Summary
Questo protocollo ha lo scopo di indagare l'impatto delle condizioni delle attività sulle strategie di movimento nei sopravvissuti cronici all'ictus. Inoltre, questo protocollo può essere utilizzato per esaminare se una restrizione nell'estensione del gomito indotta dalla stimolazione elettrica neuromuscolare causa la compensazione del tronco durante i raggiungementi del braccio diretti verso l'obiettivo negli adulti non disabili.
Abstract
La compensazione del tronco è la strategia di movimento più comune per sostituire i deficit motori degli arti superiori (UE) nei sopravvissuti cronici all'ictus. Mancano prove che esaminino in che modo le condizioni delle attività intaccheranno la compensazione del tronco e la cinematica del braccio diretto agli obiettivi. Questo protocollo mira a indagare l'impatto delle condizioni delle attività, tra cui difficoltà e complessità del compito, sulla cinematica del braccio diretto verso l'obiettivo. Per testare il protocollo sono stati reclutati due giovani adulti non disabili e due sopravvissuti cronici all'ictus con lieve compromissione motoria ue. Ogni partecipante ha eseguito raggiunge il braccio diretto agli obiettivi con quattro diverse condizioni di attività (2 difficoltà di attività [bersagli grandi e piccoli] X 2 complessità di attività [puntamento vs ritiro]). L'obiettivo del compito era quello di raggiungere e puntare un bersaglio o raccogliere un oggetto situato 20 cm davanti alla posizione di casa il più rapidamente possibile con uno stilo o un paio di bacchette, rispettivamente, in risposta a uno spunto uditivo. I partecipanti hanno eseguito dieci raggiunge per condizione dell'attività. Un sistema di telecamere di motion capture tridimensionale è stato utilizzato per registrare la cinematica del tronco e del braccio. I risultati rappresentativi hanno mostrato che c'è stato un aumento significativo della durata del movimento, della masturbazione del movimento e della compensazione del tronco in funzione della complessità del compito, ma non della difficoltà di attività in tutti i partecipanti. I sopravvissuti cronici all'ictus hanno mostrato livelli di braccio significativamente più lenti, a scatti e più dipendenti dal feedback e movimenti del tronco significativamente più compensativi rispetto agli adulti non disabili. I nostri risultati rappresentativi supportano che questo protocollo può essere utilizzato per indagare l'impatto delle condizioni delle attività sulle strategie di controllo motorio nei sopravvissuti cronici all'ictus con lieve compromissione motoria UE.
Introduction
Il movimento del tronco è la strategia più comune per compensare i limitati gradi di libertà nel gomito e nella spalla negli individui con deficit motori post-ictus agli arti superiori (UE)1,2. Studi precedenti hanno dimostrato che gli individui post-ictus utilizzano strategie di movimento diverse in diversi ambienti di attivitàmotorie 3,4,5. Sistemi dinamici la teoria del controllo motorio spiega che i movimenti emergono da fattori individuali interni e fattori esterni, come le condizioni delle attività el'ambiente 6. Inoltre, la legge di Fitt spiega il rapporto tra difficoltà del compito e velocità di movimento, con la tendenza a svolgere compiti più difficili con velocità più lente7. In termini di compiti di raggiungimento del braccio orientati agli obiettivi, Gentilucci ha riferito che le persone rallentano i loro movimenti di raggiungimento quando raggiungono e afferrano un oggetto più piccolo rispetto a un oggettopiù grande 8. Tuttavia, l'impatto della complessità del compito sul braccio diretto verso l'obiettivo che raggiunge la cinematica e le strategie di movimento compensativo nei sopravvissuti cronici all'ictus non è ben compreso. Uno studio precedente che esaminava i compiti di puntamento e di presa nei sopravvissuti cronici all'ictus ha dimostrato che le differenze nelle variabili cinematiche tra due diversi compiti spiegavano le differenze nella compromissione motoria ue misurate dal punteggio di estremità superiore Fugl-Meyer9. Tuttavia, questo studio non ha confrontato direttamente il modo in cui le strategie di movimento sono diverse in termini di variabili cinematiche tra compiti di puntamento e di presa. Una migliore comprensione dell'impatto delle condizioni del compito sulle strategie di movimento compensativo in considerazione del livello di compromissione del motore individuale è fondamentale per progettare sessioni di trattamento efficaci per ridurre al minimo i movimenti compensativi e massimizzare la restituzione della compromissione motoria. Pertanto, è imperativo indagare come le condizioni delle attività, in particolare la complessità delle attività, impartino le strategie di movimento negli individui con deficit motorio post-ictus. Questo protocollo di studio proposto studierà l'impatto delle condizioni delle attività sulla cinematica del braccio diretto verso l'obiettivo negli adulti non disabili e nei sopravvissuti all'ictus. Gli obiettivi di questo protocollo sono duplice: 1) indagare se la complessità del compito influenzi la compensazione del tronco e la cinematica del braccio diretto verso l'obiettivo nei sopravvissuti all'ictus cronico; 2) determinare se questo protocollo può differenziare la cinematica del braccio diretto verso l'obiettivo che raggiunge tra adulti non disabili e sopravvissuti cronici all'ictus.
