Ozadje: Osebe po preboleli možganski kapi imajo pogosto težave z ravnotežjem, ki vztrajajo po zaključku rehabilitacijskega procesa, kar vodi do velikega tveganja za padce. Razvili smo robota (BAR-TM), ki omogoča oceno ravnotežnih sposobnosti med hojo. Namen te študije je bil preizkusiti izvedljivost uporabe BAR-TM v eksperimentalnem programu urjenja dinamičnega ravnotežja pri izbrani osebi po preboleli možganski kapi. Metode: Preučevali smo ravnotežne odzive zdrave, kontrolne osebe in posameznika z desnostransko kronično hemiparezo. Posameznik po možganski kapi je opravil trideset treningov urjenja dinamičnega ravnotežja, ki je vključeval hojo po instrumentarni tekalni stezi, medtem ko je BAR-TM naključno izvajal mehanske motilne sunke v področju medenice; ti sunki so bili v različnih smereh, in so imeli različne amplitude motenj. Ocenjevali smo kinematiko, kinetiko, elektromiografijo in prostorsko-časovne odzive na navzven usmerjene motnje amplitude 60 N (pred vadbo) in 60 N in 90 N (po vadbi), ki se začnejo ob dotiku neprizadete leve noge (LL-NP / L perturbacija) ali ob dotiku paretične desne noge (RR-P / R perturbacija), pri hitrosti tekalne steze 0,4 m / s. Rezultati: Pred treningom se je posameznik po možganski kapi na motnje LL-NP / L odzval v prvi vrsti z odzivom na neparetični nogi na podoben način kot zdrava oseba. Po treningu je posameznik po možganski kapi dodal ustrezen korak, tako da je naredil navzkrižni korak s paretično nogo, kar je omogočilo uspešno zavrnitev motenj pri nižjih in višjih amplitudah. Pred treningom se je posameznik po možganski kapi na RR-P / R motnje v glavnem odzval s hitrim navzkrižnim korakom z uporabo leve, neparetične noge, medtem ko je popolnoma manjkal odziv na paretični nogi neposredno po delovanju motnje. Po treningu je posameznik strategijo spremenjenega koraka z neparetično nogo dopolnil z delno obnovljeno sposobnostjo odziva na paretični nogi takoj po delovanju motnje, kar je omogočilo uspešno zavrnitev motenj pri nižjih in višjih amplitudah. Ocenjeni kinematični, kinetični, elektromiografski in prostorsko-časovni odzivi so dali vpogled v relativni delež obeh uporabljenih strategij, ki jo je izbrani posameznik po možganski kapi uporabil kot ravnotežni odziv na motenje LL-NP / L in RR-P / R pred in po treningu. Zaključki: Glavna ugotovitev te študije je, da je robotizirana vadba dinamičnega ravnotežja z izvabljanjem odzivov na motilne sunke izvedljiv in potencialno učinkovit pristop.
COBISS.SI-ID: 2482537
Ozadje: Splošno razumevanje je, da je ustrezna postavitev nog (strategija korakov) ključnega pomena za ohranjanje stabilnosti med hojo z normalno hitrostjo. Cilj te študije je bil raziskati strategije, ki jih ljudje uporabljajo za obvladovanje motenj v frontalni ravnini med zelo počasno hojo. Metode: Deset zdravih posameznikov je opravilo eksperimentalni protokol, pri katerem je bil niz motenj, usmerjenih navznoter (medialno v nogo stojala) in navzven (bočno v nogo stojala) treh intenzivnosti (F1 = 5%, F2 = 10% in F3 = 15% telesne teže), apliciranih v treh različnih