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方法文章

一种标准化的肘关节运动觉测量方法

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DOI:

10.3791/61391

2020年10月10日

本文内容

摘要

本文介绍了一种在研究环境中适用的、基于被动运动觉阈值(TDPM)测量肘关节被动本体感觉的标准化方法。

摘要

本体感觉是受控运动的重要组成部分。被动运动觉察阈值(TDPM)是一种常用于研究环境中量化运动觉这一本体感觉亚模态的方法。研究表明,TDPM范式具有良好的效度和可靠性;然而,不同研究中用于TDPM的设备和方法存在差异。特别是,用于产生肢体被动运动的实验室装置通常由各个实验室自行设计,或因成本高昂而难以获取。因此,亟需一种使用 readily available 设备、标准化、有效且可靠的TDPM测量方法。本实验方案旨在提供一种经济、易于实施、可产生定量结果的标准化肘关节TDPM测量方法,适用于基于研究的测量需求。该方法已在20名无神经功能障碍的健康成人以及8名慢性卒中成人中进行测试。所得结果表明,该方法在健康成人中量化肘关节TDPM具有良好的可靠性,并初步验证了其效度。对于希望在设备成本与测量精度之间取得平衡的研究人员而言,本方案尤为适用。

引言

本体感觉信息对人类运动控制具有重要作用。本体感觉功能障碍常见于多种神经系统疾病,如脑卒中1,2,3,4,5,6、帕金森病7以及感觉性神经病8。骨科损伤,如韧带和肌肉撕裂,也被证实会降低本体感觉功能9。临床上常通过检测操作者施加的手指或脚趾微小位置变化来评估本体感觉功能10,11,12,13,14。此类评估方法所得结果相对粗略,通常分为“缺失”、“受损”和“正常”12。尽管这些方法足以检测明显的本体感觉障碍,但要精确测量细微的本体感....

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方案

圣施洛斯蒂卡学院的机构审查委员会已批准本研究方案的开发与测试所依据的研究项目。

1. 视觉屏幕的制备

  1. 将直径¾英寸(1.9 cm)的PVC管切割成不同长度:两段30英寸(76.2 cm)的管(屏幕底座);两段8英寸(20.3 cm)的管(屏幕底座);一段44英寸(111.8 cm)的管(垂直屏幕支撑);以及一段32英寸(81.3 cm)的管(屏幕布料固定杆)。
  2. 在每段30英寸(76.2 cm)管的一端安装一个端帽,另一端安装一个90° PVC弯头。将8英寸(20.3 cm)的管插入两个弯头剩余的开口端。用PVC三通管连接两段8英寸(20.3 cm)管的开口端,构成屏幕底座。
  3. 将44英寸(111.8 cm)的PVC管插入PVC三通管的垂直端口,形成屏幕的垂直支撑。在44英寸(111.8 cm)管的开口端安装一个45° PVC弯头。将32英寸(81.3 cm)的管插入45° PVC弯头的开口端,构成屏幕布料固定杆。在32英寸(81.3 cm)管的开口端安装一个端帽。
  4. 将多条 dish towels 叠放在一起,以确保布料不透光。用运动胶带将其固定在32英寸(81.3 cm)的管上。完整的组装屏幕如图1所示。

2. 测试设备的准备

  1. 根据制造商的说明....

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结果

参与者:
采用本方案,在一个学术研究实验室中对两组不同个体进行了肘关节位置觉测量:20名健康成人和8名慢性卒中成人。两组参与者均通过传单、电子邮件和口口相传的方式从社区招募。健康成人(14名女性,6名男性;平均年龄(标准差)= 28(7.9)岁;19名右利手,1名左利手)用于获取未受损人群的代表性结果。纳入标准为:年龄18至85岁;能够在初次会面时通过筛查确认具备遵循两步指令的能力。排除标准为:根据自我报告,有影响上肢神经肌肉功能的疾病或病史;报告对金属或乳胶过敏。利手性通过爱丁堡利手问卷30进行评估。一半健康成年参与者接受其右肘关节的位置觉测量,另一半接受左肘关节测量(区组随机化)。为评估本方案的重测信度,对健康成年参与者的肘关节位置觉在相隔一周的时间内测量两次。在第1天完成位置觉测量后,随即进行tBKT测试。健康参与者组中未发生任何不良事件。

对慢性卒中个体(5名男性,3名女性;平均年龄(标准差)= 69(11.3)岁;5例为右半球卒中,3例为左半球卒中)的同侧(即受累较轻)上肢肘关节进行.......

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讨论

本方案介绍了一种使用常见的CPM仪器提供被动运动,以标准化方式测量肘关节TDPM的方法。在20名健康受试者中,测得的肘关节TDPM平均值与其他研究中使用不同TDPM测量装置所获得的平均值相似7,19,32,且在多次测试中结果具有良好的可重复性。在8名慢性卒中受试者中,患侧肘关节的TDPM平均值与健康成人群体相比存在显著差异,可能具有临床意义,这与既往研究结果一致5,15。组间TDPM差异的一部分可能归因于年龄差异21,33,34,35以及潜在的反应时间差异

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披露

作者声明不存在任何竞争性财务利益。

致谢

作者谨此感谢 Jon Nelson 博士为本研究所使用的肌电图和电子测角仪设备提供的技术支持。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
3/4 英寸直径 PVC 管Charlotte PipePVC 管需切割为以下长度:30 英寸/76.2 厘米(x2);8 英寸/20.3 厘米(x2);44 英寸/111.8 厘米(x1);32 英寸/81.3 厘米(x1)。
3/4 英寸直径 PVC 管端盖(x3)Charlotte Pipe
3/4 英寸直径 PVC 三通接头(x1)Charlotte Pipe
45° PVC 弯头(x1)Charlotte Pipe
90° PVC 弯头(x2)Charlotte Pipe
运动胶带3M
Delsys 信号采集软件(EMGworks)Delsys
双面胶带3M
管道胶带3M用于在放置肌电图传感器前协助去除受试者皮肤上的死皮细胞。
肘关节连续被动运动(CPM)仪ArtromotChattanooga Artromot E2 Compact 肘关节 CPM 仪;型号 2038
电子测角计Biometrics, Ltd
面粉袋布巾(x2)Room Essentials用于制作视觉遮挡屏的织物。
手持式外部触发开关Qualisys用于电子测角计事件标记的触发开关。
隔音耳机Coby
异丙醇Mountain Falls
纸质胶带3M
带英寸刻度的直尺Westcott
标准高度椅子KI
绳子Quality Park约需 15 英寸长的绳子。用于标准化电子测角计的放置位置。
Trigno 测角计适配器Delsys
Trigno 无线肌电图传感器Delsys
可水洗记号笔Crayola
洗脸巾Aramark与异丙醇配合使用,在放置肌电图传感器前清洁受试者皮肤。

参考文献

  1. Coderre, A. M., et al. Assessment of upper-limb sensorimotor function of subacute stroke patients using visually guided reaching. Neurorehabilitation and Neural Repair. 24 (6), 528-541 (2010).
  2. Dukelow, S. P., et al.

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