This protocol was developed for research supported by the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (grant RGPIN 401963).

הפרוטוקול הבא אושר על ידי מועצת אתיקת מחקר הולנד Bloorview ילדי שיקום החולים. 1. כיול מנוע <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את לוח מיקרו למחשב באמצעות יציאת USB. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השימוש בתוכנת מייקרו המקורי, להעלות את התסריט המותאם אישית, &quot;Motor_and_AccelerometerTest.ino&quot; ללוח באמצעות חיבור USB על ידי לחיצה על הסמל &quot;עלה&quot;, כונה על ידי החץ ימינה בעיגול. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שמפלס רטט מוגדר כאפס לשים את המנוע-למצב כבוי באמצעות הפקודה &quot;analogWrite&quot;. הקוד צריך לקרוא &quot;analogWrite (vibe1,0);&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בקוד מייקרו, ציין את דופק הרוחב המווסת (PWM) סיכת פלט מתאים המנוע של עניין על ידי אתחול המשתנה &quot;vibe1&quot;. הערה: אותות PWM ליצור יציאות אנלוגיות המקורבות, אותות דיגיטליים שנוצרו על ידי מיקרו-בקר. הפינים הם labeleד מספרית על לוח מייקרו הפיזי. לדוגמא, אם המנוע מחובר פיני פלט PWM &#39;3&#39;, אז להבטיח כי &quot;int vibe1 = 3;&quot; צוין בקוד. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חברו את יציאת Z- ציר של תאוצה ציר תלת לאחד יציאות קלט אנלוגי של לוח מיקרו, ולחבר את חיובי הקרקע מוביל מן תאוצה ליציאות 5V וטחון (GND) של הלוח מיקרו, בהתאמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר התאוצה אל המנוע הרוטט, להבטיח כי ציר z שלה הוא מאונך על המשטח השטוח של המנוע, כפי שמוצגים באיור 2, ולמקם את המנוע על משטח קשה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את קובץ &quot;Motor_Calibration.vi&quot; בתוכנת רכישת נתונים ולחבר את המיקרו-בקר למחשב דרך יציאת USB. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בשדות המיועדים, ציין את יציאה טורית עבור כניסת מיקרו, באמצעות התפריט הנפתח, כמו גם את קצב הדגימה, ו numבער דגימות לאסוף. הערה: קצב הדגימה 500 הרץ הוא הסטנדרט לניסויים אלה כדי למנוע aliasing של נתוני האצה, ו -1,000 דגימות נרשמות בדרך כלל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בקוד &quot;Motor_and_Accelerometer.ino&quot;, ציין את מחזור העבודה הרצויה של פולסים PWM שסופקו מנוע רטט, שוב באמצעות &quot;analogWrite&quot; הפקודה, ולאחר מחדש להוריד את התוכנית ללוח מיקרו שליטה על מנועים (ראה שלב 1.1 ). לדוגמה, כדי להגדיר את מספר פעימות ל -100, הקוד צריך לקרוא &quot;analogWrite (vibe1,100);&quot;. טבלה 1 מפרטת את הערכים PWM מחזורים בתפקיד המקביל שלהם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש פורייה- המהיר Transform (FFT) תצוגה על הממשק &quot;MotorCalibration.vi&quot;, לזהות את השיא הגדול ולהקליט את הערך התדיר רטט המתאים (מן הציר האופקי). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 1.7-1.8, התאמת רמות PWM עד אשר התדר הרצוי הוא הגיע, הקלטה כל פאי PWM בתדרr. לדוגמא, אם מיקוד בתדר 100 הרץ, לבצע צעדים 1.7-1.8 עד לשיא הגדול מתרחש על הקו ה -100 הרץ על הציר האופקי. הערה: מנועי הרטט בשימוש בפרוטוקול זה, התנודות הממוקדות צריכות לשקר בטווח 60-400 הרץ כדי להתאים את תדרי התגובה טוב יותר של מכאניים בעור שתואר בספרות 5,10,13. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבי 1.2.2 ל -1.8 לכל מנוע, באופן ידני הקלטת יחסי PWM בתדר לכל מנוע עם גיליון אלקטרוני או עיפרון ונייר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את הקובץ &quot;Experiment_1.vi&quot;. לכל מנוע, לחץ לחיצה ימנית על התפריט הנפתח ובחר תדר &quot;נכס&quot;. בכרטיסיית &quot;הפריטים ערוכים&quot;, השתמש בטבלה להיכנס התדרים הרצויים ורמות PWM מקבילות שנקבעו שלבי 1.8-1.9. בחר &quot;אישור&quot; כדי לצאת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 1.11 עבור כל ממשק וירטואלי (VI) הקובץ של תוכנת עיצוב מערכת לשמש במהלך הבדיקה (למשל, &quot;Experiment_2.vi &quot;,&quot; Experiment_3.vi &quot;, וכו &#39;). </li></ol><img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/54223/54223fig2.jpg" /> איור 2. Accelerometer רכוב על מנוע. התאוצה תלת-הציר (הירוקה) הוא רכובה על מנוע המטבע עם מאונך Z- הציר אל פני השטח השטוחים של המנוע לכיול. מנוע כל הופעל באמצעות מחזורי הפעולה שונים, ואת תדרי הרטט המתאימים נרשמו על ידי התאוצה. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54223/54223fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> 2. הצבת מוטורס <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שכל המנועים כבר מכוילים (סעיף 2), הר אותם לירך. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להשיג את התוצאות מתוארות בכתב היד הזה, למקם את המנוע אחד על כל אחד הקדמי, האחורי, המדיאלי, והמשטחים הלטרלי של הירך, כ באמצע הדרך להיותtween את trochanter יותר condyle הירך לרוחב (או הקצה הדיסטלי של הגפה לקטועי גפיים מעל לברך). הערה: מיקומים ספציפיים של כל מנוע יכול להשתנות, תלוי שאלות מחקר אזורים של עניין, והוא יכול להיות מושפע מגורמים אנטומיים ופיזיולוגיים, כגון חלוקת סוג והמרחבית של מכאניים בעור. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף מנועים ישירות על העור באמצעות קלטת דו צדדית. הערה: גילוח באזור סביב כל מנוע אינו הכרחי, אך הוא עשוי לשפר את ההידבקות שלהם על העור (איור 3). עבור יישומים בהם את ההשפעות של בגדים, אניה תותבת, או בחומר אחר על התפיסה המשתמשים הם בעלי עניין, למקם את המנועים על גבי חומר אמר, ולא כנגד העור. </li></ol><img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/54223/54223fig3.jpg" /> פלטפורמת בדיקת איור 3. לניסויים. מבחן מותאם אישית פלטפורמה נבנתה לבית tהוא מיקרו-בקרים לוחות לדחוף את הכפתורים. מוטורס יכול להיות מחובר ישירות על העור (כמוצג), או עם אניה תותבת בין המנוע לבין העור. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54223/54223fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> 3. ניסוי 1: מריחת תגובת גירויי זמן ההקלטה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Re-פלאש לוח מייקרו עם הקושחה כדי לאפשר שליטה של ​​הלוח באמצעות תוכנת רכישת נתונים על ידי פתיחת הקובץ &quot;LVIFA_Base.pde&quot; עם חבילת התוכנה המלווה של הבקר, וחזר שלב 1.1, החלפה &quot;Motor_and_Accelerometer_Test.ino&quot; עם &quot; תסריט LVIFA_Base.pde &quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את בלחיצת כפתור ישירות לאחת מיציאות ה- USB במחשב באמצעות מחבר טורי-אל-USB. ודא שכל הדרייברים הדרושים מותקנים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את ממשק &quot;Experiment_1.vi&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציין את סדרתייציאות עבור הלוח מיקרו מחובר מנועים, בלחיצת כפתור על ידי בחירת מספרי זיהוי יציאה טורית המקביל מהתפריטים הנפתחים שכותרתו &quot;קלט מנוע&quot; ו &quot;לחצן ירוק&quot;, בהתאמה. זהה את מספרי זיהוי יציאה טורית באמצעות שירות מנהל התקן מערכת הפעלה של המחשב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחרו בקובץ לרשום את התוצאות ולהתחיל את התוכנית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר המנועים ותדרים להיות מופעל על ידי בחירה מתוך תפריטים נפתחים עבור כל מנוע בממשק &quot;Experiment_1.vi&quot;. יש בעיתונות המשתתף בלחיצת כפתור עם הרגל שעליה משוב מוחל כאשר רטט מורגש. לאחר ילחץ על לחצן כלשהו, ​​לאשר את התגובה בממשק תוכנת רכישת נתונים על ידי וציין כי השעון הפסיק לספור, ולאפס מנועים לניסוי הבא על ידי בחירת הסט החדש של תדרים מתוך התפריטים הנפתחים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הניסוי הוא סיכם, השתמש drתפריטי opdown להחזיר את כל תדרים המנועים למצב אפס ובוחרים את הכפתור &quot;תכנית Stop&quot; לנתק את החיבור ללוח השליטה המוטורית. </li></ol> 4. ניסוי 2: הבחנה בין גירויים הערה: ניסוי זה יכול להתנהל בצורה נפרדת לחלוטין מניסוי 1. מנוע יחיד או מנועים מרובים יכול לשמש. המיקומים הספציפיים של המנועים יכולים להשתנות בהתאם לשאלות היישום ומחקר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר בלחיצת כפתור שני ליציאת USB אחרת באמצעות מחבר טור-USB. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את ממשק רכישת נתונים &quot;Experiment_2.vi&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את המנועים במיקומים והתצורות הנדרשת להחלת המחקר הספציפית. לדוגמא, במקום מנועים יחידים על הירך, באמצע הדרך בין trochanter יותר condyle ירך לרוחב (או בקצה הדיסטלי של הגפה לקטועי גפיים), על כל אחד הקדמי, אחורי, לרוחב, ומשטחים המדיאלי של הירך לדוארxamine הרגישות התדירה בכל המנות הבאות של הרגל 10,11. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציין את יציאות טוריות עבור הלוח מיקרו ושניהם כפתורים שכיבות באותו אופן כמו שלב 3.4. הקפד לציין אשר בלחיצת כפתור מוקצה כל יציאה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר מנועים ספציפיים יופעל רצף הרצוי של תדרים על ידי לחיצה על הסמלים &quot;מנוע&quot; בממשק התוכנה. לדוגמא, יניח שלושה תדרים נבדקים, כגון 140 הרץ, 180 הרץ, 220 רץ. סדרת בדיקות יכול להיות (1) 180 Hz ואחריו 140 הרץ, (2) 220 Hz ואחריו 140 הרץ, ו- (3) 180 Hz ואחריו 220 הרץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזן את עיכוב שעת ההתחלה ואת משך גירוי. 1.5 שניות אופייניות הוא העיכוב פעמי גירוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את התוכנית. הערה: לאחר העיכוב שצוין בשלב 4.6, התכנית תפעיל את המנוע (ים) עם הרצף של תדרים לזווג נבחרו שלב 4.5. לדוגמה, אם 180 הרץ לעומת 220 הרץ היה selected בשלב 4.5, המנוע המקביל ירטוט ראשון ב 180 הרץ למשך התקופה המצוינת לפני המעבר ל -220 הרץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש בעיתונות משתתף אחד לחצנים ושתיים לבחור אם התדירות נתפסה השנייה הייתה גבוהה או נמוכה יותר מהראשון. תגובות יתועדו באופן אוטומטי על ידי התוכנית. </li></ol>

<ol>
	<li>Tate, J. J., Milner, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+kinematic,+temporospatial,+and+kinetic+biofeedback+during+gait+retraining+in+patients:+a+systematic+review.">Real-time kinematic, temporospatial, and kinetic biofeedback during gait retraining in patients: a systematic review.</a> Phys. Ther. 90 (8), 1123-1134 (2010).</li><li>Onate, J. A., Guskiewicz, K. M., Sullivan, 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=Augmented+feedback+reduces+jump+landing+forces.">Augmented feedback reduces jump landing forces.</a> J. Orthop. Sports Phys. Ther. 31 (9), 511-517 (2001).</li><li>Cholewiak, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+perception+of+tactile+distance:+Influences+of+body+site,+space,+and+time.">The perception of tactile distance: Influences of body site, space, and time.</a> Perception. 28 (7), 851-875 (1999).</li><li>Zhang, Z., Wu, H., Wang, W., Wang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+smartphone+based+respiratory+biofeedback+system.">A smartphone based respiratory biofeedback system.</a> Proc. 2010 3rd Int. Conf. Biomed. Eng. Informatics. 2, 717-720 (2010).</li><li>Wentink, E. C., Mulder, A., Rietman, J. S., Veltink, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vibrotactile+stimulation+of+the+upper+leg:+Effects+of+location,+stimulation+method+and+habituation.">Vibrotactile stimulation of the upper leg: Effects of location, stimulation method and habituation.</a> Proc. Annu. Int. Conf. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. , 1668-1671 (2011).</li><li>Rusaw, D., Hagberg, K., Nolan, L., Ramstrand, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Can+vibratory+feedback+be+used+to+improve+postural+stability+in+persons+with+transtibial+limb+loss?.">Can vibratory feedback be used to improve postural stability in persons with transtibial limb loss?.</a> J. Rehabil. Res. Dev. 49 (8), 1239-1254 (2012).</li><li>Goodworth, A. D., Wall, C., Peterka, 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=Influence+of+feedback+parameters+on+performance+of+a+vibrotactile+balance+prosthesis.">Influence of feedback parameters on performance of a vibrotactile balance prosthesis.</a> IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng. 17 (4), 397-408 (2009).</li><li>Asseman, F., Bronstein, A. M., Gresty, 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=Using+vibrotactile+feedback+of+instability+to+trigger+a+forward+compensatory+stepping+response.">Using vibrotactile feedback of instability to trigger a forward compensatory stepping response.</a> J. Neurol. 254 (11), 1555-1561 (2007).</li><li>Fan, R. E., Culjat, M. O., 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=A+haptic+feedback+system+for+lower-limb+prostheses.">A haptic feedback system for lower-limb prostheses.</a> IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng. 16 (3), 270-277 (2008).</li><li>Sharma, A., Torres-moreno, R., Zabjek, K., Andrysek, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+an+artificial+sensory+feedback+system+for+prosthetic+mobility+rehabilitation:+Examination+of+sensorimotor+responses.">Toward an artificial sensory feedback system for prosthetic mobility rehabilitation: Examination of sensorimotor responses.</a> J. Rehabil. Res. Dev. 51 (6), 416-425 (2014).</li><li>Sharma, A., Leineweber, M. J., Andrysek, J. <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+cognitive+load+and+prosthetic+liner+on+volitional+response+times+to+vibrotactile+feedback.">The effects of cognitive load and prosthetic liner on volitional response times to vibrotactile feedback.</a> J. Rehabil. Res. Dev. , (2016).</li><li>Crea, S., Cipriani, C., Donati, M., Carrozza, M. C., Vitiello, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Providing+Time-Discrete+Gait+Information+by+Wearable+Feedback+Apparatus+for+Lower-Limb+Amputees:+Usability+and+Functional+Validation.">Providing Time-Discrete Gait Information by Wearable Feedback Apparatus for Lower-Limb Amputees: Usability and Functional Validation.</a> IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng. 23 (2), 250-257 (2015).</li><li>Bolanowski, S. J., Gescheider, G. A., Verrillo, R. T., Checkosky, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Four+channels+mediate+the+mechanical+aspects+of+touch.">Four channels mediate the mechanical aspects of touch.</a> J. Acoust. Soc. Am. 84 (5), 1680-1694 (1988).</li><li>Giggins, O. M., Persson, U. M., Caulfield, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biofeedback+in+rehabilitation.">Biofeedback in rehabilitation.</a> J. Neuroeng. Rehabil. 10 (1), 60 (2013).</li><li>Shull, P. B., Jirattigalachote, W., Hunt, M. A., Cutkosky, M. R., Delp, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantified+self+and+human+movement:+A+review+on+the+clinical+impact+of+wearable+sensing+and+feedback+for+gait+analysis+and+intervention.">Quantified self and human movement: A review on the clinical impact of wearable sensing and feedback for gait analysis and intervention.</a> Gait Posture. 40 (1), 11-19 (2014).</li><li>Goodworth, A. D., Peterka, 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=Sensorimotor+integration+for+multisegmental+frontal+plane+balance+control+in+humans.">Sensorimotor integration for multisegmental frontal plane balance control in humans.</a> J. Neurophysiol. 107 (1), 12-28 (2012).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