trenutkih faze opore na medenico z uporabo robota za oceno ravnotežja med hojo po tekalni stezi s tremi hitrostmi hoje (S1 = 0,4, S2 = 0,6 in S3 = 0,8 m / s ). Analizirali smo maksimalne amplitude premikov težišča; dolžina koraka, širina koraka in časi korakov; in lateralno komponenta reakcijske sile podlage za motnje, ki so bile aplicirane na začetku cikla hoje. Rezultati: Odzivi po notranjih motnjah so bili pri vseh preizkušenih hitrostih podobni in dosledno je bila uporabljena strategija koraka. Širši in krajši koraki so bili uporabljeni s povečano intenzivnostjo motenj. Odzivi po zunanjih motnjah so bili bolj zapleteni. Inercialna strategija S1 (impulzno povečanje medio-lateralne sile reakcije na tla), podprta s strategijo gležnja (medio-lateralni premik prijemališča reakcijske sile podlage), je v glavnem prispevala k odzivom že v fazi opore. Trajanje faze opore je bilo pri vseh intenzivnostih motenj bistveno daljše. Pri S2 se je zmanjšal relativni delež inercialne strategije, medtem ko so s povečano intenzivnostjo motenj postopoma dodajali strategijo koraka. Trajanje faze opore je bilo pri F1 in F2 bistveno daljše. Pri hitrosti S3 je bila v glavnem uporabljena strategija koraka, medtem ko je bilo trajanje faze opore podobno kot pri hoji brez motenj. Za odzive po notranjih in zunanjih motnjah pri vseh hitrostih je bilo značilno začasno upočasnjevanje gibanja v sagitalni ravnini, ki je bilo bolj izrazito s povečano intenzivnostjo motenj. Zaključki: Ta študija ponuja nov vpogled v strategije vzdrževanja ravnotežja, ki se uporabljajo pri nižjih hitrostih hoje, kar je pomembno za razumevanje izzivov vzdrževanja ravnotežja med hojo pri kliničnih populacijah.
COBISS.SI-ID: 2667881
Ocena gibanja prijemališča reakcijske sile podlage (COP) je pomemben del analize hoje, na primer pri ocenjevanju funkcionalne sposobnosti posameznikov, prizadetih zaradi motorične okvare. Inercialne merilne enote (IMU) in senzorji sile se pogosto uporabljajo za merjenje hoje, značilne za zdrave in prizadete osebe. Predstavljamo metodologijo za oceno COP izključno na podlagi surovih podatkov, pridobljenih z žiroskopom, merilnikom pospeška in magnetometrom iz IMU s pomočjo statističnega modeliranja. Uspešnost metode dokažemo na primeru dveh modelov: linearnega modela in modela nevronske dolgoročne kratkoročne spominske povezave (LSTM). Učenje modelov je potekalo na podatkih COP, izmerjenih s senzorji sile, nameščenimi pod tekalno stezo; naučeni modeli so dosegli povprečno kvadratično napako (RMS) med izmerjeno in ocenjeno COP 12,3 mm in povprečno RMS napako med subjekti 23,7 mm, kar je primerljivo ali boljše od doslej objavljenih študij. Pokazali smo, da je le nekaj minut umerjanja na tekalni stezi dovolj za polno zmogljivosti našega modela. Prav tako smo pokazali , da je mogoče magnetno komponento posnetega signala IMU, ki je najbolj občutljiva na spremembe v okolju, varno izpustiti iz obdelave brez bistvenega zmanjšanja zmogljivosti modela. Na koncu smo pokazali, da je mogoče število IMU-jev zmanjšati na pet brez poslabšanja zmogljivosti modela.
