Onderzoek naar de primaire reacties van het proprioceptieve
systeem bij een externe verstoring op voetniveau
Citation for published version (APA):
Evers, P. H. M., Snijders, M. C. L., Graafmans, J. A. M., & Verduin, M. (1991). Onderzoek naar de primaire reacties van het proprioceptieve systeem bij een externe verstoring op voetniveau. Technische Universiteit Eindhoven.
Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1991 Document Version:
Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record Please check the document version of this publication:
• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.
• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.
• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.
Link to publication
General rights
Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain
• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.
If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:
www.tue.nl/taverne
Take down policy
If you believe that this document breaches copyright please contact us at:
openaccess@tue.nl
Onderzoek naar de prlmaire reactles
van het proprioceptieve systeem
Afstudeerverslag van
P.H.M. Evers (A86252)
M.C.
L.Snijders (A86232)
Onderwijsinstelling:
Gezondheidswetenschappen
afstudeerrichting Bewegingswetenschappen
Rijksuniversiteit Umburg
Stage-instelling :
Centrum voor Biomedische en Gezondheidstechnologie
Technische Universiteit Eindhoven
Begeleiders
Ir. J.A.M. Graafmans
Ing. M. Verduin
M en T beoordelaar
Dr.
J.
Adam
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Samenvatting_
SAMENVATTING
Vall en, struikelen en uitgJijden behoren tot de meest voorkomende ongelukken in en om het huls. Ouderen vallen vaker dan jongeren. De achteruitgang In de evenwichtshandhaving, die veroorzaakt wordt door een veranderlng In de stroom sensorische Informatie, Is waarschijnlijk een van de belangrijkste oorzaken.
Het doel van het pllot-experlment Is de ontwikkellng van een experimenteel instrumentarium, waarmee Inzlcht verkregen wordt In het functioneren van het evenwichtssysteem, allereerst bij volwassenen met de nadruk op de bijdrage van het somatosensorische systeem. Het functioneren van het evenwlchtssysteem Is gedurende een valsituatie vereenvoucligd tot de respons van het musculoskeletale systeem en het vestibulaire systeem. De primaire reacties van deze systemen op een externe verstoring, aangebracht op voetniveau, zljn van belang.
V~~r de uitvoer van het pilot-experiment is een bewegingsplatform ontwikkeld, waarmee ter plaatse van de voeten van de proefpersoon een sinusvormig versnellingssignaal (een period e) in voor-, achterwaartse rlchting aangebracht kan worden. In pilot-experiment I, II en III varieren de aange-boden platformversnellingen tussen 0,1 en 3,0 m/s2 over een afstand van 10 tot 47 mm. De primaire
reacties van de proefpersoon worden geregistreerd en vastgelegd rondom het moment van verstoren. Een versnellingsopnemer voigt de hoofdbeweging van de proefpersoon. Met behulp van EMG-apparatuur wordt de spleractiviteit in de onderste extremiteit geregistreerd en met behulp van video-apparatuur wordt de totale zwaaibeweging geregistreerd om Inzicht te krijgen In de grove houdingsregulatie. De motorische reactietijd, afgeleid uit de EMG-metingen, wordt vergeleken met de latentietijd van geregistreerde platform- en hoofdversnellingen bij verschillende verstoringssituaties. De resultaten van het pllot-experiment moeten met enige voorzichtigheld ge·interpreteerd worden, vanwege het geringe aantal proefpersonen. De resultaten laten zien, dat de vraag "welk sensorisch systeem in eerste instantie verantwoordelijk is voor de opgewekte spiercontracties" niet eenvoudig te beantwoorden is.
De monosynaptische strekreflex blijkt niet altijd op te treden. In de situaties, waar deze wei optreedt varieert de latentietijd tussen 38 en 50 ms en is het duidelijk dat de opgewekte spieractiviteit in de onderbenen somatosensorisch van oorsprong is. De "Iong-Ioop"-respons (81 - 157 ms) treedt vrijwel altijd op. Wanneer de eerst optredende hoofdversnelling tegengesteld is aan de opgelegde
platformversnelling, is de opgewekte spieractiviteit waarschijnlijk somatosensorisch van oorsprong. De hoofdversnelling heeft in het merendeel van de situaties een langere latentietijd dan de EMG-activiteit. Indien de hoofdversnelling In dezelfde richting als de platformversnelling optreedt, is de latentietijd van de hoofdversnelling kort (14 - 30 ms) en blijft het onduidelijk hoe belangrijk de bijdrage vanuit het somatosensorische en/of het vestibulaire systeem is aan de houclingscorri-gerende spierrespons.
In hoeverre blj de gebruikte verstoringscombinaties In pilot-experiment I, II en III sprake Is van een simulatie van een valsituatle Is moeilijk te beoordelen. Metingen blj proefpersonen gedurende valsituaties in de praktijk zijn nog niet gerealiseerd.
In pilot-experiment IV zijn bij de aangeboden verstoringscombinaties (0,1 - 9,0 m/s2 en 10 - 47 mm)
de stoot- en glijsituaties gekwalificeerd aan de hand van ervaringen van drie proefpersonen. Hieruit blijkt, dat de verstorlngscomblnaties die gebruikt zijn In pilot-experiment I, II en III slechts In een aantal gevallen een stoot- of glijgevoel opwekken. Bij een achterwaartse platformversnelling varierend tussen 6,0 en 9,0 m/s2 over een afstand van 47 mm komen de hakken van de proefpersonen van de grond. De reacties van de ouclere proefpersoon verschillen van de reacties van de Jongere
proefpersonen. De ouclere proefpersoon gebruikt bij een aantal verstoringscombinaties zijn armen teneinde zijn evenwicht te bewaren. De tot nu toe gebruikte verstoringscombinaties kunnen Wat de versnelling betreft voor gezonde proefpersonen van middelbare leeftijd verhoogd worden om een valsituatie beter te simuleren.
_ Summary _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
SUMMARY
In Holland Is established by research that falling, stumbling and slipping belong to the most frequent accidents In and around the house. The Incidence of the frequency of accidents Increases with age. One of the most Important causes for this is probably the decline In the cQntroi of balance, caused by a change in sensory information while aging.
The aim of the pllot--experlment is the development of an experimental device, providing Insight In the functioning of the postural control system for adults, emphasizing the contribution of the propriocep-tive system. The functioning of the postural control system during a case of failing Is simplified to the responses of the musculosceletal system and the vestibular system. The primary reactions of these systems to an external perturbation, applied at foot level, are relevant.
To carry out the pilot-experiment a perturbation platform has been developed. to apply a sinusoidal acceleration signal (one period) In forward or backward direction, at foot level. The used platform accelerations In pilot-experiment I, II and '" range from 0.1 to 3.0 m/s2 over a distance of 10 to 47 mm. The primary reactions of the subject are registered around the moment of perturbation. An
accelerometer records the head movement of the subject. Using the EMG-system, the muscle
activity of the lower extremity is recorded while the video-system records the total sway movement of the body to get Insight Into the overall postural control. The motor reaction time, provided by the
EMG-measurements, is compared with the latency of the registered platform and head accelerations in different perturbation situations.
The results of the pllot--experlment show. that It Is not easy to answer the question which sensory system is first responsible for the evoked muscle contractions.
It appears that the monosynaptic stretch reflex does not always occur. In those situations, where the reflex does occur, the latency varies from 38 to 50 ms and It Is clear that the evoked muscle activity in the lower leg is somatosensory In origin.
The long loop respons (81 - 157 ms) will almost always be present. When the first head acceleration occurs In the direction opposite to the platform acceleration, the evoked muscle activity probably is somatosensory In origin. In most of these situations the head acceleration has a longer latency than the EMG-activlty. When the head acceleration is in the same direction as the platform acceleration, the latency of the head acceleration will be short (14 - 31 ms) and it remains uncertain which sensory information, somatosensory and/or vestibular, accounts most effectively for the stabilizing muscle responses.
To what extent the used perturbation in pilot--experlment I, II and III simulate actual falling situations
is difficult to assess. Measurements with subjects during actual falls have not been carried out yet. In pilot-experiment IV the trip and slip situations have been qualified using the experiences of three subjects during the applied perturbations (0.1 - 9.0 m/s2 and 10 - 47 mm). It appears, that the perturbations used In pilot-experiment I, II and III only generate a trip or slip feeling in a limited number of cases.
During backward platform accelerations ranging from 6.0 to 9.0 m/s2 over a distance of 47 mm the heels of the subject were lifted. The reactions of the elderly subject differ from those of the younger subjects. The elderly subject uses his arms In a number of perturbations In order to maintain balance. The acceleration of the perturbation platform used so far can be increased for healthy. middle-aged subjects to achieve a better simulation of a case of falling.
____________________________________________________ V~~
VOORWOORD
Navelstaren, beugelen, Antwerpen, brunchen en elertltsch-treffen; allemaal termen met een leuke herinnerlng aan de famllie BMGT. Zlj hebben ons maandenlang op onze boelende speurtocht naar -Zlcht op Evenwlcht- onderdak verschaft en gemotlveerd.
De stap van Maastricht naar Eindhoven houdt meer in dan 90 km autosnelweg. Bij Beweglngsweten-schappen waren wi] als vrouw In de meerderheid. Op de TUE kunnen ze daar aileen maar van dromen. Was de mens In Maastricht nog 'lijfelljk', in Eindhoven wordt hlj vereenvoudlgd tot een stljve staaf dan wei tuinslang.
