Samenvatting colleges motorische controle
College 1
Vrijheidsgradenprobleem: Het aantal vrijheidsgraden in het bewegingsapparaat is dusdanig
groot dat het te ingewikkeld is om elke vrijheidsgraad apart aan te sturen.
Als er een probleem is met het controleren van de vrijheidsgraden, dan is het feit dat er een
doelgerichte beweging uitgevoerd wordt het teken dat er een oplossing is gevonden. Motorische
controle gaat dus over hoe die oplossing gevonden wordt. Motorisch leren (sport, revalidatie) is
dus mensen helpen om een goede oplossing te vinden.
Voordelen van het hebben van veel vrijheidsgraden:
- Veel bewegingen uitvoeren
- Een beweging op verschillende manieren uitvoeren
Kinematica: meten van de positie van de ledematen ten opzichte van elkaar d.m.v. een
goniometer of een weerstandsmeter. Positie/ snelheid/ versnelling
Eadweard Muybridge begon met het maken van verschillende foto’s waardoor een beweging
geanalyseerd kon worden. Hij heeft de basis gelegd voor de meetsystemen die wij nu gebruiken.
2 manieren om posities te meten:
Passief systeem: videocamera met licht reflecterende markers, die markers plak je op
relevante ledematen. Door middel van software kan men de posities van die markers in
de ruimte terug reconstrueren.
Actief systeem: camera met markers die licht uitzenden, dus de markers zijn actief.
Als je meet met elektrische systemen die gebruiken maken van pixels, is er een bepaalde ruis als
een marker stil staat. Als je ruis simuleert kan je zien dat het weinig uitmaakt voor de positie en
de snelheid, maar bij de versnelling is er wel degelijk een verschil. Als je dus op deze manier
meet en je wilt iets zeggen over de versnelling dan moet je de data gaan filteren. Een andere
oplossing is het rechtstreeks meten van de versnelling met een accelerometer.
Accelerometers kan je ook nog ergens anders voor gebruiken. Want er is altijd zwaartekracht
dus ook zwaartekrachtsversnelling. Dus als je de meter vasthoudt in de lucht dan meet het altijd
de zwaartekrachtsversnelling, dat is de statische component.
Statische component: (veranderingen in) verticale component = zwaartekrachtsversnelling.
Dynamische component: versnellingen van lichaamsdelen.
1
,Ambulante meettechnieken - kinematica
IMMS: Inertial and Magnetic Measurement System. Voorbeeld is een accelerometer, die is heel
gevoelig voor het meten van kleine bewegingen.
Voordelen opto-elektrisch:
Nauwkeurig
Hoge meetfrequentie
Nadeel opto-elektrisch:
Markers zijn snel uit beeld en dan heb je geen meting
Voordelen IMMS:
Goed te gebruiken in ADL
Markers nooit uit beeld
Als een accelerometer langs de as van de versnelling meet, dan meet het een
zwaartekrachtsversnelling. Als de accelerometer haaks op de as van de versnelling staat, dan
meet het niks en als het naar boven meet dan meet het een negatieve zwaartekrachtsversnelling.
Als je een accelerometer op het lichaam plakt, dan kan je op basis van de waarden die de
accelerometer meet, de oriëntatie van de ledematen terughalen.
Accelerometers: meten versnelling in lokaal assenstelsel (in versnellingsopnemer).
Op deze manier weet je wanneer iemand staat, ligt of zit en krijg je inzicht in iemands dagelijks
leven. De gemiddelde mens schijnt veel te zitten.
Krachten
Uit de versnelling kan je ook de krachten meten, als je de massa weet. Maar je kan het ook direct
meten met een krachtplaat. Hiermee kan je de afzetkracht meten, eigenlijk de kracht die de
grond teruggeeft aan de persoon op het moment dat die een kracht uitoefent op de grond. Dit
kan je gebruiken om van een sprinter de afzetkracht te meten of de balans van een persoon.
Krachtplaat:
Accuraat (nauwkeurig en zorgvuldig)
Duur
Vereist technische kennis
2
,Wii Balance Board:
Minder accuraat
Goedkoop
Gemakkelijk te interpreteren klinisch toepasbaar; maakt kliniek minder subjectief
ElectroMyoGrafie (EMG): De weergave van de elektrische activiteit van spieracties. Registratie
vindt plaats met behulp van electrodes op de buitenkant van het lichaam.
Motor unit: één motorneuron en alle spiervezels geactiveerd door dat motorneuron
Actiepotentiaal: ontstaat in alle spiervezels van de door één motorunit geactiveerde spiervezels
Motor Unit Action Potential (MUAP): gesommeerde elektrische activiteit van alle spiervezels die
geactiveerd worden door een motor unit.
Dus een EMG is de gemeten MUAP’s van een spier. De som van de elektrische activiteit van alle
actieve motor units.
