精密握把空间稳定性的测量

Summary

该协议的目标是使用高空间分辨率传感器表测量压力中心 （COP） 更换，以反映精确抓地力的空间稳定性。使用这一协议有助于加深对掌握生理学和病理生理学的理解。

Abstract

该协议的目的是根据偏离力方向导致压力中心 （COP） 替换的生物力学关系，间接评估手持物体操作过程中手指力的方向。为了对此进行评估，使用薄、灵活、高空间分辨率压力传感器表。该系统允许测量COP轨迹，以及力振幅及其时间调节。一系列实验发现，增加的轨迹长度反映了中风患者的传感器运动缺陷，而COP轨迹的减少反映了一种补偿策略，以避免物体从老年人的手握滑落。此外，通过双重任务干扰也可以减少缔约方会议的轨迹。本文介绍了实验过程，并讨论了手指COP如何有助于理解掌握的生理学和病理生理学。

Introduction

力控制是精确抓地力的根本基础。与功率夹持相比，精密夹点评估反映操纵物体能力的最小力输出。多个传感器运动系统有助于精确抓地力。例如，在抓握和提升任务期间，视觉信息可以感知对象的大小和形状。指尖触摸物体后，触觉信号被传递到躯体感觉皮层，以调整精确的抓地力。当指尖与物体接触时，将产生夹紧力 （GF），并在提升阶段¹中增加。当物体接近空气中的目标高度时，健康的年轻人会产生最小的GF，以优化来自指浆的木质输入并节省能量。另一方面，老年人使用较大的抓地力，以避免让物体从他们的抓地力^2滑落。在中风患者中，握力的发作被推迟，并且由于感觉和运动缺陷而削弱调整安全边际的能力。夸张的抓地力被认为是一种战略反应，以弥补感官和运动缺陷^3。

测量精密抓地力中GF控制的标准协议是约翰森和韦斯特林在20世纪80年代^{4年提出。}他们开发了一种同时监控负载和抓地力的装置。此后，GF振幅及其时间调节在精密抓地力的众多研究中被作为典型的动力学参数。另一个动力学参数是力方向⁵。力方向由抓地力和提升力组合产生。为了保持稳定的精确抓地力，必须在拇指和食指之间产生正确定向的抓地力和提升力，而偏离的力方向可能会导致空间不稳定。虽然各种称重细胞型力方向仪器用于抓握研究，但这些仪器在监测控制日常生活中使用的不同尺寸和形状的物体时控制握力有局限性。因此，灵活且可连接的传感器对于研究夹紧力控制与日常功能之间的关系至关重要。

该协议的目的是根据偏离力方向导致压力中心 （COP） 替换的生物力学关系，间接评估物体在操纵过程中的方向。COP 是所有力的中心，表示传感器表上如何平衡力。使用COP来评估抓地力控制首先由奥古尔勒等人^6提出。他们监测COP位移，以调查皮肤反馈的作用，并发现偏离COP发生在数字麻醉之后。然而，缔约方会议的流离失所问题仅在其研究中受到纵向监测;因此，对缔约方会议在三维空间中的位移没有得到充分评价。为了解决这一限制，一个薄、灵活、高的空间分辨率压力传感器表用于测量COP。 相对高的空间分辨率传感器（每厘米260~100点）用于测量夹紧力^{控制，但最近空间}分辨率的进步（每厘米248点^）允许测量COP轨迹作为参数来量化空间稳定性。本文介绍了实验过程，并讨论了手指COP如何有助于理解掌握的生理学和病理生理学。

Protocol

本文中的一系列研究得到了群马大学涉及人类主体医学研究伦理审查委员会的批准。 注：参与者的包容标准是能够理解使用最小力的能力，以及用拇指和食指执行任务的能力。根据实验的目的选择排除标准。 1. 设备准备 将两根传感器连接器电缆连接到计算机的 USB 端口。拉起连接到传感器接头的操纵杆，并将传感器的卡舌插入插入插槽。将连接?…

Representative Results

一些研究引入了实验协议和两个动力学参数（COP轨迹和GF），用于测量物体操作过程中的手指力。在以前的研究中，发现中风患者的COP轨迹增加9。在宫颈骨髓病患者中，GF与皮肤压力阈值和上肢功能10相关。在健康的年轻受试者中，GF随着认知干扰增加11。类似的夸张GF被发现在反向手运动干扰。 图3 显示了具有代表性的年…

Discussion

此实验程序提供了证据，证明柔性压力传感器表可用于评估精确抓地力期间的空间稳定性。改变的夹紧力方向表示抓握空间不稳定，如手指滑动。然而，现有的称重电池型力方向仪器在确保自然接触抓地力运动方面有局限性。为了解决这一技术问题，监测了基于生物力学关系的指浆和接触面之间的区域的COP轨迹。结果表明，COP位移是由偏离力方向引起的。因此，研究发现COP轨迹长度是评估精密抓?…

Materials

Alcohol swab			Wipe participant’s finger pulps
Compressor	Nitta Corporation		Apply pressure to the sensor seats
Computer
Controller of compressor	Nitta Corporation		Use to manupirate the compressor
Double-sides tapes			Use to attach the sensorseats to the iron cube
Iron cube			150-250g, 30×30×30 mm
Sensor connector			Connect the sensorseats to computer.
Sensor sheet			Pressure Mapping Sensor 5027, Tekscan, South Boston, MA, 50 USA
Setting stand			Set the iron cube on it during the measurement
Software; I-SCAN 5027, Ver. 7.51	Nitta Corporation
Table			Use for the measurement