RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
he_IL
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Natalie Vanicek1,2, Stephanie A. King2, Risha Gohil2,3, Ian C. Chetter3, Patrick A Coughlin3,4
1Discipline of Exercise and Sport Science, Faculty of Health Sciences,University of Sydney, 2Department of Sport, Health and Exercise Science,University of Hull, 3Academic Vascular Department, Hull Royal Infirmary,Hull and East Yorkshire Hospitals, 4Department of Vascular Surgery,Addenbrookes Hospital
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
אנשים עם צליעה לסירוגין מציגים שיווי משקל גרוע בהשוואה לקבוצת ביקורת בריאה. יציבה דינמית ממוחשבת היא שיטה אובייקטיבית למדידת תגובות היציבה של אדם להפרעות שיווי משקל. זה מספק השתקפות אובייקטיבית של יכולתו של האדם להגיב למצבים שבהם גירויים חושיים משתנים ומתרחשות הפרעות בלתי צפויות.
יציבה דינמית ממוחשבת עם EquiTest היא טכניקה אובייקטיבית למדידת אסטרטגיות יציבה בתנאים סטטיים ודינמיים מאתגרים. כחלק מהערכה אבחנתית, גילוי מוקדם של ליקויי יציבה חשוב כדי שניתן יהיה לרשום התערבויות מתאימות וממוקדות. מבחן הארגון החושי (SOT) ב-EquiTest קובע את השימוש של אדם במערכות החישה (סומטוסנסורי, חזותי וווסטיבולרי) האחראיות על בקרת היציבה. הקלט הסומטוסנסורי והוויזואלי משתנים על ידי משטח התמיכה המכויל וההיקף החזותי, הנעים בכיוון הקדמי-אחורי בתגובה לתנודות היציבה של האדם. זה יוצר חוויה חושית סותרת. מבחן בקרת המנוע (MCT) מאתגר את בקרת היציבה על ידי יצירת הפרעות יציבה בלתי צפויות בצורה של תרגומים אחורה וקדימה. התרגומים מדורגים בגודלם ומחושב זמן ההתאוששות מההפרעה.
צליעה לסירוגין, התסמין השכיח ביותר של מחלת עורקים היקפיים, מאופיינת בכאב התכווצויות בגפיים התחתונות ונגרם על ידי איסכמיה של השרירים משנית להפחתת זרימת הדם לשרירים הפועלים במהלך מאמץ גופני. קלאודיקנטים מציגים לעתים קרובות שיווי משקל לקוי, מה שהופך אותם לרגישים לנפילות והימנעות מפעילות. מדד הלחץ הברכיאלי של הקרסול (ABPI) הוא שיטה לא פולשנית להצביע על נוכחות של מחלת עורקים היקפית וצליעה לסירוגין, סימפטום שכיח בגפיים התחתונות. ABPI נמדד כלחץ הסיסטולי הגבוה ביותר מהגב פדיס או מהעורק הטיביאלי האחורי חלקי הלחץ הסיסטולי הגבוה ביותר של עורק הזרוע משתי הזרועות. מאמר זה יתמקד בשימוש ביציבה דינמית ממוחשבת בהערכת שיווי המשקל אצל קלודיקנטים.
יציבה דינמית ממוחשבת (CDP) היא טכניקת הערכה למדידת בקרת יציבה באופן אובייקטיבי. הוא מבודד ומכמת את התרומות התפקודיות של מערכות חישה שונות (כלומר קלט סומטוסנסורי, חזותי ושיווי משקל) ואת המנגנונים לשילוב קלט חושי זה לשמירה על שיווי משקל. זהו כלי רב ערך לחקירת ליקויי הסתגלות חושיים, מוטוריים ומרכזיים1. יציבה דינמית ממוחשבת מזהה תנודות יציבה על ידי מדידת תזוזות במרכז הכובד (COG) כאשר אדם נע בגבולות היציבות שלו. זה יכול לכמת אסטרטגיות יציבה להפרעות סטטיות ודינמיות, על ידי קביעה אם אדם משתמש באסטרטגיית קרסול או ירך במהלך פרוטוקולי CDP, או שילוב של השניים, בתגובה להפרעות יציבה.
