> 2018 7th IEEE International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics (Biorob. , (2018).</li><li>Wessell, N., Khalil, J., Zavatsky, J., Ghacham, W., Bartol, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Verification+of+nerve+decompression+using+mechanomyography.">Verification of nerve decompression using mechanomyography.</a> Spine Journal. 16 (6), 679-686 (2016).</li><li>Britton, E., Harris, N., Turton, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+exploratory+randomized+controlled+trial+of+assisted+practice+for+improving+sit-to-stand+in+stroke+patients+in+the+hospital+setting.">An exploratory randomized controlled trial of assisted practice for improving sit-to-stand in stroke patients in the hospital setting.</a> Clinical Rehabilitation. 22 (5), 458-468 (2008).</li></ol>

現在の研究では、SitTS運動中のSCI個人の体重寄与が実証されました。この研究は、対麻痺患者がSitTSサイクルを成功させるために不可欠な補助装置としてSFを提示しました。さらに、軍備力も評価できるように計装SFが開発された28。MMGの適用は、研究者がSitTSのパフォーマンスをよりよく理解するのに役立つ主要なSitTS筋肉を観察するために研究に追加されました。さらに、?...

Sit-to-Stand(SitTS)は、人間の日常生活動作(ADL)における重要な動きです。また、立位、移動、歩行などの基本的な機能的活動の前提条件でもあります。不完全な脊髄損傷(SCI)、特に対麻痺の患者にとって、SitTS運動は機能的自立のための重要な活動です1,2。このエクササイズは、自立訓練に不可欠であり、最終的にはSCIの人々の生活の質を向上させるのに役立ちます。SitTSエクササイズを十分かつ適切に行うためには、トレーニング中に生体力学と筋肉活動に関する知識が測定可能である必要があります。
臨床リハビリテーションプログラムでは、グレードの米国脊髄損傷協会(ASIA)障害スケール、AIS CのSCI患者は、完全な運動障害があるグレードAIS Bの患者よりも進行が良好で、運動機能を回復する可能性が高くなります。SitTSのパフォーマンスは、SCI患者において、回復過程における運動機能を示す重要な指標となります3。ただし、SCI AIS C患者は、一連の反復SitTS動作を成功させるために、上肢と下肢の両方からのサポートを必要とします。上肢のサポートは、膝の負荷を降ろすと同時に、適切な持ち上げ力を提供し、エクササイズ中に体のバランスを確保する上で重要な役割を果たします4。
この研究の目的は、不完全な SCI 個人における反復性 SitTS 全体での腕と脚の生体力学的寄与を説明することです。この研究では、生体力学的分析を、SitTSエクササイズ中の参加者の主観的な腕と脚、筋肉のパフォーマンス、および「努力と疲労」の感覚に関連して位置づけます。
以前の多くのSitTS研究は、活動の運動学と動力学の側面の調査にのみ焦点を当てていました4,5,6,7。SitTSトレーニングのより広い文脈では、計装スタンディングフレーム(SF)とフォースプレート分析を含むこの方法の開発により、研究者は脳卒中、高齢者、変形性関節症患者などの他の集団の上肢と下肢の両方の寄与を評価することができます8,9,10。Zouliasらによる以前の研究では、SFのカスタムビルドのハードウェアとソフトウェアを計装し、大きなフレーム設計を提示しました11。この方法は、再現が困難な場合があります。したがって、このSitTS研究は、既存の動作解析ラボのセットアップで他の研究者が採用できるポータブル機器SFを強調しました。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Customade chair</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>A customade chair was built to following to the force plate&#39;s dimension.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FES RehaStim 2</td>
			<td>Hasomed</td>
			<td></td>
			<td>A device that can stimulate electrical current towards the muscle.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FlexiForce A201</td>
			<td>Tekscan, Inc., USA</td>
			<td>Force ranges: 0-100 lbs. (440 N)</td>
			<td>Force sensors is used to capture arms force at standing frame.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Foldable standing frame</td>
			<td></td>
			<td>Height: 70.0 cm - 90.0 cm.</td>
			<td>A walking frame that was bought from local medical company.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motion Analysis</td>
			<td>Vicon Oxford, UK</td>
			<td></td>
			<td>A system that records kinematic and kinetics of the activity.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serial port terminal application</td>
			<td>CoolTerm</td>
			<td>version 1.4.6; Roger Meier&#39;s</td>
			<td>An application to record the force sensor data.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vibromyography software</td>
			<td>BIOPAC System Inc., USA</td>
			<td>AcqKnowledge 4.3.1</td>
			<td>A software to record and strore raw MMG data. It also function for offline analyses.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VMG transducers and BIOPAC Vibromyography system</td>
			<td>BIOPAC System Inc., USA</td>
			<td>BP150 and HLT100C</td>
			<td>A device to measure muscle activity.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantifying arms and legs contributions during repetitive electrically-assisted sit-to-stand exercise in paraplegics: a pilot study

