الطرق التجريبية لدراسة السيطرة على الوضعية البشرية
Summary
تقدم هذه المقالة إطار ًا تجريبيًا/تحليليًا لدراسة التحكم الوضعي البشري. ويوفر البروتوكول إجراءات تدريجية لإجراء التجارب الدائمة، وقياس حركية الجسم وإشارات الحركية، وتحليل النتائج لتوفير نظرة ثاقبة على الآليات الكامنة وراء التحكم الوضعي البشري.
Abstract
العديد من مكونات الجهاز العصبي والعضلي الهيكلي تعمل بشكل متضافر لتحقيق مستقرة، موقف الإنسان تستقيم. وهناك حاجة إلى تجارب خاضعة للرقابة مصحوبة بأساليب رياضية مناسبة لفهم دور النظم الفرعية المختلفة التي تنطوي على التحكم الوضعي البشري. توضح هذه المقالة بروتوكولًا لإجراء تجارب دائمة مضطربة، والحصول على بيانات تجريبية، وإجراء التحليل الرياضي اللاحق، بهدف فهم دور الجهاز العضلي الهيكلي والسيطرة المركزية على الإنسان تستقيم الموقف. النتائج الناتجة عن هذه الأساليب مهمة، لأنها توفر نظرة ثاقبة في السيطرة الصحية على التوازن، وتشكل الأساس لفهم مسببات ضعف التوازن في المرضى والمسنين، والمساعدة في تصميم التدخلات لتحسين السيطرة الوضعية والاستقرار. ويمكن استخدام هذه الأساليب لدراسة دور النظام الحسي الجسدي، وتصلب داخل مفصل الكاحل، والنظام البصري في السيطرة الوضعية، ويمكن أيضا أن تمتد للتحقيق في دور النظام الدهليزي. الطرق لاستخدامها في حالة استراتيجية الكاحل، حيث يتحرك الجسم في المقام الأول حول مفصل الكاحل ويعتبر البندول المقلوب وصلة واحدة.
Introduction
وتتحقق السيطرة الوضعية البشرية من خلال التفاعلات المعقدة بين الجهاز العصبي المركزي والجهاز العضلي الهيكلي1. جسم الإنسان في الوقوف غير مستقر بطبيعته، يخضع لمجموعة متنوعة من الاضطرابات الداخلية (مثل التنفس، ضربات القلب) والخارجية (مثل الجاذبية). يتم تحقيق الاستقرار من خلال وحدة تحكم موزعة مع المكونات المركزية، منعكس، والجوهرية(الشكل 1).
يتم تحقيق التحكم الوضعي عن طريق: وحدة تحكم نشطة، بوساطة الجهاز العصبي المركزي (CNS) والحبل الشوكي، مما يغير تنشيط العضلات. ووحدة تحكم صلابة الجوهرية التي تقاوم الحركة المشتركة مع عدم وجود تغيير في تنشيط العضلات(الشكل 1). تستخدم وحدة التحكم المركزية المعلومات الحسية لتوليد الأوامر التنازلية التي تنتج قوى العضلات التصحيحية لتحقيق الاستقرار في الجسم. يتم نقل المعلومات الحسية بواسطة الأنظمة البصرية والدهليزية والحسية الجسدية. وعلى وجه التحديد، يولد النظام الحسي الجسدي معلومات تتعلق بسطح الدعم وزوايا المفاصل؛ الرؤية توفر المعلومات المتعلقة بالبيئة؛ ويولد النظام الدهليزي معلومات تتعلق بسرعة الرأس الزاوي، والتسارع الخطي، والتوجه فيما يتعلق بالجاذبية. تعمل وحدة التحكم المركزية المغلقة مع تأخيرات طويلة قد تكون مزعزعة للاستقرار2. العنصر الثاني من وحدة تحكم نشطة هو صلابة رد الفعل، الذي يولد نشاط العضلات مع الكمون قصيرة وتنتج عزم الدوران مقاومة الحركة المشتركة.
