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方法論記事

エルボー運動症の測定のための標準化された方法

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DOI：

10.3791/61391

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2020年10月10日

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

この記事について

サマリー

ここでは、研究環境に適した受動運動(TDPM)の検出に閾値を用いた肘受動運動の測定法を標準化した方法を紹介する。

要約

プロプリオセプションは、制御された動きの重要な要素です。受動運動(TDPM)の検出閾値は、研究の設定で運動の知覚サブモダリティを定量化するための一般的に使用される方法です。TDPM パラダイムは有効で信頼性が高いことが判明しました。ただし、TDPM に使用される装置と方法は、研究によって異なります。特に、四肢の受動的な運動を生じるための研究室装置は、個々の実験室によってカスタム設計されるか、高コストのためにアクセスできない場合が多い。容易に利用できる装置を使用してTDPMを測定するための標準化された、有効な、信頼できる方法が必要である。このプロトコルの目的は、経済的で管理が容易で、研究ベースの設定で測定目的で定量的な結果を生成する肘でTDPMの測定のための標準化された方法を提供することです。この方法は、神経障害のない健康な成人20人と慢性脳卒中の成人8人について試験した。得られた結果は、この方法が健康な成人の肘TDPMを定量化する信頼できる方法であることを示唆し、有効性の初期サポートを提供する。機器の手頃な価格と測定精度のバランスを求める研究者は、この利点のプロトコルを見つける可能性が最も高いです。

概要

預言的な情報は、人間の動きの制御に重要な貢献者です。プロプリオシーブ欠損,は、,脳卒中1、2、3、4、5、6、2,3,4パーキンソン病7、感覚神経障害8などの広範な神経学的状態に付随する。156靭帯や筋肉の涙などの整形外科の傷害も、陰性受容機能を低下させると示されている。プロプリオセプションの構築は、しばしば、指またはつま,先位置,1010、11、12、13、1411,12における提供者適用小さな変化の検出を介して臨床結果測定で試験される。1314このような措置は、比較的粗い測定値を生成する:「不在」、「障害」、「正常な」12。総プロプリオセプティブ障害の検出には十分ですが、実験室の機械的検査方法は、微妙な預言障害14、15、1615,16を正確に測定するために必要です。14

研究者や臨床医は、多くの場合、測定のためのサブモダリティにプロプリオセプションを分割します。最も一般的に調査されるプロプリオセプションのサブモダリティは関節位置感覚(JPS)と運動性、典型的には動きの感覚3、16、1716,17として定義される。関節位置感覚は、多くの場合、個人が参照関節角18、19を複製するアクティブマッチングタスクを19介してテストされます。運動症は、一般に受動運動(TDPM)の検出に閾値を使用して測定され、それによって参加者の肢は、受動的にゆっくりと動き、参加者は、運動が最初に検出された点を示す16、17、19である。,17,19TDPMの測定は通常、遅い受動の動きを提供するために専門の装置を使用し、検出17のポイントを示す必要があります。

TDPM,メソッド,9、16 、,19、 20、1921、22を使用して、さまざまな関節で有効かつ信頼性の高い結果が見つかりました。22しかし、TDPMの装置および方法にはかなりのばらつきがあり、研究16,17,17にわたる所見の比較に対する課題を生み出す。研究所は、多くの場合、独自の四肢の動きや測定装置を開発し、または高価な商用デバイスやソフトウェア16を使用しています。パッシブ移動速度も変化します。移動速度は、検出しきい値77、16、2316に影響を与えることがわかっています。TDPMをさまざまな障害レベルにわたって定量化できる標準化された、容易に再現可能な方法が必要である。各関節の解剖学と生理学は異なるため、プロトコルは関節固有の19であるべきである。ここで概説するプロトコルは、エルボ関節に固有のものです。しかし、このプロトコルの方法は、他の関節のプロトコルを確立するのに役立つかもしれません。

