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Article de méthode

Une méthode normalisée pour la mesure de la kinésthésie du coude

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DOI :

10.3791/61391

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10 octobre 2020

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Physical Therapy, The College of St. Scholastica

Dans cet article

Résumé

Ici, nous présentons une méthode normalisée pour la mesure de la kinesthésie passive du coude en utilisant le seuil de détection du mouvement passif (TDPM) qui convient à un cadre de recherche.

Résumé

La proprioception est une composante importante du mouvement contrôlé. Le seuil de détection du mouvement passif (TDPM) est une méthode couramment utilisée pour quantifier la submodalité proprioceptive de la kinesthésie dans les milieux de recherche. Le paradigme tdpm s’est avéré valide et fiable; toutefois, l’équipement et les méthodes utilisés pour la TDPM varient d’une étude à l’autre. En particulier, les appareils de laboratoire de recherche pour produire le mouvement passif d’une extrémité sont souvent conçus sur mesure par des laboratoires individuels ou inaccessibles en raison du coût élevé. Il est nécessaire d’avoir une méthode normalisée, valide et fiable pour mesurer le TDPM à l’aide d’équipement facilement disponible. Le but de ce protocole est de fournir une méthode normalisée de mesure de la TDPM au coude qui est économique, facile à administrer, et qui produit des résultats quantitatifs à des fins de mesure dans les milieux basés sur la recherche. Cette méthode a été testée sur 20 adultes en bonne santé sans déficience neurologique, et huit adultes avec l’ACCIDENT VASCULAIRE CÉRÉBRAL chronique. Les résultats obtenus suggèrent que cette méthode est un moyen fiable de quantifier le coude TDPM chez les adultes en bonne santé, et fournit un soutien initial pour la validité. Les chercheurs qui cherchent à trouver un équilibre entre l’abordabilité de l’équipement et la précision de mesure sont les plus susceptibles de trouver ce protocole d’avantage.

Introduction

L’information proprioceptive est un contributeur important au contrôle du mouvement humain. Les déficits proprioceptifs accompagnent un large éventail de conditions neurologiques telles que l’AVC1,2,3,4,5,6, la maladie de Parkinson7, et les neuropathies sensorielles8. Les blessures orthopédiques telles que les ligaments et les déchirures musculaires ont également été montrés pour réduire la fonction proprioceptive9. La construction de la proprioception est souvent testée dans des mesures de résultats cliniques par la détection de petites altérations appliquées par le fournisseur dans la position des doigts ou des orteils10,11,12,13,14. De telles mesures produisent des mesures relativement grossières : « absente », « altérée », « normale »12. Bien qu’elles soient suffisantes pour détecter les déficiences proprioceptives brutes, des méthodes d’essai mécaniques en laboratoire sont nécessaires pour mesurer avec précision les déficiences proprioceptives subtiles14,15,16.

Les chercheurs et les cliniciens divisent souvent la proprioception en sous-modalités pour la mesure. Les sous-modèles les plus fréquemment étudiés de la proprioception sont le sens de la position commune (JPS) et la kinesthésie, généralement définie comme le sens du mouvement3,16,17. Le sens de la position commune est souvent testé par le biais de tâches d’appariement active, où les individus reproduisent un angle commun de référence18,19. La kinésthésie est généralement mesurée à l’aide du seuil de détection du mouvement passif (TDPM), par lequel le membre d’un participant est déplacé passivement lentement, le participant indiquant le point auquel le mouvement est détecté pour la première fois16,17,19. La mesure de la TDPM nécessite généralement l’utilisation d’équipement spécialisé pour fournir le mouvement passif lent et indiquer le point de détection17.

Des résultats valides et fiables ont été trouvés à différents joints en utilisant les méthodes TDPM9,16,19,20,21,22. Toutefois, il existe des variations considérables dans l’équipement et les méthodes du TDPM, ce qui crée un défi pour la comparaison des résultats entre les études16,17. Les laboratoires développent souvent leurs propres dispositifs de mouvement et de mesure des membres, ou utilisent des appareils commerciaux coûteux et des logiciels16. Les vitesses de mouvement passif varient également; la vitesse de mouvement est connue pour affecter les seuils de détection7,16,23. Une méthode normalisée et facilement reproductible capable de quantifier tdpm à travers une gamme de niveaux de déficience est nécessaire. Étant donné que l’anatomie et la physiologie de chaque articulation diffèrent, les protocoles doivent être spécifiques à19. Le protocole décrit ici est spécifique à l’articulation du coude. Cependant, les méthodes de ce protocole peuvent être utiles pour établir des protocoles pour d’autres joints.

