Summary

İnsan Postural Kontrolünü İncelemek İçin Deneysel Yöntemler

Published: September 11, 2019
doi:

Summary

Bu makale, insan postural kontrolü incelemek için deneysel/analitik bir çerçeve sunmaktadır. Protokol, ayakta deneyler yapmak, vücut kinematik ve kinetik sinyallerini ölçmek ve insan postural kontrolünün altında yatan mekanizmalar hakkında bilgi sağlamak için sonuçları analiz etmek için adım adım prosedürler sağlar.

Abstract

Sinir ve kas-iskelet sistemlerinin birçok bileşeni istikrarlı, dik insan duruşu elde etmek için uyum içinde hareket. İnsan postural kontrolünde yer alan farklı alt sistemlerin rolünü anlamak için uygun matematiksel yöntemlerle birlikte kontrollü deneylere ihtiyaç vardır. Bu makalede, kas-iskelet sistemi ve insan merkezi kontrolü rolünü anlamak amacıyla, tedirgin ayakta deneyler icra etmek, deneysel veri elde etmek ve sonraki matematiksel analiz yürütmek için bir protokol açıklanır dik duruş. Bu yöntemlerle elde edilen sonuçlar önemlidir, çünkü sağlıklı denge kontrolü hakkında bilgi sağlarlar, hastalarda ve yaşlılarda bozulmuş dengenin etyolojisini anlamak için temel oluştururlar ve müdahalelerin geliştirilmesine yardımcı olurlar. postural kontrol ve stabilite. Bu yöntemler somatosensoriyel sistemin rolünü, ayak bileği ekleminin içsel sertliğini ve postural kontrolde görme sisteminin rolünü incelemek için kullanılabilir ve vestibüler sistemin rolünü araştırmak için de uzatılabilir. Yöntemler bir ayak bileği stratejisi durumunda kullanılmak üzere, vücudun öncelikle ayak bileği eklemi hakkında hareket eder ve tek bağlantı ters sarkaç olarak kabul edilir.

Introduction

İnsan postural kontrolü merkezi sinir ve kas-iskelet sistemleri arasındaki karmaşık etkileşimler ile gerçekleştirilir1. Ayakta insan vücudu doğal olarak kararsız, iç çeşitli tabi (örneğin, solunum, kalp atışı) ve dış (örneğin, yerçekimi) tedirginlik. Stabilite merkezi, refleks ve içsel bileşenlere sahip dağıtılmış bir denetleyici ile sağlanır(Şekil 1).

Postural kontrol tarafından elde edilir: aktif bir kontrolör, merkezi sinir sistemi aracılığı (CNS) ve omurilik, kas aktivasyonunu değiştirir; ve kas aktivasyonunda değişiklik olmadan eklem hareketine direnen içsel bir sertlik kontrol örüntünü(Şekil 1). Merkezi denetleyici vücudu stabilize etmek için düzeltici kas kuvvetleri üreten azalan komutları oluşturmak için duyusal bilgileri kullanır. Duyusal bilgiler görsel, vestibüler ve somatosensoriyel sistemler tarafından aktarılır. Özellikle, somatosensoriyel sistem destek yüzeyi ve eklem açıları ile ilgili bilgi üretir; vizyon çevre ile ilgili bilgi sağlar; ve vestibüler sistem baş açısal hız, doğrusal ivme ve yerçekimi ile ilgili oryantasyon ile ilgili bilgi üretir. Merkezi, kapalı döngü denetleyicisi2kararsız olabilir uzun gecikmeler ile çalışır. Aktif denetleyicinin ikinci unsuru, kısa gecikme ile kas aktivitesi üreten ve eklem hareketine karşı direnç torküreten refleks sertliğidir.

Etkin denetleyicinin her iki bileşeniyle ilişkili bir gecikme sonu vardır; sonuç olarak, gecikmeden hareket eden eklem içsel sertliği, postural kontrolde önemli bir rol oynar3. İçsel sertlik kaslar pasif visko-elastik özellikleri tarafından oluşturulur, yumuşak dokular ve ekstremitelerin atalet özellikleri, herhangi bir eklem hareketine yanıt olarak anında direnç torkları üretir4. Eklem sertliği rolü (içsel ve refleks sertliği) postural kontrolde açıkça anlaşılamamıştır, çünkü kas aktivasyonu4,5,6 ve eklem pozisyonu ile tanımlanan çalışma koşulları ile değişir 4.2.2 , 7.000 , 8, her ikisi de vücut sallanıyor ile değiştirmek, ayakta doğasında.