هناك زمن وصول مقترن بكل من مكونات وحدة التحكم النشطة; وبالتالي، فإن التصلب الداخلي المشترك، الذي يعمل دون تأخير، يلعب دورا هاما في السيطرة الوضعية3. يتم توليد صلابة جوهرية من قبل خصائص سلبية لزجة مرنة من العضلات المتعاقدة، والأنسجة الرخوة وخصائص القصور الذاتي للأطراف، والذي يولد عزم الدوران المقاوم على الفور استجابة لأي حركة مشتركة4. دور تصلب المفاصل (تصلب جوهري وانعكاسي) في السيطرة الوضعية غير مفهوم ة بوضوح، لأنه يتغير مع ظروف التشغيل، التي تحددها تنشيط العضلات4،5،6 وموقف مشترك 4 , 7 , 8، وكلاهما يتغير مع التأثير على الجسم ، المتأصلة في الوقوف.
ومن المهم تحديد أدوار المراقب المركزي وتصلب المفاصل في السيطرة الوضعية، لأنه يوفر الأساس لما يلي: تشخيص مسببات ضعف التوازن؛ وتشخيص أسباب ضعف التوازن؛ وتشخيص أسباب ضعف التوازن؛ وتشخيص أسباب ضعف التوازن؛ وتشخيص أسباب ضعف التوازن؛ وتشخيص أسباب ضعف التوازن؛ وتشخيص أسباب ضعف التوازن؛ وتشخيص الاختلالات في التوازن؛ وتشخيص الاختلالات في التوازن؛ وتشخيص الاختلالات في التوازن؛ وتشخيص الاختلالات في التوازن؛ وتشخيص أسباب ضعف التوازن؛ وتشخيص الاختلالات في التوازن؛ وتشخيص الاختلالات في التوازن؛ و تصميم التدخلات المستهدفة للمرضى؛ تقييم مخاطر السقوط؛ وضع استراتيجيات للوقاية من السقوط لدى المسنين؛ وتصميم الأجهزة المساعدة مثل تقويم العظام والأطراف الاصطناعية. ومع ذلك، فمن الصعب، لأن النظم الفرعية المختلفة تعمل معا وفقط يمكن قياس حركية الجسم الناتجة عموما، وعزم الدوران المشترك، والكهربائي العضلات.
ولذلك، من الضروري تطوير أساليب تجريبية وتحليلية تستخدم المتغيرات الوضعية القابلة للقياس لتقييم مساهمة كل نظام فرعي. وتتمثل الصعوبة التقنية في أن قياس المتغيرات الوضعية يتم في حلقة مغلقة. ونتيجة لذلك، فإن المدخلات والنواتج (السبب والأثر) مترابطة. وبالتالي، من الضروري: (أ) تطبيق الاضطرابات الخارجية (كمدخلات) لإثارة ردود الفعل الوضعية في الردود (كمخرجات)، و (ب) استخدام أساليب رياضية متخصصة لتحديد نماذج النظام وفصل السبب والأثر9.
تركز هذه المقالة على التحكم الوضعي عند استخدام استراتيجية الكاحل، أي عندما تحدث الحركات في المقام الأول حول مفصل الكاحل. في هذه الحالة ، يتحرك الجزء العلوي من الجسم والأطراف السفلية معًا ، وبالتالي ، يمكن نمذجة الجسم على أنه البندول المقلوب ذو الصلة الواحدة في الطائرة المترهلة10. يتم استخدام استراتيجية الكاحل عندما يكون سطح الدعم ثابت والاضطرابات صغيرة1،11.
تم تطوير جهاز دائم قادر على تطبيق الاضطرابات الميكانيكية المناسبة (الانتهازية) والحسية البصرية وتسجيل حركيالجسم، والحركية، وأنشطة العضلات في مختبرنا12. يوفر الجهاز البيئة التجريبية اللازمة لدراسة دور تصلب الكاحل، وآليات التحكم المركزية، وتفاعلاتها من خلال توليد استجابات الوضعية باستخدام المحفزات البصرية و/أو الحسية الجسدية. ومن الممكن أيضا توسيع الجهاز لدراسة دور النظام الدهليزي من خلال تطبيق التحفيز الكهربائي المباشر على العمليات الماستويدية، التي يمكن أن تولد إحساسا بسرعة الرأس وتثير الاستجابات الوضعية12،13 .