感覚運動研究所全体で一般化を高めるために、肘TDPM試験のための受動運動を提供するための好ましい装置は、手頃なコストで市販されるであろう。この上、肘連続受動運動(CPM)機械(利用可能な速度範囲0.23°/s - 2.83°/s)が選ばれ、モーターを使用し、一貫した動きを生み出しました。CPMマシンは、リハビリテーション病院や医療用品店で一般的に見られ、研究費を削減するためにレンタルまたは借りることができます。その他の機器要件には、センサモラボ(電気ゴニオメーターおよび電図(EMG)センサー)およびハードウェアストア(例えば、PVCパイプ、ストリング、テープ)に一般的に見られる項目が含まれます。

このTDPMプロトコルの測定特性を調べるには、健康な成人と慢性脳卒中の成人の2つの異なるグループがテストされました。慢性脳卒中の成人に対して、イプシリオン(すなわち、影響の少ない)腕を試験した。慢性脳卒中を有する成人におけるイピシリンジオン肘の運動学的意味は、臨床検査で正常に見えるかもしれないが、定量的な実験室法55,1515を用いて評価すると障害を受けた。この例は、体性感覚障害の敏感で正確な尺度を開発および使用することの重要性を示しており、これをテスト目的に有用な集団にしています。このプロトコルの検証のために、既知のグループメソッド24を使用しました。TDPMを運動症の別の定量尺度、簡易運動症テスト(BKT)と比較した。BKTは、脳卒中後の上肢のイプシリオン性障害に敏感であることが示されている。錠剤ベースのバージョン(tBKT)は、BKTと同じ試験であるため、この研究で使用され、より多くの試験を有する錠剤上で投与された。tBKTは、1週間のテスト再試験測定で安定しており、プロプリオセプティブノックダウン26に敏感であることが示されている。肘TDPMとtBKTの結果は、肘の感覚運動制御がBKT性能26に寄与するように相関すると仮定された。

本稿の目的は、共通の装置を用いて再現可能な、標準的な測定方法である肘TDPMを概説することにある。この方法の信頼性と初期妥当性検査、および既知の病理を持たない人、軽度の体性感覚障害があると仮定された人に対する使用の可能性に関するデータが提示される。

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プロトコル

聖スコラスティカ大学の制度審査委員会は、このプロトコルが開発され、テストされた研究を承認しました.

1. 視覚画面の製作

  1. 3/4インチ(1.9 cm)の直径PVCパイプを様々な長さにカット:2つの30インチ(76.2 cm)ピース(スクリーンベース)2つの8インチ(20.3 cm)の部分(スクリーンベース);1つの44インチ(111.8 cm)の部分(垂直スクリーンサポート)。32インチ(81.3 cm)の1枚(スクリーンファブリックホルダー)
  2. 各 30 インチ(76.2 cm)の片方の端にエンド キャップを、もう一方の端に 90° PVC エルボを置きます。8 インチ(20.3 cm)のピースを、両方の肘の残りの開いた端に挿入します。2つの8インチ(20.3 cm)の開いた端をPVCティーで接続して、スクリーンベースを作成します。
  3. 44 インチ(111.8 cm)の PVC ピースを PVC ティーの垂直部分に挿入して、画面の垂直サポートを作成します。44 インチ(111.8 cm)のピースの開いた端に 45° PVC エルボを置きます。32 インチ(81.3 cm)のピースを 45° PVC エルボのオープン エンドに挿入して、スクリーン ファブリック ホルダを作成します。32 インチ(81.3 cm)のピースの開いた端にエンド キャップを置きます。
  4. 布地の不透明度を確保するために、食器用タオルを重ねて配置します。アスレチックテープで32インチ(81.3 cm)の部分に固定します。完全に組み立てられた画面は 図1に見ることができます。

2. 試験装置の準備

  1. メーカーの指示に従って、電気工学メーターと電気機器(EMG)センサーを校正します。
  2. 連続パッシブモーション(CPM)マシンをオンにして、 エクステンション/フレキシングモードを有効に します。0.23°/sの速度で肘の延長の90°から130°を通って移動するようにCPMマシンをプログラムします。