Merkezi denetleyicinin ve eklem sertliğinin postural kontroldeki rollerinin belirlenmesi önemlidir, çünkü denge bozukluklarının etiyolojisinin tanısı; hastalar için hedefli müdahalelerin tasarımı; düşme riskinin değerlendirilmesi; yaşlılarda sonbahar önleme stratejilerinin geliştirilmesi; ve ortez ve protez gibi yardımcı cihazların tasarımı. Ancak, farklı alt sistemler birlikte hareket ve sadece genel sonuç vücut kinematik, eklem torkları ve kas elektromiyografi si ölçülebilir çünkü, zordur.

Bu nedenle, her alt sistemin katkısını değerlendirmek için ölçülebilir postural değişkenleri kullanan deneysel ve analitik yöntemler geliştirmek esastır. Teknik bir zorluk, postural değişkenlerin ölçümükapalı döngü içinde yapılır. Sonuç olarak, giriş ve çıktılar (neden-sonuç) birbiriyle ilişkilidir. Sonuç olarak, gerekli olan: a) dış pertürbasyonlar uygulamak (girdiler olarak) yanıtlarda postural reaksiyonlar uyandırmak için (çıktıolarak), ve b) sistem modelleri ve disentangle neden-sonuç tanımlamak için özel matematiksel yöntemler istihdam9.

Bu makalede bir ayak bileği stratejisi kullanıldığında postural kontrol üzerinde duruluyor, yani, hareketler öncelikle ayak bileği eklemi hakkında meydana geldiğinde. Bu durumda, üst vücut ve alt ekstremitebirlikte hareket, sonuç olarak, vücut sagittal düzlemde tek bağlantı ters sarkaç olarak modellenebilir10. Destek yüzeyi sağlam ve pertürbations küçük1,11olduğunda ayak bileği stratejisi kullanılır.

Uygun mekanik (proprioseptif) ve görsel duyusal tedirginlikleri uygulayabilen ve vücut kinematiği, kinetik ve kas aktivitelerini kaydedebilen ayakta duran bir cihaz laboratuarımızda geliştirilmiştir12. Cihaz, görsel veya/ve somatosensoriyel uyaranları kullanarak postural yanıtlar üreterek ayak bileği sertliğinin, merkezi kontrol mekanizmalarının ve etkileşimlerinin rolünü incelemek için gereken deneysel ortamı sağlar. Ayrıca mastoid süreçlerine doğrudan elektriksel stimülasyon uygulaması ile vestibüler sistemin rolünü incelemek için cihaz genişletmek mümkündür, bu kafa hızı hissi oluşturabilir ve postural tepkiler uyandırmak12,13 .

Diğerleri de insan postural kontrol çalışması için benzer cihazlar geliştirdik, doğrusal piezo elektrik aktüatörler11, döner elektrik motorları14,15, ve lineer elektrik motorları16,17 , 18 ayakta ayak bileği mekanik pertürbasyonları uygulamak için kullanılmıştır. Daha karmaşık cihazlar da aynı anda ayak bileği ve kalça eklemlerine birden fazla tedirginlik uygulamak mümkün olduğuçok segmentli postural kontrol çalışması için geliştirilmiştir ,20.

Ayakta aparat

İki servo kontrollü elektrohidrolik döner aktüatör, ayak bileği pozisyonunun kontrollü tedirginliklerini uygulamak için iki pedal hareket ettirin. Aktüatörler postural kontrol için gerekli olan büyük torklar (>500 Nm) üretebilir; bu özellikle ileri yalın gibi durumlarda önemlidir, vücudun kütle merkezi uzak olduğu (ön) rotasyon ayak bileği ekseninden, postural kontrol için ayak bileği tork büyük değerlere neden.

Her döner aktüatör ayrı bir orantılı servo vana tarafından kontrol edilir, pedal konumu geribildirim kullanılarak, aktüatör şaft üzerinde yüksek performanslı bir potansiyometre ile ölçülen(Malzeme Tablosu). Denetleyici, MATLAB tabanlı xPC tabanlı gerçek zamanlı, dijital sinyal işleme sistemi kullanılarak uygulanır. Aktüatör / servo-valf birlikte fazla 40 Hz bir bant genişliği var, çok genel postural kontrol sisteminin bant genişliği daha büyük, ayak bileği eklem sertliği, ve merkezi denetleyici21.

Sanal gerçeklik cihazı ve çevre

Bir sanal gerçeklik (VR) kulaklık(Tablo Malzemeler)görme tedirgin etmek için kullanılır. Kulaklık, kullanıcıya cihaza gönderilen ortamın stereoskopik görünümünü sağlayan ve üç boyutlu derinlik algısı sunan bir LCD ekran (çift AMOLED 3.6” ekran ve göz başına 1080 x 1200 piksel çözünürlüğe sahip ekran içerir. Yenileme oranı 90 Hz, kullanıcılara sağlam bir sanal anlamda sağlamak için yeterli22. Ekranın görüş alanı 110°’ dir ve gerçek dünyadaki durumlara benzer görsel tedirginlikler oluşturmaya yeterlidir.