De weg, die we bewandelden was nlet zOnder obstakels. Op momenten, dat de kennls blj BMGT nlet toerelkend was om de obstakels te overbruggen, hebben we dankbaar gebruik gemaakt van de spontane hulp afkomstig van zowel Interne als externe contacten. Bi] deze willen we daarom de volgende mensen bedanken: Maarten Drost, Leo Wouters, Wil Post, Karel Koekkoek, Cees Oomens, Henri Jans, Henrie de Haas, Eddie Nleuwenhuis, Maurice Heynen, Jan Kok, Fons Sauren, Cees van Overveld, Wim Bles, B. de Graaf, Jac Wisrnans en aile medewerkers van het hydraulisch lab. Dankzij de enthousiaste medewerking van de proefpersonen en de nimmer aflatende steun vanult buro BMGT kljken we terug op een geslaagd pilot-experiment.
Tot slot willen we Jan Graafmans en Maarten Verduin bedanken voor hun opbouwende krltiek bij de opzet en ultvoer van dit pilot-experiment.
Pauline Evers en Marlelle Snijders 9 december 1991
INHOUDSOPGAVE
J
___________________________________________________ Inhoudsopgave_ 1 INLEIDING 9 2 UTERATUURVERKENNING 11 2.1 Het valprobleem 11 2.2 Evenwichtshandhaving 122.3 Invloecl verouderlngsproces op evenwlchtshandhavlng 14
2.4 Onderzoeksproblemen In de oudere populatie 15
2.5 Selectle van het te onderzoeken sensorlsch systeem 15
2.6 Vergelljkbare experlmenten 16
2.7 Doe! van het pilot-experiment 18
3 OPZET EN UITVOER VAN HET PILOT-EXPERIMENT 21
3.1 Apparatuur 22 3.1.1 Het platform 22 3.1.2 Versneilingsopnemers 25 3.1.3 Video-registratie 26 3.1.4 EMG-apparatuur 29 3.2 Selectie verstorlngsparameters 30 3.2.1 Simulatie valsituatie 30
3.2.2 Vorm van het signaal 31
3.2.3 Grootte van het slgnaal 33
3.2.4 T estsituatie 34 3.3 Instructie proefpersoon 35 3.4 Procedure 36 3.5 Opslag data 38 4 RESULTATEN 43 4.1 Resultaten EMG-registratie 43
4.1.1 Registratie van de EMG-activiteit 43
4.1.2 Latentietijden EMG-activiteit 45
4.1.3 Patroon van spiercontractie 47
4.2 Resultaten hoofdversnellingsopnemer 47
4.2.1 Latentietijden hoofdversnelling 47
4.2.2 Patroon van de hoofdversnelling 49
4.3 EMG-activiteit versus hoofdversneiling 50
4.4 Resultaten vldeo-registratle 52
5 DISCUSSIE 55
5.1 Latentletljden EMG-activitelt 55
5.2 Latentietijden hoofdversneiling 56
5.3 Vergelijking latentietijden EMG-activiteit en hoofdversneiling 57
___________________________________________________ Inhoudsopgave_ 6 6.1 6.2 6.3 7 AANBEVEUNGEN Apparatuur Verstoringsparameters Procedure UTERATUURVERWIJZING BIJLAGEN: 1 Computermodel VERZENDUJST
2 Overzicht verstoringscombinaties uit andere onderzoeken 3 Speclficatie versnellingsopnemer
4 Speclficatie modernere EMG-apparatuur 5 Omzetting geregistreerde data
6 Stickdiagrammen hoofdrotatie 63 63 63 64 65 69 71 73 75 77 81 85
J
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Inlelding _
1 INLEIDING
In het kader van ons doctoraal examen Gezondheidswetenschappen, afstudeerrichting Beweglngs-wetenschappen aan de Rijksunlversltelt Umburg is een pllot-experiment verrlcht.
Het ondelWerp van het pilot-experiment Is afgeleld ult een veel voorkomende gebeurtenls blj ouderen: vallen. Bij ouderen Is een zekere predlsposltle tot vall en aanwezlg, die veroorzaakt wordt door een opeenstapeling van leeftljdsgebonden veranderingen. Zlj hebben tot gevolg dat de reactlesneiheid afneemt; ouderen reageren mindar snal als zlj struikelan, harkriJgen minder snel hun evenwlcht en zullen eerder vallen.
Het bllJkt dat man In de gezondheidszorg voornamelljk gericht Is op de gevolgen van een val. Het voorkomen van een val Is echter evenzo belangrijk. zo nlet belangrijker. Het vergroten van de kennls met betrekklng tot evenwichtshandhaving In het algemeen en blJ ouderen in het bljzonder kan een biJdrage leveran aan preventieve maatregelen tar voorkoming van het vallen.
Het onderzoek heeft plaatsgevonden bij het Centrum voor Biomedische en Gezondheidstechnologie aan de Technische Unlversitelt Eindhoven. In samenwerking met de sectie aandrijf- en trlbotechniek van de vakgroep Werktulgkundig Ontwerpen en Construeren, de vakgroep Fundamentele Werktuig-bouwkunde. de vakgroep Theoretlsche Informatica en het Instituut voor Zintuigfysiologle TNO. Het onderwerp van het pilot-experiment Is geplaatst blnnen het onderzoeksgebied
-gerontechnologie", Het interdlsclpllnalre wetenschapsgebled gerontechnologle richt zich op de interactles tussen ouderen en hun technlsche omgevlng.
Het begrip gerontechnologle staat voor een verzameling van samenhangende elementen, die noodzakeliJk zl]n voor de ontwlkkeling van een strategie, gericht op een effICient en effectief gebruik van ter beschikklng staande middelen. welke ingezet worden om op de vergrijzlng van de samenle-ving te antlciperen. Via fundamenteel onderzoek naar Indicatoren voor veroudering probeert men inzicht te krijgen in verouderingsproeessen. Samen met opgedane kennls via ergonomisch onderzoek naar veranderingen In vaardlgheden en beperklngen en via veldonderzoek naar de dagelljkse behoeften van de oudere consument, hoopt men een technische omgeving tot stand te kunnen brengen, die tegemoet komt aan de wensen van en die vriendelijker is voor ouderen. Inzlcht verwerven In het functioneren van het evenwichtssysteem In het algemeen en blj ouderen in het bijzonder Is het doe! van het pilot-experlment. De nadruk ligt op de bljdrage van het proprlocep-tieve systeem.
Om te komen tot een duidelijke probleemstelling Is een literatuuronderzoek verricht naar gang bare theorieen en opvattlngen met betrekking tot het fysiologisch functioneren van het evenwlchts-systeem. Voor dlt literatuuroverzleht wordt velWezen naar ·Zieht op evenwieht" (Evers en Snljders, 1990). Dit functloneren Is toegespltst op de oudere mens door een Inventarisatie te maken van het onderzoek op het gebled van ouderen en evenwleht (zle "Handhaving van het evenwieht biJ
ouderen", Evers en Snljders, 1991), Deze Inventarisatle laat zien, dat de ideeen die de onderzoekers hebben over de biJdrage van de sensorlsche systemen aan de evenwichtshandhavlng nlet eenduidlg zljn. Conelusles van andere onderzoeken worden te gemakkelijk overgenomen en in een andere context geplaatst. Het Is de vraag of dlt geoorloofd Is btJ onderzoek In de oudere populatle. waar een grote Interindlviduele variabilitelt bestaat. Bovendien Is onderbouwlng van de gebruikte verstoringsparameters om een valsltuatie te slmuleren tot op haden mlnlmaal.
De stand van de huk:llge Ilteratuur vorrnt de basis voor de probleemstelling van het pIIot-experiment: -walk sensoriseh systeem speelt In eerste Instantie (blnnen 200 ms) de belangrljkste rol blj de evenwlehtshandhavlng ten gevolge van een horlzontale verstorlng op het niveau van de voeten 1" Het aanbieden van een plotselinge horizontale verstorlng op voetnlveau blj een proefpersoon' zal een bepaalde museulaire reactle van onder andere de onderbeenspieren te zien geven. De vraag is welk sensorlsch systeem verantwoordelijk is voor deze museulalre respons: het proprioceptieve systeem
_Inleiding _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
In de onderbenen of het vestibulaire systeem ?
Door antwoord te vinden op een aantal ult de prob/eemstelling gedestilleerde vragen wordt een duidelijker beeld verkregen van het werkelljke functioneren van het evenwichtssysteem In de geschetste situatie.
Onderzoeken die gebrulk maken van een vergelljkbare onderzoeksopzet worden In hoofdstuk 2 aangehaafd, nadat Inzicht verkregen Is In het functioneren van het evenwichtssysteem. Hoe vanult de literatuurstudies het ontwerp van het pllot-experiment ontstaan Is, wordt eveneens in hoofdstuk 2 onderbouwd. Hoofdstuk 3 bevat de opzet en uitvoerlng van het pllot-experiment. Blj de bestudering van het functloneren van het evenwlchtssysteem wordt uitgegaan van een input-!outputmodel. A1s Input worden goed gedefinieerde exteme verstorlngen op voetniveau aangeboden en als output worden de resulterende responsen van sensorische systemen gemeten.