מטרת פרוטוקול זה היא לספק את המסגרת להערכת פרמטרי גירוי ביישומי ASF vibrotactile. באופן ספציפי, הוא בוחן את ההשפעות של תדירות הרטט, משרעת, מיקום, ורצף על התגובה הסנסורית המשתמש. ניתן לבנות מסגרת זו על והרחיבה לשלב סוגים נוספים או חלופיים תגובה של משתמש שעשויה להיות יותר רלוונטי מבחינה קלינית, כגון כיפוף מפרק או העברת משקל מרגל אחת לאחרת. סוגים אלה של שינויים ידרשו תצורות חומרה שונות במקצת, כלומר החלפה של לחצנים עם התקנים כגון יחידות מדידה אינרציאלית (Imus) או חיישני לחץ, כמו גם שינויים הנלווים אל הממשק הווירטואלי. באופן דומה, אם כי הפרוטוקול המובא כאן דורש המשתתף להיות בתנוחת ישיבה, שינויי חומרה קטנים יהיו צורך לבצע את המעבר ליותר קליני תנוחות רלוונטיות, כגון איזון עמידה או walניסויי מלך. בשני הניסויים, בלחיצת הכפתור (הים) יכול להיות לחוץ עם היד, רגל, הרגל, או על ידי אמצעים אחרים, בהתאם לשאלת המחקר הספציפי התגובה רצויה. יתר על כן, מחקרים נוספים שמעסיקים פרוטוקול הבסיסי הזה יכול לשמש כדי לחקור את ההשפעות של אסטרטגיות קידוד משוב שונות, מקומות, ושילוב לתוך תותבות חדשות או קיימות. לדוגמא, בעת יישום משוב vibrotactile לתוך פרוטזות-תחתונה, זה יכול להיות מעניין לבחון את ההשפעות של שקע האונייה התותב על רגישות המשתמש לגירויים. בעוד הפרוטוקולים מפורטים בכתב היד הזה מחייבים הפעלת חצי הידני של מנועי הרטט (באמצעות הממשק), הם יכולים בקלות להיות שונים כדי לאפשר הפעלה מוטורית בתגובת מדידות קינטית או קינמטיקה מחיישנים חיצוניים. באמצעות מכשירי מדידה, כגון Imus, מד-זווית, חיישנים לחצים, וכו &#39;, במקום על לחצן דחיפה, ניסויים יכול להיות גonducted לבחון זמני תגובת משתמש רלוונטיים יותר פיסיולוגי ודיוק למשוב vibrotactile מסופק. סוג זה של מחקר זה מבקש להעסיק פרוטוקולים דומים לאלה מתוארים ניסויי 1 ו -2, אך ידרוש מערכת בקרה נוספת להמיר קלט החיישן לתוך הוראות שנשלחו אל מנועי הרטט, כמו גם שינויים בתוכנת רכישת נתונים להתממשק עם שינויי החומרה החדשים. דוגמא אחת של יישום תגובה רלוונטית מבחינה פיזיולוגית היא להחליף את הכפתורים עם goniometer כדי למדוד שינויי זווית ברך. עבור סוג זה של ניסוי, goniometer יהיה רכוב על פני השטח לרוחב של מפרק הברך, ולא לחיצה על כפתור הדחיפה, משתתפים יקבלו הוראות לכופף הברך שלהם לזווית ברך מוגדרת מראש (למשל, 90 מעלות) על תפיסת רטט מנוע. זמני תגובת משתמש מוגדרים אז כמו הזמן שחלף בין גירוי יישומית כאשר המפרקGLE מתיישב על או ליד הערך הרצוי (למשל, 90 ° ± 10 °). דיוק תנועה יכול גם להיות מוערך על ידי חישוב שגיאת האחוזים בין היעד וזוויות מושגות. במהלך עשר השנים האחרונות, מספר מחקרים בחנו את השימוש המשוב vibrotactile במגוון יישומים ביומכנית, כולל יעילותו ככלי אימון לשיפור ההליכה ואיזון 14,15. רוב המחקרים הללו התמקדו ההשלכות הקליניות של ביופידבק, ובוחנים את השינויים כדי פרמטרים קינטיים או קינמטיקה ספציפיים כאשר משוב vibrotactile מוחל. ככזה, ברוב הפרוטוקולים לבחור קבוצה אחת של פרמטרי גירוי, עם כמה לבחינת רגישות המשתמש למיקום רטט, משרעת, או דפוס. הפרוטוקול המובא כאן משמש-צעד ראשון לקראת תפיסת משתמש הבנת vibrotactile גירויים שאמורות להתבצע לפני להעריך את ההשפעות של גירויים אלה על Clin הספציפיתנאי iCal. עבודה נוספת, כמו זו על ידי Goodworth et al. 7,16, אשר בחן שונה קידוד אסטראטגי עבור תרגום מידע חושי אל גירויי תנודה, ו Crea et al. 12, אשר העריך רגישות המשתמש לשינויים בדפוסי רטט, להשלים את הניסויים הללו כדי לספק הבנה שלמה יותר של איך לייעל את משוב vibrotactile ליישומים ביומכניקה ספציפי. יצוין כי מגבלה בסיסית של מערכת ניסיונית זו, כמו עם מערכות אחרות מהמדווח בספרות 5,6, מוטלת על מנועי רטט, אשר כמה רעידות בתדירות ובעוצמת עונתיות. כלומר, עליות או ירידות בתדירות רטט מלווה שינויים מידתיים משרעת. הפרדת שני פרמטרים אלה דורשת סוג של מנוע שונה, כגון והפעיל תהודה ליניארי, כמו גם מנהלי מנוע מתקדמים יותר לשלטון המנועים המתוחכמים יותר. additעדכוני ional לממשק הקיים יידרשו להתאים את החומרה החדשה פרמטר משרעת נוסף. הליך הכיול הוא קריטי הביצוע המוצלח של ניסויים אלה, וצריכים להתבצע באופן עצמאי עבור כל רכב המשמש בניסויים הבאים. בעוד היחסים בתדירויות מחזור העבודה צריכים להיות גודל מאותו הסוג עבור מנועים זהים, הבדלים קטנים בבניית מנוע עלולים לגרום לשינויים לא טריוויאלית לתדרים שהתקבלו. לדוגמא, תוך פיתוח הליך זה, בתדירות יעד 180 רץ הושגה באמצעות ערכי PWM החל 103-143 מנועים שונים.