Afin d’accroître la généralisation dans les laboratoires de recherche sensorimoteurs, l’appareil privilégié pour fournir le mouvement passif pour les tests TDPM coude serait disponible dans le commerce à un coût abordable. À cette fin, une machine de mouvement passif continu du coude (CPM) (plage de vitesse disponible 0,23°/s – 2,83°/s) a été choisie pour produire le mouvement motorisé et cohérent. Les machines cpm sont couramment trouvées dans les hôpitaux de réadaptation et les magasins d’approvisionnement médical et peuvent être louées ou empruntées pour réduire les coûts de recherche. Les exigences supplémentaires en matière d’équipement comprennent les articles couramment trouvés dans les laboratoires sensorimoteurs (c.-à-d. les capteurs d’électrogoniomètre et d’électromyographie (EMG) et les quincailleries (p. ex., tuyaux en PVC, ficelle et ruban adhésif).

Deux groupes différents ont été testés pour explorer les propriétés de mesure de ce protocole TDPM : les adultes en bonne santé et les adultes atteints d’un AVC chronique. Chez les adultes atteints d’un AVC chronique, le bras ipsilesional (c.-à-d. moins affecté) a été testé. Le sens kinesthésique dans le coude ipsilesional chez les adultes avec l’avc chronique peut sembler normal avec des essais cliniques, mais altéré lorsqu’il est évalué en utilisant des méthodes quantitatives de laboratoire5,15. Cet exemple illustre l’importance de développer et d’utiliser des mesures sensibles et précises de l’affaiblissement somatosensoriel et en fait une population utile à des fins de test. Pour la validation de ce protocole, nous avons utilisé la méthode des groupesconnus 24. Nous avons comparé TDPM à une autre mesure quantitative de la kinesthésie, le bref test de kinesthésie (BKT). Le BKT s’est avéré être sensible à l’affaiblissement ipsilesional de membre supérieur après course25. La version à base de comprimés (tBKT) a été utilisée dans cette étude parce qu’il s’agit du même test que le BKT, administré sur un comprimé avec plus d’essais. Le tBKT s’est avéré stable dans la mesure d’essai-retest d’une semaine et sensible au knockdownproprioceptif 26. On a émis l’hypothèse que les résultats du coude TDPM et tBKT seraient corrélés car le contrôle sensorimoteur du coude contribue à la performance de BKT26.

Le but de ce document est de décrire une méthode normalisée de mesure du coude TDPM qui est reproductible à l’aide d’équipement commun. Des données sont présentées concernant la fiabilité et l’essai initial de validité de la méthode, ainsi que la faisabilité de l’utilisation pour les personnes sans pathologie connue, et ceux qui ont été supposés avoir l’affaiblissement somatosensoriel doux.

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Protocole

Le Conseil d’examen institutionnel du Collège de St. Scholastica a approuvé l’étude dans laquelle ce protocole a été élaboré et testé.

1. Fabrication de l’écran visuel

  1. Couper le tuyau en PVC de 1,9 cm (3/4 po) de diamètre en différentes longueurs : deux pièces de 30 pouces (76,2 cm) (base d’écran); deux pièces de 8 pouces (20,3 cm) (base d’écran); une pièce de 44 pouces (111,8 cm) (support vertical); et une pièce de 32 pouces (81,3 cm) (porte-tissu à écran).
  2. Placez un bouchon d’extrémité sur une extrémité de chaque pièce de 30 pouces (76,2 cm) et un coude en PVC à 90° à l’autre extrémité. Insérer des morceaux de 8 pouces (20,3 cm) dans les extrémités ouvertes restantes des deux coudes. Connectez les extrémités ouvertes des deux pièces de 8 pouces (20,3 cm) avec le tee-shirt en PVC pour créer une base d’écran.
  3. Insérez la pièce en PVC de 44 pouces (111,8 cm) dans la partie verticale du tee-shirt en PVC pour créer un support vertical pour l’écran. Placer le coude en PVC à 45° à l’extrémité ouverte de la pièce de 44 pouces (111,8 cm). Insérez la pièce de 32 pouces (81,3 cm) dans l’extrémité ouverte du coude en PVC à 45° pour créer un support en tissu d’écran. Placez un bouchon d’extrémité sur l’extrémité ouverte de la pièce de 32 pouces (81,3 cm).
  4. Placez les serviettes de vaisselle les unes sur les autres pour assurer l’opacité du tissu. Fixer à la pièce de 32 pouces (81,3 cm) avec du ruban adhésif athlétique. L’écran entièrement assemblé peut être vu dans la figure 1.