不完全な脊髄損傷(SCI)患者における座位から立位(SitTS)の実行には、上肢と下肢の両方の運動機能が含まれます。特にアームサポートの使用は、SCI集団でSitTS運動を実行する際の重要な補助要因です。さらに、大腿四頭筋と大殿筋への機能的電気刺激(FES)の適用は、単純な下肢運動の筋肉の動きを改善するための不完全なSCIの処方管理の1つです。ただし、SitTS中の上肢と下肢の相対的な寄与は十分に調査されていません。2つの運動不完全なSCI対麻痺患者は、疲労運動チャレンジに対して反復的なSitTSを実行しました。それらのパフォーマンスは、FESの支援がある場合とない場合のSitTSを比較する混合法のケースコントロール研究として調査されました。大腿直筋にメカノミオグラフィー(MMG)センサーを取り付けて、セット間に5分間の安静時間を割り当てて、3セットのSitTSテストを完了しました。演習は2つのセッションに分かれていました。自発的な SitTS の 1 日目と FES 支援の SitTS の 2 日目。アンケートは、反復的なSitTS経験に関する参加者の意見を収集するために、各セッションの後に実施されました。分析により、SitTSサイクルは3つのフェーズに分けられることが確認されました。フェーズ1(起立の準備)、フェーズ2(シートオフ)、およびフェーズ3(股関節伸展の開始)は、それぞれSitTSサイクルの23%±7%、16%±4%、61%±6%に寄与しました。SitTS運動中の腕と脚の寄与は、脚の医学研究評議会(MRC)の筋肉グレードに基づいて、参加者によって異なっていました。特に、立っているときに脚の力が低下し始めると、加えられる腕の力が明らかに増加し始めます。この発見は、下肢の筋肉の疲労と報告された疲労感を示すMMGシグナルの有意な減少によって裏付けられています。

合計399件および463件のSitTS試験が、FESの補助なしおよび補助ありでそれぞれ完了した。各セットに寄与した試験を 表2に示した。参加者は、脚に電気刺激、すなわちFESを印加して、より多くのSitTS試験を実施することができた。全体として、両参加者はFESの助けを借りて、より多くのSitTS試験を実施することができました。これは、FESが参加者の大腿四頭筋を刺激して、長期間にわ...

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Quantifying Arms and Legs Contributions during Repetitive Electrically-Assisted Sit-To-Stand Exercise in Paraplegics: A Pilot Study

Sit-to-Stand (SitTS) における腕の寄与は、脚の筋肉の状態によって決まります。完全なSitTSサイクルを達成するための取り組みにおいて、いくつかの補償戦略が発見されました。これらの知見は、脊髄損傷(SCI)患者の生体力学的測定と、SitTSアプローチ全体を通して両肢が負担する主観的な負荷感を三角測量するものである。

対麻痺患者における反復的な電気支援座位から立位への運動中の腕と脚の寄与の定量化:パイロット研究

Execution of Sit-to-Stand (SitTS) in incomplete spinal cord injury (SCI) patients involves motor function in both upper and lower extremities. The use of ...