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Protocol
L'Institutional Review Board (IRB) della SUNY Upstate Medical University ha approvato questo protocollo.
1. Screening dei partecipanti
- Eseguire tutti i metodi di ricerca con l'approvazione dell'IRB da parte della Dichiarazione di Helsinki.
- Recluta adulti non disabili che non hanno problemi neurologici o muscoloscheletrici che impediscono le prestazioni del compito motorio degli arti superiori.
- Recluta sopravvissuti cronici all'ictus la cui insorgenza dell'ictus è almeno sei mesi prima della partecipazione allo studio e che hanno una compromissione motoria degli arti superiori da lieve a moderata, indicata da Fugl-Meyer Valutazione del punteggio degli arti superiori da 19 a 60 su 66, e può estendere volontariamente polso e dita emiparetici di almeno 10 gradi.
- Pianificare i potenziali partecipanti per partecipare a una sessione di raccolta dati.
- Ottenere il consenso informato scritto di tutti i partecipanti alla ricerca prima di avviare qualsiasi procedura sperimentale.
- Vengono proiettati tutti i partecipanti per l'idoneità alla partecipazione allo studio utilizzando questionari relativi alla loro demografia, alla precedente storia delle lesioni al braccio, al dominio delle mani e alla fiducia in specifiche attività di abilità motorie a mano fine.
2. Misure di esito del motore dell'estremità superiore
- Eseguire il test Perdue Pegboard con la procedura standard10.
- Eseguire la valutazione Fugl-Meyer del motore dell'estremità superiore (FMA-UE) utilizzando la procedura standard11,12.
3. Valutazioni psicosociali e cognitivo-comportamentali
- Fare in modo che i partecipanti completino i seguenti questionari utilizzando la piattaforma di sondaggio online: Edinburg Handedness Inventory; un questionario per esperienze precedenti sull'uso delle bacchette.; e un questionario di auto-efficacia per l'uso di bacchette.
4. Preparazione delle attività di raggiungimento del braccio dirette dall'obiettivo
- Preparare il sistema di telecamere di acquisizione del movimento per la registrazione cinematica.
- Calibrare la videocamera di acquisizione del movimento utilizzando il software della workstation di acquisizione del movimento.
- Impostare l'origine della coordinata mondiale utilizzando il software per workstation motion capture.
- Posiziona tutte le triadi marcatori su un tavolo nel campo visivo delle telecamere di acquisizione del movimento e controlla se tutte le triadi marcatori si trovano all'interno del campo visivo.
- Preparare il software di acquisizione dati motion capture per creare il modello scheletrico.
- Importare i set di marcatori dal software della workstation di acquisizione del movimento al software di acquisizione dati motion capture.
- Attivare sensori virtuali (ad esempio, triadi marcatori).
- Imposta gli assi del mondo.
- Assegnate sensori virtuali ai segmenti del corpo del modello di ossatura.
- Impostare le condizioni dell'attività per il braccio diretto verso l'obiettivo.
- Posizionare un tavolo al centro del campo visivo delle telecamere di acquisizione del movimento.
- Mettere la carta modello per il braccio laminato diretto verso l'obiettivo nell'area designata sul tavolo.
- Preparare un paio di bacchette sul tavolo.
- Preparatevi a riprodurre il file audio cue uditivo.
- Preparare gli script di istruzioni dell'attività.
- Testare il sistema di acquisizione del movimento per assicurarsi che funzioni in modo appropriato.
- Configurare il partecipante.
- Attaccare le triadi marcatori riflettenti alla pelle delle braccia, delle mani e del tronco del partecipante. Utilizzare la descrizione seguente per le posizioni della triade marcatore:
Una triade marcatore per il tronco: tra i bordi mediali delle scapole
Triade marcatore per ogni braccio superiore: al centro della superficie laterale della parte superiore del braccio
Una triade marcatore per ogni avambraccio: al centro della superficie dorsale dell'avambraccio
Una triade marcatore per ogni mano: al centro della superficie dorsale dell'osso metacarpale 3rd - Preparare una bacchetta con una triade marcatore.
- Posizionare una triade di marcatori su un tavolo situato al centro del campo visivo delle telecamere di acquisizione del movimento.
- Digitalizzare i segmenti del corpo del partecipante utilizzando un giunto degli arti superiori e un modello di ossatura del tronco che include i seguenti punti di riferimento utilizzando il software di acquisizione dati motion capture:
Tronco superiore: un punto tra le vertebre C7 e T1
Tronco inferiore: un punto tra le vertebre T12 e L1
Spalla (articolazione glenohumerale), due punti equidistanza dal centro della testa dell'omero
Gomito: due punti sul gomito mediale e laterale che sono equidistanti dal centro articolare
Polso: due punti sul polso mediale e laterale equidistanti dal centro articolare
Mano: la punta della terza falange di ogni mano - Digitalizzare la punta della bacchetta con una triade marcatore utilizzando il software di acquisizione dati motion capture.