2. Préparation de l’équipement d’essai

  1. Calibrer les capteurs d’électrogoniomètre et d’électromyographie (EMG) selon les instructions des fabricants.
  2. Allumez la machine de mouvement passif continu (CPM) et activez le mode Extension/Flexion. Programmez la machine CPM pour passer à 90° à 130° d’extension du coude à une vitesse de 0,23°/s.

3. Préparation du participant aux tests TDPM

  1. Placez le participant dans une chaise de hauteur standard (18 pouces/45,7 cm), en s’assurant qu’il est assis avec un dos droit et les pieds à plat sur le sol.
  2. Préparer verbalement le participant pour le capteur EMG et le placement de l’électrogoniomètre à l’aide d’un script standardisé : « Pour commencer, je vais préparer votre peau à attacher des capteurs. Ils aideront à enregistrer le mouvement et s’assurer que vos muscles sont détendus pendant le test. Je vais marquer des repères sur votre bras et commencer à attacher les capteurs, afin que vous puissiez simplement vous détendre dans la position où je vous place. »
  3. Attachez les biceps brachii et les capteurs triceps brachii EMG.
    1. Résistez manuellement à la flexion du coude pour localiser le ventre musculaire des biceps brachii et marquez le point central du ventre musculaire avec un petit point de marqueur lavable pour indiquer l’emplacement pour le placement du capteur EMG. Préparer la peau en enlevant les cellules mortes de la peau suivie d’un tampon d’alcool, puis attachez le capteur EMG.
    2. Résistez manuellement à l’extension du coude pour localiser le ventre musculaire de la tête latérale du triceps brachii et marquez le point central dans la majeure partie du ventre musculaire avec un petit point de marqueur lavable pour désigner l’emplacement pour le placement du capteur EMG. Préparer la peau en enlevant les cellules mortes de la peau suivie d’un prélèvement d’alcool, puis attachez le capteur EMG.
    3. Testez la fonction EMG en évoquant une contraction isométrique de biceps brachii, suivie d’une contraction isométrique de brachii de triceps, et observant pour l’activation d’EMG.
  4. Attachez l’électrogoniomètre au participant.
    1. Déterminer le point médian de l’aspect dorsal du poignet et marquer à l’aide d’un marqueur lavable.
    2. Palpate l’aspect le plus important de l’épicondyle latéral et marquer avec un marqueur lavable.
    3. Palper le plus grand tubercule de l’humérus et marquer avec un marqueur lavable. Vérifiez l’emplacement plus grand de tubercle en déplaçant passivement le bras d’essai par la rotation interne et externe de l’humérus au besoin.
    4. Attachez une extrémité de la chaîne à la marque épicondyle latérale à l’aide de ruban adhésif. Tirez la corde tendue, la reliant à la marque dorsale de point médian du poignet.
    5. Tracez une ligne le long de l’avant-bras proximal en ligne avec la chaîne à l’aide d’un marqueur lavable.
    6. Déplacez l’extrémité libre de la chaîne vers la plus grande marque de tubercule et tirez la corde tendue.
    7. Tracez une ligne le long de l’humérus distal en ligne avec la chaîne à l’aide d’un marqueur lavable, puis retirez la chaîne.
    8. Placez la palette distale de l’électrogoniomètre le long du chemin de la ligne tracée, 1,5 pouces (3,8 cm) distally de la marque épicondyle latérale.
    9. Placez la palette proximale de l’électrogoniomètre le long du chemin de la ligne tracée, à 3,8 cm (1,5 po) de façon immédiate de la marque épicondyle latérale. Fixer les composants restants de l’électrogoniomètre sur la peau à l’aide de ruban adhésif.
  5. Placez confortablement l’extrémité supérieure du participant dans la machine CPM.
    1. Ajuster la hauteur et l’orientation de la machine CPM pour obtenir une position de flexion de l’épaule du plan sagittal à 90°, une flexion du coude à 90°, et un avant-bras neutre. Alignez l’épicondyle latéral du participant avec l’axe de rotation de la machine CPM.
    2. Réglez le support manuel de la machine CPM pour qu’il s’adapte confortablement à la paume de la main du participant et fixez l’avant-bras à l’aide d’une sangle de poignet. La figure 1 montre la configuration finale des participants pour les tests TDPM.