COBISS.SI-ID: 34924291
Ozadje: Generiranje ustreznih ravnotežnih reakcij kot odziv na nepričakovano izgubo ravnotežja med hojo je pomembno za preprečevanje padcev. Namen te študije je bil oceniti ravnotežne odzive po delovanju motilnih sunkov v področju medenice pri skupinah oseb po preboleli možganski kapi in zdravih preiskovancih. Metode: V študiji je sodelovalo enainštirideset oseb po možganski kapi in triinštirideset zdravih oseb. Ocenjeni so bili dinamični ravnotežni odzivi na motnje, ki so bile sprožene ob dotiku pete leve ali desne noge, usmerjene v smereh naprej, nazaj, navznoter in navzven med počasno hojo po tekalni stezi. Odzivi zdrave skupine so podali referenčne vrednosti, katere smo uporabili za razvrščanje odzivov skupine oseb po preboleli možganski kapi v dve podskupini; ena podskupina znotraj referenčnih odzivov (podskupina „znotraj“) in druga podskupina zunaj referenčnih odzivov (podskupina „zunaj“). Dodatno smo v skupini oseb po možganski kapi izvedli meritve kliničnega izida (6-minutni test hoje, 10-metrski test hoje, test vstani in pojdi, test korakanja v štirih kvadratih, funkcionalne ocena hoje, test funkcionalne neodvisnosti in test stoje na eni nogi). Rezultati: Podskupina oseb po preboleli možganski kapi "znotraj" je lahko ustrezno prilagodila prijemališče reakcijske sile podlage in reakcijsko silo podlage tako pod paretično kot tudi neparetično nogo kot odziv na motnje. "Zunanja" podskupina oseb po preboleli možganski kapi je pokazala omejeno modulacijo prijemališče reakcijske sile podlage in reakcijske sile podlage pod paretično nogo; namesto tega so uporabili strategijo koraka, pri kateri so neparetično nogo po delovanju motnje v naslednjem koraku postavili tako, da je naredila daljši korak (perturbacija naprej), naredila krajši korak (perturbacija nazaj) ali naredila prečni korak (perturbacija navzven). Posledično so bili maksimalni premiki težišča po delovanju motenj navzven bistveno višji v podskupini "zunaj" v primerjavi s podskupino "znotraj". Odzivi v obeh podskupinah po delovanju motenj navznoter se niso razlikovali. Večina meritev kliničnega izida je bila zmerno korelirana z maksimalnimi premiki težišča pri motnjah naprej; za druge smeri motenj je bil korelacija šibka. Zaključki: Veliko število oseb po preboleli možganski kapi, ki lahko samostojno hodijo, ima zmanjšano sposobnost izvajanja ustreznih ravnotežnih odzivov po motnjah, ki delujejo ob dostopu na paretično nogo. Za te osebe bi lahko bilo koristno urjenje dinamičnega ravnotežja z izzivanjem ravnotežnih odzivov z motilnimi sunki.
COBISS.SI-ID: 21705475
Za preprečevanje izgube ravnotežja med hojo se lahko uporabi več strategij. Postavitev noge na novo lokacijo ni učinkovita, če je hitrost hoje zelo nizka. Namesto srednje-bočnega premika prijemališča reakcijske sile podlage se uporablja rotacija telesnih segmentov, da nastane bočna reakcijska sila podlage in izrazito zaviranje gibanja v ravnini napredovanja. Trenutno pa ni znano, na kakšen način so medsebojno povezane omenjene različne strategije reakcijskih dinamičnih odzivov. Dvanajst zdravih preiskovancev je zelo počasi hodilo po instrumentirani tekalni stezi in dobivalo od zunaj usmerjene motilne sunke v višini pasu. Ustvarili smo eksperimentalne pogoje, kjer je bila uporaba strategije koraka za obnovitev ravnotežja po potisku navzven zmanjšana z ustrezno izbiro amplitude in časa nastopa motenj. Naši eksperimentalni rezultati so pokazali, da je bila v prvem delu odziva glavna strategija, ki se je uporabila za preprečevanje učinka motilnega sunka, kratko, a znatno povečanje bočne komponente reakcijske sile tal. Sočasno upočasnitev gibanja in s tem povezan premik prijemališča reakcijske sile podlage naprej je omogočil bočni premik prijemališča reakcijske sile podlage, kar je skupaj s kratkim, a občutnim povečanjem vertikalne komponente reakcijske sile podlage pripomoglo k zmanjšanju neizogibnega povečanja celotne vrtilne količine telesa v čelni ravnini. Vendar pa je premik prijemališča reakcijske sile podlage naprej in povečana vertikalna komponenta reakcijske sile podlage povzročila tudi povečanje vrtilne količine celotnega telesa v sagitalni ravnini. V drugem delu odziva se je bočna komponenta reakcijske sile podlage zmanjšala glede na hojo brez motenj, kar je omogočilo zmanjšanje vrtilne količine celotnega telesa v čelni ravnini. Poleg tega je povečanje anteriorne komponente reakcijske sile podlage v drugem delu odziva pospešilo težišče v smeri gibanja in ga tako sinhroniziralo s komponento težišča v čelni ravnini ter hkrati zmanjšalo vrtilno količino v sagitalni ravnini.
COBISS.SI-ID: 24800771