HOofdstuk 4 bevat de resultaten van het pilot-experiment en In hoofdstuk 5 voigt de discussle. De ervaringen opgedaan tijdens dlt pllot-experlment resulteren tenslotte In hoofdstuk 6 In aanbevelin-gen voor verder onderzoek.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Llteratuurverkennlng _
2 UTERATUURVERKENNING
2.1 Het valprobleem
In Nederiand behoren vallen, strulkelen en ultglljden tot de meest voorkomende ongelukken In en om het huis (zie figuur 1.1).
ONGEVALLEN IN EN OM HET HUIS NI1IaIIen
1* Jaar.
1. Vallen op gelll~ nJoleau en van een hoogIe 184.000
2. Objec:ten 97.000
3. Snljden, Ite.n, enz. 88.000
...
Strul.len, uHglljden, \lllllllappen 67.0005. Door die ... 21.000
6. Door personen 11.000
7. Vuur, hete vIoeillolten, en%. 12.300
8. Vetglftiglng en I..-rl<ende chemla.che Itollen ".800
II. FytIe. OYetbeIasting 2.400
10. (BiJI'I&) ... rdrlnidng 200
Figuur 1.1 Overzicht meest voorkomende ongevallen in en om het huis.
* Bovenstaande cijfers kunnen niet absoluut geinterpreteerd worden, ze zijn slechts een
indicatie van de orde van grootte waarin de ongevallen optreden. (Bron: PORS, 1989).
Oudere mensen vallen vaker dan jongere mensen. Ult een onderzoek van Wild et al. (1981) onder zelfstandig wonende ouderen blijkt, dat 42% van de valsltuaties optreedt tijdens het lopen en 35% gedurende activiteiten van het dagelijkse leven.
Uitglijden In voorwaartse richting gedurende hlelcontact Is de meest gevaariijke valsituatie. Het moment dat door het lichaam in voorwaartse rlchting geleverd wordt, brengt het lichaamsgewicht op het steunbeen dat zijn grip op het steunvlak veri oren heeft. Het gevolg is dat de betreffende persoon achterover vall. Andere voorbeelden van valsituaties ult de praktijk zljn struikelen, 'overbalancing', vallen door haast of afieiding. botslngen of onjuiste beoordeling van lichaamsposltle. De valsltuatles kunnen door zowel exogene als endogene factoren veroorzaakt worden. Blj exogene facloren kan gedacht worden aan de bananeschll en de trottolrband; blj endogene factoren spelen het fyslolo-gisch, motorisch en geestelijk functloneren een rol.
A1hoewel vallen een complex en multlfactorieel probleem Is. Is waarschljnlijk de achteruitgang in de evenwichtshandhavlng een van de belangrljkste endogene factoren. Deze achteruitgang Is een gevolg van een veranderlng In de stroom van sensorische Informatie, die betrekking heeft op het menselijk bewegen.
_ Literatuurverkenning _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
2.2 Evenwichtshandhaving
Normaliter is de mens in staat zowel In rust als tijdens beweglngen van hoofd. romp en ledematen zi)n evenwieht te bewaren. Handhavlng van het evenwicht is mogelijk door de integratie van informatie uit vier sensorisehe systemen, te weten: het vestibulaire systeem. het proprioceptieve systeem, het opperv1akkig senslbele systeem en het visuele systeem.
Daze integralie vindt plaats in het centrale zenuwstelsel, met name In de vestibulaire kemen. De
kleine hersenen spelen een belangrijke rol in de verwerking van aile verzamelde sensorische Informatie. Zij coordineren aan de hand van deze Informatie de spiercontracties die nodig zljn voor het blijven staan en gebrulken hlerblj ook reeds aanwezige kennis over de beweging (geheugen). Deze regulering van spiereontraeties vormt het motorisehe outputproces van de evenwichtshand-having. In figuur 1.2 wordt de bijdrage van de verschillende sensorische systemen aan de handha-vlng van het evenwicht weergegeven. De Integratie tussen de verschillende subsystemen is omwille van de duidelijkheld weggelaten. Een meer uitgebrelde besehrijving van het functioneren van hat evenwichtssysteem is uitgewerkt in de literatuurstudie ·Zleht op evenwlcht· (Evers en Snijders, 1990).
liEf"II:~'
I~III~
II
1~lill~11
Flguur 1.2 Vereenvoudigde schematische weerqave van de bijdrage van verschillende svstemen
san de hfl.ndhavinq van §venwicht. (Bron: Evers en Snijders, 1990).
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Literatuurverkennlng_
Sensorlsche Informatle wordt dus verkregen ult een multisensorlsche aanvoer, waarblJ enlge overlap optreedt. Het vermlnderd functioneren van een van de sensorlsche systemen, onder andere ten gevolge van veroudering dan wei ultval, kan dan door de overlge sensorlsche systemen aangevuld of vervangen worden.
Maar er Is nauwelijks sprake van redundantle aan informatie. Hiervoor zorgen onder andere de volgende factoren:
- de spectfleke locatie van de sensorlsche receptoren
- het type rulmtelijke informatle dat zij verschaffen, enerzijds lokale Informalie (met referent'e aan de exteme ruirnte) en anderzijds relationele Informatie (met referentie aan de Innerlijke lichaams-ruimte)
- het spectfieke frequentiegeblecl
- de drempels en afstemming op positie of beweging
Zelfs tijdens het zo stll mogelijk stean treden nog Idelne beweglngen op (spontane zwaaibeweging) en Is activiteit zlchtbaar in de m.trlceps surae, met name In de m.soIeus en de m.gastrocnemius, die afwisselEmd actief zijn. De m.tibialis anterior vertoont minder activiteit (zle flguur 1.3).
Enerzijds dient de spontane zwaalbeweging om de stroom van informatle betreffende de stand te vergroten en de aard van de Informatie te preciseren. Anderzijds Is de spontane zwaaibeweging aanwezig ter compensatie van storing en in de stabilltelt, die door het indivldu zelf of door inwerklng van bulten het Indivldu bestaande krachten worden veroorzaakt.
Vol gens Diener et aI. (1984) zijn biJ kleine verstorlngen van het lichaamsevenwlcht de visco-elastische eigenschappen van spleren, ligamenten en pazen voldoende om hat evenwicht te hand haven. Blj hoge frequentles speelt voornamelljk de Iichaamstraagheld een rol. Activiteit van spleren wordt functioneel van belang blj grotere en/of plotselinge verstorlngsamplltuden. De fyslsche kwaliteiten van het lichaam zorgen ervoo" dat de effecten van een verstorlngssignaal beperkt blijven.
De spontane zwaalbeweglngen hebben in het saglttale vlak (voor /achterwaarts) een frequentie van 0,1 - 0,5 Hz en In het frontale vlak (zijwaarts) van 1 - 2 Hz (Rozendal et al., 1968). De zwaalbewegln-gen In het sagittale vlak treden voornamelijk op in de bovenste spronggewrlchten van de enkel. Compensaties In de meer craniaal gelegen gewrlchten zijn evenwel mogelijk.
+ """.
-Figuur 1.3 EMG-activiteit
asn
voor- en achterzllde van het oncIerbeen Qedurende de spontene zwaa/beweqinq tiidens hetstaan.
+
=
activiteit, - = geen actlvitelt. (Bron: Basmajian, 1967)._ Uteratuurverkennlng _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
2.3 .nvloed verouderinqsproces OD evenwlchtshandhavinq
Met het ouder worden vinden talrijke fyslologlsche veranderingen plaats. Men neemt aan, dat de verminderde controle van de lichaamsbalans ten gevolge van het verouderingsproces vooral
beinvloed wordt door veranderingen In sensorische Input- en motorische outputprocessen en slechts in beperkte mate door veranderingen in centrale verwerkingsprocessen. Het gevolg van de
verandering op centraal niveau Is het weer te voorschijn komen van primitieve monosynaptische reflexen. De veranderingen van de sensorische systemen en hun afferente en efferente banen ten gevolge van het ouder worden veroorzaken een reductle van het sensorische slgnaal, een verhoglng van sensorische drempelwaarden (prlkkelbaarheld neemt af) en een toename van de geleldingstljd van het sensorisch signaal.
Toegespltst op de evenwlchtshandhavlng gaat Informatle verloren orntrent de stand van het hoofd ten opzichte van de romp. Deze Informatle wordt normal Iter geleverd door de ogen (visuele
informatle) en het evenwichtszlntuig (vestlbulalre Informatie). Een mogelijke verandering in het visuele systeem Is een verminderde sensltivltelt voor rulmtelljke Informatie met een lage frequentie, die zlch voomamelijk in het perifere visuele veld bevlndt. In het vestibulaire systeem treedt onder andere een reductle van zintuigcellen op.
De vlsuele en vestlbulalre Informatie Is pas te Interpreteren, als bekend is hoe het hoofd gesltueerd Is ten opzichte van de rest van het IIchaam. Voor deze Informatie zorgen de sensoren In wervelgewrich-ten, banden, hals- en nekspieren. Informatle over de totale lichaamshouding is afkomstig van
propriosensoren verspreid over het gehele IIchaam, en met name de sensoren In de onderbeensple-reno Ook In het proprioceptieve systeem vlndt een verhoglng van de drempelwaarden plaats.
Aan de motorlsche outputzijde worden corrlgerende en beschermende bewegingen ultgevoerd door de extremiteits- en rompspleren In onderlinge samenwerklng met de ultwendige oogspieren.