3. TDPMテストの参加者の準備

  1. 標準的な高さの椅子(18インチ/45.7 cm)に参加者を取り付け、まっすぐ背部および足を床に平らにして坐る。
  2. 口頭で標準化されたスクリプトを使用してEMGセンサーと電気ゴニオメーターの配置のための参加者を準備します:"開始するには、私はセンサーを取り付けるためにあなたの肌を準備するつもりです。彼らは動きを記録するのに役立ち、テスト中にあなたの筋肉がリラックスしていることを確認します。腕のランドマークをマークしてセンサーを取り付け始めるつもりですので、私が置いた位置でリラックスすることができます。
  3. 上腕二頭筋の腕上及び三頭筋の腕上EMGセンサーを取り付けます。
    1. 手動で上腕二頭筋の腹を見つけるために肘の屈曲に抵抗し、EMGセンサーの配置のための位置を示すために、洗浄可能なマーカーの小さなドットで筋肉の腹の中心点をマークします。死んだ皮膚細胞を取り除き、続いてアルコール綿棒でスクラブし、EMGセンサーを取り付けて皮膚を準備します。
    2. 手動で三頭筋の頭の筋肉の腹を見つけるために肘の伸長に抵抗し、EMGセンサーの配置のための位置を示すために、洗浄可能なマーカーの小さなドットで筋肉腹の大部分の中心点をマークします。死んだ皮膚細胞を取り除き、続いてアルコール綿棒でスクラブして皮膚を準備し、EMGセンサーを取り付けます。
    3. 等角二頭筋の腕筋収縮を呼び起こし、続いて等方位三頭筋腕筋収縮を行い、EMG活性化を観察してEMG機能をテストします。
  4. 電気ゴニオメーターを参加者に取り付けます。
    1. 手首の裏側面の中点を決定し、洗いマーカーでマークします。
    2. 横のエピコンダイルの最も顕著な側面を触診し、洗濯可能なマーカーでマークします。
    3. 上腕骨のより大きな塊茎を触診し、洗濯可能なマーカーでマークします。必要に応じて、テストアームを上腕骨の内部および外部回転を通して受動的に動かすことによって、より大きな塊の位置を確認します。
    4. 紙テープを使用して、文字列の一方の端を横のエピコンダイルマークに取り付けます。文字列を引っ張り、後腕手首の中点マークと接続します。
    5. 洗い立つマーカーを使用して、文字列に沿って近位前腕に沿って線をトレースします。
    6. 文字列の自由な終点を大きな塊のマークに移動し、文字列を引っ張ります。
    7. 洗えるマーカーを使用して文字列に沿って遠位上腕骨に沿って線をトレースし、文字列を削除します。
    8. 電気ゴニオメーターの遠位パドルを、横のエピコンダイルマークから遠位に1.5インチ(3.8 cm)のトレースラインの経路に沿って配置します。
    9. 横のエピコンダイルマークから1.5インチ(3.8cm)近いトレースラインの経路に沿って、電気ゴニオメーターの近位パドルを配置します。電気ゴニオメーターの残りの部品を紙テープで肌に固定します。
  5. 参加者の上肢をCPMマシンに快適に配置します。
    1. CPMマシンの高さと向きを調整して、90°サジタルプレーンショルダー屈曲、90°エルボ屈曲、中性前腕の位置を達成します。参加者の横方向エピコンダイルを CPM マシンの回転軸に合わせます。
    2. CPMマシンハンドサポートを調整して、参加者の手のひらにフィットし、リストストラップを介して前腕を固定します。 図 1 は、TDPM テストの最終参加者セットアップを示しています。