- Digitalizzare la posizione iniziale e la posizione di destinazione utilizzando la triade marcatore situata sul tavolo utilizzando il software di acquisizione dati motion capture.
- Attaccare le triadi marcatori riflettenti alla pelle delle braccia, delle mani e del tronco del partecipante. Utilizzare la descrizione seguente per le posizioni della triade marcatore:
5. Prestazioni delle attività di raggiungimento del braccio orientate agli obiettivi
- Posizionare il partecipante in posizione seduta.
- Chiedi al partecipante di andare avanti senza movimento del tronco, quindi individua il tavolo per posizionare il bersaglio a circa l'80% della distanza massima del braccio del partecipante.
- Istruisci il partecipante a mantenere la postura verticale del tronco all'inizio di ogni attività. Non ci saranno restrizioni ai movimenti del trunk durante le prestazioni dell'attività.
- Istruisci al partecipante come usare le bacchette utilizzando un video di Youtube (https://youtu.be/2Bns2m5Bg4M) per standardizzare il modo di utilizzare le bacchette.
- Eseguire la condizione dell'attività 1 - Raggiungere e puntare a una destinazione di grandi dimensioni.
- Istruisci il partecipante a tenere una bacchetta con la mano dominante (adulti non disabili) o la mano paretica (partecipanti all'ictus). Il partecipante posizionerà la punta di una bacchetta toccando al centro della posizione di casa. Istruisci il partecipante a mantenere la postura verticale del tronco all'inizio.
- Fissare la carta modello delle condizioni dell'attività nell'area designata della tabella. La carta modello comprende due quadrati con una croce al centro di ogni quadrato: uno per la posizione di casa e l'altro per l'area di destinazione. Per questa attività, la dimensione del quadrato di destinazione è 1 x 1 cm2. La posizione target si trova 20 di fronte alla posizione di casa.
- Descrivere le istruzioni per l'attività.
- Afferma quanto segue: "L'obiettivo di questo compito è raggiungere e toccare l'area di destinazione con la punta della bacchetta nel modo più rapido e accurato possibile. Manterrà una bacchetta con la destra (o la sinistra) [indica la mano performante]. Posizionare la punta della bacchetta sulla posizione di casa [indicare la posizione iniziale]. Quando senti un segnale "GO", raggiungi e tocca il bersaglio [indica il bersaglio] con la punta della bacchetta il più rapidamente possibile. Prova a toccare il centro del bersaglio il più possibile. Avrai tre secondi per toccare il bersaglio. Ti darò un segnale "STOP" 3 secondi dopo il segnale "GO". Se non hai toccato il bersaglio entro 3 secondi, porta la punta della bacchetta nella posizione di casa e attendi la prova successiva. Eseguirai dieci prove con una pausa di 10 secondi tra una prova e l'altro. Hai qualche domanda? [Rispondere a tutte le domande del partecipante, quindi procedere alla prova di familiarizzazione] Avrai tre prove come pratica. [Dopo le prove di pratica, procedere alle prove effettive] Ora, eseguiremo prove reali. Cerca di raggiungere e toccare il più rapidamente possibile.
- Riprodurre il file audio del segnale cue uditivo con un computer per familiarizzare con il segnale.
- Eseguire tre prove di familiarizzazione.
- Indicare al partecipante di essere pronto per le prestazioni dell'attività. Assicurarsi che il partecipante comprenda appieno la procedura di esecuzione dell'attività.
- Avvia la registrazione motion capture con il software di acquisizione dati motion capture.
- Riprodurre il file audio cue uditivo con un computer.
- Eseguire 10 prove.
- Interrompere la registrazione dell'acquisizione del movimento.
- Fai una pausa di 2 minuti.
- Eseguire la condizione dell'attività 2 - Raggiungere e puntare a un piccolo obiettivo.
- Istruisci il partecipante a tenere una bacchetta con la mano dominante (adulti non disabili) o la mano paretica (partecipanti all'ictus). Il partecipante posizionerà la punta di una bacchetta toccando al centro della posizione di casa. Chiedi al partecipante di mantenere la postura del tronco verticale all'inizio.
- Fissare la carta modello delle condizioni dell'attività nell'area designata della tabella. Per questa attività, la dimensione quadrata di destinazione è 0,3 X 0,3 cm2. La posizione target si trova 20 di fronte alla posizione di casa.
- Descrivere l'istruzione dell'attività.