De
kwaliteit van de motorische output wordt be'invloed door de snelheld, kracht en nauwkeurigheld van de betrokken spieren. In deze spieren vlndt ten gevolge van veroudering een afname In diameter van de spiervezels plaats door het verloren gaan van spiercellen. Hierdoor neemt de totale hoeveelheid spierweefsel In vergeHjking met de hoeveelheld bindweefsel per spier af. Een van de gevolgen hiervan Is, dat op hogere leeftijd grotere motorlsche eenheden worden ingezet bij het ontwikkelen van lagere spierspanningen. De Invloed van veroudering op de sensorische systemen wOrdt In de Ilteratuurstudie "Hand having van het evenwlcht blj ouderen" (Evers en Snljders, 1991) uitvoeriger beschreven. Volgens Woollacott et aJ. (1988) zljn de "Iong-loop"-responsen' blj jongere en oudere mensen kwalitatlef gezien hetzelfde, maar blj de oudere mens treden veranderingen op In de karakteristieken van responstimlng ~angere latentletljden, cocontractle van agonist en antagonist, verstoorde synergetische werking) en responsamplltude.
Dit alles heeft tot gevolg dat de reactiesnelheld met betrekking tot evenwichtshandhaving afneemt, en dus de posturele zwaal toeneemt, orndat de ouderen nlet In staat zijn instablliteit snel te
detecteren. A1s ze plotseUng ult hun evenwicht worden gebracht of als ze spontaan uit hun evenwicht raken, vallen oudere mensen veel eerder dan longeren.
De theorle dat de motorische controleprocessen In het zlch ontwlkkelende en verouderende
zenuwstelsel vrijwel gelljk zouden zijn, Is waarschljnlijk een te slmpele benadering van het functione-ren van het evenwlchtssysteem. A1hoewel de latentletljden van responsen blj kindefunctione-ren en oudefunctione-ren significant groter zljn en perlfere invloeden iets meer prevalent zijn In belde groepen, zljn er toch verschillen in de strategieen die gebruikt worden ter hand having van het evenwicht. Kinderen
5chijnen grotendeels te steunen op het visuele systeem, terwijl ouderen meer steunen op propriocep-tJeve en oppervlakklg senslbele Informatie. Bovendien hebben kinderen problemen met hat Integreren van informalle ult de verschlllende sensorische systemen.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Literatuurverkenning_
2.4 Onderzoekproblemen In de oudere populatle
Een probleem blj het onderzoek In de oudere populatle Is, dat men vaak werkt met kleine groepen van verschillende samenstellingen. Een oorzaak van deze grote Interlndlviduele varlabilltelt Is het ultgebreid aantal factoren dat de verouderlngsprocessen kan be'invloeden, zoals omgevingsfactoren. erfelljkheid. ervarlng en voedlng. Bavendlen Is op dit moment nlet duidelijk hoe het normale
verouderlngsproces verloopt, met andere woorden waar wordt de grens gelegd tussen normale verouderlng en pathologlsche veranderlngen.
In de meesle onderzoeken ontbreekt een longitudlnale IIJn, vaak is er aileen een momentopname. Longltudlnaal onderzoek kan het verouderlngsproces eenduidlger beschrljven, zodat resultaten van verschillende onderzoeken meer betrouwbaar vergeleken kunnen worden.
Een tweede probleem Is het antwerp van een adequaat meetinstrumentarlum, made omdat normale runclle en functlonalltelt moeUljk te definiAren zijn. Men werkt met varlirende experlmentele condlties
en meettechnleken, en met verschillende methoden om stabilitelt te kwantlficeren. -Evaluatle van preventleve maatregelen" vooronderstelt echter een ontwikkeld en vervolgens ook geljkt meetinstru· ment.
In het pilot-experiment Is een experlmenteel Instrumentarium ontwlkkeld, waarvan de opzet en ultvoerlng In hoofdstuk 3 beschreven worden. Om alJereerst Inzlcht te krijgen In het functloneren van het ontwlkkelde Instrumentarium, Is het pllot.axperlment ultgevoerd met madewerking van enkale volwassen proefpersonen. Er Is rekening mee gehouden, dat hat Instrumentarium ultelndelljk bruikbaar moet zijn voor onderzoek tn de oudere populatie.
2.5 Selectie van het te onderzoeken ,en,orllch .ysteem
Het bestuderen van een van de sensorlsche systemen aan de hand van stlmulatle is rlsicavol. Niettemln kan toch aan de hand van zo'n studle de vraag -Welke sensorlsche Informatle dlent voor welke funclle" beantwoord worden; er dient dan op differentiAle (een onderscheid makend naar herkomst) en nlet op absolute effecten gelet te worden. Inzlcht in bet sensorlsch functioneren wordt in dlt pllot.axperlment verkregen door gebrulk te maken van selectleve sensorlscbe stlmulatle. Een van de problemen die optreedt bij de selectieve sensorische stimulatle Is. dat proprioceptieve informatie vanult bet onderbeen en oppervtakkig sensibele informatle vanult de voetzolen (samen ook weI.somatosensorische Informatle genoemd) moeilijk te scheid en Is. De mechanoreceptoren In de huid van de voetzolen zljn In staat om mlnleme veranderlngen In druk te lokallseren en te delecteren. Magnusson et at (1990) hebben aangetoond. dat de Informatle vanuit de voetzolen van Significant belang blijkt te zijn voor de houdlngshandhavlng. Vlsuale Informatle kan het verlies of de reductle van deze somatosensorische Informatle nlet compenseren. Uit de testen blJ proefpersonen met een vestlbulalr functleverlies blijkt. dat een verminderde somatosensorlsche Informatle Cop schulmrubber staan) een veel grotere toename in IIchaamszwaaling veroorzaakt dan het wegnemen van de visuale informatie (ogen dlcht).
Valgens Diener en Dlchgans (1986) wordt de respons op onverwachte platformrotaties echter voornamelijk geinitieerd door de spierspoeltjes en peesllchaampjes van bet proprloceptieve systeem. Bij een plotselinge verstorlng Is deze Informatle voldoende om met spierreflexen het lichaam te stabillseren.
Het is echter nog nlet bekend binnen welk bereik de splerreflexen kunnen functioneren. Tot nu toe heeft men aangenomen, dat 8 Hz een grens Is voor de controle over vrljwillige spiercontractles blj een geoefend persoon.WaarschiJnlljk Is de bovengrens voor onbewuste splercontracties vee! hoger, omdat de contractie binnen enkele milliseconden moet kunnen plaatsvinden. In een testsituatie met frequentles variArend van 8 tot 24 Hz (a=4 m/s~ blijftde activltelt In de onderbeenspieren identiek. Blj een berhaling van dezalfde testsituatles bij patlAnten met een bllateraal vestibulair functleveriies, blijft het frequentiepatroon van de myotatlscbe responsen behouden. Hierult concluderen
_ LHeratuurverkennlng _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Pwko et al. (1990), dat de hoog frequente musculalre responsen waarschljnlljk vooral getrlggerd worden door proprioceptieve afferente signalen.
Het vestibulalre systeem meet zoweillneaire (otolleten:sacculus en utriculus) als rotatolre versnellin-gen (drie halfcirkelvormlge kanalen) van het hoofd. Waarschijnlijk wordt het otolietensysteem aangesproken door lagere frequenties en reguleert het algemene IIchamelijke reacties, terwijl het kanalensysteem door hogere frequentles aangesproken wordt en vooral voor stabilisatle van het hoofd zorgt (Lacour et al. In Amblard et aI., 1990). Valgens Young en Meiry (1968) heeft het otolietensysteem een drempelwaarde van 0,05 m/s2 voor lineaire versnellingen. Het blijft echter onduidelijk of deze drempelwaarde In horizontale en verticale richting identiek Is. De utriculus Is gevoelig voor voor-, achter- en zljwaartse versnellingscomponenten, de sacculus voor voor-, achterwaartse en vertlcale versnelllngen.
De hoekversnellingen die via de halfcirkelvormlge kanalen de vestibula-spinale reflexen stlmuleren, variaren volgens verschillende onclerzoekers tussen 0,036 en 2,0 graden/s2 en vol gens
Nashner et al. (1979) beclraagt de drempelwaarde 0,05 graden/s2.
Het Is niet verwonderlijk dat "dezelfde drempel" door onclerzoekers zoveel verschillencle waarden toebedeeld krijgt. De duur van de teststimulus be"invloedt de vestibulaire drempels om twee redenen. Bij een korter durende stimulus dient de versnelling groter te zljn om de drempel te bereiken. Daarnaast adapteren de vestibulaire reacties aan de stimulus en heeft het niveau van achtergronclin-formatle (ruis) ook Invloed op de drempelhoogte.
De functle van het vestibulaire systeem wordt verfljncl met behulp van vlsuele Inforrnatie uit de periferie omtrent poslties, oriantaties en snelheden. De vlsuele Inforrnatie controleert voornamelijk laag frequente oscillaties (beneden 0,2 Hz) van het lichaam, de vestibulaire inforrnatie voornamelijk de hogere oscillaties.
Het zien speelt een belangrijke, maar geen essentiale rol binnen de redunclantie aan multisensori-sche contrale van de posturele balans in het zwaartekrachtveld. De vlsuele bijdrage wordt pas dominant bij patianten met gebreken in het vestibulaire of sornatosensorlsche systeem.
