精密グリップにおける空間安定性の測定
Summary
このプロトコルの目的は、精度グリップで空間安定性を反映するために、高い空間分解能センサー シートを使用して圧力の中心(COP)の交換を測定することです。このプロトコルを使用すると、把握の生理学と病態生理学の理解を深める可能性があります。
Abstract
このプロトコルの目的は、圧力の中心(COP)の置換を引き起こす生体力学的関係に基づいて、ハンドヘルドオブジェクトの操作中に指力の方向を間接的に評価することです。これを評価するために、薄く、柔軟で、高い空間分解能の圧力センサーシートが使用されます。システムは力の振幅および時間調節に加えてCOP軌道の測定を可能にする。一連の実験では、軌道の長さの増加は脳卒中患者の感覚運動障害を反映し、COP軌道の減少は、高齢者の手のグリップから物体が滑り落ちるのを避けるための補償戦略を反映していることがわかった。さらに、COP軌道は、二重タスク干渉によって減少する可能性もあります。この記事では、実験手順について説明し、フィンガーCOPが把握の生理学と病態生理学の理解にどのように寄与するかを説明します。
Introduction
力制御は精密グリップの基本です。パワーグリップと比較して、精密グリップは、オブジェクトを操作する能力を反映して、最小力出力を評価します。複数のセンサモータシステムが精密グリップに貢献します。たとえば、グリップとリフトのタスク中に、視覚情報を使用すると、オブジェクトのサイズと形状を認識できます。指先が物体に触れた後、触覚信号が体性感覚皮質に送達され、精密なグリップ力を調整する。グリップ力(GF)は指先が物体と接触したときに発生し、持ち上げフェーズ1の間に増加する。物体が空気中のゴールの高さに近づくと、健康な若年成人は、指のパルプからの皮入りの入力を最適化し、エネルギーを節約するために最小限のGFを産生する。一方、高齢者は、オブジェクトがグリップ2から滑り落ちるのを避けるために大きなグリップ力を使用します。脳卒中患者では、グリップ力の発症が遅れ、感覚や運動不足により安全マージンを調整する能力が損なわれる。誇張されたグリップ力は、感覚とモーターの欠損を補うための戦略的な対応であると考えられる3.
高精度グリップでGF制御を測定するための標準的なプロトコルは、1980年代4にヨハンソンとウェストリングによって提案されました。彼らは、負荷とグリップ力の両方を同時に監視する装置を開発しました。それ以来、GF振幅とその時間的調節は、精密グリップに関する数多くの研究において典型的な運動パラメータとして使用されてきました。もう 1 つの運動パラメータは、力方向5 です。力の方向は、グリップ力と揚力の組み合わせから生じます。安定した精度のグリップを維持するためには、親指と人差し指の間に適切に指示されたグリップ力とリフト力を生成する必要があり、偏った力の方向が空間的な不安定性を引き起こす可能性があります。様々なロードセル型力方向計器が把握研究に使用されていますが、これらの機器は、日常生活で使用される異なるサイズや形状の物体を操作する際にグリップ力制御を監視するという点で限界があります。したがって、グリップ力制御と日常機能の関係を調べるには、柔軟で装着可能なセンサが不可欠です。
このプロトコルの目的は、圧力の中心(COP)の置換を引き起こす生体力関係に基づいて、物体の操作中に指力方向を間接的に評価することです。COPはすべての力の中心であり、センサー シート上の力がどのようにバランスを取されているかを表します。グリップ力制御を評価するCOPの使用は、最初にAugurelleら.6によって示唆された。彼らは、女性のフィードバックの役割を調査するためにCOP変位を監視し、逸脱したCOPがデジタル麻酔後に起こったことを発見した。しかし、COPの変位は、研究において垂直にのみ監視された。したがって、三次元空間におけるCOP変位は十分に評価されていない。この制限を解決するために、薄くて柔軟で高い空間分解能センサーシートを使用してCOPを測定しました。グリップフォース制御を測定するための比較的高い空間分解能センサー(cm2あたり60〜100ポイント)は7,8を用いてきましたが、最近の空間分解能(cm2当たり248点)の進歩により、空間安定性を定量化するパラメータとしてCOP軌道の測定が可能になりました。本論文では、実験手順について述べ、フィンガーCOPが把握の生理学と病態生理学の理解にどのように寄与するかを論じる。
Protocol
Representative Results
Discussion
この実験手順は、柔軟な圧力センサシートが精密グリップ中の空間安定性を評価するのに役立つ可能性があることを示します。グリップ力の方向の変化は、指のスリップなどの空間的な不安定性を把握することを表します。しかし、既存のロードセル型力方向計器には、自然な手の届く動きを保証するという点で制限があります。この技術的問題を解決するために、生体力学的関係に基づい?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
西田T.(技術者、販売部、Nitta株式会社ニッタ株式会社)に技術サポートをいただき、ありがとうございます。
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 |
References
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