- Afferma quanto segue: "L'obiettivo di questo compito è lo stesso dell'attività precedente: raggiungere e toccare con la punta della bacchetta il bersaglio nel modo più rapido e accurato possibile. Useremo un bersaglio più piccolo [indica il bersaglio]. L'istruzione è la stessa dell'attività precedente. Quando senti un segnale "GO", raggiungi e tocca il bersaglio [indica il bersaglio] con la punta della bacchetta il più rapidamente possibile. Prova a toccare il centro del bersaglio il più possibile. Hai qualche domanda? [Rispondere a tutte le domande del partecipante, quindi procedere alla prova di familiarizzazione] Avrai tre prove come pratica. [Dopo le prove di familiarizzazione, procedi alle prove effettive] Ora, eseguiremo prove reali. Cerca di raggiungere e toccare il più rapidamente possibile.
- Riprodurre il file audio del segnale cue uditivo con un computer per familiarizzare con il segnale.
- Eseguire tre prove di familiarizzazione.
- Indica ai partecipanti di essere pronto per le prestazioni dell'attività. Assicurarsi che il partecipante comprenda appieno la procedura di esecuzione dell'attività.
- Avvia la registrazione motion capture con il software di acquisizione dati motion capture.
- Riprodurre il file audio cue uditivo con un computer.
- Eseguire 10 prove.
- Interrompere la registrazione dell'acquisizione del movimento.
- Fai una pausa di 2 minuti.
- Eseguire la condizione dell'attività 3 - Raggiungere e raccogliere un oggetto di destinazione di grandi dimensioni.
- Istruisci il partecipante a tenere un paio di bacchette con la mano dominante (adulti non disabili) o la mano paretica (partecipanti all'ictus). Il partecipante posizionerà le punte delle bacchette toccando al centro della posizione di casa. Chiedi al partecipante di mantenere la postura del tronco verticale all'inizio.
- Fissare la carta modello delle condizioni dell'attività nell'area designata della tabella. Per questa attività, l'oggetto di destinazione è un cubo di plastica 1 cm sul bordo. L'oggetto di destinazione si trova 20 di fronte alla posizione iniziale.
- Posizionare l'oggetto di destinazione nell'area di destinazione.
- Descrivere le istruzioni per l'attività.
- Dichiarare quanto segue: "L'obiettivo di questo compito è raggiungere e raccogliere un cubo di plastica [indicare il cubo] con un paio di bacchette il più rapidamente possibile, circa un pollice di altezza senza cadere. Si terrà un paio di bacchette con la destra (o sinistra) [indicare la mano performante]. Posizionare le punte delle bacchette sulla posizione di casa [indicare la posizione di casa]. Quando senti un segnale "GO", raggiungi e raccogli il cubo [indica il bersaglio] con le bacchette il più rapidamente possibile, circa un pollice di altezza. Avrai tre secondi per prendere il bersaglio. Ti darò un segnale "STOP" 3 secondi dopo il segnale "GO". Se non hai preso il bersaglio entro 3 secondi, porta le punte delle bacchette nella posizione di casa e attendi la prova successiva. Eseguirai dieci prove con una pausa di 10 secondi tra una prova e l'altro. Hai qualche domanda? [Rispondere a tutte le domande del partecipante, quindi procedere alla prova di familiarizzazione] Avrai tre prove come pratica. [Dopo le prove di familiarizzazione, procedi alle prove effettive] Ora, eseguiremo prove reali. Cerca di raggiungere e raccogliere il più rapidamente possibile.
- Riprodurre il file audio del segnale cue uditivo con un computer per familiarizzare con il segnale.
- Eseguire tre prove di familiarizzazione.
- Indica ai partecipanti di essere pronto per le prestazioni dell'attività. Assicurarsi che il partecipante comprenda appieno la procedura di esecuzione dell'attività.
- Avvia la registrazione motion capture con il software di acquisizione dati motion capture.
- Riprodurre il file audio cue uditivo con un computer.
- Eseguire 10 prove.
- Interrompere la registrazione dell'acquisizione del movimento.
- Fai una pausa di 2 minuti.
- Eseguire la condizione dell'attività 4 - Raggiungere e raccogliere un piccolo oggetto di destinazione.
- Istruisci il partecipante a tenere un paio di bacchette con la mano dominante (adulti non disabili) o la mano paretica (partecipanti all'ictus). Il partecipante posizionerà le punte delle bacchette toccando al centro della posizione di casa. Chiedi al partecipante di mantenere la postura del tronco verticale all'inizio.
- Fissare la carta modello delle condizioni dell'attività nell'area designata della tabella. Per questa attività, l'oggetto di destinazione è un cubo di plastica di 0,3 cm sul bordo. L'oggetto di destinazione si trova 20 di fronte alla posizione iniziale.
- Posizionare l'oggetto di destinazione nell'area di destinazione.
- Descrivere le istruzioni per l'attività.