Nashner en Berthoz (1978) hebben aangetoond, dat een verhoging van de visuele input (beweging van de visuele omgeving is tegengesteld aan die van de proefpersoon) geen invloed heeft op de reactietijd van de onderbeenspieren (100 ms) na aanbieding van een verstoring op voetniveau; echter de bewegingsamplltude neemt af. Een stabillsatie van de visuele Input (beweging van de visuele omgeving Isidentiek aan die van de proefpersoon) heeft eveneens geen Invloed op de reactietijd; hier neemt echter de bewegingsamplitude toe.
Gedurende het pilot-experiment wordt de visuele Inforrnatle nlet gernanipuleerd. Wanneer het hoofd pas na een spiercontractie op beenniveau In beweging komt, kan de proefpersoon uit de visuele Input geen inforrnatie halen over optredencle lichaamsbewegingen.
De ogen van de proefpersoon blijven open, zodat bij de proefpersoon geen "extra angst" wordt opgewekt tijdens het pilot-experiment. Hij heeft de mogelijkheid terug te vallen op de vlsuele
Inforrnatie. Het sluiten van de ogen veroorzaakt een reorganlsatie van het posturele controle-systeem om te compenseren voor de ontbrekencle vlsuele Input (Droulez et aI., 1985).
2.6 Veraeliikbare experlmenten
Reeds eerder zijn op het gebied van evenwichtshanclhaving met behulp van een platform studies ultgevoerd naar latentietljden en organlsatle van spierresponsen. Ultgebreidere Inforrnatle over deze en aanverwante onclerzoeken Is te vinclen in het literatuuroverzlcht "Hand having van het evenwlcht bij ouderen" (Evers en Snijders, 1991).
De belangrijkste as voor de posturele zwaaibeweging Is vol gens Nashner (1976) het enkelgewrlcht, dat als basis dient voor het model van posturele stabilltelt in de vorm van een omgekeerde slinger.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Uteratuurverkenning _
Het is eehter mogelijk dat, wanneer de balans eenmaal verstoord Is oak beweglng optreedt In de overige gewrlchten.
Er wordt nog steeds gediscussleerd over de relatieve bljdrage van het vlsuele, vestibulalre en somatosensorische systeem aan de evenwiehtshandhavlng na het aanbrengen van een verstoring. Ook Is nlet bekend of Informatie over de beweglng van het liehaam vanuit de verschHlende systemen hetzelfde patroon en dezelfde timing van spfereontraeties opwekt.
Vol gens Nashner (1976) draagt de monosynaptlsche strekreflex (45·50 msr nauwelijks blj aan de houdingseorrectle. De -Iong-loop··respons (100 • 120 ms)** blijkt functioneel gezien van groter belang te zijn. Deze reflex Is poIysynaptisch en proprioceptief van oorsprong. Welke neurale banen bij deze respons betrokken zl1n (splnaalj hersenstam/ transcortlcaal) Is echter nog onduldelijk. Nashner gaal ervan ult. dal het proprioceptieve systeem, met name In de onderbeenspleren
verantwoordelijk Is voor de stabJlisatle van de zwaaibeweglng en dat hat vestlbulaire systeem aileen gebruikt wordt a1s interne referentle om te beoordelen of men werkelijk rechtop staat. De vestibulaire informatle Is pas 180 ms na aanvang van een platformrotatie In staat om EMG·responsen te
modifieeren (Nashner, 1976).
Shupert et al. (1990) hebben de responsen op aehterwaartse platforrntranslaties. die primalr het onder1ichaam verplaatsen. vergeleken met responsen op translatles ter hoogte van het mastoi:te been. die prlmalr het hoafd en het bovenlichaam achterwaarts verplaatsen. De piekversnelling van het hoofd verschljnt 42 ms na de verstoring op borstnlveau en pas 191 ms na de verstorlng op
voetnlveau. BIJ een achterwaartse platforrntranslatie treedt de eerste contractie na 99 ms op in de m.gastrocnemlus. De resultaten tonen verder aan, dat verstoringen die aangebraeht worden op borstnlveau vrlj snel splerresponsen In de onderbenen kunnen opwekken (m.gastrocnemius: 64 ms). De allereerste informatie over lichaamsbeweging zaI in dit geval afkomstlg zijn van het vestibulaire systeem en de nek- en schouderproprloceptoren. Busse! et al. (1980) zijn van menlng. dat sen dlrecte verplaatsing van het IIchaam op romphoogte binnen 60 • 80 ms een vestibulair gelnltieerde res pons in de onderbeenspleren opwekt.
Het aanbrengen van verstorlngen ter hoogte van de romp levert echter geen benadering van sen valsltuatle. Uit bovenstaande onderzoeken mag dan ook nlet de conclusie getrokken worden, dat de Informatle vanult het vestibulalre systeem en de nek· en schouderproprioceptoren primalr verant-woordelljk is voor de initierende responsen op horizontale platformtranslatles.
Een recent onderzoek van Woollacott et at (1988) heeft aangetoond dat, in aanvulllng op de onderbeenspieren. ook spieren in het bovenlichaam actief zijn biJ de handhaving van evenwlcht. Blj een verstoring op voetnlveau vlndt sen synergetlsche (In dezelfde richtlng werkende) spiercontractle plaats, die meestal van distaal naar proximaal ver100pt
Er treden vrij snel na de actlvltelt In de gerekte enkelspleren (m.triceps surae c.q. m.tlbialis anterior) responsen op In de nekspieren aan de andere zijde van het Ilchaam (voorzjjde c.q. achterzjjde). Het is enerzijds mogelijk. dat deze spierresponsen sen deel zijn van een voorgeprogrammeerde synerga-tische werking tussen agonlsten en antagonlsten. Maar anderzljds is het ook mogelljk dat daze responsen geactlveerd worden door stimulatie van het vestibulaire systeem of het proprioceptleve systeem in de nek ten gevolge van een beweglng van het hoofd die vrlj snel na de beweglng van hat platform zou moaten optreden.
Om te bepalen of bewegingen van het hoofd of de nek optreden, die het vestlbulalre of hat proprioceptleve neksystsem kunnen actlveren. hebben Woollacott et al. (1988) bewegingen van Indlviduele segmenten van het Ilchaam aan de hand van markers geanalyseerd als reactle op de platformtranslatles (3 cm verplaatslng In 200 ms; 6 cm verplaatslng in 200 ms). Op het voorhoofd Is een versnellingsopnemer geplaatst om de aanvang van sen hoofdbeweging nauwkeurig te registra-ren. Er blijkt pas 145 respectlevelijk 164 ms na de achterwaartse platformbeweging een horizontale verplaatslng van de schouders respectievelijk het hoofd op te treden; voor een voorwaartse
• zie discussie - zle discussle
_ Llteratuurverkennlng _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
platformbeweging geldt 175 respectievelijk 210 ms. Echter Idelne hoafd- en schouderbeweglngen (1-2 mm) In verticale rlchting treden reeds na 50 ms op: omhoog blJ een voorwaartse verstorlng. omlaag bij een achterwaartse verstorlng. De snelle vertlcale hoofdbeweging zou het vestlbulaire systeem kunnen activeren. Indlen de beweging van het hoofd ten opzlchte van de beweglng van de nek een andere snelheid of grootte heeft. is het mogelijk dat de proprioceptoren In de nek geactl-veerd worden. Om deze proprloceptieve bljdrage aan de respons In de nekspieren te schelden van de vestlbulalre bljdrage. Is aan de proefpersonen gevraagd gedurende het experiment de nek te stabiliseren waardoor het strekken van de nekspieren gedurenc;te platformtranslaties beperkt Is. Ondanks dit verzoek kan nlet gegarandeerd worden, dat de nekproprlosensoren geen Invloed uitoefenen. Onder deze omstandlgheden blijven de snelle responsen In de nekspieren aanwezlg. waarbiJ de reactletijden geen signlflcante veranderingen vertonen. Oil resultaat ondersteunt de hypothese, dat de snelle responsen In de nekspleren voomamelijk geactiveerd worden door het
vestibula Ire systeem, eventueel In samenwerklng met de enkelproprloceptoren.
In dit p'Iot-experlment wordt er echter vanult gegaan. dat bij een horizontale platformversnelling de grootte van de versnelling van het hoafd In horizontale richting bepalend Is voor activatle van het vestibulaire systeem.
2.7 Doel van het pilot~experiment
Het doer van het pllot-experlrnent Is de ontwikkeling van een experlmenteel Instrumentarium, waarmee Inzicht verkregen wordt In het functloneren van het evenwichtssysteem, allereerst blj volwassenen met de nadruk op de bljdrage van het proprioceptieve systeem.
Zoals uit de literatuurrapportage in voorgaande paragrafen blijkt. bestaat geen consensus over het functloneren van het evenwlchtssysteem in valsituatles. die geslmuleerd worden met behutp van verschillende platformverstorlngen.
Het functloneren van het evenwichtssysteem Is gedurende een valsltuatle vereenvoudlgd tot de respons van het musculoskeletale systeem en het vestlbulalre systeem. De prlmalre reacties op een externe verstoring aangebracht op voetniveau zijn van belang. Het menselijk lichaam is vereenvou-digd tot een linealr, nlet teruggekoppeJd massa-veer systeem in de vorm van een omgekeerde slinger met een scharnlerpunt ter hoogte van het enkelgewricht. Rond dlt scharnierpunt wordt de activiteit van de onderbeenspieren beschouwd. Het functioneren van het vestibulalre systeem wordt onderzocht met een versneilingsopnemer die gevoelig Is In voor~, achterwaartse richting.
