Platforma do oceny i szkolenia równowagi oparta na inżynierii (BATP)

Badanie to obejmuje dwa cele szczegółowe: SA-1) Opracowanie Platformy Oceny i Szkolenia Bilansu (BATP) w oparciu o istniejący BRT; oraz SA-2) Ocena rzetelności testu-ponownego testu modułu oceny BATP oraz efektu uczenia się motorycznego modułu szkoleniowego.

Metody związane z celem szczegółowym 1 SA-1.1: Opracuj BATP w oparciu o BRT, który obejmuje obliczenia w czasie rzeczywistym i adaptacyjny algorytm schodkowy w celu ustalenia limitu równowagi badanych. Zmodyfikuj eksperymentalny algorytm sterowania BRT i konfigurację sprzętową, tak aby dane z naszych istniejących systemów pomiarowych były stale przesyłane strumieniowo do stacji roboczej przetwarzania czasu rzeczywistego i odczytywane przez eksperymentalny algorytm sterowania, umożliwiając mu monitorowanie ruchu stopy i obliczanie kluczowych miar wydajności na bieżąco. Miary te będą obejmować średni kwadratowy błąd śledzenia (RMSE) i główne odchylenie średniokwadratowe (RMSD) między odwzorowaniem płaszczyzny podłoża środka masy (CoM) a środkiem podstawy podparcia (BoS). Włączenie adaptacyjnego algorytmu schodów do eksperymentalnego algorytmu sterowania w czasie rzeczywistym w celu ustalenia pozycji docelowych odpowiadających granicy równowagi, w oparciu o ruch stopy (tj. stąpanie).

SA-1.2: Zamień ekran projekcyjny na okulary wirtualnej rzeczywistości. Eksperymentalny algorytm sterowania zostanie dalej zmodyfikowany, aby wyświetlić wirtualną kulę w okularach wirtualnej rzeczywistości. Okulary wirtualnej rzeczywistości zapewnią bezpośredni widok rzeczywistego środowiska fizycznego, ale także pokażą kulę poruszającą się po trajektorii określonej przez adaptacyjny algorytm schodów lub moduły oceny lub szkolenia. Gdy czubek palca śledzącego obiektu dotknie środka sfery docelowej, zapewni wizualną informację zwrotną poprzez zmianę koloru.

SA-1.3: Opracuj moduły oceny i szkolenia BATP. Moduł oceny składa się z pomiaru Granicy Równowagi badanego, obliczenia ruchu docelowego ograniczającego rozmaitość oraz ruchu celu w rozmaitości; jak właśnie opisano. Następnie zaprzęgnięty podmiot śledzi dysk przez 90 sekund. Po 2,5 minuty odpoczynku proces powtarza się po raz drugi. Czas trwania śledzenia i odpoczynku można zmieniać, aby zoptymalizować jakość pomiarów i dostosować się do indywidualnych potrzeb i możliwości obiektu.

Moduł treningowy działa w pętli, która przedstawia określoną przez operatora liczbę treningów. Jedna sesja treningowa składa się z pomiaru Granicy Równowagi, obliczenia ruchu rozgałęzionego i docelowego, prezentowania śledzonego celu przez pięć minut i przerwy na 2,5-minutowy okres odpoczynku przed zasygnalizowaniem operatorowi rozpoczęcia następnej walki. Czasy śledzenia i odpoczynku można zmieniać, aby zoptymalizować skuteczność treningu i dostosować się do indywidualnych potrzeb i możliwości uczestników. W przypadku tej propozycji sesja treningowa będzie składać się z pięciu walk i trwać około 60 minut. Podobnie jak w module oceny, uczestnicy będą zaprzęgnięci podczas wykonywania zadania tropienia, aby chronić się przed upadkiem.

Moduły Oceny i Szkolenia zbierają te same dane (Wszystkie dane zostaną zapisane do analizy po teście w trybie offline: a) Wartości r i odpowiadające każdemu Limitowi równowagi i Limitowi równowagi; b) Ruch (położenie w funkcji czasu) kuli docelowej; c) Ruch każdego z 13 segmentów ciała, a także czubek palca śledzącego [dane te zostaną wykorzystane do obliczenia błędu śledzenia (RMSE), stabilności równowagi (RMSD) oraz do informowania adaptacyjnego algorytmu klatki schodowej o wystąpieniu kroku ]; d) Siły i momenty reakcji podłoża dla każdej stopy.

Metody związane z celem szczegółowym 2 SA-2.1: Oceń rzetelność modułu oceny i porównaj wyniki w nim badanego z wynikami ustalonych klinicznych pomiarów równowagi, zasięgu i strachu przed upadkiem. Dwudziestu dorosłych pacjentów z udarem (STR) zostanie poddanych dwóm testom z modułem oceny w odstępie 48 godzin. Środki kliniczne będą podawane przed każdym testem. Oceniona zostanie niezawodność testu-retestu

SA-2.2: Oceń efekt uczenia się motorycznego modułu treningowego po trzech jednogodzinnych sesjach treningowych w ciągu jednego tygodnia. Dziesięć osób wybranych losowo spośród tych, które wzięły udział w SA-2.1, przejdzie trzy jednogodzinne sesje treningowe przez tydzień. Dane z powtórnego testu SA-2.1 posłużą tutaj również jako dane podwójnej linii bazowej do ustalenia równowagi przed treningiem. Uczestnicy będą oceniani za pomocą środków klinicznych na początku i bezpośrednio po treningu. Uczenie się motoryczne będzie oceniane przy użyciu danych z ocen podstawowych, pomiarów klinicznych i modułu treningowego z ostatnich 90 sekund ostatniej sesji treningowej każdej sesji treningowej.