كما طور آخرون أجهزة مماثلة لدراسة التحكم الوضعي البشري، حيث المحركات الكهربائية الخطية بيزو11،المحركات الكهربائية الدوارة14،15،والمحركات الكهربائية الخطية16،17 , 18 استخدمت لتطبيق الاضطرابات الميكانيكية على الكاحل في الوقوف. كما تم تطوير أجهزة أكثر تعقيدا لدراسة التحكم الوضعي متعدد القطاعات، حيث من الممكن تطبيق اضطرابات متعددة على مفاصل الكاحل والورك في وقت واحد19،20.
جهاز دائم
اثنين من المحركات الدوارة الهيدروليكية التي تسيطر عليها أجهزة تتحرك دواستين لتطبيق الاضطرابات التي تسيطر عليها من موقف الكاحل. يمكن للمحركات توليد عزم دوران كبير (> 500 نيوتن متر) اللازمة للسيطرة الوضعية; وهذا مهم بشكل خاص في حالات مثل العجاف إلى الأمام، حيث مركز الجسم من الكتلة هو بعيد (الأمامي) من محور الكاحل من دوران، مما أدى إلى قيم كبيرة من عزم الدوران الكاحل للسيطرة الوضعية.
يتم التحكم في كل المحرك الدوار بواسطة صمام سيرفو متناسب منفصل، وذلك باستخدام ردود الفعل موقف دواسة، تقاس من قبل الجهد عالية الأداء على رمح المحرك(جدول المواد). يتم تنفيذ وحدة التحكم باستخدام نظام معالجة الإشارات الرقمية المستند إلى MATLAB. المحرك / سيرفو صمام معا لديها عرض النطاق الترددي لأكثر من 40 هرتز، أكبر بكثير من عرض النطاق الترددي لنظام التحكم الوضعي العام، وتصلب مفصل الكاحل، ووحدة تحكم مركزية21.
جهاز الواقع الافتراضي والبيئة
يتم استخدام سماعة الواقع الافتراضي (VR)(جدول المواد)لاضطراب الرؤية. تحتوي سماعة الرأس على شاشة LCD (شاشة AMOLED 3.6” مزدوجة بدقة 1080 × 1200 بكسل لكل عين) توفر للمستخدم رؤية مجسمة للوسائط المرسلة إلى الجهاز، مما يوفر تصورًا للعمق ثلاثي الأبعاد. معدل التحديث هو 90 هرتز، يكفي لتوفير شعور الظاهري الصلبة للمستخدمين22. مجال رؤية الشاشة هو 110 درجة، ما يكفي لتوليد اضطرابات بصرية مماثلة لأوضاع العالم الحقيقي.
تتبع سماعة الرأس دوران رأس المستخدم وتغيّر طريقة العرض الظاهرية وفقًا لذلك بحيث يكون المستخدم مغمورًا تمامًا في البيئة الظاهرية؛ لذلك، فإنه يمكن أن توفر ردود الفعل البصرية العادية؛ ويمكن أيضا أن اضطراب الرؤية عن طريق تدوير المجال البصري في طائرة sagittal.
القياسات الحركية
يتم قياس قوة التفاعل الرأسي من قبل أربع خلايا الحمل، تقع بين اثنين من لوحات تحت القدم(جدول المواد). يتم قياس عزم الدوران الكاحل مباشرة عن طريق محولات عزم الدوران مع قدرة 565 نيوتن متر وصلابة التواء من 104 كيلونيوتن متر / راد; كما يمكن قياسها بشكل غير مباشر من القوى الرأسية التي تستحدثها خلايا الحمل، وذلك باستخدام مسافاتها إلى محور الكاحل من دوران23،على افتراض أن القوى الأفقية المطبقة على القدمين في الوقوف صغيرة2،24. يتم قياس مركز الضغط (COP) في مستوى المترهل عن طريق تقسيم عزم الدوران الكاحل من قبل القوة الرأسية الإجمالية، وتقاس من قبل خلايا الحمل23.
القياسات الحركية
زاوية القدم هي نفس زاوية دواسة، لأنه عندما يتم استخدام استراتيجية الكاحل، ويتحرك قدم الموضوع مع دواسة. يتم الحصول على زاوية عرقوب فيما يتعلق العمودي بشكل غير مباشر من الإزاحة الخطية للساق، وتقاس من قبل مكتشف نطاق الليزر(جدول المواد)مع قرار من 50 ميكرومتر وعرض النطاق الترددي من 750 هرتز25. زاوية الكاحل هي مجموع زوايا القدم والساق. يتم الحصول على زاوية الجسم فيما يتعلق عمودي بشكل غير مباشر من الإزاحة الخطية للنقطة الوسطى بين العمود الفقري الحرقفي العلوي الخلفي الأيسر والأيسر (PSIS)، تقاس باستخدام مكتشف نطاق الليزر(جدول المواد)مع قرار 100 ميكرومتر وعرض النطاق الترددي من 750 هرتز23. يتم قياس موضع الرأس والدوران فيما يتعلق بنظام الإحداثيات العالمي لبيئة الواقع الافتراضي بواسطة المحطات الأساسية لنظام الواقع الافتراضي التي تنبعث منها نبضات الأشعة تحت الحمراء (IR) في الوقت المناسب بمعدل 60 نبضة في الثانية يتم التقاطها بواسطة مستشعرات الأشعة تحت الحمراء للسماعات مع دون ملليمتر الدقه.
الحصول على البيانات
تتم تصفية جميع الإشارات باستخدام فلتر مضاد للأسماء المستعارة مع تردد زاوية قدره 486.3 ثم يتم أخذ عينات منه عند 1000 هرتز مع جودة عالية 24 بت/8 قناة، أخذ عينات متزامنة، بطاقات اكتساب إشارة ديناميكية(جدول المواد)مع ديناميكية نطاق 20 V.
آليات السلامة
وأُدمجت ست آليات للسلامة في الجهاز الدائم لمنع إصابة الأشخاص؛ يتم التحكم في الدواسات بشكل منفصل ولا تتداخل مع بعضها البعض. (1) رمح المحرك لديه كام، الذي ينشط ميكانيكيا صمام الذي يقطع الضغط الهيدروليكي إذا كان دوران رمح يتجاوز ± 20 درجة من موقفها الأفقي. (2) اثنين من توقف الميكانيكية قابل للتعديل الحد من نطاق الحركة من المحرك؛ يتم تعيين هذه إلى نطاق كل موضوع من الحركة قبل كل تجربة. (3) كل من الموضوع والتجرب عقد زر الذعر؛ يؤدي الضغط على الزر إلى فصل الطاقة الهيدروليكية عن المحركات ويتسبب في فقدانها، بحيث يمكن نقلها يدويًا. (4) الدرابزين الموجود على جانبي الموضوع متاحة لتقديم الدعم في حالة عدم الاستقرار. (5) الموضوع يرتدي تسخير كامل الجسم(جدول المواد)،تعلق على القضبان الصلبة في السقف لدعمها في حالة سقوط. تسخير هو الركود ولا تتداخل مع الوضع الطبيعي، ما لم يصبح الموضوع غير مستقر، حيث تسخير يمنع الموضوع من السقوط. في حالة الخريف، سيتم إيقاف حركات دواسة يدويا إما من قبل الموضوع، وذلك باستخدام زر الذعر أو من قبل المجرب. (6) توقف الصمامات المؤازرة دوران المحركات باستخدام آليات آمنة من الفشل في حالة انقطاع الإمدادات الكهربائية.
Protocol
Representative Results
Discussion
وهناك عدة خطوات حاسمة في إجراء هذه التجارب لدراسة السيطرة على الوضعية البشرية. وترتبط هذه الخطوات مع القياس الصحيح للإشارات وتشمل: 1) المحاذاة الصحيحة لمحور الكاحل عرقوب دوران إلى أن من الدواسات، لقياس الصحيح من عزم الدوران الكاحل. 2) الإعداد الصحيح للمكتشفين مجموعة للتأكد من أنها تعمل في ?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم إجراء هذه المقالة من خلال منحة NPRP #6-463-2-189 من #81280 من المنحة الوطنية القطرية للبحوث وMOP من المعاهد الكندية للبحوث الصحية.
Materials
| 5K potentiometer | Maurey | 112P19502 | Measures actuator shaft angle |
| 8 channel Bagnoli surface EMG amplifiers and electrodes | Delsys | Measures the EMG of ankle muscles | |
| AlienWare Laptop | Dell Inc. | P69F001-Rev. A02 | VR-ready PC laptop |
| Data acquisition card | National instruments | 4472 | Samples the analogue signals from the sensors |
| Directional valve | REXROTH | 4WMR10C3X | Bypasses the flow if the angle of actuator shaft goes beyond ±20° |
| Full body harness | Jelco | 740 | Protect the subjects from falling |
| Laser range finder | Micro-epsilon 1302-100 | 1507307 | Measures shank linear displacement |
| Laser range finder | Micro-epsilon 1302-200 | 1509074 | Measures body linear displacement |
| Load cell | Omega | LC302-100 | Measures vertical reaction forces |
| Proportional servo-valve | MOOG | D681-4718 | Controls the hydraulic flow to the rotary actuators |
| Rotary actuator | Rotac | 26R21VDEISFTFLGMTG | Applies mechanical perturbations |
| Torque transducer | Lebow | 2110-5k | Measures ankle torque |
| Virtual Environment Motion Trackers | HTC inc. | 1551984681 | Tracks the head motion |
| Virtual Reality Headset | HTC inc. | 1551984681 | Provides visual perturbations |
Referenzen
- Horak, F. B. Postural orientation and equilibrium: what do we need to know about neural control of balance to prevent falls?. Age and Ageing. 35, 7-11 (2006).
- Morasso, P. G., Schieppati, M. Can muscle stiffness alone stabilize upright standing?. Journal of Neurophysiology. 82 (3), 1622-1626 (1999).
- Kearney, R. E., Hunter, I. W. System identification of human joint dynamics. Critical Reviews in Biomedical Engineering. 18 (1), 55-87 (1990).
- Mirbagheri, M. M., Barbeau, H., Kearney, R. E. Intrinsic and reflex contributions to human ankle stiffness: variation with activation level and position. Experimental Brain Research. 135 (4), 423-436 (2000).
- Weiss, P. L., Hunter, I. W., Kearney, R. E. Human ankle joint stiffness over the full range of muscle activation levels. Journal of Biomechanics. 21 (7), 539-544 (1988).
- Golkar, M. A., Sobhani Tehrani, E., Kearney, R. E. Linear Parameter Varying Identification of Dynamic Joint Stiffness during Time-Varying Voluntary Contractions. Frontiers in Computational Neuroscience. 11, 35 (2017).
- Weiss, P. L., Kearney, R. E., Hunter, I. W. Position dependence of ankle joint dynamics–I. Passive mechanics. Journal of Biomechanics. 19 (9), 727-735 (1986).
- Weiss, P. L., Kearney, R. E., Hunter, I. W. Position dependence of ankle joint dynamics–II. Active mechanics. Journal of Biomechanics. 19 (9), 737-751 (1986).
- Engelhart, D., Boonstra, T. A., Aarts, R. G. K. M., Schouten, A. C., van der Kooij, H. Comparison of closed-loop system identification techniques to quantify multi-joint human balance control. Annual Reviews in Control. 41, 58-70 (2016).
- Kiemel, T., Elahi, A. J., Jeka, J. J. Identification of the plant for upright stance in humans: multiple movement patterns from a single neural strategy. Journal of Neurophysiology. 100 (6), 3394-3406 (2008).
- Loram, I. D., Lakie, M. Direct measurement of human ankle stiffness during quiet standing: the intrinsic mechanical stiffness is insufficient for stability. Journal of Physiology-London. 545 (3), 1041-1053 (2002).
- Fitzpatrick, R., Burke, D., Gandevia, S. C. Loop gain of reflexes controlling human standing measured with the use of postural and vestibular disturbances. Journal of Neurophysiology. 76 (6), 3994-4008 (1996).