Het pilot-experiment wordt uitgevoerd bij volwassen proefpersonen.
Kort samengevat is de fundamentele vraag: "welk sensorlsch systeem speelt gedurende een valsituatle In eerste instantle de belangrijkste rol bij de evenwlchtshandhavlng, het proprloceptieve systeem in de onderbenen of het vestibulaire systeem ?M.
Het pilot-experlment Is opgezet om op de volgende vragen een antwoord te vlnden:
1. Treedt er een hoofdversnelling op ten gevolge van een horizontale translatie op voelnlveau, voordat er enlge houdingscorrigerende spieractlvitelt In de onderbenen optreedt ?
In welke orde van grootte IIggen de latentletijden ?
2. In welke orde van grootte liggen de verstoringsparameters (versneiling ~ verplaatslng), waarmee een valsituatie In het dagelljkse leven gesimuleerd kan worden?
Om een antwoord te vinden op deze vragen is een platform ontwikkeld, waarmee ter plaatse van de voeten van de proefpersonen een goed gedefinleerde verstoring aangebracht kan worden. De reactles van de proefpersoon worden gereglstreerd rondom het moment van verstoren. Een versnellingsopnemer voigt de hoofdbeweglng van de proefpersoon. Met behulp van
EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ EMG-_ lfteratu-nnlng EMG-_ }
apparatuur wordt de spieractlviteit In de onderste extremiteit gereglstreerd en met behulp van video-apparatuur wordt de totale zwaaibeweglng gereglstreerd om inzlcht te krijgen in de grove houdlngs-regulatie.
De motorische reactletijd. afgeleld uit de EMG-metingen. wordt vergeleken met de geregistreerde platform/vaet- en hoofdbeweglngen bij verschlllende verstoringssituaties.
Asn de hand van de resultaten van dit pilot-experiment Is door een WMT-student een computermo-del ontwikkeld. dat In bljlage 1 wordt taegellcht.
3 OPZET EN UllVOER VAN HET PILOT-EXPERIMENT
Opzet en uitvoer _
j
Handhaving van het lichaamsevenwicht gebeurt In het dagelljks leven onbewust. Zonder zljn aandacht erop gericht Ie houden kan lemand 'automatisch' blljven staan. Via subjectieve en objectleve meetmethoden Is het mogelijk om enig inzicht te krijgen In het systeem van evenwlchts-hand having. Met subjectleve meetmethoden kunnen aileen grove evenwlchtsstoomlssen ge'identlfl-ceerd worden. Met behulp van een objectieve meetmethode wordt In dlt pilot-experiment getracht het functioneren van het evenwlchtssysteem te kwantlficeren; de interesse gaat op dlt moment aileen ult naar de primalre reacties die optreden blnnen 200 ms na het aanbrengen van een plotselinge verstoring.
Bij het ontwerp van een experimenteel instrumentarium om de oorzaak van het valgedrag blj ouderen te kunnen onderzoeken, is het belangrljk dat de test de relatieve stabllitelt van het Indlvidu karakteriseert gedurende de valsltuatie. Het heeft welnlg zln om In deze situatie de spontane zwaalbeweglng te meten; deze meting kwantlficeert wellswaar de output van het posturele controle-systeem, maar kan de input die de zwaalbeweging veroorzaakt nlet karakteriseren.
Daarom Is gebrulk gemaakt van een input-/outputmodel van het posturele controle-systeem. A1s Input dienen meetbare externe verstoringen op voetnlveau. als output de resulterende responsen van sensorlsche systemen. Voor het experiment is het noodzakelijk dat de opgelegde verstoring goad gedefinieerd en reproduceerbaar is, terwljl de parameters van de verstoring blnnen zekere grenzen Instelbaar dlenen te ziJn. Een goad gedeflnieerde beweglng is noodzakelljk voor de verlflcatie van de input.
Ter voorbereiding op het pllot-experiment ziIn twee ultgebrelde literatuurstudles verrlcht (Evers en Snijders. 1990 en 1991). Hleruit Is gebleken dat de verstor;ngsslgnalen die door de verschillende onderzoekers In de loop der tljden gebrulkt zljn, een grate varleteit vertonen. De criteria die ten grondslag IIggen aan de select!e van de verstoringsparameters zijn echter grotendeels nauwelljks fundamenteel onderbouwd. Een overzicht van de beschreven verstoringscombinalies door de verschillende onderzoekers is in bijlage 2 Ie vinden.
De ultvoer van het pllot-experiment beslaat uit vier delen, die In paragraaf 3.4 ultvoerlg worden toegellcht. label 3.1 geeft een beknopt overzlcht.
Tabe13.1 Uitgevoerde pilot-experimenten.
Pilot· Verplaatsings- Versnellings- Video- EMG-
Versnelllngs-experiment berelk bereik opname registratie opnemer
I 10-47mm 0,1 • 3,0 m/s2
ta
ja jaII 10·47mm 0,1 • 3,0 m/s2 nee ja
ta
HI 10·47mm 0,1 • 3,0 m/s2 nee ja
ta
__ OpZM.nuftvoer __________________________________________________ _
3.1 ADP8ratuur
3.1.1 HM platform Ontwerp van het platform
In samenwerking mM de seetle aandrijf- en tribotechnlek van de vakgroep Werktuigkundig Ontwer-pen en Construeren van de Technlsche Unlversltelt Eindhoven is een bewegingsplatform ontwlkkeld. In flguur 3.1 is het ontwerp van het platform schernatisch weergegeven.
81j het ontwerp van het platform is gekozen voor een hydraullsche aandrijvlng van de translerende beweging. Aspecten die een rol gespeeld hebben bil deze keuze zijn onder andere:
• grote krachtdichtheid van het systeem, daarom kleine afmetingen • goede regelbaarheld van de snelheden blj wisselende krachten • de besturing is elektrisch/elektronisch, dus flexibel
Omdat het vervolg van het experimenteel onderzoek afhangt van de resultaten van de eerste tase van het onderzoek, is gekozen voor een 'Iow.cost' oplossing bij de ontwikkeling van het bewegings-platform. Een gevolg van deze aanpak is, dat het eisenpakket voor het ontwerp nog nlet geheel eenduidig en/of volledig gedefinieerd is. Reden waarom het ontwerp voldoende flexibel dlende te zijn, is dat eventuele wijzigingen en/of aanpassingen eenvoudig te realiseren zljn.
Voor de complete besturing is een softwarernatlge oplossing gekozen. Met behulp van de software en de procescomputer worden de benodigde elektrische slgnalen voor de opsteillng gegenereerd. De software voor de besturing is modulalr van opbouw, zodat vrij sneI veranderingen In de besturing aangebracht kunnen worden.
Flguur 3.1 s'r<hernatische weerqave van het platform en biibehorende 8DQ8ratuur.
1. draagplateau 6. proportione/e stuurschulf
2. kogel.:rechtge/eldlng 7. procescomputer
3. frame B. e/ektron/sche posltieregeling
4. hydraulisch aggregaat 9. posltle-opnemer
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Opzet en ultvoer_
De totale constructle bestaat ult een mechanlsch platform (0.5 m
*
0.5 m), een hydraulische aandrljvlng, een elektronlsche besturing en software.Het platform zelf bestaat ult de volgende onderdelen (zie figuur 3.1): 1. het draagplateau. waarop de proefpersoon dlent te gaan staan 2. de kogel-rechtgelelding voor de ondersteunlng van het draagplateau 3. het frame van de opsteiling
De hydraulische aandrijving van het platform bestaat ult de volgende onderdelen (zle figuur 3.1): 4. het hydraullsche aggregaat. bestaande ult een elektromotor, een hydraulische pomp.
drukbeveHi-glng. reservoir. filters en koellng; samen dlenen zlJ voor het opwekken van een volumestroom ten behoeve van de cllinder
5. de hydroclllnder. waarmee het platform verplaatst kan worden
6. de proportlonele stuurschulf, waarmee de volumestroom naar de hydrocllinder geregeld kan worden
De besturlng bestaat ult de volgende onderdelen (zle flguur 3.1): 7. de procescomputer ten behoeve van de besturing van het systeem 8. de elektronische posltieregeling van het plateau
9. de posltle-opnemer, waarmee de momentane positie van het plateau gameten wordt Hydraullsche aandrijvlng van het platform
De aandrijvlng van het draagplateau Is gerealiseerd met behulp van een hydraulisch positionerings-systeem. Er wordt gebruik gemaakt van een hydraullsch aggregaat. dat als een constant druk systeem is ingesteld (systeerndruk 10 Mpa). BII deze druk kan het aggregaat een maxirnale volu-mestroom van 250 cm3/s (1SI/min) leveren. Het overschot aan volumestroom wordt via de drukbeveiliglng teruggevoerd naar het reservoir. Het hydraulisch aggregaat bevlndt zich achter de houten wand en. die rondom het platform staan en is nlet zichtbaar voor de proefpersoon.
j
Het realiseren van de verstoringsbeweglng geschledt met behulp van een baanregellng. Hlerbij wordt aan de elektronlsche positieregellng een elektrische spanning aangeboden, die overeenkomt met een gewenste positie. In de posltleregellng wordt deze gewenste spanning vergeleken met de elektrische spanning van de posltle-opnemer (deze spanning komt overeen met de werkelijke positie). Als er een verschll aanwezlg Is tussen de gewenste en de werkelijke positie wordt de proportionele stuurschulf bekrachtlgd. De opgelegdefunctle wordt door de schuif gevolgd. Afhankelijk van de bekrachtlging zullen er doorverbindingen gaan ontstaan tLlssen de hoge drukaansluitlng van het aggregaat en sen van de aansluitingen van de cUlnder enerzljds en tussen de andere aansluiting van de cllinder en het reservoir van het aggregaat anderzijds. Deze doorverblndlngen zljn op te vatten als hydraullsche weerstanden. De In- en uitgaande volumestromen blj de cilinder zijn afhankelijk van de grootte van deze hydraulische weerstanden. De grootte van het verschll tussen de gewenste positie en de werkelijke positie wordt feitelijk getransformeerd in de grootte van de volumestromen. In de cilinder wordt de volumestroom weer getransformeerd in een In- of uitschuifsnelheld (proportioneel met de volumestroom). Na enlge tljd wordt een andere positie ingenomen (de cilinder functioneert als een Integrator) .