משוב תחושתי מלאכותי (ASF) יכול להיות מוגדר כ נוהג לתת מידע ביולוגי בזמן אמת ליחידים, לעתים קרובות פיצוי עבור פרופריוספציה נפגעת או מנגנון חושי אחר. ASF כבר זמן רב בשימוש בתחום שיקום של פצועים או נכים לסייע בהשבת היבטים של תפקוד גופני ותנועה 1 - 3, המאפשר לאנשים לשלוט תהליכים פיזיקליים שפעם היו תגובה לא רצונית של מערכת העצבים האוטונומית 4. קטגוריית משנה של ASF, ביופידבק ביומכנית, משתמשת בחיישנים חיצוניים למדוד פרמטרים הנוגעים לאזן או הליכה קינמטיקה, ולהעביר מידע זה אל הפרט לבצע איזושהי גירוי מיושם. גישה פופולרית יותר ויותר למשוב ביומכנית מעסיקה מנועי רטט קטנים, או tactors, שהוצבו בחלקים שונים של הגוף כדי לספק המרחבית וכן משוב זמני. בספרות קודם שנעשה בתחום הראה promising תוצאות התומכים בשימוש של משוב vibrotactile ביישומים ליחידים עם קטיעות גפה נמוכה, ליקויי שיווי משקל, והזדקנות הקשורות אובדן שיווי המשקל 5 - 9. הבנה מעמיקה של מנגנוני שליטת התפיסה של פרט בתגובה לגירויים ספציפיים יש צורך ליידע יישום אפקטיבי של מערכות ASF עבור יישומים שונים. למשוב vibrotactile, ובראשם מנגנונים אלה הם פרופריוספציה והתגובה הסנסורית, במיוחד את הרגישות למשתמש התנודות שיושמה את הזמן הדרוש כדי לבצע את התגובה הרצויה. כל מידע חושי מתקשר באמצעות גירויי רטט חייב להיות מקודד כמו שילובים מסוימים של תדירות רטט, משרעת, מיקום, ורצף. לכן, עיצוב מערכות vibrotactile ASF צריך לבחור שילובים של פרמטרים על מנת למקסם את התפיסה של המשתמש ואת הפרשנות של גירויים, כמוגם את העיתוי ואת הדיוק של התגובה המוטורית שהתקבלה. מטרת פרוטוקול זה היא לספק פלטפורמה שממנו ניתן להעריך זמני תגובה ודיוק בתגובה לגירויי רטט שונים ליידע את העיצוב של מערכות ASF לשימוש עם אוכלוסיות חושיות וכבד שונות. השיטות שתוארו כאן בונה על מחקר קודם לחקור התפיסה האנושית של משוב משושי vibrotactile 3,5,6, ו פותחה לשימוש בשני מחקרים קודמים 10,11. שני המחקרים האחרונים מועסקים בפרוטוקול זה כדי לבחון את ההשפעות של תדירות רטט מיקום על הדיוק ואת העיתוי של תגובות המשתמש קטועי גפיים נמוכות גפה, מראה כי הפרמטרים הוא משפיעים באופן משמעותי על תוצאות מדידה, וכי רמה גבוהה של דיוק תגובה יכולה להיות הושג. תוצאות אלה יכולים לשמש כדי ליידע את המיקום האידיאלי של tactors במחקרים עתידיים ויישומים קליניים של מערכות ASF vibrotactile. העבודה אחרונה נוספת ידיEt Crea al. 12 בחן רגישות המשתמש לשינויים בדפוסי רטט להחיל הירך במהלך הליכה, באמצעות תגובות מילוליות כדי לסמן שינויים נתפסו דפוסי הרטט, ולא תגובה מוטורית. בעוד תגובות מילוליות ניתן להשתמש כדי למדוד דיוק זיהוי, הם לא מדברים על שגיאות ועיכובים שעלולות להיות נוכח בתהליך השליטה המוטורית. ההתקנה הראשונית עבור הניסויים הבאים מורכבת ממספר מנועי רוטטים המחוברים דופקות מווסת-רוחב סיכות פלט של לוח מייקרו. הלוח, בתורו, נשלט באמצעות חיבור Universal Serial Bus (USB) למחשב פועל תוכנת עיצוב מערכת זמינה מסחרי. המנועים דורשים מעגל הגברה נוסף כדי להבטיח מתח מספיק נוכחי מסופק על פני טווח רחב של תדרי רטט. מעגל מגבר למשל מוצג באיור 1. טרנזיסטור צומת דו-קוטבית (BJRבאיור) יכול להיות מוחלף עם טרנזיסטור אפקט השדה מוליך למחצה-תחמוצת-מתכת קטנה (MOSFET) עבור תפעול יעיל יותר וגודל קטן. באופן דומה, מעגל ההגברה כולו יכול להיות מוחלף על ידי נהג רכב לתחושה ה- off- המדף לספק שליטה נוספת וגודל מופחת. כל מנוע דורש מעגל משלו, באמצעות הציוד המפורטים במאמר זה, עד עשרה מנועים יכול להיות נשלט על ידי לוח מיקרו יחיד. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/54223/54223fig1.jpg" /> איור 1. מנוע חיווט. (א) מעגל ההגברה עבור מנוע רטט אחד מוצג. המנוע לכל דורש מעגל נפרד חייב להיות מחובר ליציאת פלט PWM ייחודי על מיקרו-בקר. ה- V DD כאן מייצג את הכח 3.3 V מסופק על ידי דירקטוריון מייקרו, ואת הנגד R2 משמש סרבן נפתח כדי להבטיח את מתג טרנזיסטור נשאר פתוח כאשר אפס מתח הוא אפליקציהשיקר. (ב) דוגמא של החיווט הפיזי של שני מנועים. למרות ששמונה מעגלי הגברה בודדים נראים לעין, רק שני מחוברי מנועי רטט. בפרוטוקול זה R1 = 4.7 קילו-אוהם ו R2 = 100 קילו-אוהם. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54223/54223fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