הערכות שיווי משקל הן שגרתיות במסגרות קליניות ושיקום. הם מספקים אינדיקציה ליכולתו של אדם לשלוט בשיווי המשקל שלו בתנאים שונים, כגון בסיס תמיכה מופחת (למשל עמידה טנדם או חד צדדית) או ללא קלט חזותי (למשל עיניים עצומות). לפיכך, הם משמשים לעתים קרובות כדי לקבוע את הרגישות של אדם לנפילה. מספר מבחני שיווי משקל מאומתים ואמינים, כגון סולם שיווי המשקל של ברג2 ומבחן טינטי הליכה ושיווי משקל3, משמשים בדרך כלל קלינית כדי להעריך את יכולתו של אדם לשמור על שיווי משקל במהלך משימות פונקציונליות. בעוד שהבדיקות נועדו בעיקר לשימוש עם אנשים מבוגרים, הן גם סובייקטיביות ועלולות להיות השפעות תקרתיות, במיוחד בקרב קשישים תושבי קהילה עם רמות תפקוד גבוהות. יציבה דינמית ממוחשבת עם EquiTest מספקת הערכה אובייקטיבית של בקרת היציבה ולכן דורשת שימוש בציוד מורכב יותר מאשר בדיקות קליניות שגרתיות. עם זאת, הוא גם יקר יותר ולא נייד. לפיכך, הוא נועד להשלים, לא להחליף, אמצעים קליניים קיימים המסווגים את המנגנונים של הפרעות שיווי משקל.
צליעה לסירוגין, סימפטום המדווח לעתים קרובות של מחלת עורקים היקפית, מאופיינת בכאב התכווצויות המתפתח בגפיים התחתונות במהלך פעילות גופנית ומוקל במנוחה. קלודיקנטים סובלים מפגיעה בשיווי המשקל ובהליכה; הם מראים מגבלות תפקודיות ורגישים לנפילה. מדד לחץ ברכיאלי בקרסול (ABPI) היא שיטה פשוטה ולא פולשנית לאיתור נוכחות של מחלת עורקים היקפית עם צליעה לסירוגין במקביל לתפקוד לקוי של הגפיים התחתונות. המחלה מטופלת בדרך כלל באופן לא פולשני באמצעות אורח חיים ותוכניות פעילות גופנית4. גילוי מוקדם של ליקויי יציבה מועיל למניעה יעילה של נפילות1. בעוד שמדידת ה-ABPI אינה הכרחית עבור חולים ללא תסמינים של מחלת עורקים היקפית עם צליעה לסירוגין, או עבור חולים עם הפרעות אחרות הקשורות לשיווי משקל, היא חשובה כחלק מבדיקה רפואית מלאה בחולים בהם יש חשד למחלת עורקים היקפית והתנועה ושיווי המשקל מושפעים לרעה.
יציבה דינמית ממוחשבת, עם פרוטוקולים כגון מבחן הארגון החושי ומבחן הבקרה המוטורית ב-EquiTest, שימשה במחקרים שבדקו שיווי משקל בקרב קשישים בריאים5, כדי להבדיל בין קשישים נופלים ללא-נופלים6, באנשים עם הפרעות שיווי משקל7 ואפילו עם אוכלוסיות קטועי גפיים טרנס-טיביאליים8,9. יציבה דינמית ממוחשבת הוערכה בעבר עם אוכלוסיית קלאודיקנטים, והתוצאות הצביעו על כך ש-52% מהקלודיקנטים מציגים הפרעה בתפקוד שיווי המשקל10 ומתפקדים גרוע משמעותית עם עלייה בחומרת הצליעה11. לפיכך, טכניקת מדידת איזון אובייקטיבית זו נחשבת רגישה מספיק כדי להבדיל בין אסטרטגיות בקרת יציבה בחולים בהתאם לחומרת המחלה. מאמר זה יתמקד בשימוש ביציבה דינמית ממוחשבת בהערכת שיווי המשקל בחולים המאובחנים עם צליעה לסירוגין הנגרמת על ידי מחלת עורקים היקפית.
המשתתפים היו מטופלי חוץ ביחידה לכירורגיית כלי דם בבית חולים לימודי מקומי ונתנו הסכמה מדעת להשתתף במחקר זה. המחקר אושר על ידי ועדת האתיקה המקומית של המחקר של NHS (הפניה ל-REC: 07/Q1105/12) והפרוטוקול עמד בהנחיות ה-IRB של אוניברסיטת האל. כל המשתתפים השלימו את מבחן הארגון החושי ומבחן השליטה המוטורית ב-EquiTest. מדד הלחץ הברכיאלי של הקרסול נמדד לפני האימון כדי לסווג את חומרת המחלה.
1. מדידת מדד לחץ ברכיאלי בקרסול (ABPI).