4. TDPM テストの管理

  1. 次の標準化された口頭情報を使用してテスト手順の参加者に知らせる:「このテストの間、機械はまっすぐにするか、肘を曲げるために非常にゆっくりと動くつもりです。私たちは、各試験の開始時に「始める」と言います, 8つの試験があります.私が始めると言うとき、マシンはあなたの腕を動かすかもしれないし、動かないかもしれない。腕が動くのを感じたらすぐにボタンを押してください。あなたが動きを感じない場合、我々は一定期間後に裁判を停止します。裁判を止めるまで注意を払うようにしなさい。これは使用するボタンです。今すぐボタンを押してテストしてください。
  2. 参加者に電気ゴニオメーターイベントマーキングトリガスイッチを渡し、スイッチをテストします。
  3. 手順の追加の側面を参加者に知らせます:「あなたの腕が動いたかどうかにかかわらず、各試験の間に、私たちはあなたの腕を機械から取り出し、それをまっすぐにし、マシンに戻します。リラックスして下さい。テストについて何か質問がありますか?このカーテンを使って、このテスト中に視力を遮断し、この聴覚保護を耳の上に置いて、テスト中に聞こえる音を最小限に抑えます。
  4. 視覚画面を使用して、テストされているアームとCPMマシンのビューをブロックすることによって、視覚入力を閉塞する。腕の動きの間に感覚的な入力を避けるために参加者の肩にスクリーン材料をドレープ。参加者にノイズキャンセリングヘッドフォンを配置して聴覚入力を減少させます( 図1を参照)。
  5. 「開始」と大声で述べ、CPMマシンの動きを開始する前に、試行ごとに対応する時間を待って、参加者が動きが始まる時期を推測する時間を減らします。標準化された遅延時間を表 1に示します。
トライアル番号12345678
遅延(複数可)1キャッチ312キャッチ31

表 1: 標準化された遅延とキャッチトライアルの場所参加者が動きが始まる時期を推測しようとするのを防ぐために、さまざまな試行開始時間の遅延が含まれています。キャッチ試験は、参加者が実際に動きを検出しているかどうかをテストするために含まれています19,,31.

  1. EMGセンサーのフィードバック測定値をモニタリングして、上腕二頭筋の腕筋および三頭筋の腕筋の活性化を観察し、参加者が動きの検出を支援するためにアクティブな動きを使用しようとしないことを確認します。
    1. 筋肉の活性化が指摘された場合, 試験を停止し、次の標準化されたスクリプトを使用します: "あなたの筋肉が活性化しています.テスト中は腕をリラックスさせてみてください。この試験は、研究者が参加者とCPMをリセットして次の試験を開始する(プロトコルステップ4.7)をリセットするとともに、データ分析からの除外のために注意する必要があります。
  2. 各試験の間に、参加者のテストアームをCPMマシンから取り外し、CPMマシンを90°スタート位置に戻します。参加者の肘を完全な伸張を通して受動的に移動し、90°屈曲に戻して筋肉のスピンドル運動履歴27,28,28を標準化する。次のトライアルのために、アームをCPMマシンに戻します。
  3. 参加者の腕が19を動かされない2つの「キャッチ」試験を含む8つの試験を完了する。参加者がトリガスイッチを押し下げたときは、各トライアル(キャッチとノンキャッチ)を終了し、トリガスイッチが押し下げられていない場合は15秒後に終了します。
  4. キャッチトライアル中に参加者が口頭で動きを感じることができないと報告したり、トリガースイッチを押し下げたりした場合は、次の標準化された応答を使用します:「あなたの腕は実際にその裁判中に動いませんでした。私はそれが感じるのは難しいことを知っている、マシンは非常にゆっくりと動く。腕が動いたり、腕の位置が変わったりすると、すぐに集中してボタンを押してみてください。

5. 参加者のTDPMスコアの計算

  1. 電気ゴニオメータートレーシングを使用して、CPMマシンの動きを開始した点、および参加者が動きを示すトリガスイッチを押し下げた点の電気ゴニオメーター角度測定を特定します。代表的な例については 、図 2 を参照してください。

figure-protocol-1
図2:検出点を用いての電気ゴニオメータートレースの例。電気ゴニオメーター線トレース(緑色線)、連続受動運動(CPM)機械運動の開始点、および参加者が示した動きが検出された点(第1青色のピーク)が示されている。試験開始時の電気ゴニオメーターの測定値(ピンクの円)と検出ポイント(オレンジ色の円)の差により、その試験のTDPM値が決まります。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

  1. 最後の角度から開始角度を引き、CPM が移動した角度の数を識別します。これは、そのトライアルの参加者の肘 TDPM 値です。
  2. 参加者の全体的な TDPM スコアを決定するには、6 つの非キャッチ試験から最小および最大の TDPM 値を削除し、残りの 4 つの試行スコアを平均29.

