Una piattaforma di formazione e valutazione dell'equilibrio basata sull'ingegneria (BATP)

Questo studio comprende due obiettivi specifici: SA-1) Sviluppo di una piattaforma per la valutazione e l'allenamento dell'equilibrio (BATP) basata sul BRT esistente; e SA-2) Valutazione dell'affidabilità del test-retest del modulo di valutazione BATP e dell'effetto di apprendimento motorio del modulo di formazione.

Metodi relativi all'Obiettivo Specifico 1 SA-1.1: Sviluppare un BATP basato sul BRT che incorpori il calcolo in tempo reale e un algoritmo di scala adattivo per stabilire il limite di equilibrio dei soggetti. Modifica l'algoritmo di controllo sperimentale e la configurazione dell'hardware del BRT in modo tale che i dati dai nostri sistemi di misurazione esistenti vengano continuamente trasmessi a una workstation di calcolo in tempo reale e letti dall'algoritmo di controllo sperimentale, consentendogli di monitorare il movimento del piede e calcolare le misure delle prestazioni chiave su base continuativa. Queste misure includeranno l'errore di tracciamento quadratico medio (RMSE) e la deviazione quadratica media (RMSD) tra la proiezione del piano terra del centro di massa (CoM) e il centro della base di supporto (BoS). Incorporare un algoritmo di scala adattivo nell'algoritmo di controllo sperimentale in tempo reale per stabilire le posizioni target corrispondenti al limite di equilibrio, in base al movimento del piede (ad esempio, fare un passo).

SA-1.2: sostituire lo schermo di proiezione con gli occhiali per realtà virtuale. L'algoritmo di controllo sperimentale sarà ulteriormente modificato per visualizzare una sfera virtuale negli occhiali per realtà virtuale. Gli occhiali per la realtà virtuale forniranno una visione diretta dell'ambiente fisico reale, ma mostreranno anche la sfera che segue la traiettoria specificata dall'algoritmo della scala adattiva o dai moduli di valutazione o formazione. Quando la punta del dito di tracciamento del soggetto tocca il centro della sfera bersaglio, fornirà un feedback visivo cambiando colore.

SA-1.3: Sviluppare i moduli di valutazione e formazione del BATP. Il modulo di valutazione consiste nel misurare il limite di equilibrio del soggetto, calcolare il movimento del bersaglio delimitante la varietà e il movimento del bersaglio all'interno della varietà; come appena descritto. Il soggetto imbrigliato segue quindi il disco per 90 sec. Dopo un riposo di 2 minuti e mezzo, il processo viene ripetuto una seconda volta. Le durate di monitoraggio e riposo possono essere variate per ottimizzare la qualità della misurazione e soddisfare le esigenze e le capacità dei singoli soggetti.

Il modulo di addestramento funziona in un ciclo che presenta un numero di periodi di addestramento specificato dall'operatore. Un incontro di allenamento consiste nel misurare il limite di equilibrio, calcolare il movimento del collettore e del bersaglio, presentare l'obiettivo di tracciamento per cinque minuti e fare una pausa per un periodo di riposo di 2 minuti e mezzo prima di segnalare all'operatore di iniziare l'incontro successivo. Le durate di monitoraggio e riposo possono essere variate per ottimizzare l'efficacia dell'allenamento e soddisfare le esigenze e le capacità dei singoli soggetti. Per questa proposta una sessione di allenamento sarà composta da cinque periodi e durerà circa 60 minuti. Come nel modulo di valutazione, i soggetti saranno imbrigliati durante l'esecuzione del compito di tracciamento per proteggersi dalla caduta.

I moduli di valutazione e formazione raccolgono entrambi gli stessi dati (tutti i dati verranno salvati per le analisi post-test offline: a) i valori di r e corrispondenti a ciascun limite di equilibrio e limite di equilibrio; b) Il moto (posizione in funzione del tempo) della sfera bersaglio; c) Il movimento di ciascuno dei 13 segmenti corporei, così come la punta del dito di tracciamento [questi dati verranno utilizzati per calcolare l'errore di tracciamento (RMSE), la stabilità dell'equilibrio (RMSD) e per informare l'algoritmo di scala adattivo quando si verifica il passo ]; d) Forze e momenti di reazione al suolo per ciascun piede.

Metodi relativi all'Obiettivo Specifico 2 SA-2.1: Valutare l'affidabilità test-retest del modulo di valutazione e confrontare le prestazioni del soggetto in esso contenute con quelle nelle misure cliniche stabilite di equilibrio, portata e paura di cadere. Venti adulti con ictus (STR) saranno sottoposti a due test con il modulo di valutazione a distanza di 48 ore. Le misure cliniche saranno somministrate prima di ogni test. Verrà valutata l'affidabilità test-retest

SA-2.2: valutare l'effetto di apprendimento motorio del modulo di formazione di tre sessioni di formazione di un'ora nell'arco di una settimana. Dieci soggetti selezionati a caso tra quelli che hanno partecipato a SA-2.1 saranno sottoposti a tre sessioni di formazione di un'ora per una settimana. I dati SA-2.1 test-retest serviranno anche qui come doppio dato di base per stabilire le prestazioni di bilanciamento prima dell'allenamento. I soggetti saranno valutati utilizzando le misure cliniche all'inizio e immediatamente dopo l'allenamento. L'apprendimento motorio sarà valutato utilizzando i dati delle valutazioni di base, le misure cliniche e dal Modulo di allenamento presi dagli ultimi 90 secondi dell'ultimo periodo di allenamento di ogni sessione di allenamento.