EMG afhankelijk van:
Taak
Specifieke eigenschappen van de spier
EMG amplitude neemt toe als spiercontractie toeneemt
Relatie tussen EMG amplitude en spierkracht is niet lineair
Meten van EMG:
Onder de huid:
o Subcutane meting
o Intramusculair
Op de huid:
o Oppervlak-EMG (Hier hebben we het meestal over)
Twee elektroden met vaste afstand: Het EMG signaal is het elektrische verschil tussen deze twee
elektroden.
Oogbewegingen
Kijken vertelt je heel veel over waar iemand aandacht voor heeft
Spiraal in een lens in het magnetisch veld (vroeger). Aan de rand zit een spoeltje.
o Meet positie oog in assenstelsel transformeren naar kijkrichting
o Op basis van de stromen in de spoel, berekenen waar iemand naar kijkt.
o Het is oncomfortabel en niet handig voor ADL
Video
Het oog komt eerder op een voorwerp dan de hand
College 2
Feiten van college 1
Het berekenen van de versnelling uit de positie data creëert overmatige ruis in de versnellingen.
Opto elektrische meetsystemen zijn met name goed in positie. Als je bewegingen relatief groot
zijn kan je met die positie trajecten ook wel differentiëren en op basis daarvan uiteindelijk op
versnelling uitkomen. Maar als je hele kleine bewegingen meet, dan heb je relatief veel ruis in je
data en dan werken je opto elektrische systemen niet zo goed om versnellingen te meten.
3
, Als je motorprogramma’s hebt die je bewegingen controleren, dan heb je niet meer te maken
met het vrijheidsgradenprobleem. Want alle informatie om de beweging te reguleren zit in de
motorprogramma’s. De homunculus is niet bezig met het oplossen van het
vrijheidsgradenprobleem maar met het selecteren van het juiste motorprogramma. Wat in feite
een fundamenteel ander probleem is.
Tussen de meetsystemen van IMMS en opto elektrisch is het verschil dat bij opto elektrisch het
meetvolume beperkt is. Dat wil zeggen dat een camera stil moet blijven staan waardoor de
ruimte waarin je dan kan bewegen klein is. De markers kunnen dus uit beeld raken waardoor
het minder handig is voor ADL. Hier heeft IMMS geen last van, maar het nadeel van IMMS is dat
de nauwkeurigheid lager is en de meetfrequentie is lager.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Doelgerichte bewegingen
Beweging: verplaatsing van een ledemaat. Een beweging op zich heeft geen doel.
Actie/handeling: het uitvoeren van een taak
Overeenkomsten tussen bewegingen en handelingen: ze komen beide voort uit spiercontracties
Verschil tussen bewegingen en handelingen:
Een handeling is doelgericht, een beweging niet
Een handeling bestaat (meestal) uit meerdere bewegingen
Een handeling kan uitgevoerd worden met verschillende soorten bewegingen
(flexibiliteit)
Een handeling is gedefinieerd t.o.v. een omgeving/ taak er is waarnemen bij
betrokken. Voorbeeld: je kan een deur openmaken met je hand maar als je koffie in je
hand hebt doe je het waarschijnlijk met je elleboog. Er is waarneming bij betrokken
omdat je de beweging moet coördineren t.o.v. de omgeving.
Motor fit: je moet je gedrag zo reguleren dat je onder verschillende omstandigheden je
gedragingen aanpast aan die omstandigheden. Daar zit het verschil achter tussen bewegingen en
handelingen. Motor fit geeft aan dat je het doel op verschillende manieren kan bereiken. Dat
wijst op flexibiliteit en dat komt voort uit de verschillende vrijheidsgraden. Een beweging is
meestal het verplaatsen van een ledemaat rondom één vrijheidsgraad. Voor een taak of
handeling beweeg je over meerdere vrijheidsgraden.
Motor Adaptability (Aanpasbaarheid): Het vermogen om motorische gedragingen in de nieuwe
toestand aan te passen (of als reactie op veranderingen in de heersende toestand), zodat een
doeluitkomst (of objectieve taak) wordt bereikt .
Motor equivalence (gelijkwaardigheid): Gelijkheid van het resultaat van twee of meer
bewegingen, bewegingspatronen van spiercontracties die anders kunnen zijn in andere
opzichten.
Vrijheidsgraden (Degrees of freedom) maken motor adaptability en motor equivalence mogelijk.
Repetition (herhaling) without repetition
Nicolai Bernstein had in 1925 al een soort van opto elektrisch meetsysteem gebouwd. Daarmee
kon hij de bewegingen van werknemers analyseren. Hij zag toen dat de handeling die werd
uitgevoerd hetzelfde bleef maar de beweging waarmee hij de handeling uitvoerde verschillend
was.