הערה: ישנן מספר שיטות המשמשות כיום לקביעת ערך המונה של ה-ABPI. איגוד הלב האמריקאי דוגל בשימוש בלחץ הסיסטולי הגבוה יותר של שני עורקי הרגליים עבור המונה12 וזה מה שהשתמשנו בו, בעוד ששיטה אחרת שדווחה בספרות מציינת שימוש בלחץ הסיסטולי הנמוך יותר13. שיטה שלישית ממליצה להשתמש בלחץ הסיסטולי הממוצע מהגב פדיס ועורקי השוק האחוריים13.
2. הגדרת ציוד
3. הכנת משתתפים
4. מבחן ארגון חושי (SOT)
אפשר לתוכנה לחשב את התוצאות עבור המשתנים המעניינים הבאים: ציון שיווי משקל - אינדיקטור כולל לאיזון; ניתוח אסטרטגיה - אינדיקטור לדומיננטיות של אסטרטגיית קרסול לעומת ירך; ניתוח חושי - אינדיקטור לאיזו מערכת חושית משמשת לשמירה על שיווי משקל (כלומר העדפה סומטוסנסורית, חזותית, שיווי משקל או חזותית); והתאמה ראשונית של COG לפני תחילת כל ניסוי. ציון שיווי המשקל מחושב על פי משוואה 1, כאשר 12.5° מייצג את תנודת היציבה הנורמלית המקסימלית בכיוון הקדמי-אחורי; θ מייצג את תזוזות ה-COG המקסימליות המחושבות של המשתתף14. ציון 100 מייצג יציבות מושלמת; ציון 0 מצביע על אובדן שיווי משקל.

ציון האסטרטגיה מייצג את המשרעת משיא לשיא של תנודת הגזירה ביחס לכוח הגזירה המקסימלי האפשרי של 25 פאונד (11.4 ק"ג), כאשר 25 פאונד הוא ההפרש בין כוח הגזירה המקסימלי למינימלי שנוצר על ידי אנשים שהשתמשו רק באסטרטגיית הירך כדי לשמור על שיווי משקל על קורה צרה (Nashner, נתונים שלא פורסמו; מצוטט במדריך להפעלה של מערכת EquiTest)14. ציון קרוב ל-100 מצביע על אסטרטגיית קרסול מלאה; ציון קרוב ל-0 מצביע על אסטרטגיית ירך מלאה עם כוח גזירה מקסימלי. הניתוח החושי מחשב ארבעה יחסים חושיים על ידי שימוש בציוני שיווי המשקל הממוצעים מזוגות ספציפיים של תנאי מבחן חושיים. אלו הם:

יישור COG ראשוני נקבע כמיקום ה-COG הקדמי-אחורי הממוצע בחצי השנייה הקודמת לפני כל ניסוי SOT.
5. מבחן בקרת מנוע (MCT)
6. תחקיר משתתפים
מדד לחץ זרוע בקרסול (ABPI)
ניתן להשתמש ב-ABPI של אדם כדי לסווג נוכחות של מחלת עורקים היקפית. ABPI של 1.0-1.2 נופל בטווח נורמלי. ערכים מ-0.9-1.0 מקובלים, אך 0.4-0.9 מעיד על חומרת מחלת עורקים היקפית קלה עד בינונית. ABPI של <0.4 מאשר מחלת עורקים היקפית חמורה15. ABPI של <0.9 הוא רגיש ב-95% ו-99% ספציפי למחלת עורקים היקפית16 וקשור לתפקוד הרגליים בחולים עם מחלת עורקים היקפיים.
מבחן ארגון חושי
איור 2 ממחיש פרשנות טיפוסית של ציון שיווי המשקל, ניתוחים חושיים ואסטרטגיים ויישור COG מה-SOT עבור משתתף יחיד. הפסים הירוקים מצביעים על כך שהמשתתף ביצע ביצועים טובים יותר ממערך הנתונים הנורמטיביים המותאם לגיל בתנאים 1-4. המשתתף קיבל ציון גרוע יותר ממערך הנתונים הנורמטיבי בניסוי האחרון עבור מצב 5 ובניסוי הראשון במצב 6. עם זאת, הציון המשולב (הירוק) הצביע על כך שלמשתתף היה ציון שיווי משקל נורמלי בסך הכל (איור 2A).
