بخشی از مقاله

چکیده

یکی از نیازهای اساسی انسان برای برقراری ارتباط، فعالیت و بقای زندگی حرکت میباشد. حفظ تعادل از نیازهای پایهای انسان برای حرکت کردن است. از موارد ضروری برای حفظ تعادل، حفظ تعادل هنگام ایستادن است. به علت برخی اختلالات و بیماریهای عصبی-عضلانی نظیر اماس و پارکینسون ممکن است قابلیت حفظ تعادل افراد در هنگام ایستادن کاهش یابد.

همچنین در بعضی از ورزشها نظیر اسکی حفظ تعادل و افزایش مهارت فرد در حفظ تعادلش میتواند کمک شایانی به بهبود وضعیت ورزشکار و کاهش خسارات ناشی از دست دادن تعادل وی کند. ازاینرو کمک به افزایش کنترل تعادل در اینگونه افراد حائز اهمیت است.

یکی از روشهای افزایش این مهارت استفاده از پسخورد زیستی یا بیوفیدبک است. بیوفیدبک فنی است که در آن فرد آموزش میبیند تا چگونه بهطور ارادی اعمال غیرارادی نظیر نرخ ضربان قلب و استرس را کنترل کند. در این مطالعه، از روش بیوفیدبک بینایی جهت بهبود کیفیت کنترل یک عمل ارادی یعنی حفظ تعادل ایستایی استفاده شده است. نتایج نشان داد که استفاده از بیوفیدبک میتواند بهطور معنیداری باعث افزایش میزان کنترل در حفظ تعادل ایستایی گردد.

-1 مقدمه

کنترل پایداری انسان نیازمند دریافت مستمر اطلاعات حسی از سیستمهای تعادل، حسی-پیکری و بینایی است.[1] ازاینرو به وجود آمدن اختلال در هر یک از حواس فوق، افزایش ناپایداری وضعیتیمثلاً - در هنگام ایستادن - را به دنبال خواهد داشت. در حفظ تعادل هنگام ایستادن روی سطحی صاف و محکم میزان مشارکت هر یک از سیستمهای حسی تعادل، حسی-پیکری و بینایی به ترتیب 70، 20 و 10 درصد میباشد

البته این میزان مشارکت هر یک از سیستمها با توجه به مفید بودن و در دسترس بودن آنها دارای تغییرات خواهد شد. بهعنوان مثال در هنگام ایستادن با چشم بسته، با کاهش اطلاعات دریافتی از سیستم بینایی میزان مشارکت سیستمهای تعادل و حسی-پیکری بیشتر خواهد شد.[2] بدین ترتیب اگر سیستم تعادل فردی دچار مشکل شود میتوان با دریافت اطلاعات از وضعیت پایداری وی و پسخورد آن بهگونهای که توسط سیستم بینایی قابلدرک باشد، به حفظ پایداری با غنی کردن اطلاعات بینایی کمک کرد. در این حالت بهنوعی اطلاعات یک سیستم حسی بهصورت قابلدرک برای سیستم حسی دیگری درمیآید. به این روش درمانی، درمان با استفاده از بیوفیدبک و یا پسخورد زیستی میگویند.

بیوفیدبک روشی درمانی است که در آن افراد برای بهبود کیفیت زندگی خود با استفاده از اطلاعاتی که از بدنشان گرفته میشود آموزش داده میشوند. در حال حاضر از بیوفیدبک برای درمان بیماریهای نظیر کنترل فشارخون[3] و نرخ ضربان قلب[4] و کاهش استرس [5] استفاده میشود. یکی از ویژگیهای متمایز درمان با بیوفیدبک، نداشتن عوارض جانبی است که همین امر سبب افزایش توجه به آن شده و باعث شده استفاده از آن برای درمان به سایر روشهای دیگر ترجیح داده شود. در این مطالعه تأثیر بیوفیدبک در حفظ تعادل هنگام ایستادن موردبررسی قرار گرفته است که در آن از سیستم بینایی برای بالا بردن درک فرد از میزان پایداری و افزایش مهارت وی برای کنترل وضعیت بدنیاش استفاده شده است.

افزایش مهارت در حفظ تعادل در ورزشهایی نظیر ژیمناستیک، اسکی، کشتی و پرش با اسکی حائز اهمیت است .[6] این امر مزیتهایی نظیر پیشرفت مطلوب عملکرد[6] ، افزایش مهارت[6] و کاهش خسارات جانی و مالی را به دنبال خواهد داشت که هر یک بهخودیخود قابلتوجه هستند. همچنین از دیگر مزیتهای افزایش مهارت در حفظ تعادل میتوان به بهبود کیفیت زندگی افرادی که به علت بیماری و مشکلات عصبی-عضلانی نظیر اماس و پارکینسون دارای مشکلاتی در حفظ تعادل هستند اشاره کرد

-2 مواد و روشها

در این مطالعه برای بالا بردن سطح درک افراد از وضعیت ایستادن و بهبود مهارت در حفظ تعادل، از بیوفیدبک بینایی استفاده شده است. این امر نیازمند آن است که اطلاعات وضعیت بدن فرد هنگام ایستادن بهطور قابلدرک و مناسبی به وی نمایش داده شود تا فرد با مشاهده آن قادر به آگاهی یافتن از وضعیت ایستادن خود و اصلاح آن در صورت نیاز باشد. شرط پایداری در هنگام ایستادن قرار گرفتن مرکز فشار در محدوده تکیهگاه فرد است .[9] بنابراین اگر فرد از محل قرار گرفتن فعلی مرکز فشار خود و محلی که مرکز فشارش برای پایداری باید در آن قرار گیرد مطلع گردد میتواند اقدام به جابجایی مرکز فشار و درنتیجه بهبود میزان پایداری ایستایی خود کند.