<table><tbody><tr><td>Vibrating Pager Motors</td><td>Precision Microdrives</td><td>Model 310-101</td><td>Coin eccentric rotating mass motors.&amp;nbsp; As many as necessary to test all locations and interactions of interest</td></tr><tr><td>Tri-axis Accelerometer</td><td>Dimension Engineering</td><td>ADXL 335</td><td>Advanced analog accelerometer. 500&amp;nbsp;Hz bandwidth, 3.5-15&amp;nbsp;V input. Designed for motion, tilt, and slope measurement, as well as vibration and shock sensing.</td></tr><tr><td>Arduino Uno</td><td>Arduino</td><td>DEV-11021</td><td>Microcontroller board for communicating with the tri-axis accelerometer</td></tr><tr><td>Arduion Mega 2560</td><td>Arduino</td><td>DEV-11061</td><td>Microcontroller board for interfacing with the vibration motors.&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>LabVIEW</td><td>National Instruments</td><td></td><td>Data acquisition software used to control motors and display accelerometer signals</td></tr><tr><td>Arduino IDE Software</td><td>Arduino</td><td>v. 1.6.5</td><td></td></tr><tr><td>Push-Button</td><td>Bridges</td><td>Buddy Button</td><td>Wired switch featuring a 2.5&amp;nbsp;in/6.35&amp;nbsp;cm activation surface that provides an auditory click and tactile feedback.</td></tr><tr><td>Optional:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dedicated haptic motor driver</td><td>Texas Instruments</td><td>DRV2605L</td><td>Can be used to replace the entire amplification circuit described in Step 1.</td></tr><tr><td>Flexible wearable goniometer</td><td>Biometrics Ltd.</td><td>SG110</td><td>Twin axis flexible goniometers to measure angles in up to two planes of movement that can be used in lieu of the push button to measure joint movement in response to stimuli.&lt;br/&gt; www.biometricsltd.com/gonio.htm</td></tr></tbody></table>

a method for evaluating timeliness and accuracy of volitional motor responses to vibrotactile stimuli

Artificial sensory feedback (ASF) systems can be used to compensate for lost proprioception in individuals with lower-limb impairments. Effective design of these ASF systems requires an in-depth understanding of how the parameters of specific feedback mechanism affect user perception and reaction to stimuli. This article presents a method for applying vibrotactile stimuli to human participants and measuring their response. Rotating mass vibratory motors are placed at pre-defined locations on the participant's thigh, and controlled through custom hardware and software. The speed and accuracy of participants' volitional responses to vibrotactile stimuli are measured for researcher-specified combinations of motor placement and vibration frequency. While the protocol described here uses push-buttons to collect a simple binary response to the vibrotactile stimuli, the technique can be extended to other response mechanisms using inertial measurement units or pressure sensors to measure joint angle and weight bearing ratios, respectively. Similarly, the application of vibrotactile stimuli can be explored for body segments other than the thigh.