Omelat de gemeten werkelljke positie als een negatief slgnaal in de positieregeling (negatleve feedback) wordt toegevoerd. zal het verschll in de gewenste en de werkelijke positie ultelndelljk afnemen. De cillnder en de proportlonele stuurschulf zljn overigens zo uitgevoerd, dat beweglngen in twee rlchtlngen uitgevoerd kunnen worden. BII een beweglngsomkeer (vast te stellen door het teken van het verschil tussen gewenste en werkelijke positle) worden de twee verbindlngen tussen het aggregaat en de cilinder In de proportionele stuurschulf omgewlsseld. De in- en uitgaande volume-stroom worden hierdoor omgewlsseld. zodat een omkering In de beweglngsrichting ontstaat. Blnnen de dynamlsche toelaatbare grenzen zorgt de posltieregellng voor een zo snel mogelijke correctie van een afwljking In de positie. Een baanregeling ontstaat als de gewenste posltie in de vorm van
opeenvolgende posltles op opeenvolgende tljdstlppen wordt aangeboden. Het regelsysteem zal deze posltieveranderingen zo goad mogeIljk proberen te volgen.
_ Opzet en ultvoer _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Besturing platform
De besturing van het gehele systeem Is ondergebracht In software In een procescomputer. Deze computer heeft speciale 1n- en outputmodules, waarmee elektrische slgnalen van en naar andere apparaten overgedragen kunnen worden. Het was achter nlet mogelijk om ook de positieregeling In de vorm van software in deze computer onder te brengen. De verwerklngssnelheld was voor daze toe passing te laag als gevolg van de overhead voor de besturing. De platformbewegingen dienden Immers blnnen 200 ms ultgevoerd te worden. Om deze reden Is een regelkast tussen de procescom-puter en het platform geplaatst. Ott heeft enkele belangrijke voordelen:
- complexe besturlngsopdrachten kunnen met een eenvoudig commando vanaf het toetsenbord worden ultgevoerd
- mogelijke bedieningsfouten worden opgevangen, waardoor de besturing correct wOrdt ultge-voerd, c.q. waardoor gevaartlJke sltuatles voorkomen worden
- besturing kan modulalr worden opgebouwd, waardoor het gehele systeem flexlbel wordt - eenvoudige bediening. eventueel via menu's op het beeldscherm
In de software van de besturing zljn de volgende onderdelen opgenomen: - Inschakel- en uttschakelprocedures van het gehele systeem
- invoermodule voor de gewenste beweglng
- beveiliglng van het systeem: foutcondlties. Invoergegevens etc. • module voor het berekenen van de baanpostties
- uttvoermodule voor de gewenste baan (naar posltieregellng) - module voor het op afstand starten van de beweglng - module voor het posltloneren (startpositie) van het platform
Orndat de besturlng steeds de werkelljke positle van het plateau moet kennen, wordt de gemeten positie ook als slgnaa! aan de procescomputer toegevoerd. De output van de procescomputer is een elektrische spanning, overeenkomend met een bepaalde gewenste positie. welke aan de positierege-ling wordt toegevoerd. De gegevens van de gewenste positie zijn intern als blnalre waarden
opgeslagen in een array. Voor de output van de baan worden de elementen van dit array met een van te voren vastgestelde tijdstap sequentleel uitgelezen door de outputmodule van de procescom-puter. Hierbij worden de waarden van de elementen omgezet in sen analoge elektrische spanning (DigltaaljAnaloog omzetting). In de huldige versie van het programma wordt de baan vastgelegd in een array van 128 - 255 elementen. Afhankelljk van het aantal elementen wordt de tijdstap voor de ultlezing van de data gekozen tussen 1en 20 ms. Bij de berekenlng van de baan van de beweging (aan de hand van de invoergegevens) worden bovengenoernde grootheden bepaald.
Een andere beweglng wordt gereguleerd door een wijzlging van een module in het programma. Bij sen verhoging van de bovengrens voor de maximale versnelllng tot 9.0 mjs2 dlent de minimale tijdstap voor ultlezlng In de AjD-outputmodule tot 0,5 ms ver1aagd te worden. Zowel bij het posttioneren als bij de baansturing wordt de elektrische output van procescomputer naar de positleregellng gezonden.
Bij sen wijzlging van de maximale verplaatslng dlenen enkele versterkingsfactoren in het regelsys-teem en in de software aangepast te worden. Voor de huldlge tase van het experiment zljn de versterklngsfactoren afgesternd op een maxlma'e verplaatsing van 50 mm (maxlmale uitgangsspan-nlng blj 50 mm).
Bedienlng platform
De gehele software Is menugestuurd. zodat de bedlenlng eenvoudlg Is. Na het Inschakelen van de procescomputer en het opstarten van het programma, wordt gecontroleerd of aile apparatuur is Ingeschakeld (hydraullsch aggregaat, posltleregeling etc.).
Na het controleren van de werkelljke posltle van het platform (parkeerstand Is half ingeschoven zuigerstang van de cilinder), wordt het inschakelen van de proportionele stuurschuif vrijgegeven. Blj afwijklngen van de parkeerstand wordt het plateau In de mlddenstand gezet door het systeem. Vervolgens kunnen de gegevens voor de gewenste beweging via een menu ingevoerd worden. Hiema vlndt de berekening van de gewenste baanpositie plaats. Enkele berekende gegevens (onder andere verplaatslng, maximale snelheld, maxlmale versnelling en bewegingsduur) worden op het beeldscherm getoond. Hierna dient hat platform in de ultgangspositle voor de start van de beweglng
Opzel en ultvoer -
J
geplaatst te worden. Het plateau wordt hierbij langzaam (verplaatsing vol gens scheve sinus met een maximale versnelling van 0,05 m/s2 uit veiligheidsoverwegingen) naar de uitgangspositie gebracht
Oeze uitgangspositie is afhankelljk van de grootte van de gewenste verplaatsing en de bewegings-rlchting van de gewenste beweging. De verplaatsing wordt steeds symmetrisch ten opzichte van de middenstand van het platform ultgevoerd. De verplaatslng dient immers steeds binnen het maximale meetbereik van de positie-opnemer (50 mm) te liggen. In de uitgangspositie kan een afwijking van
.±.
1 mm ontstaan, orndat de aanspreekdrempel 1 mm is. Om deze reden is de maximale effectieve verplaatslng van het platform begrensd op 47 mm.Als de uitgangspositie bereikt is. wordt gevraagcl of de proefpersoon wII plaatsnemen, c.q. wordt nagegaan of de proefpersoon gereed is (via de beantwoordlng van vragen op het beeldscherm). Hiema wordt het platform op scherp gesteld.
VIa
het exteme triggersignaal afkomstig van de video-apparatuur kan de gewenste beweging op afstand gestart worden. Er zljn mogelljkheden Ingebouwd om met een instelbare delaytljd de beweging te starten. Olt laatste Is van belang voar het starten van de snelle videocamera, c.q. het starten van het meetprogramma voor de meting en aan de proefper-soon, reeds voor het moment van verstoring.Na het beeindigen van de platformbeweglng wordt via een menu het verdere venoop van het programma afgehandeld. De volgende keuzes kunnen hlerblj gemaakt worden: herhalen van de Ingevoerde beweging. Invoeren van nleuwe gegevens ten behoeve van de beweging. veranderen van de delaytijd en stoppen. Bij het beeindigen van het programma wordt het platform In de parkeer-stand gebracht.
3.1.2 Versnellingsopnemers
Versnellingsopnemers meten de reactiekrachten van een versnelling. Zowel de versnellingsopnemer op het hoofdals die op het platform zl]n piezo-elektrische versnellingsopnemers. Zij kunnen gebrulkt worden voor het meten van trllllngen en schokken, waarbij relatief hoge frequentles voorkomen. De opnemer Is opgebouwd uit een kristal van piezo-elektrisch materiaal, waaraan een massa bevestigd is. Het kristal is verbonden met het huls van de opnemer. Oit huls wordt star verbonden met het object waarvan de versnelling moet worden gemeten. De klelne massa versnelt mee met het lichaam waarop de opnemer bevestigd Is en verplaatst zlch ten opzichte van het krlstal. waarbij het krlstal zelf zowel de funetle van veer als van demper vervult. De traagheid van de massa bepaalt de reaetiekracht op de plaats waar de massa aan het "huls" van de opnemer zit. Bij een mechanlsche belasting van het kristal treedt een elektrische ladingsverplaatsing op. De groatte van het resulteren-de voltage is direct gekoppeld aan de mate van deformatie en Is een maat voar de versneiling (zle flguur 3.2).