- Afferma quanto segue: "L'obiettivo di questo compito è lo stesso del compito precedente: raggiungere e raccogliere un cubo di plastica con un paio di bacchette il più rapidamente possibile. Useremo un cubo di plastica più piccolo [indica il bersaglio]. L'istruzione è la stessa dell'attività precedente. Quando senti un segnale "GO", raggiungi e raccogli il cubo [indica il bersaglio] con le bacchette il più rapidamente possibile. Hai qualche domanda? [Rispondere a tutte le domande del partecipante, quindi procedere alla prova di familiarizzazione] Avrai tre prove come pratica. [Dopo le prove di familiarizzazione, procedi alle prove effettive] Ora, eseguiremo prove reali. Cerca di raggiungere e toccare il più rapidamente possibile.
- Riprodurre il file audio del segnale cue uditivo con un computer per familiarizzare con il segnale.
- Eseguire tre prove di familiarizzazione.
- Chiedi ai partecipanti di essere pronti per le prestazioni dell'attività. Assicurarsi che il partecipante comprenda appieno la procedura di esecuzione dell'attività.
- Avvia la registrazione motion capture con il software di acquisizione dati motion capture.
- Riprodurre il file audio cue uditivo con un computer.
- Esegui le 10 prove effettive.
- Interrompere la registrazione dell'acquisizione del movimento.
- Fai una pausa di 2 minuti.
- Esegui l'inventario delle motivazioni intrinseche (IMI) per l'uso delle bacchette utilizzando la piattaforma di sondaggio online.
6. Analisi cinematica dei dati
- Esportare i dati dei punti di riferimento seguenti dal software di acquisizione dati di acquisizione del movimento. Esportare i dati di posizione negli assi x, y e z come file di testo per ogni condizione dell'attività.
Punta di una bacchetta
Posizione della casa sul tavolo
Posizione di destinazione sul tavolo
mani
Articolazioni del gomito
Articolazioni delle spalle (articolazioni glenohumerali)
Trunk (in C7) - Preelaborare i dati cinematici.
- Utilizzare script di programmazione personalizzati per elaborare i dati cinematici.
- Filtra e smussa i dati di posizione grezzi utilizzando un filtro passa basso Butterworth di3 rd order con un cutoff a 3 Hz.
- Calcolare il risultato della posizione di direzione x, y e z della mano che esegue.
- Determinare l'inizio e l'offset del movimento di ogni portata del braccio diretta verso l'obiettivo.
- Per determinare l'inizio e l'offset del movimento di raggiungimento, utilizzare la velocità tangenziale (la prima derivata dei dati di posizione) dal risultato della posizione tridimensionale della mano che esegue.
- Definite l'inizio del movimento come primo fotogramma della portata, dove la velocità tangenziale è superiore a 0,01 m/s.
- Definite l'offset di movimento come l'ultimo fotogramma della portata, dove la velocità tangenziale è superiore a 0,01 m/s.
- Ispezionare visivamente l'singolo movimento di singolo movimento di accesso e sfalsamento per assicurarsi che l'inizio e l'offset siano etichettati correttamente.
- Determinare la velocità di picco. La velocità di picco è definita come l'ampiezza massima della velocità tangenziale della prova che supera l'ampiezza di 0,2 m/s e l'intervallo di tempo compreso tra 2 picchi deve essere di almeno 2 secondi13.
- Calcola le variabili cinematiche del raggiungimento dei movimenti.
- Calcolare la durata del movimento (MD). Calcolare la differenza di tempo tra l'inizio del movimento e l'offset13.
- Calcolare la velocità di picco (PV). Calcola la velocità più alta durante ciascuno dei raggiunge.
- Calcolare il tempo assoluto e relativo alla velocità di picco (TTPV e TTPV % della durata del movimento)13.
- Calcola la differenza di tempo tra l'inizio del movimento e la velocità di picco (TTPV assoluto).
- Calcolare la percentuale di TTPV rispetto alla durata del movimento (TTPV relativo).
- Calcola jerk senza quota di log.
- Calcolare la terza derivata dal risultante della posizione tridimensionale della mano che esegue, quindi calcolare lo scatto adimensionale log di ogni movimento di raggiungimento del braccio.
- Calcola lo spostamento del tronco durante il movimento del braccio diretto versol'obiettivo 9,14.
- Calcola lo spostamento del tronco.
- Calcola la differenza di distanza del punto di riferimento del tronco tra l'inizio del movimento e l'offset. Utilizzare la seguente equazione.
Dove X, Y e Z sono le posizioni di riferimento del tronco rispettivamente nell'asse x, y e z; 1 è l'ora all'inizio del movimento di raggiungimento; k è il lasso di tempo all'offset del movimento di raggiungimento.
- Calcola la differenza di distanza del punto di riferimento del tronco tra l'inizio del movimento e l'offset. Utilizzare la seguente equazione.
- Calcolare la lunghezza della traiettoria della spalla.
- Calcola la distanza di percorrenza del punto di riferimento della spalla tra l'inizio e l'offset del movimento del braccio. Il punto di riferimento della spalla è un punto di riferimento virtuale digitalizzato dal software di acquisizione dati di acquisizione del movimento utilizzando il modello di ossatura degli arti superiori. Utilizzare la seguente equazione per il calcolo della lunghezza della traiettoria della spalla.