Kulaklık, kullanıcının kafasının dönüşünü izler ve kullanıcının sanal ortama tamamen daldırılabilmek için sanal görünümü buna göre değiştirir; bu nedenle, normal görsel geribildirim sağlayabilir; ve aynı zamanda sagital düzlemde görme alanı döndürerek görme perturb olabilir.

Kinetik ölçümler

Dikey reaksiyon kuvveti dört yük hücresi ile ölçülür, ayak altında iki plaka arasında sıkışmış(Malzeme Tablosu). Ayak bileği torku, 565 Nm kapasiteli tork transdüserleri ve 104 kNm/rad ton sertliği ile doğrudan ölçülür; aynı zamanda yük hücreleri tarafından aktarılan dikey kuvvetlerden dolaylı olarak ölçülebilir, dönüş ayak bileği eksenine olan mesafeleri kullanılarak23, ayakta ayaklara uygulanan yatay kuvvetler küçük olduğunu varsayarak2,24. Basınç merkezi (COP) sagital düzlemde ayak bileği torku toplam dikey kuvvet, yük hücreleri23tarafından ölçülen bölünerek ölçülür.

Kinematik ölçümler

Ayak açısı pedal açısı ile aynıdır, çünkü ayak bileği stratejisi kullanıldığında, deneğin ayağı pedalla hareket eder. Dikey olarak sap açısı, 50 μm çözünürlüğe ve 750 Hz25bant genişliğine sahip bir lazer aralığı bulucu(Malzeme Tablosu)ile ölçülen sapın doğrusal yerinden dolaylı olarak elde edilir. Ayak bileği açısı ayak ve sap açılarının toplamıdır. Dikey egöre gövde açısı, sol ve sağ arka superior iliak dikenler (PSIS) arasındaki orta noktanın doğrusal yerinden dolaylı olarak elde edilir ve bir lazer aralık bulucu(Malzeme Tablosu)ile ölçülür. 100 μm ve bant genişliği 750 Hz23. Baş pozisyonu ve rotasyonu, vr ortamının küresel koordinat sistemine göre, milimetrenin altında olan kulaklık IR sensörleri tarafından alınan saniyede 60 darbeyle zamanlanmış kızılötesi (IR) darbeleri yayan VR sistem baz istasyonları tarafından ölçülür. Hassas.

Veri toplama

Tüm sinyaller 486,3 köşe frekansına sahip bir takma ad filtresi ile filtrelenir ve daha sonra 1000 Hz’de yüksek performanslı 24 bit/8 kanallı, eşzamanlı örnekleme, dinamik sinyal edinme kartları(Tablo)dinamik bir 20 V aralığındadır.

Güvenlik mekanizmaları

Deneklerin yaralanmasını önlemek için ayakta duran cihaza altı güvenlik mekanizması dahil edilmiştir; pedallar ayrı ayrı kontrol edilir ve birbirine asla müdahale edilmez. (1) Aktüatör şaftında, şaft dönüşü ± 20° yatay konumundan geçerse hidrolik basıncı kesen bir valfi mekanik olarak çalıştıran bir kam vardır. (2) İki ayarlanabilir mekanik durak aktüatörün hareket aralığını sınırlar; bunlar, her deneğin her denemeden önceki hareket aralığına göre ayarlanır. (3) Hem denek hem de deneyci panik düğmesine basılıtutar; düğmeye basıldığında hidrolik güç aktüatörlerden kesilir ve gevşemelerine neden olur, böylece elle hareket ettirilebilirler. (4) Konunun her iki tarafında bulunan korkuluklar, istikrarsızlık durumunda destek sağlamak için kullanılabilir. (5) Denek, düşme durumunda onları desteklemek için tavandaki sert çapraz çubuklara bağlı tam vücut koşum takımı(Malzeme Tablosu)giyer. Koşum gevşektir ve nesne kararsız olmadığı sürece normal duruşu engellemez, koşum nesnesinin düşmesini önler. Düşme durumunda pedal hareketleri, panik düğmesi veya deneyci tarafından konu tarafından manuel olarak durdurulur. (6) Servo-valfler elektrik beslemesinin kesintiye uğraması durumunda aktüatörlerin dönüşlerini arıza emniyetli mekanizmalar kullanarak durdurur.