תרשים 4 מתאר את עקומות כיול זיהוי ערך PWM עבור תדירות רטט 180 רץ של מנוע יחיד. החל מ ובתפוקה 50%, את הערכים PWM הם איטרטיבית עד ספייק תדירות העיקרית מתרחשת ב 180 הרץ. ניסויי כיול מוצלחים צריכים להראות ספייק ברור בתדר הרטט העיקרי. קיבעון ירוד של התאוצה אל המנוע, או של המנוע על משטח תמיכה עלול לגרום FFT מפוזר יותר בלי ספייק ברור. במצב זה, במשפט הכיול יש לחזור לאחר הטעינות הותאמו כדי להבטיח חיבור טוב יותר. איור 5 א מציג זמני תגובה בין תגובת כפתור גירוי ולדחוף שנרשמה בניסוי 1 במשך שלושה תדרי רטט, 140 הרץ, 180 הרץ, 220 הרץ, מיושמים על פני השטח הקדמיים של הירך במשך עשרה משתתפים כשירים ושלושה קטועי גפיים 10. ניתוח מדידות חוזרות של שונות (ANOVA)ניתוח Tukey פוסט-הוק באמצעות תיקון Bonferroni שמש לזיהוי ההשפעות הספציפיות של כל תדר. נתונים אלה מצביעים על התפשטות יחסית חזקה של נתונים עבור כל תדר באוכלוסייה הכשירה, וכן השפעת תדר משמעותית. זמני תגובה להבחנה בין הזוגות של תדרי רטט מוצגים איור 5 ב, ויכולים להיות מנותח באותו אופן כמו בדיקות תדר הבודדות. ניתן לבצע ניתוחים דומים לזהות את ההשפעות של מיקום המנוע, מנגנון תגובה (למשל, לחיצה על הכפתורים עם הידיים או הרגליים), או תנאי הבדיקה אחרים. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/54223/54223fig4.jpg" /> איור 4. עקומות כיול אופייניות. התוצאות של פורייה המהירה Transform של נתוני האצה מוצג עבור כיול עובר מנוע יחיד. ארבעה מחקרים נערכו כדי לזהות את correspon רמת PWMדינג ל -180 הרץ רטט (קו כחול מלא). שים לב הרטט משתנה בין התדרים השונים. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54223/54223fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/54223/54223fig5.jpg" /> זמן תגובה איור 5. נציג תוצאות. (א) זמני תגובה עבור תדרים בודדים מוצגים. הנתונים מחוברי השורה מציגים את הנתונים עבור משתתפים כשירים (ממוצע ± סטיית תקן), ואילו נקודות נתונים הבודדות מייצגות את השלושה האנשים עם קטיעות transfemoral. זמני תגובה ירד תדר משמעותי. &#39;*&#39; מציין הבדל משמעותי בין 140 פעמי התגובה רצה, ואת &#39;#&#39; הבדל בין 180 תדירויות הרץ, הוא בעמ משמעות &lt;0.05. (ב) זמני תגובה להבחנה בין הזוגהים של תדרים הם זממו הם ליחידים כשירים ואלה עם קטיעות transfemoral. ראוי לציין, כי פיזור הנתונים על כל זוג הוא הרבה יותר גדול מזה של הנתונים יחיד בתדר, המציין תוצאות משתנות יותר. דמות זו שונתה מנתונים שפורסמו במקור על ידי שתרמה et al. 10. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/54223/54223fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <table fo:keep-together.within-page="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> ערך PWM (פולסים) </td><td> 64 </td><td> 127 </td><td> 191 </td><td> 255 </td></tr><tr><td> מחזור עבודה (%) </td><td> 25 </td><td> 50 </td><td> 75 </td><td> 100 </td></tr></tbody></table> טבלת 1. ערכי PWM מחזורים בתפקיד מקבילים. רמות PWM לדוגמא ואת מחזורי הפעולה המקבילים מוצגות. Tהוא 0-255 טווח עבור הערך PWM מציין את מספר הבתים בכל הדופק (מתוך 255 אפשריות) עבורו האות על.

Watch this Scientific Journal Video about A Method for Evaluating Timeliness and Accuracy of Volitional Motor Responses to Vibrotactile Stimuli at JoVE.com

A Method for Evaluating Timeliness and Accuracy of Volitional Motor Responses to Vibrotactile Stimuli

מאמר זה מתאר טכניקה ליישום גירויי vibrotactile לירך של משתתף אדם, ומדידת זמן הדיוק ותגובה של התגובה הרצונית של המשתתף עבור שילובים שונים של מיקום גירוי ותדיר.

שיטה להערכת עתוי דיוק של תגובות מוטוריות רצוניות כדי Vibrotactile גירויים

Artificial sensory feedback (ASF) systems can be used to compensate for lost proprioception in individuals with lower-limb impairments.  Effective design ...

a-method-for-evaluating-timeliness-accuracy-volitional-motor

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Bioengineering

7.2K Views.  Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital.  מאמר זה מתאר טכניקה ליישום גירויי vibrotactile לירך של משתתף אדם, ומדידת זמן הדיוק ותגובה של התגובה הרצונית של המשתתף עבור שילובים שונים של מיקום גירוי ותדיר. 

Video: A Method for Evaluating Timeliness and Accuracy of Volitional Motor Responses to Vibrotactile Stimuli

Methods to Quantify Pharmacologically Induced Alterations in Motor Function in Human Incomplete SCI

Spinal cord injury (SCI) is a debilitating disorder, which produces profound deficits in volitional motor control. Following medical stabilization, recovery from SCI typically involves long term rehabilitation. While recovery of walking ability is a primary goal in many patients early after injury, those with a motor incomplete SCI, indicating partial preservation of volitional control, may have the sufficient residual descending pathways necessary to attain this goal. However, despite physical interventions, motor impairments including weakness, and the manifestation of abnormal involuntary reflex activity, called spasticity or spasms, are thought to contribute to reduced walking recovery. Doctrinaire thought suggests that remediation of this abnormal motor reflexes associated with SCI will produce functional benefits to the patient. For example, physicians and therapists will provide specific pharmacological or physical interventions directed towards reducing spasticity or spasms, although there continues to be little empirical data suggesting that these strategies improve walking ability.
In the past few decades, accumulating data has suggested that specific neuromodulatory agents, including agents which mimic or facilitate the actions of the monoamines, including serotonin (5HT) and norepinephrine (NE), can initiate or augment walking behaviors in animal models of SCI. Interestingly, many of these agents, particularly 5HTergic agonists, can markedly increase spinal excitability, which in turn also increases reflex activity in these animals. Counterintuitive to traditional theories of recovery following human SCI, the empirical evidence from basic science experiments suggest that this reflex hyper excitability and generation of locomotor behaviors are driven in parallel by neuromodulatory inputs (5HT) and may be necessary for functional recovery following SCI. 
The application of this novel concept derived from basic scientific studies to promote recovery following human SCI would appear to be seamless, although the direct translation of the findings can be extremely challenging. Specifically, in the animal models, an implanted catheter facilitates delivery of very specific 5HT agonist compounds directly onto the spinal circuitry. The translation of this technique to humans is hindered by the lack of specific surgical techniques or available pharmacological agents directed towards 5HT receptor subtypes that are safe and effective for human clinical trials. However, oral administration of commonly available 5HTergic agents, such as selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs), may be a viable option to increase central 5HT concentrations in order to facilitate walking recovery in humans. Systematic quantification of how these SSRIs modulate human motor behaviors following SCI, with a specific focus on strength, reflexes, and the recovery of walking ability, are missing.
This video demonstration is a progressive attempt to systematically and quantitatively assess the modulation of reflex activity, volitional strength and ambulation following the acute oral administration of an SSRI in human SCI. Agents are applied on single days to assess the immediate effects on motor function in this patient population, with long-term studies involving repeated drug administration combined with intensive physical interventions.

This video demonstrates modulation of reflex activity, volitional strength and ambulation through clinical and quantitative assessments in individuals with motor incomplete SCI as a result of acute oral administration of a serotonin reuptake inhibitor (SSRI).

שיטות לכמת שינויים מושרה פרמקולוגית בתפקוד המוטורי ב SCI הושלמה האדם

Spinal cord injury (SCI) is a debilitating disorder, which produces profound deficits in volitional motor control. Following medical stabilization, ...