4
College 1
Vrijheidsgradenprobleem: Het aantal vrijheidsgraden in het bewegingsapparaat is dusdanig
groot dat het te ingewikkeld is om elke vrijheidsgraad apart aan te sturen.
Als er een probleem is met het controleren van de vrijheidsgraden, dan is het feit dat er een
doelgerichte beweging uitgevoerd wordt het teken dat er een oplossing is gevonden. Motorische
controle gaat dus over hoe die oplossing gevonden wordt. Motorisch leren (sport, revalidatie) is
dus mensen helpen om een goede oplossing te vinden.
Voordelen van het hebben van veel vrijheidsgraden:
- Veel bewegingen uitvoeren
- Een beweging op verschillende manieren uitvoeren
Kinematica: meten van de positie van de ledematen ten opzichte van elkaar d.m.v. een
goniometer of een weerstandsmeter. Positie/ snelheid/ versnelling
Eadweard Muybridge begon met het maken van verschillende foto’s waardoor een beweging
geanalyseerd kon worden. Hij heeft de basis gelegd voor de meetsystemen die wij nu gebruiken.
2 manieren om posities te meten:
Passief systeem: videocamera met licht reflecterende markers, die markers plak je op
relevante ledematen. Door middel van software kan men de posities van die markers in
de ruimte terug reconstrueren.
Actief systeem: camera met markers die licht uitzenden, dus de markers zijn actief.
Als je meet met elektrische systemen die gebruiken maken van pixels, is er een bepaalde ruis als
een marker stil staat. Als je ruis simuleert kan je zien dat het weinig uitmaakt voor de positie en
de snelheid, maar bij de versnelling is er wel degelijk een verschil. Als je dus op deze manier
meet en je wilt iets zeggen over de versnelling dan moet je de data gaan filteren. Een andere
oplossing is het rechtstreeks meten van de versnelling met een accelerometer.
Accelerometers kan je ook nog ergens anders voor gebruiken. Want er is altijd zwaartekracht
dus ook zwaartekrachtsversnelling. Dus als je de meter vasthoudt in de lucht dan meet het altijd
de zwaartekrachtsversnelling, dat is de statische component.
Statische component: (veranderingen in) verticale component = zwaartekrachtsversnelling.
Dynamische component: versnellingen van lichaamsdelen.
1
,Ambulante meettechnieken - kinematica
IMMS: Inertial and Magnetic Measurement System. Voorbeeld is een accelerometer, die is heel
gevoelig voor het meten van kleine bewegingen.
Voordelen opto-elektrisch:
Nauwkeurig
Hoge meetfrequentie
Nadeel opto-elektrisch:
Markers zijn snel uit beeld en dan heb je geen meting
Voordelen IMMS:
Goed te gebruiken in ADL
Markers nooit uit beeld
Als een accelerometer langs de as van de versnelling meet, dan meet het een
zwaartekrachtsversnelling. Als de accelerometer haaks op de as van de versnelling staat, dan
meet het niks en als het naar boven meet dan meet het een negatieve zwaartekrachtsversnelling.
Als je een accelerometer op het lichaam plakt, dan kan je op basis van de waarden die de
accelerometer meet, de oriëntatie van de ledematen terughalen.
Accelerometers: meten versnelling in lokaal assenstelsel (in versnellingsopnemer).
Op deze manier weet je wanneer iemand staat, ligt of zit en krijg je inzicht in iemands dagelijks
leven. De gemiddelde mens schijnt veel te zitten.
Krachten
Uit de versnelling kan je ook de krachten meten, als je de massa weet. Maar je kan het ook direct
meten met een krachtplaat. Hiermee kan je de afzetkracht meten, eigenlijk de kracht die de
grond teruggeeft aan de persoon op het moment dat die een kracht uitoefent op de grond. Dit
kan je gebruiken om van een sprinter de afzetkracht te meten of de balans van een persoon.
Krachtplaat:
Accuraat (nauwkeurig en zorgvuldig)
Duur
Vereist technische kennis
2
,Wii Balance Board:
Minder accuraat
Goedkoop
Gemakkelijk te interpreteren klinisch toepasbaar; maakt kliniek minder subjectief
ElectroMyoGrafie (EMG): De weergave van de elektrische activiteit van spieracties. Registratie
vindt plaats met behulp van electrodes op de buitenkant van het lichaam.
Motor unit: één motorneuron en alle spiervezels geactiveerd door dat motorneuron
Actiepotentiaal: ontstaat in alle spiervezels van de door één motorunit geactiveerde spiervezels
Motor Unit Action Potential (MUAP): gesommeerde elektrische activiteit van alle spiervezels die
geactiveerd worden door een motor unit.
Dus een EMG is de gemeten MUAP’s van een spier. De som van de elektrische activiteit van alle
actieve motor units.