このプロトコルは、アームサポートと機能的電気刺激の助けを借りて座位から立位までの実験を実施する際に、重要な部分とそれらがどのように実行されるかを説明することにより、適切なガイドラインを示しています。この技術は、スタンディングフレームのインスツルメンテーション、機能的電気刺激、メカノミオグラフィーなど、いくつかのセットアップを持つことの複雑さを管理するのに役立ちます。この方法は、腕の補助で座位から立位へのセットアップを必要とする他の集団に適用できます。手順を実演するのは、MMGとFESのセットアップを担当するアシスタントのKhairulです。AdhliはViconセットアップの助手であり、MusfirahはDr.Nur Azah Hamzaidの監督の下で博士号候補生です。椅子と立位フレームを配置して、セットアップされた座位から立位までの実験を開始します。そのためには、動作解析室の床に埋め込まれたフォースプレート1の寸法に従って、背もたれのない高さ45センチメートルのアームレスチェアを設計します。次に、下部の各SF脚に、0〜12キログラムの感度範囲の独立した力センサーを計装します。持ち運び可能で折り畳み式のSFを椅子の前に腕の届く範囲に配置し、SFの4本の脚をフォースプレート2の外側に配置して、二重測定を回避します。モーション解析を設定する場合は、脚の長さ、足首の幅、膝の幅など、参加者の詳細をシステムに入力します。次に、上腸骨棘の両側、前部、および後部に直接両面テープで参加者の下肢に16個の反射マーカーを配置します。両側の大腿部とシャンクの側面、左右のくるぶしの外側にマーカーを取り付けます。次に、第2中足骨頭の左右、および第2中足骨頭の同じ高さの踵骨にマーカーを配置します。完了したら、参加者に裸足で座り、膝を90度に曲げ、両足をフォースプレート2に置くように指示します。直立して座った状態で、参加者の頭と体幹が前を向いていることを確認してください。参加者の手をSFのハンドルに置いた後、大腿部の中央とかさばる領域を触診して大腿直筋を特定し、次に、大腿直筋の大腿部領域に脚ごとに1つのメカノミオグラフィーまたはMMGセンサーを両側に配置して、脚の筋肉を測定します 座位から立位および立位から座位の努力。センサーを両面テープで固定し、センサーを太ももにストラップで固定して、モーションアーチファクトを減らしてから、MMGデバイスとコンピューターに接続します。1日目に、すべてのセットアップをオンにして、選択したパラメーターを記録して、自発的に座位から立位までのエクササイズを実行します。電子タイマーで計時された5秒のカウントダウンが終わったら、参加者に静止した座位から3秒間立ち上がってもらい、椅子に座り直します。5秒の休憩後、参加者が同じルーチンを実行できなくなるまで、座位から立位までの試行を続けます。完了したら、記録されたすべてのデータをオフにします。5分間の休憩をとってから、次の座位から立位までのルーティンを続け、セット間で筋肉を回復させます。トライアルが終了したら、参加者に少なくとも48時間休ませます。2日目には、大腿四頭筋と大殿筋に機能的な電気刺激電極を配置して、FES支援の座位から立位までの運動を実行します。大腿四頭筋の場合は、第1の電極を膝から指2本分の幅で水平に置き、第2の電極を股関節の手のひらの幅で水平に配置します。大殿筋の場合は、参加者に前屈して最初の電極を腰骨に最も近い垂直に配置し、2番目の電極を尾骨に最も近い垂直に、最初の電極から並べて取り付けるように指示します。電極が所定の位置に配置されたら、すべてのFES電極をFESデバイスに取り付け、コンピューターのFESソフトウェアに接続します。パルス幅を300、周波数を35ヘルツに設定してFESソフトウェアを設定します。FES電流強度を定義するには、参加者が膝と股関節の伸展を達成するために電流に耐えられるかどうかを尋ねます。実際の試験を開始する前に、いくつかの実践を通じてFES電流振幅を決定します。次に、参加者が立ち上がったときにFESをオンにし、FESをオフにして参加者を椅子に座らせることで、前述のように実験を開始します。試行をセットで繰り返し、データを収集します。両方のセッションの座位から立位までの動作を通じて、参加者1の腕の割合は、脚の割合と比較して、総体重の割合により高い寄与を示しました。参加者 1 では、電気刺激は、座位から立位までのルーチンの終了段階で右膝を完全に伸展させることができませんでした。右膝の角度が通常の膝伸展可動域に達していませんでした。対照的に、参加者 2 は、全身の体重を支えるために脚により多くの力を加え、自発的な座位から立位までのルーチンの終了段階で脚の割合の寄与度が高かった。さらに、自発的な座位から立位へのルーチンの最後のセットでは、参加者2は動きの初期段階でより小さな膝の角度を示しました。イベントBでは、臀部のリフトアップが開始されると、参加者1は腕の力を増して上半身を椅子から持ち上げることが観察されました。一方、参加者 2 では、FES 支援の座位から立位までのルーチンのイベント B 中に腕の最大寄与が検出されました。この手順の各ステップは重要であり、記載されているとおりに従う必要があります。ただし、特に参加者の初期姿勢には柔軟性があり得ることに注意する必要があります。定性的なフィードバックを追加して、参加者の視点から座位から立位までのルーチン、安定性、および疲労に関する意見や見解を測定できます。この方法を追加することで、研究者は座位から立位までの技術の挙動をよりよく理解し、定量的な結果が得られます。