Protocol

Tüm deneysel yöntemler McGill Üniversitesi Araştırma Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır ve denekler katılmadan önce bilgilendirilmiş onayları imzalarlar. 1. Deneyler NOT: Her deneme aşağıdaki adımları içerir. Ön test Gerçekleştirilecek tüm denemelerin kesin bir anahatını hazırlayın ve veri toplama için bir denetim listesi hazırlayın. Gerekli tüm bilgileri içeren bir onay formu verin, iyice okumalarını,…

Representative Results

Sözde rastgele üçüncül dizi (PRTS) ve TrapZ sinyalleri Şekil 2A, sözde rastgele hız profilinin entegre edilmesiyle oluşturulan bir PRTS sinyalini gösterir. Her örneklem zamanı için, sinyal hızı sıfıra eşit olabilir veya önceden <img alt="Equation 77" src="/files/ftp_upload/60078/60078eq77.jp…

Discussion

İnsan postural kontrolünü incelemek için bu deneylerin icrasında birkaç adım çok önemlidir. Bu adımlar sinyallerin doğru ölçümü ile ilişkilidir ve şunlardır: 1) ayak bileği torklarının doğru ölçümü için, pedalların dönme sapı ayak bileği ekseninin doğru hizalanması. 2) Aralık bulucularının kendi aralıklarında çalıştıklarından ve deneyler sırasında doygun olmadıklarından emin olmak için doğru kurulumu. 3) Kaliteli ve en az çapraz konuşma ile EMG ölçümü. 4) Uygun pert?…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu makale, NPRP hibe #6-463-2-189 tarafından Katar Ulusal Araştırma ve MOP hibe #81280 Kanada Sağlık Araştırma Enstitüleri mümkün oldu.

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

  1. 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).
  2. Morasso, P. G., Schieppati, M. Can muscle stiffness alone stabilize upright standing?. Journal of Neurophysiology. 82 (3), 1622-1626 (1999).
  3. Kearney, R. E., Hunter, I. W. System identification of human joint dynamics. Critical Reviews in Biomedical Engineering. 18 (1), 55-87 (1990).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Sakanaka, T. E. . Causes of Variation in Intrinsic Ankle Stiffness and the Consequences for Standing. , (2017).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. Davis, J., Hsieh, Y. -. H., Lee, H. -. C. Humans perceive flicker artifacts at 500 Hz. Scientific Reports. 5, 7861 (2015).
  23. Amiri, P., Kearney, R. E. Ankle intrinsic stiffness changes with postural sway. Journal of Biomechanics. 85, 50-58 (2019).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. Peterka, R. J. Sensorimotor integration in human postural control. Journal of Neurophysiology. 88 (3), 1097-1118 (2002).
  30. 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).
  31. 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).
  32. 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).
  33. 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).
  34. 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).
  35. 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).
  36. Pasma, J. H., et al. Impaired standing balance: The clinical need for closing the loop. Neurowissenschaften. , 157-165 (2014).
  37. 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).
  38. 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).
  39. Goodworth, A. D., Peterka, R. J. Sensorimotor integration for multisegmental frontal plane balance control in humans. Journal of Neurophysiology. 107 (1), 12-28 (2012).
  40. 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).
  41. 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).
  42. Fujisawa, N., et al. Human standing posture control system depending on adopted strategies. Medical and Biological Engineering and Computing. 43 (1), 107-114 (2005).
  43. Johansson, R., Magnusson, M., Fransson, P. A., Karlberg, M. Multi-stimulus multi-response posturography. Mathematical Biosciences. 174 (1), 41-59 (2001).
  44. 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).
  45. 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).
  46. Maki, B. E., Fernie, G. R. A system identification approach to balance testing. Progress in Brain Research. 76, 297-306 (1988).
  47. Johansson, R., Magnusson, M., Akesson, M. Identification of human postural dynamics. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 35 (10), 858-869 (1988).
  48. 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).
  49. Werness, S. A., Anderson, D. J. Parametric analysis of dynamic postural responses. Biological Cybernetics. 51 (3), 155-168 (1984).
  50. Hwang, S., Agada, P., Kiemel, T., Jeka, J. J. Identification of the Unstable Human Postural Control System. Frontiers in Systems Neuroscience. 10, 22 (2016).
  51. 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).
  52. Ishida, A., Miyazaki, S. Maximum likelihood identification of a posture control system. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 34 (1), 1-5 (1987).
  53. Ljung, L. . System Identification: Theory for the User. , (1986).
  54. Forssell, U., Ljung, L. Closed-loop identification revisited. Automatica. 35 (7), 1215-1241 (1999).
  55. 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).
check_url/de/60078?article_type=t

Play Video

Diesen Artikel zitieren
Amiri, P., Mohebbi, A., Kearney, R. Experimental Methods to Study Human Postural Control. J. Vis. Exp. (151), e60078, doi:10.3791/60078 (2019).

View Video