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結果

参加者：
ここで提示されたプロトコルを使用して、肘TDPMは、2つの異なる個人グループ(健康な成人20人と慢性脳卒中の8人の成人)の学術研究所で測定した。両方のグループの参加者は、チラシ、電子メール、口コミを使用してコミュニティから募集されました。健康な成人(女性14人、男性6人、平均年齢(SD)=28歳(7.9歳)、右利きと左利きの19歳)を試験し、障害のない集団の代表的な結果を生み出した。包含基準は、18歳から85歳であった。初期会議での審査によって決定される2段階の指示に従う能力。除外基準は:自己報告に基づいて上肢の神経筋機能に影響を与える疾患または状態の歴史;金属またはラテックスにアレルギーを報告しました。利き手はエジンバラ利きインベントリ30を使用して評価されました。健康な成人参加者の半数は右肘のTDPMを検査し、半分は左肘を検査(ブロック無作為化)させた。このプロトコルの試験再試験信頼性を決定するために、健康な成人参加者肘TDPMを2回測定し、1週間離れた。tBKT は TDPM テストの後、1 日目に完了しました。健康な参加者グループの...

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ディスカッション

提示されたプロトコルは、受動の動きを提供するために共通のCPMマシンを使用して標準化された方法で肘TDPMを測定する方法を説明します。健康な20人の参加者の間で、平均肘TDPM測定は、他のTDPM測定セットアップ77、19、3219を使用して以前の研究で特定された平均値と類似していることが判明し、32テストセッション全体で信頼性の高い結果を生み出しました。慢性脳卒中を有する8人の参加者の間で、平均して2分の1の肘のTDPMは有意に異なっていた、そしておそらく臨床的に有意義に、健康な成人集団から、以前に示されたように5,5,15。グループ間のTDPMの差の一部は、年齢差21、33、34、3533,34...

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開示事項

著者らは、競合する財政的利益はないと宣言している。

謝辞

著者らは、ここで使用されるEMGおよび電気ゴニオメーター機器の技術サポートに対して、ジョン・ネルソン博士に感謝したいと考えています。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
直径3/4インチのPVCパイプシャーロットパイプにカットするパイプ:30インチ/ 76.2 cm(x2)、8インチ/ 20.3 cm(x2)、44インチ/ 111.8 cm(x1)、32インチ/ 81.3 cm(x1)。
3/4インチ直径PVCパイプエンドキャップ(x3)シャーロットパイプ
3/4インチ直径PVCティー(x1)シャーロットパイプ
45°PVCエルボ(x1)シャーロットパイプ
90°PVCエルボー(x2)シャーロットパイプ
アスレチックテープ3M
Delsys取得ソフトウェア(EMGworks)Delsys
両面テープ3M
ダクトテープ3MEMGセンサーを配置する前に、参加者の皮膚の死んだ皮膚細胞の除去を支援するために使用されます。
エルボー 連続パッシブモーション (CPM) マシンArtromotChattanooga Artromot E2 コンパクトエルボー CPM;モデル 2038
エレクトロゴニオメーターバイオメトリクス (株
小麦粉袋 ふきん (x2)ルーム エッセンシャルビジュアルスクリーンの作成に使用される生地。
ハンドヘルド外部トリガースイッチ角憑性計のイベントマーキングに使用されるQualisys
聴覚、閉塞、ヘッドフォンコビー
、イソプロピル、アルコール、マウンテンフォールズ、
インチマーキング付き
、標準の高さ、椅子、KI
約15インチの紐が必要です。ゴニオメーターの配置の標準化に使用されるひも。
Trigno ゴニオメーターアダプターDelsys
Trigno ワイヤレス筋電図センサーDelsys
ウォッシャブルマーカークレヨラ
ウォッシュクロスアラマークイソプロピルアルコールと組み合わせて使用し、EMGセンサーを設置する前に参加者の皮膚を洗浄します。
の長さ) トリガースイッチ。、紙テープ、3M定規、ウェストコット、ストリング、品質、公園

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