Medição da Estabilidade Espacial na Aderência de Precisão

Summary

O objetivo deste protocolo é medir a substituição do centro de pressão (COP) usando uma folha de sensores de alta resolução espacial para refletir a estabilidade espacial em uma aderência de precisão. O uso desse protocolo poderia contribuir para uma maior compreensão da fisiologia e da fisiopatologia da apreensão.

Abstract

O objetivo do protocolo é avaliar indiretamente a direção da força do dedo durante a manipulação de um objeto portátil baseado nas relações biomecânicas nas quais a direção da força desviada causa a substituição do Centro de Pressão (COP). Para avaliar isso, é utilizada uma folha de sensores de pressão de alta resolução espacial, fina, flexível e de alta resolução espacial. O sistema permite a medição da trajetória da COP, além da amplitude da força e sua regulação temporal. Uma série de experimentos descobriu que o aumento do comprimento da trajetória refletiu um déficit sensorial em pacientes com AVC, e que a diminuição da trajetória da COP reflete uma estratégia compensatória para evitar que um objeto escorregue da aderência da mão no idoso. Além disso, a trajetória da COP também poderia ser diminuída por dupla interferência de tarefas. Este artigo descreve o procedimento experimental e discute como a COP do dedo contribui para a compreensão da fisiologia e da fisiologia da apreensão.

Introduction

O controle de força é a base fundamental da aderência de precisão. Em comparação com a aderência de potência, a aderência de precisão avalia a saída de força mínima refletindo a capacidade de manipular um objeto. Múltiplos sistemas sensoriais contribuem para a aderência de precisão. Por exemplo, durante uma tarefa de aderência e elevação, informações visuais permitem a percepção do tamanho e forma do objeto. Depois que as pontas dos dedos tocam o objeto, sinais táteis são entregues ao córtex somatosensorial para ajustar a força de aderência de precisão. A força de aderência (GF) é gerada quando as pontas dos dedos fazem contato com o objeto, e aumenta durante a fase de elevação¹. Quando um objeto se aproxima da altura do alvo no ar, jovens saudáveis produzem o GF mínimo para otimizar a entrada cutânea das polpas dos dedos e conservar energia. Por outro lado, os idosos usam uma grande força de aderência para evitar deixar o objeto escapar de sua aderência². Em pacientes com AVC, o início da força de aderência é adiado e a capacidade de ajustar a margem de segurança é prejudicada devido a déficits sensoriais e motores. A força de aderência exagerada é considerada uma resposta estratégica para compensar os déficits sensoriais e motores³.

O protocolo padrão para medir o controle gf em aderência de precisão foi sugerido por Johansson e Westling na década de 1980⁴. Eles desenvolveram um dispositivo para monitorar as forças de carga e aderência simultaneamente. Desde então, a amplitude gf e sua regulação temporal têm sido utilizadas como parâmetros cinéticos típicos em inúmeros estudos sobre aderência de precisão. Outro parâmetro cinético é a direção de força⁵. A direção da força resulta de uma combinação de forças de aderência e elevação. Para manter a aderência de precisão estável, as forças de aderência e elevação devidamente direcionadas devem ser geradas entre o polegar e o dedo indicador, e a direção de força desviada pode causar instabilidade espacial. Embora vários instrumentos de direção de força do tipo célula de carga sejam usados em estudos de apreensão, esses instrumentos têm uma limitação em termos de monitoramento do controle da força de aderência na manipulação de objetos de diferentes tamanhos e formas usados na vida diária. Assim, um sensor flexível e anexável é essencial para investigar as relações entre o controle da força de aderência e as funções diárias.

O objetivo deste protocolo é avaliar indiretamente a direção da força do dedo durante a manipulação de um objeto baseado na relação biomecânica na qual a direção da força desviada causa a substituição do Centro de Pressão (COP). O COP é o centro de todas as forças, e representa como as forças são equilibradas na folha de sensores. O uso da COP para avaliar o controle da força de aderência foi sugerido pela primeira vez por Augurelle et al.⁶. Eles monitoraram o deslocamento da COP para investigar o papel do feedback cutâneo e descobriram que a COP desviada ocorreu após anestesia digital. No entanto, o deslocamento da COP foi monitorado apenas verticalmente em seu estudo; portanto, o deslocamento da COP em um espaço tridimensional não foi adequadamente avaliado. Para resolver essa limitação, foi utilizada uma folha de sensores de pressão fina, flexível e de alta resolução espacial para medir a COP. Sensores relativamente de alta resolução espacial (~60-100 pontos por cm²) para medir o controle da força de aderência foram utilizados^7,8, mas os recentes avanços na resolução espacial (248 pontos por cm²) permitem a medição da trajetória da COP como parâmetro para quantificar a estabilidade espacial. Este artigo descreve o procedimento experimental e discute como a COP do dedo contribui para a compreensão da fisiologia e da fisiologia da apreensão.

Protocol

A série de estudos no presente artigo foi aprovada pelo Gunma University Ethical Review Board for Medical Research Involv human subjects. NOTA: Os critérios de inclusão dos participantes foram a capacidade de compreender o uso de força mínima e a capacidade de realizar a tarefa com o polegar e o dedo indicador. Os critérios de exclusão foram selecionados com base na finalidade dos experimentos. 1. Preparação do equipamento Conecte dois cabos conec…

Representative Results

Vários estudos introduziram protocolos experimentais e dois parâmetros cinéticos (a trajetória da COP e o GF) para medir a força do dedo durante a manipulação de um objeto. Em estudos anteriores, verificou-se que a trajetória da COP aumentou em pacientes com AVC9. Em pacientes com mielopatia cervical, o GF correlaciona-se com o limiar de pressão cutânea e função extremidade superior10. Em jovens saudáveis, o GF aumentou com a interferência cognitiva<sup class=…

Discussion

Este procedimento experimental fornece evidências de que uma folha de sensores de pressão flexível poderia ser útil para avaliar a estabilidade espacial durante a aderência de precisão. A direção da força de aderência alterada representa a instabilidade espacial, como um deslizamento de dedo. No entanto, os instrumentos de direção de força do tipo célula de carga existentes têm uma limitação em termos de garantir um movimento natural de alcance-a-aderência. Para resolver esse problema técnico, foi moni…

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