Medicine

Measurement of Vibration Detection Threshold and Tactile Spatial Acuity in Human Subjects

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about mechanosensory function that are relevant for clinical diagnosis as well as for basic research. Here, we describe two psychophysical tests designed to determine the vibration detection threshold (automated system) and tactile spatial acuity (handheld device). Both procedures implement a two-interval forced-choice and a transformed-rule up and down experimental paradigm. These tests have been used to obtain mechanosensory profiles for individuals from distinct human cohorts such as twins or people with sensorineural deafness.

Here, we present protocols to determine vibration detection thresholds and tactile acuity using psychophysical methods in man.

מדידת סף זיהוי רטט מישוש מרחבי חדות בבני אדם,

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about ...

Behavior

Acute and Chronic Tactile Sensory Testing after Spinal Cord Injury in Rats

Spinal cord injury (SCI) impairs sensory systems causing allodynia1-8. To identify cellular and molecular causes of allodynia, sensitive and valid sensory testing in rat SCI models is needed. However, until recently, no single testing approach had been validated for SCI so that standardized methods have not been implemented across labs. Additionally, available testing methods could not be implemented acutely or when severe motor impairments existed, preventing studies of the development of SCI-induced allodynia3. Here we present two validated sensory testing methods using von Frey Hair (VFH) monofilaments which quantify changes in tactile sensory thresholds after SCI4-5. One test is the well-established Up-Down test which demonstrates high sensitivity and specificity across different SCI severities when tested chronically5. The other test is a newly-developed dorsal VFH test that can be applied acutely after SCI when allodynia develops, prior to motor recovery4-5. Each VFH monofilament applies a calibrated force when touched to the skin of the hind paw until it bends. In the up-down method, alternating VFHs of higher or lower forces are used on the plantar L5 dermatome to delineate flexor withdrawal thresholds. Successively higher forces are applied until withdrawal occurs then lower force VFHs are used until withdrawal ceases. The tactile threshold reflects the force required to elicit withdrawal in 50% of the stimuli. For the new test, each VFH is applied to the dorsal L5 dermatome of the paw while the rat is supported by the examiner. The VFH stimulation occurs in ascending order of force until at least 2 of 3 applications at a given force produces paw withdrawal. Tactile sensory threshold is the lowest force to elicit withdrawal 66% of the time. Acclimation, testing and scoring procedures are described. Aberrant trials that require a retest and typical trials are defined. Animal use was approved by Ohio State University Animal Care and Use Committee.

We describe two tactile sensory testing methods for acute or chronic periods of spinal cord injury in rats. These validated procedures can detect the development and maintenance of allodynia-like sensations.

אקוטי וכרוני בדיקה חושי טקטילי לאחר פגיעה בחוט השדרה של חולדות

Spinal cord injury (SCI) impairs sensory systems causing allodynia1-8. To identify cellular and molecular causes of allodynia, sensitive and valid sensory ...

Testing Tactile Masking between the Forearms

Masking, in which one stimulus affects the detection of another, is a classic technique that has been used in visual, auditory, and tactile research, usually using stimuli that are close together to reveal local interactions. Masking effects have also been demonstrated in which a tactile stimulus alters the perception of a touch at a distant location. Such effects can provide insight into how components of the body's representations in the brain may be linked. Occasional reports have indicated that touches on one hand or forearm can affect tactile sensitivity at corresponding contralateral locations. To explore the matching of corresponding points across the body, we can measure the spatial tuning and effect of posture on contralateral masking. Careful controls are required to rule out direct effects of the remote stimulus, for example by mechanical transmission, and also attention effects in which thresholds may be altered by the participant's attention being drawn away from the stimulus of interest. The use of this technique is beneficial as a behavioural measure for exploring which parts of the body are functionally connected and whether the two sides of the body interact in a somatotopic representation. This manuscript describes a behavioural protocol that can be used for studying contralateral tactile masking.

Here we explore contralateral tactile masking between the forearms in which tactile detection thresholds are modulated by vibration applied to a remote site. The details of which remote sites have an effect can tell us about how the body is represented in the brain.

בדיקת מישוש מיסוך בין האמות

Masking, in which one stimulus affects the detection of another, is a classic technique that has been used in visual, auditory, and tactile research, ...

A Simple Non-invasive Method for Temporary Knockdown of Upper Limb Proprioception

Proprioception may be the least well measured of all contributors to the neural control of movement. New precise, reliable measures of proprioception are needed for clinical diagnosis of impairment, and to measure outcomes of proprioceptive training. The purpose of this simple, non-invasive method is to temporarily knockdown upper limb proprioception in healthy adults, to an extent that would be useful in the development and testing of upper limb proprioception measures. Knockdown models have two main advantages over studying humans with impaired proprioception: participant availability and the ability to control the extent of impairment across participants. Current published methods of temporary proprioception knockdown of the upper limb, such as ischemic nerve blocks and cryotherapy, are invasive, impractical, or uncomfortable for the participant. Here, vibration over the ulnar groove was used to reduce upper limb proprioception. High frequency vibration may reduce proprioceptive acuity by inhibiting pacinian corpuscle-induced input. The effect of vibration used in this protocol was confirmed using two quantitative measures. This method was simple to administer, comfortable for participants, and practical.

The goal of this protocol is to demonstrate a practical method to temporarily interfere with proprioception in the upper limb of healthy humans.

שיטה לא פולשנית פשוטה עבור זמני נוקאאוט של הגפיים העליונות קינסטזיה

Proprioception may be the least well measured of all contributors to the neural control of movement. New precise, reliable measures of proprioception are ...

A Vibrotactile Feedback Device for Seated Balance Assessment and Training

Postural perturbations, motion tracking, and sensory feedback are modern techniques used to challenge, assess, and train upright sitting, respectively. The goal of the developed protocol is to construct and operate a sitting platform that can be passively destabilized while an inertial measurement unit quantifies its motion and vibrating elements deliver tactile feedback to the user. Interchangeable seat attachments alter the stability level of the device to safely challenge sitting balance. A built-in microcontroller allows fine-tuning of the feedback parameters to augment sensory function. Posturographic measures, typical of balance assessment protocols, summarize the motion signals acquired during timed balance trials. No dynamic sitting protocol to date provides variable challenge, quantification, and sensory feedback free of laboratory constraints. Our results demonstrate that non-disabled users of the device exhibit significant changes in posturographic measures when balance difficulty is altered or vibrational feedback provided. The portable, versatile device has potential applications in rehabilitation (following skeletal, muscular, or neurological injury), training (for sports or spatial awareness), entertainment (via virtual or augmented reality), and research (of sitting-related disorders).

A sitting platform has been developed and assembled that passively destabilizes sitting posture in humans. During the user&#39;s stabilizing task, an inertial measurement unit records the device&#39;s motion, and vibrating elements deliver performance-based feedback to the seat. The portable, versatile device may be used in rehabilitation, assessment, and training paradigms.