Research

JoVE Journal

Engineering

Micro 3D Printing Using a Digital Projector and its Application in the Study of Soft Materials Mechanics

デジタルプロジェクターとソフトマテリアル力学の研究への応用を用いたマイクロ3Dプリント

Buckling is a classical topic in mechanics. While buckling has long been studied as one of the major structural failure modes1, it has recently drawn new ...

工学

Coherent anti-Stokes Raman Scattering (CARS) Microscopy Visualizes Pharmaceutical Tablets During Dissolution

Coherent anti-Stokes Raman Scattering CARS Microscopy Visualizes Pharmaceutical Tablets During Dissolution

溶解中にコヒーレント反ストークスラマン散乱（CARS）顕微鏡可視化薬錠

Traditional pharmaceutical dissolution tests determine the amount of drug dissolved over time by measuring drug content in the dissolution medium. This ...

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

検出とパラジウムの回収は、都市鉱山からの金やコバルト金属は、ナノスケールワゴンホイール形の細孔を有する指定小説センサ/吸着剤を使用しました

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Emission Spectroscopic Boundary Layer Investigation during Ablative Material Testing in Plasmatron

プラズマトロン内のアブレーション材料試験中の放射分光境界層調査

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution ...

A Robotic Platform to Study the Foreflipper of the California Sea Lion

カリフォルニアアシカのForeflipperを研究するためのロボットプラットフォーム

The California sea lion (Zalophus californianus), is an agile and powerful swimmer. Unlike many successful swimmers (dolphins, tuna), they generate most ...

Challenges in Rheological Characterization of Highly Concentrated Suspensions &#8212; A Case Study for Screen-printing Silver Pastes

高度に濃縮された懸濁液のレオロジー特性評価における課題 - スクリーン印刷シルバーペーストのためのケーススタディ

A comprehensive rheological characterization of highly concentrated suspensions or pastes is mandatory for a targeted product development meeting the ...

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for CuIn,GaSe2 Solar Cells

その場で太陽電池とモジュールの加速劣化のモニタリング: Cu (In, Ga) Se2太陽電池に関するケーススタディ

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction ...

Study of Siphon Breaker Experiment and Simulation for a Research Reactor

研究用原子炉のサイフォン ブレーカー実験とシミュレーションに関する研究

Under the design conditions of a research reactor, the siphon phenomenon induced by pipe rupture can cause continuous outward flow of water. To prevent ...

Film Control to Study Contributions of Waves to Droplet Impact Dynamics on Thin Flowing Liquid Films

液滴衝撃による薄膜を流れる液膜に波の貢献を研究するフィルム コントロール

Droplet impact is a very common phenomenon in nature and attracts attention due to its aesthetic fascination and wide-ranging applications. Previous ...

Study of a Dot-patterning Process on Flexible Materials using Impact Print-Type Hot Embossing Technology

衝撃プリント型ホットエンボス加工技術を用いたフレキシブル材料のドットパターン化プロセスの研究

Here we present our study on an impact print-type hot embossing process which can create dot patterns with various designs, widths, and depths in real ...