- Dakin, C. J., Son, G. M. L., Inglis, J. T., Blouin, J. S. Frequency response of human vestibular reflexes characterized by stochastic stimuli. The Journal of Physiology. 583 (3), 1117-1127 (2007).
- Vlutters, M., Boonstra, T. A., Schouten, A. C., vander Kooij, H. Direct measurement of the intrinsic ankle stiffness during standing. Journal of Biomechanics. 48 (7), 1258-1263 (2015).
- Casadio, M., Morasso, P. G., Sanguineti, V. Direct measurement of ankle stiffness during quiet standing: implications for control modelling and clinical application. Gait and Posture. 21 (4), 410-424 (2005).
- Sakanaka, T. E. . Causes of Variation in Intrinsic Ankle Stiffness and the Consequences for Standing. , (2017).
- Sakanaka, T. E., Lakie, M., Reynolds, R. F. Sway-dependent changes in standing ankle stiffness caused by muscle thixotropy. Journal of Physiology. 594 (3), 781-793 (2016).
- Peterka, R. J., Murchison, C. F., Parrington, L., Fino, P. C., King, L. A. Implementation of a Central Sensorimotor Integration Test for Characterization of Human Balance Control During Stance. Frontiers in Neurology. 9, 1045 (2018).
- Engelhart, D., Schouten, A. C., Aarts, R. G., van der Kooij, H. Assessment of Multi-Joint Coordination and Adaptation in Standing Balance: A Novel Device and System Identification Technique. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 23 (6), 973-982 (2015).
- Boonstra, T. A., Schouten, A. C., van der Kooij, H. Identification of the contribution of the ankle and hip joints to multi-segmental balance control. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 10, 23 (2013).
- Forster, S. M., Wagner, R., Kearney, R. E. A bilateral electro-hydraulic actuator system to measure dynamic ankle joint stiffness during upright human stance. Proceedings of the 25th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , (2003).
- Davis, J., Hsieh, Y. -. H., Lee, H. -. C. Humans perceive flicker artifacts at 500 Hz. Scientific Reports. 5, 7861 (2015).
- Amiri, P., Kearney, R. E. Ankle intrinsic stiffness changes with postural sway. Journal of Biomechanics. 85, 50-58 (2019).
- van der Kooij, H., van Asseldonk, E., van der Helm, F. C. Comparison of different methods to identify and quantify balance control. Journal of Neuroscience Methods. 145 (1-2), 175-203 (2005).
- Amiri, P., MacLean, L. J., Kearney, R. E. Measurement of shank angle during stance using laser range finders. International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology. , (2016).
- Jalaleddini, K., Tehrani, E. S., Kearney, R. E. A Subspace Approach to the Structural Decomposition and Identification of Ankle Joint Dynamic Stiffness. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 64 (6), 1357-1368 (2017).
- Amiri, P., Kearney, R. E. A Closed-loop Method to Identify EMG-Ankle Torque Dynamic Relation in Human Balance Control. Conference Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , (2019).
- Sobhani Tehrani, E., Jalaleddini, K., Kearney, R. E. Ankle Joint Intrinsic Dynamics is More Complex than a Mass-Spring-Damper Model. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 25 (9), 1568-1580 (2017).
- Peterka, R. J. Sensorimotor integration in human postural control. Journal of Neurophysiology. 88 (3), 1097-1118 (2002).
- Amiri, P., Kearney, R. E. Ankle intrinsic stiffness is modulated by postural sway. Conference Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , (2017).
- Jeka, J. J., Allison, L. K., Kiemel, T. The dynamics of visual reweighting in healthy and fall-prone older adults. Journal of Motor Behavior. 42 (4), 197-208 (2010).
- Jilk, D. J., Safavynia, S. A., Ting, L. H. Contribution of vision to postural behaviors during continuous support-surface translations. Experimental Brain Research. 232 (1), 169-180 (2014).
- Winter, D. A., Patla, A. E., Prince, F., Ishac, M., Gielo-Perczak, K. Stiffness control of balance in quiet standing. Journal of Neurophysiology. 80 (3), 1211-1221 (1998).