ניתן לראות את תוצאות הניתוח החושי באיור 2B. הפסים הירוקים מצביעים על כך שלמשתתף לא היו ליקויים במערכות הסומטוסנסוריות, הראייה (VIS) או שיווי המשקל (VEST) ולכן היה מסוגל לעשות שימוש הולם בהתייחסויות החושיות הללו. המשתתף הצליח להבחין בין מידע חזותי מדויק ולא מדויק וקיבל ציונים טובים יותר מציונים נורמטיביים בהעדפה חזותית (PREF).
תוצאות ניתוח האסטרטגיה מוצגות באיור 2C, כאשר כל תנאי (1-6) מסומן כסמל. ערכים גדולים (מתקרבים ל-100 בשני הצירים) הצביעו על כך שהמשתתף השתמש באסטרטגיית קרסול דומיננטית כדי לשמור על שיווי משקל בתנאים אלה. אסטרטגיית קרסול מתאימה בתגובה להפרעות קטנות כאשר ניתן לבצע התאמות יציבה מתקנות על ידי יצירת מומנט קטן סביב מפרק הקרסול כדי ליישר מחדש את ה-COG. לעומת זאת, אסטרטגיית מפרק הירך נחוצה כדי לייצר מומנט גדול יותר סביב מפרק הירך כדי למקם מחדש את ה-COG בתגובה להפרעות גדולות יותר, בעוד שאסטרטגיית צעד מיישרת מחדש במהירות את בסיס התמיכה ל-COG המשתנה במהירות. ערכים קטנים (מתקרבים ל-0) הצביעו על כך שהמשתתף הסתמך על אסטרטגיית ירך למצב זה. לדוגמה, משתתף זה השתמש בעיקר באסטרטגיית קרסול בתנאים 1-3, ובשילוב של אסטרטגיות קרסול וירך בתנאים 4-6. אבל הציון הנמוך של ניתוח האסטרטגיה עבור ניסוי אחד בתנאים 5 ו-6 הצביע על כך שה-COG של המשתתף התקרב לגבולות היציבות שלהם, מכיוון שהם הסתמכו על אסטרטגיית ירך כדי לייצר תיקוני יציבה גדולים ומהירים יותר לגבי מפרק הירך. כוחות גזירה אופקיים גדולים, המעידים על אסטרטגיית ירך, היו נחוצים כדי ליישר מחדש את ה-COG בתגובה להפרעות יציבה מערערות יותר. שני ציוני ניתוח האסטרטגיה הנמוכים תואמים לשני הפסים האדומים בציון שיווי המשקל.
עלילת ה-xy של יישור ה-COG לפני תחילת מצב ה-SOT מיוצגת על ידי סמלים שונים באיור 2D. אלה שמחוץ לקופסה הלבנה נחשבים מחוץ למרכז ומציינים באילו תנאים המשתתף נוטה יותר לאבד את שיווי המשקל שלו אם הפרעת היציבה היא באותו כיוון כמו היסט היישור. עבור משתתף זה, יישור ה-COG שלהם הוצב לאחור וימינה לפני הופעתם של כמה תנאי SOT (בעיקר תנאים 5 ו-6, המיוצגים על ידי הסמלים המשולשים המרובעים והמשולשים הפונים ימינה, בהתאמה). זה הצביע על כך שנדרשו רק תזוזות קטנות נוספות כדי לגרום למשתתף להתקרב לגבולות היציבות שלו בתנאים החושיים המשתנים הללו (כפי שמעידים הפסים האדומים באיור 2A והסתמכות רבה יותר על אסטרטגיית הירך באיור 2C).
מבחן בקרת מנוע
התוצאות עבור מבחן בקרת המנוע מוצגות באיור 3. ערכי סימטריית משקל במהלך תרגומים מדורגים אחורה וקדימה מראים כי משקלו של משתתף זה היה מרוכז יחסית בין רגלי ימין ושמאל לפני תחילת תרגום משטח התמיכה (איור 3A). זה ניכר מכיוון שציון 100 מצביע על סימטריה מושלמת בין הגפיים.
חלוף הזמן בין תחילת ההפרעה לתיקון היציבה מוצג ב-msec באיור 3B. במקרה זה, המשתתף לא יצר תגובת כוח אקטיבית מהירה מספיק עם רגל שמאל כאשר היה נתון לתרגומים בינוניים (M) וגדולים (L) בכיוון אחורה, מה שמסביר את נוכחותם של הפסים האדומים. ה-'4' בתחתית כל עמודה מציין את המהימנות של ציון ההשהיה; במקרה זה, ארבעה אלגוריתמים (המקסימום) הסכימו על אותה נקודת המראה. הנתונים נחשבים אמינים ביותר.