4. Administration du test TDPM

  1. Informez le participant de la procédure d’essai avec les informations verbales normalisées suivantes : « Pendant ce test, la machine va se déplacer très lentement pour redresser ou plier le coude. Nous dirons « commencer » au début de chaque procès, il y aura huit procès. Quand je dis commencer, la machine peut ou ne peut pas bouger votre bras. S’il vous plaît appuyez sur le bouton dès que vous sentez votre bras se déplacer, mais seulement lorsque vous sentez le mouvement. Si vous ne vous sentez pas mouvement, nous arrêterons le procès après un certain temps; essayez de faire attention jusqu’à ce que nous arrêtions le procès. C’est le bouton que vous allez utiliser. S’il vous plaît appuyez sur le bouton dès maintenant pour le tester. »
  2. Remettre au participant l’électrogoniomètre qui marque l’interrupteur de déclenchement et tester l’interrupteur.
  3. Informez le participant des aspects supplémentaires de la procédure : « Entre chaque essai, que votre bras bouge ou non, nous sortirons votre bras de la machine et le redresserons, puis le remettreons dans la machine. S’ll vous plaît, restez détendu. Avez-vous des questions sur le test? Nous utiliserons ce rideau pour bloquer votre vision pendant ce test et placer cette protection auditive sur vos oreilles afin de minimiser les sons que vous pourriez entendre pendant les tests.
  4. Occlude entrée visuelle en bloquant la vue du bras en cours de test et la machine CPM à l’aide d’un écran visuel. Matériel d’écran de drapé à l’épaule du participant pour éviter l’entrée sensorielle pendant le mouvement de bras. Diminuer l’entrée auditive en plaçant des écouteurs antibruit sur le participant (voir la figure 1).
  5. Indiquez haut et fort « commencer » et attendez le temps correspondant par essai avant d’amorcer le mouvement de la machine CPM pour diminuer la question de deviner quand le mouvement commencera19. Les délais normalisés sont indiqués dans le tableau 1.
Numéro d’essai12345678
Retard (s)1catch312catch31

Tableau 1 : Délais normalisés et lieux d’essai des captures. Des délais de début d’essai variés sont inclus pour empêcher les participants de deviner quand le mouvement commencera. Les essais de capture sont inclus pour tester si le participant détecte réellement le mouvement19,31.

  1. Observez pour l’activation des muscles brachii de biceps et de triceps en surveillant des lectures de rétroaction de capteur d’EMG pour s’assurer que le participant ne essaye pas d’employer le mouvement actif pour aider à la détection de mouvement.
    1. Si l’activation musculaire est notée, arrêtez l’essai et utilisez le script normalisé suivant : « Vos muscles s’activent. S’il vous plaît essayer de garder votre bras détendu pendant le test. Cet essai devrait être noté pour l’exclusion de l’analyse des données, le chercheur procédant à la réinitialisation du participant et du CPM pour commencer le prochain essai (étape 4.7 du protocole).
  2. Entre chaque essai, retirez le bras d’essai du participant de la machine CPM et retournez la machine CPM à une position de départ de 90°. Déplacez passivement le coude du participant à travers l’extension complète, puis retour à 90° flexion pour normaliser l’histoire du mouvement du fuseau musculaire27,28. Placez le bras dans la machine CPM pour le prochain essai.
  3. Terminez huit essais, y compris deux essais de « capture » où le bras du participant n’est pas déplacé19. Terminez chaque essai (capture et non-capture) lorsque le participant déprime le déclencheur, ou après 15 secondes si le commutateur de déclenchement n’est pas déprimé.
  4. Si, au cours d’un essai de capture, un participant déclare verbalement qu’il ne peut pas sentir le mouvement ou qu’il déprime l’interrupteur de déclenchement, utilisez la réponse normalisée suivante : « Votre bras n’a pas réellement bougé pendant cet essai. Je sais que c’est difficile à sentir, la machine se déplace très lentement; essayez de vous concentrer et d’appuyer sur le bouton dès que vous sentez votre bras bouger ou que votre position de bras a changé.