Dove X, Y e Z sono le posizioni del punto di riferimento della spalla rispettivamente nell'asse x, y e z; t è il lasso di tempo; t=1 è l'ora all'inizio del movimento di raggiungimento; t=k è l'ora in cui l'offset di movimento raggiunge
- Calcola la distanza di percorrenza del punto di riferimento della spalla tra l'inizio e l'offset del movimento del braccio. Il punto di riferimento della spalla è un punto di riferimento virtuale digitalizzato dal software di acquisizione dati di acquisizione del movimento utilizzando il modello di ossatura degli arti superiori. Utilizzare la seguente equazione per il calcolo della lunghezza della traiettoria della spalla.
- Calcola lo spostamento del tronco.
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Representative Results
Questi risultati sono dati preliminari di due giovani adulti non disabili e di due sopravvissuti cronici all'ictus con lieve compromissione motoria (i punteggi Fugl-Meyer di questi due partecipanti erano superiori a 60 su 66). I partecipanti non disabili sono stati destrorsi ed hanno eseguito le attività con la mano destra. Anche i partecipanti all'ictus erano destrimani prima dell'ictus ed entrambi avevano l'emiparesi destra. Hanno anche svolto il compito con la mano destra. Queste variabili cinematiche tra le popolazioni e tra le condizioni bersaglio sono state confrontate usando il test di rango firmato Wilcoxon.
La lunghezza della traiettoria della spalla è una misura più sensibile della compensazione del tronco durante i raggiungementi del braccio diretti verso l'obiettivo (Figura 1). Lo spostamento del tronco e la lunghezza della traiettoria della spalla sono stati confrontati per determinare quale variabile sarebbe più appropriata per rappresentare la compensazione del tronco durante i raggiungementi del braccio diretti verso l'obiettivo. Non c'era alcuna differenza significativa nello spostamento del tronco tra adulti non disabili e sopravvissuti cronici all'ictus in tutte e quattro le condizioni di attività. Tuttavia, c'era una lunghezza della traiettoria della spalla significativamente maggiore per i sopravvissuti all'ictus cronico rispetto agli adulti non disabili per raggiungere e raccogliere i compiti.
I sopravvissuti cronici all'ictus avevano caratteristiche cinematiche diverse dei raggiungezioni del braccio dirette verso l'obiettivo rispetto ai giovani adulti non disabili in diverse condizioni di attività (Figura 2). I sopravvissuti cronici all'ictus hanno mostrato un braccio significativamente più lento (Figura 2A & B), più dipendente dal feedback ( Figura2C) e più jerkier (Figura 2D) diretto verso l'obiettivo raggiunge quattro diverse condizioni di attività rispetto agli adulti non disabili. Inoltre, i sopravvissuti cronici all'ictus hanno dimostrato un risarcimento significativamente maggiore rispetto agli adulti non disabili durante i raggiungementi del braccio diretti verso l'obiettivo (Figura 2E).
La complessità delle attività ha influito sulle variabili cinematiche del movimento di raggiungimento del braccio diretto verso l'obiettivo (Figura 2 & 3). Sia gli adulti non disabili che i sopravvissuti all'ictus cronico hanno dimostrato che il braccio diretto verso gli obiettivi più lento, dipendente dal feedback e più a scatti raggiunge il compito più complesso che richiede maggiore destrezza della mano rispetto al semplice compito di puntamento (Figura 2). Non c'era differenza nella lunghezza della traiettoria della spalla tra due popolazioni per i compiti di puntamento, mentre i sopravvissuti all'ictus mostravano una lunghezza della traiettoria della spalla significativamente maggiore rispetto ai giovani adulti non disabili per i compiti di raccolta (Figura 2). Inoltre, le prestazioni del motore avevano una maggiore variabilità tra le prove per il compito più complesso rispetto al compito simper (Figura 3).
Figura 1. Confronto di due diverse misure cinematiche di compensazione del tronco durante i raggiungementi del braccio diretti verso l'obiettivo. Le trame verdi per violino indicano la lunghezza della traiettoria della spalla, e le trame di violino rosso mostrano lo spostamento del tronco. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2. Confronto del braccio diretto agli obiettivi che raggiunge la cinematica in diverse condizioni di attività tra adulti non disabili e sopravvissuti all'ictus cronico. (A) Durata del movimento. I boxplot rossi sono dati dei partecipanti cronici all'ictus e i boxplot blu sono dati di adulti non disabili. (B) Ampiezza della velocità di picco. (C) Tempo relativo alla velocità di picco. Questa variabile è il tempo di picco della velocità come percentuale della durata del movimento. (D) Registrare uno adimensione. Questa variabile indica la levigatezza del movimento. Un valore negativo più alto in questa variabile significa un movimento più a scatti. (E) Lunghezza della traiettoria della spalla. Questa variabile indica la quantità di compensazione del tronco durante i raggiungementi del braccio diretto verso l'obiettivo in tutte le direzioni x, y e z. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3. Visualizzazione del braccio diretto verso l'obiettivo che raggiunge la cinematica. (A) Braccio diretto all'obiettivo che raggiunge le prestazioni dell'attività di copertura e punto con un bersaglio di grandi dimensioni. (B) Braccio diretto all'obiettivo che raggiunge le prestazioni di raggiungere e riprendere l'attività con un oggetto di grandi dimensioni. Le posizioni di spalla, gomito, mano e punta di un punto di riferimento della bacchetta sono visualizzate con punti colorati per tutte e dieci le prove di raggiungimento del braccio per la condizione di attività. Le posizioni di tali punti di riferimento, braccio e mano all'inizio e all'offset del movimento sono evidenziate rispettivamente in viola e arancione. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
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Discussion
I risultati preliminari supportano che questo protocollo può essere appropriato per indagare l'impatto della complessità delle attività sulla compensazione del tronco e sulla cinematica del braccio diretto agli obiettivi sia negli adulti non disabili che nei sopravvissuti all'ictus cronico.
Questi risultati rappresentativi supportano anche che questo protocollo può essere appropriato per determinare le differenze cinematiche nei braccetto diretti verso gli obiettivi tra adulti non disabili e sopravvissuti all'ictus cronico. Questi risultati sono coerenti con studi precedenti che hanno caratterizzato i tratti del braccio diretti verso l'obiettivo dei sopravvissuti all'ictus cronico come movimenti più lenti, più a scatti e più basati sul feedback rispetto ai controlli nondisabili 9,13,14.
In questo studio preliminare è stato impiegato un compito di motore a mano fine utilizzando un paio di bacchette. Raccogliere un piccolo oggetto usando un paio di bacchette richiede un alto livello di destrezza dellamano 15,16. Questo compito è stato utilizzato in studi precedenti per indagare la funzione cerebrale durante l'esecuzione di compiti motori amano fine 15,16,17. Inoltre, l'attività di prelievo degli oggetti utilizzando una coppia di bacchette può anche essere utilizzata come intervento per migliorare le capacità motorie della mano fine nelle popolazionineurologiche 18,19,20. Questi risultati preliminari supportano che gli individui post-corsa con lieve compromissione motoria agli arti superiori possono eseguire l'attività di prelievo dell'oggetto utilizzando un paio di bacchette.
Questi risultati rappresentativi supportano l'uso di questo protocollo per indagare l'impatto della complessità delle attività sulle strategie di movimento sia negli adulti non disabili che negli individui post-ictus. Un'ipotesi che i sopravvissuti all'ictus cronico utilizzeranno più compensazione del tronco per un compito motorio più complesso è stata testata con due adulti non disabili e due sopravvissuti all'ictus cronico. L'analisi preliminare dei dati ha esaminato la porzione di raggiungimento (trasporto della mano) delle prestazioni del compito automobilistico. Questi risultati supportano il fatto che le persone impiegano diverse strategie di movimento di raggiungimento del braccio orientate agli obiettivi per diversi compiti. In particolare, sia gli individui non disabili che i sopravvissuti all'ictus cronico pianificano il movimento in modo diverso quando hanno obiettivi di attività diversi. Per l'attività di raggiungimento e puntamento, l'obiettivo finale è toccare il bersaglio con la punta di una bacchetta. D'altra parte, l'obiettivo finale dell'attività di prelievo dell'oggetto è manipolare le bacchette per raccogliere l'oggetto con precisione. Pertanto, l'attività di prelievo dell'oggetto richiede un endpoint più accurato della punta della bacchetta. L'aumento delle richieste di precisione della posizione dell'endpoint ha fatto muovere il partecipante più lentamente per controllare l'effettore dell'endpoint in modo più preciso. Pertanto, si teorizza che i partecipanti si affidano maggiormente al controllo basato sul feedback dei raggiunge il braccio diretto dall'obiettivo per l'attività di prelievo dell'oggetto rispetto all'attività di puntamento. Inoltre, l'utilizzo di una compensazione più trunk per l'attività di prelievo dell'oggetto rispetto all'attività di puntamento potrebbe essere una strategia di controllo del motore per migliorare l'accuratezza del controllo dell'effettore del punto finale riducendo i gradi di libertà degli arti superiori. 1 L'impiego di movimenti compensativi del tronco riduce la necessità di controllare gradi più complessi di libertà delle articolazioni della spalla e del gomito. In altre parole, una maggiore compensazione del tronco durante l'esecuzione di attività motorie più complesse aumenterebbe la probabilità del raggiungimento dell'obiettivo del compito.