Aileen de component van de versnelling loodrecht op de opnemer wordt gemeten.
het huis \Ian de opnemer
veer
'i-It---_
masaaI L . . . . _ - - -plizCHlektrisch materlaal 1---6..r
Flguur 3.2 Schemat/sche
QQbouw
versnellingsopnemer. (Bron: BrOel en Kj83r, 1972).Ig
Het frequentiegebled waarln de opnemer als versnellingsopnemer kan worden gebruikt, Is afhankelljk van de zogenaarnde elgenfrequentle (fo) en de dempingsfactor van de opnerner. Onder elgen-frequentle wordt de waarde van die frequentie verstaan. waarin het ongedempte systeem van nature
_ Opzet
en
uJtvoer _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _zaI trill en. In het algemeen kunnen opnemers van dlt soort als versneilingsopnemer worden gebrulkt tot een frequentie die ongeveer gelijk is aan 0,6 van de opgegeven elgenfrequentie van de betreffen-de opnemer. Dit blljkt uit betreffen-de amplltubetreffen-de-karakteristiek van het frequentie-slgnaal. Bij een krltische demping van 0,64 meet de opnemer tot een factor 0,6 van de eigenfrequentie inderdaad de versnelling.
De gevoellgheld van de versnellingsopnemer wordt ultgedrukt In mV
Ig
of pC/g. Het berelk van de opnemer dient de maximaal te meten versnelling plus 50% te bevatten, zodat blj een eventuele overschrijding van de voorspelde maximale versnelling geen vertekening van de meetresultaten optreedt.De versnellingsopnemer op het platform dlent ter controle van het Ingangsslgnaal en wordt linksachter aan de zljkant van het platform bevestlgd (voor speclflcatie zle bljlage 3). Met behulp van de versnellingsopnemer op het voorhoofd van de proefpersoon
kan onderzocht worden of het hoofd ten gevolge van een verstoring op voetniveau passlef beweegt (voor specificatie zle bljlage 3). De versnellingsopnemer wordt op het voorhoofd bevestlgd met behulp van tape. De versnellingsopnemer wordt tijdens de metingen warm. Indien dit storend Is voor de proefpersoon, wordt de opnemer tussen de metingen ultgeschakeld.
De opnemer kan slechts In een rlchting een versneiling meten. In dit pllot-experlment is dat de voor· ,achterwaartse versnelllng van het hoofd. De proefpersoon wordt verzocht recht voorult te kljken, zodat de opnemer de horizontale versnellingscomponent meet.
3.1.3
Vldeo-registratle
Video-apparatuur
Met behulp van vldeo-apparatuur, het Hentschel video-tracking system (84.330), wordt de totale zwaaibeweging In het tweedimenslonale vlak geregistreerd.
De apparatuur bestaat uit een tweetal speciale video-camera's (Hamamatsu) en een vldeo-tracklng-systeem (Hentschel). In het pilot-experiment Is slechts gebrulk gemaakt van een camera met een lens van 16 mm. De afstand van de camera tot de proefpersoon was 4,10 m met de lens op een hoogte van 1,15 m. De beeldgrootte bedraagt twee btj twee meter. De beeldlengte wordt uitgedrukt In pixels (picture elements). In onze testsituatie Is een heel beeld 32768 pixels * 32768 pixels.
Het vldeo-trackingsysteem is in feite een microprocessor, die het totale systeem geschikt maakt voor het meten van positieveranderlngen van markeringen die op de proefpersoon zijn aangebracht. Het is belangrijk te realiseren, dat btj een gewoon v1deosysteem altijd het hele beeld moet worden afgetast. Orndat blj Hamamatsu slechts een klein deel hoeft te worden afgetast. kan dit met zeer hoge snelheid. Indien men een markering volgt, kan de positle met een frequentie van 3750 Hz gedurende maximaal vi)f seconden bepaald worden. De aftastfrequentie neernt evenredig af met het aantal markers. Een goede insteiling van de bemonsterfrequentie is belangrijk: hoe lager de
frequentie is ingesteld, hoe nauwkeurlger de registratie blnnen een window, maar de te klezen frequentie Is ook afhankelljk van de snelheid van de marker. Deze moet gedurende de meting binnen het ingestelde window blijven. De totale bemonsterfrequentie is 3750 Hz, hetgeen bij de gebrulkte tlen markers neerkomt op 375 Hz per marker. De wlndowgrootte bedraagt 2% van het gehele beeld. Op voetniveau bedraagt de maxlmale verplaatslng van de marker 5 cm, dat wil zeggen 2.5% van het gehele beeld. De totale meettijd is 4,4 s.
De nauwkeurigheid van de video-registratie bedraagt met betrekking tot de tijd.±. 2,22 ms en met betrekking tot de plaats .±. 0,04 mm.
Markers
Het ultgangspunt van het video-tracking systeem. is dat markeringen een IIchtlntenslteit hebben die hoger is dan de omgeving. De gehele opstelling rondom de proefpersoon dient mat te ziJn om reflecties te voorkomen. Er wordt gebrulk gemaakt van retroreflecterende markers, die aile ontvan· gen licht In de rlchting van de lichtbron terugkaatst. Hiertoe worden aile markers zo vee! mogelljk vanult het camerastandpunt belicht. Met behulp van twee lichtrlngen met ieder twaalf
halogeenlamp-Opzetenu_
j
jes rond de lens en aan weerszljden een filmzon
<.±.
1,5 mlnuut te gebrulken) kan dlt berelkt worden. De proefpersoon moet gedurende de opname deze sterke bellchtlng van opzlj kunnen verdragen. Er wordt ook om deze reden aan de proefpersoon gevraagd om voorwaarts te kljken.Het volgsysteem laat eerst de camera het gehele beeld afzoeken naar plaatsen waar markerlngen zltten. Dan wordt om elke marker een window gedefinieerd. Dltis een gebied waarbinnen de marker moet blijven tussen twee sampletljdstlppen. In de zagenaamde "window scan made- worden aileen nag de gedefinieerde windows afgetast. Na het aftasten worden de markerposities berekend en vergeleken met de positie van het middelpunt van het bi]behorende window. Het verschll wordt gebruikt om het wlndClw te verplaatsen, zadat als het ware de marker gevolgd wordt. Omcfat aileen de windows gescand worden kan dit heel snel. Op vooraf te klezen tijdstippen kunnen de paslties gemeten worden en In het geheugen van de computer worden opgeslagen voor latere bewerklng. De maximale doorsnede van de markers mag 1 % en moet minimaal 0,25% van het beeld bedragen. In het pilot·experlment Is de beeldgrootte 2 m
*
2 m en mag de marker maximaal 2 em en meetminimaal 0.5 em In doorsnede zl]n. Hoe groter de marker Is. des te meer IIcht teruggekaatst wordt en des te nauwkeurlger de rand van de marker gedeflnleerd kan worden. Eehter de afstand tussen de markers dient minimaal zeven maal de markerdoorsnede te zljn en bij gebrulk van te grote markers wordt de nauwkeurlgheid van de posltiemetlng kleiner. Aile markers dlenen dezelfde afmeting te hebben. Om op het hoofd meerdere markers te kunnen plaatsen. Is gekozen voor markers met een dwarsdoorsnede van 1 em.
Met de markers wordt getracht het draaipunt van de belangrijkste gewriehten te markeren blj zlj-aanzicht (sagittale v1ak). De nauwkeurigheld van deze meting is naast de grootte van de marker afhankelljk van de verschulvlng van de marker ten opzichte van het gewrichtfbot. die veroorzaakt wordt door een verschulvlng van huld dan wei kleding. Blj een klelne versneiling zaJ deze verplaat-sing echter verwaar100sbaar zljn.
De posltie van de markers op de lichaamsdelen van de proefpersoon. op het platform alsook de referentiemarkers worden weergegeven In figuur 3.3.
•
•
Flguur 3.3 De posltie van de markers op de proetpersoon. op
de
wand achIer de proetDersoon enop her platform.
1. de enke/, op de malleolus lateralls
2. de knie, op de eondy/us latera/is van het femur 3. de heup, op de crista lliaca anterior superior 4. de schouder, op het acromion
5. het hoofd (links- en rechtsboven, IInksonderJ, met behulp van een badmuts
Er wordt verondersteld. dat het hoofd ten gevolge van de horlzontale verstorlng op voetniveau aileen transieert. eventueel roteert In het saglttale v1ak. Een reglstratie van de hoofdbeweging In de
tweedimenslonale ruimte met twee markers Is voldoende om de gestelde hypothese te testen. Gedurende de hele beweging van de proefpersoon moet elke marker zlchtbaar blljven.
Op de zijkant van het platform Is een marker geplakt. Deze marker is noodzakelijk om het aanvangs-moment van de p1atformverplaatslng aan te dulden. Met behulp van de markers op het platform en