EMG afhankelijk van:
Taak
Specifieke eigenschappen van de spier
EMG amplitude neemt toe als spiercontractie toeneemt
Relatie tussen EMG amplitude en spierkracht is niet lineair
Meten van EMG:
Onder de huid:
o Subcutane meting
o Intramusculair
Op de huid:
o Oppervlak-EMG (Hier hebben we het meestal over)
Twee elektroden met vaste afstand: Het EMG signaal is het elektrische verschil tussen deze twee
elektroden.
Oogbewegingen
Kijken vertelt je heel veel over waar iemand aandacht voor heeft
Spiraal in een lens in het magnetisch veld (vroeger). Aan de rand zit een spoeltje.
o Meet positie oog in assenstelsel transformeren naar kijkrichting
o Op basis van de stromen in de spoel, berekenen waar iemand naar kijkt.
o Het is oncomfortabel en niet handig voor ADL
Video
Het oog komt eerder op een voorwerp dan de hand
College 2
Feiten van college 1
Het berekenen van de versnelling uit de positie data creëert overmatige ruis in de versnellingen.
Opto elektrische meetsystemen zijn met name goed in positie. Als je bewegingen relatief groot
zijn kan je met die positie trajecten ook wel differentiëren en op basis daarvan uiteindelijk op
versnelling uitkomen. Maar als je hele kleine bewegingen meet, dan heb je relatief veel ruis in je
data en dan werken je opto elektrische systemen niet zo goed om versnellingen te meten.
3
, Als je motorprogramma’s hebt die je bewegingen controleren, dan heb je niet meer te maken
met het vrijheidsgradenprobleem. Want alle informatie om de beweging te reguleren zit in de
motorprogramma’s. De homunculus is niet bezig met het oplossen van het
vrijheidsgradenprobleem maar met het selecteren van het juiste motorprogramma. Wat in feite
een fundamenteel ander probleem is.
Tussen de meetsystemen van IMMS en opto elektrisch is het verschil dat bij opto elektrisch het
meetvolume beperkt is. Dat wil zeggen dat een camera stil moet blijven staan waardoor de
ruimte waarin je dan kan bewegen klein is. De markers kunnen dus uit beeld raken waardoor
het minder handig is voor ADL. Hier heeft IMMS geen last van, maar het nadeel van IMMS is dat
de nauwkeurigheid lager is en de meetfrequentie is lager.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Doelgerichte bewegingen
Beweging: verplaatsing van een ledemaat. Een beweging op zich heeft geen doel.
Actie/handeling: het uitvoeren van een taak
Overeenkomsten tussen bewegingen en handelingen: ze komen beide voort uit spiercontracties
Verschil tussen bewegingen en handelingen:
Een handeling is doelgericht, een beweging niet
Een handeling bestaat (meestal) uit meerdere bewegingen
Een handeling kan uitgevoerd worden met verschillende soorten bewegingen
(flexibiliteit)
Een handeling is gedefinieerd t.o.v. een omgeving/ taak er is waarnemen bij
betrokken. Voorbeeld: je kan een deur openmaken met je hand maar als je koffie in je
hand hebt doe je het waarschijnlijk met je elleboog. Er is waarneming bij betrokken
omdat je de beweging moet coördineren t.o.v. de omgeving.
Motor fit: je moet je gedrag zo reguleren dat je onder verschillende omstandigheden je
gedragingen aanpast aan die omstandigheden. Daar zit het verschil achter tussen bewegingen en
handelingen. Motor fit geeft aan dat je het doel op verschillende manieren kan bereiken. Dat
wijst op flexibiliteit en dat komt voort uit de verschillende vrijheidsgraden. Een beweging is
meestal het verplaatsen van een ledemaat rondom één vrijheidsgraad. Voor een taak of
handeling beweeg je over meerdere vrijheidsgraden.
Motor Adaptability (Aanpasbaarheid): Het vermogen om motorische gedragingen in de nieuwe
toestand aan te passen (of als reactie op veranderingen in de heersende toestand), zodat een
doeluitkomst (of objectieve taak) wordt bereikt .
Motor equivalence (gelijkwaardigheid): Gelijkheid van het resultaat van twee of meer
bewegingen, bewegingspatronen van spiercontracties die anders kunnen zijn in andere
opzichten.
Vrijheidsgraden (Degrees of freedom) maken motor adaptability en motor equivalence mogelijk.
Repetition (herhaling) without repetition
Nicolai Bernstein had in 1925 al een soort van opto elektrisch meetsysteem gebouwd. Daarmee
kon hij de bewegingen van werknemers analyseren. Hij zag toen dat de handeling die werd
uitgevoerd hetzelfde bleef maar de beweging waarmee hij de handeling uitvoerde verschillend
was.
4