در این مطالعه 6 مرد و 4 زن با میانگین سنی 22 ± 1 5 سال شرکت کردهاند. لازم به ذکر است که هیچیک از داوطلبها دارای اختلالات عصبی-عضلانی نبودهاند.

برای انجام آزمایش ابتدا داوطلب به روی سطحی مربعی شکل به ابعاد 35 در 35 که زیر هر چهارگوشه آن فنر قرار دارد میایستد - مطابق شکل . - 1 اگر میزان سفتی فنر کم باشد، دستگاه ناپایداری در کنترل وضعیت ایجاد میکند. بهمنظور کاهش این پدیده، فنرها با سفتی بالا در نظر گرفته شدند که ناپایداری ناشی از دستگاه به وجود نیاید و حفظ تعادل را دچار مشکل نکند. این ملاحظات به این دلیل در نظر گرفته شد که در صورت کاربرد برای بیمار، هیچگونه اختلال خارجی نباید در حین درمان به بیمار وارد کرد تا روند درمان تسریع گردد.

سطح مربعی مذکور در حالت عادی در راستای افقی قرار دارد. بعد از ایستادن فرد روی آن با جابجا شدن مرکز فشار، این سطح نیز از راستای افقی خارج و در جهت جابجایی مرکز فشار فرد کمی کج میشود. در این آزمایش برای اندازهگیری جابجایی مرکز فشار از شتابسنج ADXL345 استفاده شده که در زیر و مرکز سطح مربعی نصب گردید. برای راهاندازی و ارسال دادههای شتابسنج به رایانه از آردوینو اونو - Arduino Uno - استفاده شد - شکل . - 2 همچنین از نرمافزار متلب برای ثبت، بررسی و نمایش مرکز فشار فرد بهطور بلادرنگ استفاده گردید.

آزمایش دارای دو بخش به ترتیب فاقد بیوفیدبک و همراه با بیوفیدبک بود - شکل . - 1 در بخش اول داوطلب بدون دریافت هیچگونه فیدبکی روی سطح موردنظر به مدت سه دقیقه میایستد. پس از دو دقیقه استراحت، در بخش دوم بدون تغییر هیچ یک از شرایط وصرفاً با افزودن بیوفیدبک بینایی مجددا داوطلب به مدتزمان سه دقیقه بر روی سطح مربعی میایستد. برای اعمال بیوفیدبک، از یک مانیتور که با فاصله 60 سانتیمتر و روبروی صورت داوطلب قرار داده شده استفاده گردید.

در هریک از بخشهای آزمایش دادههای شتابسنج - شتاب در راستای x، y و - z با نرخ نمونهبرداری 125 هرتز برای پردازشهای بعدی ذخیره شدند.

مطابق شکل -1الف برای حالت بدون فیدبک ابتدا فرد به روی صفحه میایستد و بدون هیچگونه فیدبک دادههای مرکز فشار وی ثبت میگردد. مطابق شکل -1ب در بخش دوم برای آگاه کردن فرد از وضعیت مرکز فشارش از دو دایره به رنگهای سبز و آبی استفاده شده است. دایره آبیرنگ ثابت بوده و در مرکز مانیتور قرار دارد و دایره سبزرنگ متحرک است. در صورت افقی بودن صفحه، دایرهی سبزرنگ بر روی آن قرار میگیرد. درصورتیکه با ایستادن داوطلب روی صفحه، صفحه از راستای افقی خارج شود دایره سبزرنگ منحرف شده و از دایره آبی دور میشود؛ بنابراین داوطلب با مشاهده جابجایی دایره سبزرنگ نسبت به دایره آبیرنگ از وضعیت فعلی مرکز فشارش آگاه میگردد و اقدام به اصلاح آن میکند.

شکل .2 نحوه اتصال شتابسنج به آردوینو

شکل .1 - الف - بخش اول آزمایش و زمانبندی آن - حالت بدون بیوفیدبک - .

- ب - بخش دوم آزمایش و زمانبندی آن - حالت با بیوفیدبک - . شتابسنج در مرکز صفحه فشار قرار داده شده است

پس از ثبت داده، فرکانسهای بالای آن با عبور از فیلتر پایینگذر چبیشف نوع یک با فرکانس قطع 8 هرتز حذف شد و مقدار شعاعی دادهها با استفاده از رابطه - 1 - به دست آورده شد:
a  = √a 2 + a 2     - 1 -

که a مقدار شتاب در راستای x و a مقدار شتاب در راستای y است. برای نمایش بهتر، واحد آنها در محاسبات از متر بر مجذور ثانیه به میلیمتر بر مجذور ثانیه تبدیل شد.

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید