बेहतर Multifunctional प्रोस्थेटिक नियंत्रण के लिए एक संरचित पुनर्वास प्रोटोकॉल: एक केस स्टडी
Summary
As prosthetic development moves towards the goal of natural control, harnessing amputees’ inherent ability to learn new motor skills may enable proficiency. This manuscript describes a structured rehabilitation protocol, which includes imitation, repetition, and reinforcement learning strategies, for improved multifunctional prosthetic control.
Abstract
रोबोटिक प्रणाली के क्षेत्र में अग्रिम multifunctional आंदोलनों का उत्पादन कर सकते हैं कि ऊपरी अंग के लिए कृत्रिम अंग में हुई है। हालांकि, इन परिष्कृत प्रणाली जटिल नियंत्रण योजनाओं को जानने के लिए ऊपरी अंग विकलांगों की आवश्यकता होती है। मनुष्य को नकली और अन्य शिक्षण रणनीतियों के माध्यम से नए आंदोलनों सीखने की क्षमता है। इस प्रोटोकॉल नकली, पुनरावृत्ति, और सुदृढीकरण सीखने शामिल है, और इस विधि multifunctional कृत्रिम नियंत्रण में सुधार कर सकते हैं अगर आकलन करना है जो एक संरचित पुनर्वास विधि का वर्णन है। एक कृत्रिम उपयोग में अनुभव के 4 साल के साथ, कोहनी ऐम्प्युटी नीचे छोड़ दिया है, इस मामले का अध्ययन में भाग लिया। इस्तेमाल किया कृत्रिम अंग कलाई रोटेशन के साथ एक माइकल एंजेलो हाथ था, और हाथ आंदोलनों की अधिक संयोजन अनुमति दी है जो कलाई बल और विस्तार की सुविधाओं को जोड़ा,। प्रतिभागी का साउथेम्प्टन हाथ मूल्यांकन प्रक्रिया स्कोर संरचित प्रशिक्षण के बाद 58-71 में सुधार हुआ। यह पता चलता है कि imit के एक संरचित प्रशिक्षण प्रोटोकॉलसमझना, पुनरावृत्ति और सुदृढीकरण के लिए एक नया कृत्रिम हाथ को नियंत्रित करने के लिए सीखने में एक भूमिका हो सकती है। एक बड़ा नैदानिक अध्ययन लेकिन इन निष्कर्षों का समर्थन करने के लिए आवश्यक है।
Introduction
Amputees में हाथ समारोह की जगह एक कठिन प्रयास है। अत्यधिक कुशल हाथ आंदोलनों समन्वय एक जन्मजात क्षमता नहीं है, और विकसित करने के लिए सीखने का मनुष्य साल लग जाते हैं। 1-5 एक हाथ की दर्दनाक नुकसान के बाद, कृत्रिम तरीकों से इस क्षमता एक मामूली काम नहीं है नकल और निरंतर सीखने की अवधि की आवश्यकता हो सकती ।
प्रोस्थेटिक डिजाइन और उनके नियंत्रण के लिए interfacing तरीकों के लिए एक प्राकृतिक तरीके से multifunctional नियंत्रण के लक्ष्य के साथ तेजी से तकनीकी नवाचारों के अधीन हैं। इन नियंत्रण प्रणालियों की जटिलता amputees के लिए और अधिक कार्य प्रदान करने के लिए काफी हद तक बढ़ जाती है 6। इन प्रणालियों के सटीक नियंत्रण सुनिश्चित करने के लिए, और नई प्रौद्योगिकियों के परित्याग को कम करने, पर्याप्त प्रशिक्षण स्थापित करने की जरूरत है। इस तरह से यह amputees 'निहित सीखने की रणनीति पर आधारित है, तो और अधिक सफल होने की संभावना है।
विजन Le के दौरान एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैंहाथ आंदोलनों की arning। व्यवहार के अध्ययन दूसरों 7 का कार्य देख या दृश्य cues 8 का उपयोग करके पता चला है कि, सक्षम शरीर व्यक्तियों जानने के लिए और नए आंदोलनों समन्वय। अवलोकन, समझ और एक मनाया कार्रवाई के निष्पादन की एक प्रक्रिया के माध्यम से, व्यक्तियों दूसरों के कार्यों की नकल करने में सक्षम हैं। एक दर्पण न्यूरॉन सिस्टम (मनसे) में शामिल हो सकते हैं जो विशिष्ट Cortical नेटवर्क, इस क्षमता आबाद करने के लिए माना जाता है, और कृत्रिम अंग को नियंत्रित करने में एक भूमिका हो सकती है। 9-11