5. Calcul de la note TDPM du participant

  1. À l’aide du traçage de l’électrogoniomètre, identifiez la mesure de l’angle de l’électrogoniomètre pour le point où le mouvement de la machine CPM a commencé, et pour le point où le participant a déprimé l’interrupteur de déclenchement indiquant le mouvement a été ressenti. Voir la figure 2 pour un exemple représentatif.

figure-protocol-1
Figure 2 : Exemple de traçage d’électrogoniomètre avec point de détection. Le traçage de la ligne électrogoniomètre (ligne verte), le point de départ du mouvement passif continu (CPM) et le point auquel le participant a indiqué le mouvement a été détecté (premier pic bleu) sont indiqués. La différence entre les lectures d’électrogoniomètre au début de l’essai (cercle rose) et au point de détection (cercle orange) détermine la valeur TDPM pour cet essai. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

  1. Soustraire l’angle de départ de l’angle final, identifiant ainsi le nombre de degrés que le CPM a déplacé; c’est la valeur du coude du participant TDPM pour cet essai.
  2. Pour déterminer la note tdpm globale du participant, retirez les valeurs TDPM les plus petites et les plus importantes des six essais non accrocheurs, puis faites la moyenne des quatre autres scores d’essai29.

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Résultats

Participants:
À l’aide du protocole présenté ici, le coude TDPM a été mesuré dans un laboratoire de recherche universitaire pour deux groupes différents d’individus : 20 adultes en bonne santé et huit adultes atteints d’un AVC chronique. Les participants des deux groupes ont été recrutés dans la collectivité à l’aide de dépliants, de courriels et de bouche à oreille. Les adultes en bonne santé (14 femmes, six hommes; âge moyen (DS) = 28 (7,9) ans; 19 droitiers et un gaucher) ont été testés pour produi...

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Discussion

Le protocole présenté décrit comment mesurer le coude TDPM d’une manière normalisée à l’aide d’une machine CPM commune pour fournir le mouvement passif. Dans 20 participants en bonne santé, la mesure moyenne du coude TDPM était semblable à la valeur moyenne identifiée dans les études précédentes à l’aide d’autres configurations de mesureTDPM 7,,19,32et a produit des résultats fiables au cours des séances d’essai. TDPM du coude i...

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Déclarations de divulgation

Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas d’intérêts financiers concurrents.

Remerciements

Les auteurs tiennent à remercier le Dr Jon Nelson pour le soutien technique de l’EMG et de l’équipement d’électrogoniomètre utilisé ici.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Tuyau en PVC de 3/4 de pouce de diamètreCharlottePipe à couper en longueurs de : 30 pouces/76,2 cm (x2) ; 8 pouces/20,3 cm (x2) ; 44 pouces/111,8 cm (x1) ; 32 pouces/81,3 cm (x1).
Embouts de tuyau en PVC de 3/4 de pouce de diamètre (x3)Charlotte Pipe
Té en PVC de 3/4 de pouce de diamètre (x1)Charlotte Pipe
45° ; Coude PVC (x1)Charlotte Pipe
90° ; Coudes en PVC (x2)Charlotte Pipe
Athletic3M
Logiciel d’acquisition Delsys (EMGworks)Ruban
3M
Duct tape3MUtilisé pour aider à l’élimination des cellules mortes de la peau sur la peau du participant avant la mise en place du capteur EMG.
Coude à mouvement passif continu (CPM)ArtromotChattanooga Artromot E2 Coude compact CPM ; Modèle 2038
ElectrogoniometerBiometrics, Ltd
Sacs de farine torchons (x2)Room EssentialsTissu utilisé pour la
Interrupteur à gâchette externe portatifQualisysInterrupteur à gâchette utilisé pour le marquage d’événements par électrogoniomètre.
Occlusion auditive casque Coby
Alcool isopropyliqueChutes de montagne Ruban
adhésif3M
Règle avec marques en poucesWestcott
Chaise de hauteur standardKI
StringQuality ParkEnviron 15 pouces de ficelle nécessaires. Corde utilisée pour la normalisation du placement de l’électrogoniomètre.
Adaptateur goniomètre Trigno CapteursDelsys
Trigno
Marqueur lavableCrayola
Gant de toiletteAramarkUtilisé en combinaison avec de l’alcool isopropylique pour nettoyer la peau des participants avant la mise en place du capteur EMG.
Tuyau tape adhésif double face Delsys création d’écran visuel. d’électromyographie sans fil

Références

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Réimpressions et autorisations

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Détection du seuil de mouvement passifMesure de la kinesthésie du coudeAppareil de mobilisation passive continueCalibrage du goniomètre électriquePlacement des capteurs EMGFabrication d'un écran visuelQuantification des sous-modalités proprioceptivesÉvaluation de la réadaptation après un accident vasculaire cérébralFiabilité test-retestÉvaluation de la validité de construit
Une méthode normalisée pour la mesure de la kinésthésie du coude
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