- Pasma, J. H., Boonstra, T. A., van Kordelaar, J., Spyropoulou, V. V., Schouten, A. C. A Sensitivity Analysis of an Inverted Pendulum Balance Control Model. Frontiers in Computational Neuroscience. 11, 99 (2017).
- Pasma, J. H., et al. Changes in sensory reweighting of proprioceptive information during standing balance with age and disease. Journal of Neurophysiology. 114 (6), 3220-3233 (2015).
- Pasma, J. H., et al. Impaired standing balance: The clinical need for closing the loop. Neurowissenschaften. , 157-165 (2014).
- Engelhart, D., et al. Impaired Standing Balance in Elderly: A New Engineering Method Helps to Unravel Causes and Effects. Journal of the American Medical Directors Association. 15 (3), (2014).
- Pasma, J. H., Boonstra, T. A., Campfens, S. F., Schouten, A. C., Van der Kooij, H. Sensory reweighting of proprioceptive information of the left and right leg during human balance control. Journal of Neurophysiology. 108 (4), 1138-1148 (2012).
- Goodworth, A. D., Peterka, R. J. Sensorimotor integration for multisegmental frontal plane balance control in humans. Journal of Neurophysiology. 107 (1), 12-28 (2012).
- Kiemel, T., Zhang, Y., Jeka, J. J. Identification of neural feedback for upright stance in humans: stabilization rather than sway minimization. Journal of Neuroscience. 31 (42), 15144-15153 (2011).
- van der Kooij, H., van Asseldonk, E. H. F., Geelen, J., van Vugt, J. P. P., Bloem, B. R. Detecting asymmetries in balance control with system identification: first experimental results from Parkinson patients. Journal of Neural Transmission. 114 (10), 1333 (2007).
- Fujisawa, N., et al. Human standing posture control system depending on adopted strategies. Medical and Biological Engineering and Computing. 43 (1), 107-114 (2005).
- Johansson, R., Magnusson, M., Fransson, P. A., Karlberg, M. Multi-stimulus multi-response posturography. Mathematical Biosciences. 174 (1), 41-59 (2001).
- Jeka, J., Oie, K., Schöner, G., Dijkstra, T., Henson, E. Position and Velocity Coupling of Postural Sway to Somatosensory Drive. Journal of Neurophysiology. 79 (4), 1661-1674 (1998).
- Peterka, R. J., Benolken, M. S. Role of somatosensory and vestibular cues in attenuating visually induced human postural sway. Experimental Brain Research. 105 (1), 101-110 (1995).
- Maki, B. E., Fernie, G. R. A system identification approach to balance testing. Progress in Brain Research. 76, 297-306 (1988).
- Johansson, R., Magnusson, M., Akesson, M. Identification of human postural dynamics. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 35 (10), 858-869 (1988).
- Maki, B. E., Holliday, P. J., Fernie, G. R. A Posture Control Model and Balance Test for the Prediction of Relative Postural Stability. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. BME-34. 10 (10), 797-810 (1987).
- Werness, S. A., Anderson, D. J. Parametric analysis of dynamic postural responses. Biological Cybernetics. 51 (3), 155-168 (1984).
- Hwang, S., Agada, P., Kiemel, T., Jeka, J. J. Identification of the Unstable Human Postural Control System. Frontiers in Systems Neuroscience. 10, 22 (2016).
- Ishida, A., Imai, S., Fukuoka, Y. Analysis of the posture control system under fixed and sway-referenced support conditions. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 44 (5), 331-336 (1997).
- Ishida, A., Miyazaki, S. Maximum likelihood identification of a posture control system. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 34 (1), 1-5 (1987).
- Ljung, L. . System Identification: Theory for the User. , (1986).
- Forssell, U., Ljung, L. Closed-loop identification revisited. Automatica. 35 (7), 1215-1241 (1999).
- Horak, F. B., Nashner, L. M. Central programming of postural movements: adaptation to altered support-surface configurations. Journal of Neurophysiology. 55 (6), 1369-1381 (1986).