नकली की भूमिका सिर्फ पहले से ही देखा गया है कि कार्यों को क्रियान्वित करने के लिए सीमित है, लेकिन एक साथ मनसे के साथ अभी तक मनाया लेकिन पर्यवेक्षक की मोटर repetoire से extrapolated नहीं किया गया है कि आंदोलनों के निष्पादन की अनुमति नहीं दी जा सकती है। 12 दरअसल, नकली जरूरी नहीं हो सकता अनुभवी और परिष्कृत कार्यों के लिए नेतृत्व कि एक जन्मजात क्षमता है, लेकिन समय के साथ मोटर कौशल का एक accruement हो। 13 सेंटबस यूँ ही उन्हें कल्पना से अधिक है, कार्य देख के rength, नए कार्य सीखने में सुधार करने के लिए दिखाया गया है। 14 इस प्रकार, नकली प्रशिक्षण amputees के लिए एक व्यावहारिक दृष्टिकोण हो सकता है, सबूत पुनर्वास की स्थापना में लक्ष्य के साथ एक लक्ष्य निर्देशित प्रक्रिया 15 यह पता चलता है के रूप में की उपयोगी कृत्रिम हाथ समारोह सक्षम करने से।
पुनर्वास की पढ़ाई को अलग-अलग तरह के एक कृत्रिम हाथ की आभासी सिमुलेशन के रूप में दृश्य cues, पुनर्वास प्रशिक्षण के दौरान विकलांगों के लिए प्रोत्साहित कर दिखाया है। 16 इसके अलावा, एक अवरुद्ध प्रतिमान में आयोजित जब पुनरावृत्ति के उपयोग के ऊपरी अंग कृत्रिम का तेजी से सीखने को सक्षम करने के लिए दिखाया गया है आभासी सिमुलेशन myoelectric उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए विकलांग-शरीर उपयोगकर्ताओं को सक्षम करने में कृत्रिम हाथ की वास्तविक नियंत्रण के रूप में समान रूप से कारगर साबित हो गई है जबकि 17 नियंत्रण।, मानकीकृत परिणाम उपायों का उपयोग amputees पर 18 उनके प्रभाव स्पष्ट नहीं है। अंत में, जहां ऊपरी अंग Ampu के लिए प्रोटोकॉलtation प्रशिक्षण कृत्रिम नियंत्रण के सीखने में नकली की भूमिका को स्पष्ट रूप से चर्चा नहीं है, मौजूद है। 19,20
नकली का उपयोग करते हैं, पुनरावृत्ति और सुदृढीकरण के साथ संयोजन में, एक संरचित प्रशिक्षण कार्यक्रम के हिस्से के रूप multifunctional कृत्रिम नियंत्रण की शिक्षा पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है, तो इस अध्ययन को समझने के लिए करना है।
एक multifunctional कृत्रिम हाथ का उपयोग करने के लिए प्रशिक्षित किया गया था, जो एक transradial ऐम्प्युटी के एक मामले में रिपोर्ट के साथ साथ है प्रस्तुत किया। प्रतिभागी को पहले से परंपरागत myoelectric कृत्रिम अंग संचालन के लिए आदी हो गया था। एक स्वस्थ प्रदर्शक के नकली और सरल रूप में कंप्यूटर दृश्य पर प्रतिक्रिया के रूप में दोनों, दृश्य संकेतों का उपयोग करना, ऐम्प्युटी जल्दी से अपने नए डिवाइस की हैंडलिंग में सुधार हुआ।
Protocol
Representative Results
Discussion
हमारा निष्कर्ष संरचित प्रशिक्षण एक ही सत्र के दौरान एक multifunctional कृत्रिम हाथ के नियंत्रण में सुधार में मदद मिली है कि इस अध्ययन में भाग लेने के लिए सुझाव देते हैं। यहां इस्तेमाल किया संरचित कार्यक्रम प्र?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों के लिए इस अध्ययन में भागीदार द्वारा इस्तेमाल किया सॉकेट निर्माण के लिए श्री हंस Oppel और ओटो Bock हेल्थकेयर उत्पाद जीएमबीएच के अपने कृत्रिम तकनीशियनों को धन्यवाद देना चाहते हैं। इस अध्ययन में आर्थिक रूप से ईआरसी उन्नत अनुदान DEMOVE के माध्यम से यूरोपीय अनुसंधान परिषद (ईआरसी) (नंबर 267,888), अनुसंधान और प्रौद्योगिकी के विकास के लिए ऑस्ट्रिया परिषद, और विज्ञान, अनुसंधान और अर्थव्यवस्था की ऑस्ट्रियाई संघीय मंत्रालय द्वारा समर्थित किया गया।
Materials
| Michelangelo Hand | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | 8E500=L-M | |
| AxonRotation | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | 9S503 | |
| Wrist Flexor | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | – | prototype unit |
| AxonMaster | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | 13E500 | |
| Electrode | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | 13E200=50AC | |
| ScissorFenceElectrodeCarrier | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | – | prototype unit |
| Acquisition Software | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | – | prototype unit |
| Carbon shaft | Otto Bock Healthcare Products GmbH, A | – | prototype unit |
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