Questi risultati preliminari supportano che la lunghezza della traiettoria della spalla è una misura più sensibile della compensazione del tronco durante i raggiungementi del braccio diretti verso il gol nei sopravvissuti cronici all'ictus. Sebbene lo spostamento del tronco sia la variabile cinematica più comune nella letteratura attuale, ha una limitazione significativa nel rappresentare la compensazione del tronco durante il braccio diretto dal golraggiunge 9,14. Mentre lo spostamento del tronco cattura la flessione del tronco, la compensazione del tronco durante i raggiungementi del braccio può essere ottenuta con una combinazione di flessione del tronco, rotazione e flessione laterale. Questi risultati preliminari hanno mostrato un maggiore contrasto nella lunghezza della traiettoria della spalla tra adulti non disabili e sopravvissuti cronici all'ictus rispetto alla misura dello spostamento del tronco. Pertanto, questo protocollo propone la lunghezza della traiettoria della spalla, che è la distanza di percorrenza del punto di riferimento della spalla (estremità laterale della clavicola) tra il braccio che raggiunge l'inizio del movimento e l'offset, per caratterizzare il movimento del tronco compensativo durante le prestazioni di raggiungimento del braccio diretto verso l'obiettivo. Studi futuri con dimensioni del campione maggiori dovrebbero essere condotti per determinare le proprietà di questa nuova misura di compensazione del tronco.
Sebbene i nostri risultati rappresentativi supportano l'utilità di questo protocollo, i ricercatori dovrebbero essere cauti nell'utilizzare questo protocollo per indagare la relazione tra le condizioni del compito e la cinematica del movimento nei sopravvissuti cronici all'ictus. L'attività di prelievo degli oggetti con bacchette non sarebbe appropriata per i sopravvissuti cronici all'ictus con compromissione motoria degli arti superiori da moderata a grave in quanto gli individui con una maggiore gravità della compromissione del motore fine della mano potrebbero avere troppe difficoltà a svolgere questo compito. In particolare, l'oggetto più piccolo utilizzato in questo studio era un cubo di plastica di 3 mm sul bordo. Raccogliere questo piccolo oggetto può essere troppo difficile da eseguire per coloro che hanno gravi danni motori delle mani, anche con le dita. In alternativa, suggeriamo di utilizzare una pinzetta invece di bacchette per eseguire l'attività di prelievo degli oggetti se questo protocollo dovesse essere utilizzato per uno studio di ricerca con individui post-ictus con menomazioni motorie della mano più gravi. L'attività di prelievo degli oggetti utilizzando una pinzetta è stata utilizzata in studi precedenti. 18,19 L'attività del motore della pinzetta richiede un livello simile di destrezza della mano per il compito del motore a bacchetta, ma più facile del compito di bacchetta, e sarebbe più fattibile per gli individui post-corsa con grave compromissione del motore degli arti superiori. 18 di cui: la commissione per i
L'aumento della compensazione del tronco nell'attività di prelievo degli oggetti mediante bacchette può essere influenzato dalla novità del compito per i partecipanti, dato che una strategia di controllo motorio per un nuovo compito sta congelando alcuni gradi di libertà e tutti i partecipanti a questo studio preliminare non hanno avuto poca o poca esperienza nell'uso delle bacchette21. L'uso dei movimenti del tronco è associato a gradi ridotti di libertà nelle articolazioni della spalla e del gomito. Pertanto, il movimento del tronco compensativo durante l'attività di prelievo dell'oggetto può essere utilizzato per ridurre i gradi di libertà e rendere il movimento di raggiungimento più controllabile per raggiungere l'obiettivo del compito. Pertanto, una maggiore compensazione del trunk nell'attività di prelievo dell'oggetto rispetto all'attività di puntamento può essere correlata alla novità dell'attività ai partecipanti.
I risultati rappresentativi provengono da un numero limitato di partecipanti. Pertanto, dovrebbero essere condotti studi clinici su larga scala per dimostrare l'efficacia e l'utilità di questo protocollo per indagare la relazione tra le condizioni delle attività motorie e le strategie di movimento nei sopravvissuti cronici all'ictus.
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Disclosures
Nessuna divulgazione.
Acknowledgments
Gli autori desiderano apprezzare Christopher Neville, Girolamo Mammolito e F. Jerome Pabulayan per i loro contributi vitali allo sviluppo di questo protocollo e alla raccolta dei dati.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| A pair of chopsticks | NA | NA | 20 cm length, one chopstick had the passive motion capture markers (custom made) |
| Auditory cues for motor tasks | NA | NA | Custom made audio file are played on a smart phone |
| Matlab R2018b software | Mathworks | ||
| MotionMonitor v 8.52 Software | Innovative Sports Training, Inc., Chicago, IL | ||
| Perdue Pegboard Test | |||
| Plastic cubes (0.3 cm on edge) | NA | NA | Custom made plastic cubes with 0.3 cm on edge. These were made using 3D printer |
| Plastic cubes (1cm on edge) | NA | NA | Custom made plastic cubes with 1 cm on edge. These were made using 3D printer |
| Template print | NA | NA | Custom made templates of the motor tasks, including home position, outlines of target positions. |
| Vicon 512 Motion-analysis System and Work station v5.2 software | OMG plc, Oxford, UK |
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