קנה מידה של משרעת, או עוצמת תגובה, משקף את יכולתו של המשתתף ליצור תגובה פרופורציונלית להפרעה (איור 3C). הוא מנוקד ביחידות של תנע זוויתי ומנורמל לגובה הגוף ולמשקל. משתתף זה הראה סימטריה טובה לשתי הרגליים בכיוון אחורה, אך עוצמת התגובה הייתה חלשה יותר עבור תרגומים בינוניים וגדולים בכיוון קדימה, מה שמצביע על כך שהמשתתף עשוי להיות פחות יעיל בתגובה מהירה להפרעות קדימה.

איור 1. (א) מיקום נכון של כפות הרגליים על ה-EquiTest. (ב) משתתף לובש רתמת בטיחות ועומד על משטח התמיכה של לוחית הכוח הכפולה, מביט בהיקף החזותי. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

איור 2. תוצאות מייצגות עבור משתתף אחד בן 66 עם צליעה לסירוגין במבחן הארגון החושי (SOT). הנתונים מושווים למערך נתונים נורמטיבי מותאם גיל (60-69 שנים). הנתונים נחשבים חריגים באזורים המוצלים, המייצגים מתחתלאחוזון ה-5 בהשוואה למסד נתונים נורמטיבי של משתתפים תואמי גיל ללא תסמינים או היסטוריה של חוסר שיווי משקל. (A) ציון שיווי משקל עבור כל 6 התנאים, הציר האנכי מייצג ציון SOT (מ-0 עד 100, כאשר 100 מציין איזון מושלם ו-0 מציין אובדן שיווי משקל) (B) תוצאות ניתוח חושי המצביעות על ביצועים כוללים ממערכות החישה השונות, הציר האנכי מייצג ציון יחס חושי (מ-0 עד 100, כאשר 100 מציין איזון מושלם ו-0 מציין אובדן שיווי משקל) (C) ניתוח אסטרטגיה הפינה הימנית העליונה מייצגת אסטרטגיית קרסול מלאה (ערכים המתקרבים ל-100) והפינה השמאלית התחתונה מייצגת אסטרטגיית ירך מלאה (ערכים המתקרבים לאפס), בעוד שהערכים ביניהן מייצגים תרומה יחסית משתי האסטרטגיות ו-(D) יישור COG ראשוני לפני כל ניסוי SOT, עם תנועה רוחבית לאורך הציר האופקי ותנועה קדמית-אחורית לאורך הציר האנכי.
לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

איור 3. תוצאות מייצגות של משתתף אחד בן 66 עם צליעה לסירוגין במבחן בקרת המנוע (MCT). הנתונים מושווים למערך נתונים נורמטיבי מותאם גיל (60-69 שנים), כפי שמצוין על ידי האזורים המוצללים. הנתונים נחשבים חריגים באזורים המוצלים, המייצגים מתחתלאחוזון ה-5 בהשוואה למסד נתונים נורמטיבי של משתתפים תואמי גיל ללא תסמינים או היסטוריה של חוסר שיווי משקל. כל הציונים נבחנים לגפיים השמאלית והימנית בנפרד. (A) סימטריית משקל מצביעה על חלוקת משקל מתחת לרגליים השמאלית והימנית לפני תחילת ההפרעה (B) ציוני חביון מודדים את חלוף הזמן בין תרגום לוחית הכוח על תגובת היציבה (C) קנה מידה של משרעת מתייחס ליכולתו של המשתתף לייצר עוצמת תגובה המתאימה לגודל ההפרעה (למשל תרגום לוחית כוח).
לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים. למחברים אין ניגודי אינטרסים אמיתיים או לכאורה הקשורים לפרסום כתב היד הזה.
אנשים עם צליעה לסירוגין מציגים שיווי משקל גרוע בהשוואה לקבוצת ביקורת בריאה. יציבה דינמית ממוחשבת היא שיטה אובייקטיבית למדידת תגובות היציבה של אדם להפרעות שיווי משקל. זה מספק השתקפות אובייקטיבית של יכולתו של האדם להגיב למצבים שבהם גירויים חושיים משתנים ומתרחשות הפרעות בלתי צפויות.
אין אישורים למחקר זה.
| NeuroCom EquiTest | NeuroCom, חטיבה של Natus Medical Incorporated, סן קרלוס, קליפורניה, ארה" | ||
| שרוול דופלר אולטרסאונד כף יד | Huntleigh Technology Plc, קרדיף, בריטניה | ||
| מד לחץ דם (לחץ דם) |