Инженерная платформа для оценки баланса и обучения (BATP)

Это исследование преследует две конкретные цели: SA-1) Разработка платформы для оценки и обучения равновесия (BATP) на основе существующей BRT; и SA-2) Оценка надежности повторного тестирования Модуля оценки BATP и эффекта обучения моторике Тренировочного модуля.

Методы, относящиеся к конкретной цели 1 SA-1.1: Разработайте BATP на основе BRT, который включает вычисления в реальном времени и алгоритм адаптивной лестницы для установления предела равновесия субъектов. Измените экспериментальный алгоритм управления BRT и настройку оборудования, чтобы данные из наших существующих измерительных систем непрерывно передавались на вычислительную рабочую станцию ​​в реальном времени и считывались экспериментальным алгоритмом управления, что позволяло ему отслеживать движения ног и вычислять ключевые показатели производительности на постоянной основе. Эти меры будут включать среднеквадратичную ошибку слежения (RMSE) и среднеквадратичное отклонение (RMSD) между проекцией центра масс (CoM) на земную плоскость и центром основания опоры (BoS). Включите адаптивный алгоритм лестницы в экспериментальный алгоритм управления в реальном времени, чтобы установить целевые положения, соответствующие пределу равновесия, на основе движения стопы (т.е. шагания).

SA-1.2: Замените проекционный экран на очки виртуальной реальности. Алгоритм экспериментального управления будет дополнительно модифицирован для отображения виртуальной сферы в очках виртуальной реальности. Очки виртуальной реальности обеспечат прямой обзор реальной физической среды, а также покажут сферу, следующую по траектории, заданной алгоритмом адаптивной лестницы, модулями оценки или обучения. Когда отслеживающий кончик пальца субъекта касается центра целевой сферы, он обеспечивает визуальную обратную связь, изменяя цвет.

SA-1.3: Разработать модули оценки и обучения BATP. Модуль оценки состоит из измерения предела равновесия субъекта, вычисления движения цели, ограничивающей коллектор, и движения цели внутри коллектора; как только что описано. Запряженный субъект затем отслеживает диск в течение 90 секунд. После 2,5-минутного отдыха процесс повторяется во второй раз. Продолжительность отслеживания и отдыха можно варьировать для оптимизации качества измерений и соответствия индивидуальным потребностям и возможностям субъекта.

Тренировочный модуль работает в цикле, который представляет заданное оператором количество тренировочных схваток. Один тренировочный подход состоит из измерения Предела Баланса, вычисления коллектора и движения цели, представления цели слежения в течение пяти минут и паузы на 2,5-минутный период отдыха перед сигналом оператору о начале следующего подхода. Продолжительность отслеживания и отдыха можно варьировать, чтобы оптимизировать эффективность тренировки и учесть индивидуальные потребности и возможности субъекта. Для этого предложения тренировка будет состоять из пяти схваток и продлится примерно 60 минут. Как и в модуле оценки, субъекты будут пристегнуты во время выполнения задания по отслеживанию, чтобы защититься от падения.

Модули оценки и обучения собирают одни и те же данные (все данные будут сохранены для автономного анализа после тестирования: a) значения r и соответствующие каждому пределу баланса и пределу баланса; б) движение (положение во времени) целевой сферы; c) Движение каждого из 13 сегментов тела, а также кончика отслеживающего пальца [эти данные будут использоваться для вычисления ошибки отслеживания (RMSE), устойчивости баланса (RMSD) и для информирования алгоритма адаптивной лестницы, когда происходит шаг. ]; d) Силы и моменты реакции опоры для каждой стопы.

Методы, относящиеся к конкретной цели 2 SA-2.1: Оцените надежность модуля оценки при повторном тестировании и сравните показатели субъекта в нем с показателями в установленных клинических показателях баланса, досягаемости и страха падения. Двадцать взрослых, перенесших инсульт (STR), пройдут два теста с помощью модуля оценки с интервалом в 48 часов. Клинические измерения будут проводиться перед каждым тестом. Тест-ретестовая надежность будет оцениваться

SA-2.2: Оцените эффект обучения моторике учебного модуля от трех одночасовых тренировок в течение одной недели. Десять испытуемых, выбранных случайным образом из тех, кто участвовал в SA-2.1, пройдут три одночасовых тренировки в течение одной недели. Данные теста-повторного теста SA-2.1 также будут служить здесь в качестве двойных базовых данных для определения показателей баланса перед тренировкой. Субъекты будут оцениваться с использованием клинических показателей в начале и сразу после тренировки. Моторное обучение будет оцениваться с использованием данных исходных оценок, клинических показателей и тренировочного модуля, взятых за последние 90 секунд последнего тренировочного цикла каждой тренировочной сессии.