מכשיר Vibrotactile משוב הערכת האיזון ישובים והדרכה

Postural perturbations, motion tracking, and sensory feedback are modern techniques used to challenge, assess, and train upright sitting, respectively. ...

Applying Incongruent Visual-Tactile Stimuli during Object Transfer with Vibro-Tactile Feedback

The application of incongruent sensory signals that involves disrupted tactile feedback is rarely explored, specifically with the presence of vibrotactile feedback (VTF). This protocol aims to test the effect of VTF on the response to incongruent visual-tactile stimuli. The tactile feedback is acquired by grasping a block and moving it across a partition. The visual feedback is a real-time virtual presentation of the moving block, acquired using a motion capture system. The congruent feedback is the reliable presentation of the movement of the block, so that the subject feels that the block is grasped and see it move along with the path of the hand. The incongruent feedback appears as the movement of the block diverts from the actual movement path, so that it seems to drop from the hand when it is actually still held by the subject, thereby contradicting the tactile feedback. Twenty subjects (age 30.2 &#177; 16.3) repeated 16 block transfers, while their hand was hidden. These were repeated with VTF and without VTF (total of 32 block transfers). Incongruent stimuli were presented randomly twice within the 16 repetitions in each condition (with and without VTF). Each subject was asked to rate the difficulty level of performing the task with and without the VTF. There were no statistically significant differences in the length of the hand paths and durations between transfers recorded with congruent and incongruent visual-tactile signals &#8211; with and without the VTF. The perceived difficulty level of performing the task with the VTF significantly correlated with the normalized path length of the block with VTF (r = 0.675, p = 0.002). This setup is used to quantify the additive or reductive value of VTF during motor function that involves incongruent visual-tactile stimuli. Possible applications are prosthetics design, smart sport-wear, or any other garments that incorporate VTF.

We present a protocol to apply incongruent visual-tactile stimuli during an object transfer task. Specifically, during block transfers, performed while the hand is hidden, a virtual presentation of the block shows random occurrences of false block drops. The protocol also describes adding vibrotactile feedback while performing the motor task.

החלת גירויים חזותיים קלקל במהלך העברת האובייקט עם משוב Vibro מישוש

The application of incongruent sensory signals that involves disrupted tactile feedback is rarely explored, specifically with the presence of vibrotactile ...

A Standardized Method for Measurement of Elbow Kinesthesia

Proprioception is an important component of controlled movement. The threshold to detection of passive movement (TDPM) is a commonly used method for quantifying the proprioceptive submodality of kinesthesia in research settings. The TDPM paradigm has been found to be valid and reliable; however, the equipment and methods used for TDPM vary between studies. In particular, the research laboratory apparatuses for producing passive movement of an extremity are often custom designed by individual laboratories or inaccessible due to high cost. There is a need for a standardized, valid, and reliable method for measuring TDPM using readily available equipment. The purpose of this protocol is to provide a standardized method for measurement of TDPM at the elbow that is economical, easy to administer, and that produces quantitative results for measurement purposes in research-based settings. This method was tested on 20 healthy adults without neurological impairment, and eight adults with chronic stroke. The results obtained suggest this method is a reliable way to quantify elbow TDPM in healthy adults, and provides initial support for validity. Researchers seeking a balance between equipment affordability and measurement precision are most likely to find this protocol of benefit.

Here, we present a standardized method for measurement of elbow passive kinesthesia using the threshold to detection of passive movement (TDPM) that is appropriate for a research setting.

שיטה מתוקנת למדידה של קינסתזיה מרפק

Proprioception is an important component of controlled movement. The threshold to detection of passive movement (TDPM) is a commonly used method for ...

Tactile Vibrating Toolkit and Driving Simulation Platform for Driving-Related Research

Collision warning system plays a key role in the prevention of driving distractions and drowsy driving. Previous studies have proven the advantages of tactile warnings in reducing driver&#8217;s brake response time. At the same time, tactile warnings have been proved effective in take-over request (TOR) for partially autonomous vehicles.
How the performance of tactile warnings can be optimized is an ongoing hot research topic in this field. Thus, the presented low-cost driving simulation software and methods are introduced to attract more researchers to take part in the investigation. The presented protocol has been divided into five sections: 1) participants, 2) driving simulation software configuration, 3) driving simulator preparation, 4) vibrating toolkit configuration and preparation, and 5) conducting the experiment.
In the exemplar study, participants wore the tactile vibrating toolkit and performed an established car-following task using the customized driving simulation software. The front vehicle braked intermittently, and vibrating warnings were delivered whenever the front vehicle was braking. Participants were instructed to respond as quickly as possible to the sudden brakes of the front vehicle. Driving dynamics, such as the brake response time and brake response rate, were recorded by the simulation software for data analysis.
The presented protocol offers insight into the exploration of the effectiveness of tactile warnings on different body locations. In addition to the car-following task that is demonstrated in the exemplar experiment, this protocol also provides options&#160;to apply other paradigms to the driving simulation studies by making simple software configuration without any code development. However, it is important to note that due to its affordable price, the driving simulation software and hardware introduced here may not be able to fully compete with other high-fidelity commercial driving simulators. Nevertheless, this protocol can act as an affordable and user-friendly alternative to the general high-fidelity commercial driving simulators.

This protocol describes a driving simulation platform and a tactile vibrating toolkit for the investigation of driving-related research. An exemplar experiment exploring the effectiveness of tactile warnings is also presented.&#160;

ערכת כלים רוטטת מישוש ופלטפורמת הדמיית נהיגה למחקר הקשור לנהיגה

Collision warning system plays a key role in the prevention of driving distractions and drowsy driving. Previous studies have proven the advantages of ...

Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, spinal and peripheral levels). The present protocol describes how this method can be used to stimulate the posterior tibial nerve that activates plantar flexor muscles. Percutaneous electrical nerve stimulation consists of inducing an electrical stimulus to a motor nerve to evoke a muscular response. Direct (M-wave) and/or indirect (H-reflex) electrophysiological responses can be recorded at rest using surface electromyography. Mechanical (twitch torque) responses can be quantified with a force/torque ergometer. M-wave and twitch torque reflect neuromuscular transmission and excitation-contraction coupling, whereas H-reflex provides an index of spinal excitability. EMG activity and mechanical (superimposed twitch) responses can also be recorded during maximal voluntary contractions to evaluate voluntary activation level. Percutaneous nerve stimulation provides an assessment of neuromuscular function in humans, and is highly beneficial especially for studies evaluating neuromuscular plasticity following acute (fatigue) or chronic (training/detraining) exercise.

We present a protocol to assess changes in neuromuscular function. Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method that evokes muscular responses. Electrophysiological and mechanical properties of these responses permit the evaluation of neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, spinal and peripheral levels).

הערכה של תפקוד העצבי באמצעות גירוי עצבי חשמלי Percutaneous

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, ...