Name: 만성 뇌졸중 생존자의 운동학 및 트렁크 보상에 도달하는 목표 지향 팔에 대한 모터 작업 조건의 영향 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-05-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 15 min
Description: 학습하세요 만성 뇌졸중 생존자의 목표 지향 팔 운동에서 운동학적 측정과 트렁크 보상 전략을 분석하는 방법을. 3D 모션 캡처 기술을 활용하여 작업 조건이 운동 제어에 미치는 영향을 탐구합니다.

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저자들은 크리스토퍼 네빌, 지롤라모 맘몰리토, F. 제롬 파부야안이 이 프로토콜 및 데이터 수집 개발에 중요한 기여를 한 것에 대해 감사하고자 합니다.

<ol><li>Spinazzola, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impairments+of+trunk+movements+following+left+or+right+hemisphere+lesions%3A+dissociation+between+apraxic+errors+and+postural+instability%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Impairments of trunk movements following left or right hemisphere lesions: dissociation between apraxic errors and postural instability.</a> Brain. 126 (12), 2656-2666 (2003).</li>
<li>Michaelsen, S. M., Jacobs, S., Roby-Brami, A., Levin, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compensation+for+distal+impairments+of+grasping+in+adults+with+hemiparesis%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Compensation for distal impairments of grasping in adults with hemiparesis.</a> Experimental Brain Research. 157 (2), 162-173 (2004).</li>
<li>Saposnik, G., Levin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SORCan+SORC.+Virtual+Reality+in+Stroke+Rehabilitation+A+Meta-Analysis+and+Implications+for+Clinicians%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">SORCan SORC. Virtual Reality in Stroke Rehabilitation A Meta-Analysis and Implications for Clinicians.</a> Stroke. 42 (5), 1380-1386 (2011).</li>
<li>Levin, M. F., Snir, O., Liebermann, D. G., Weingarden, H., Weiss, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Virtual+Reality+Versus+Conventional+Treatment+of+Reaching+Ability+in+Chronic+Stroke%3A+Clinical+Feasibility+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology+and+Therapy%22%5BJournal%5D)">Virtual Reality Versus Conventional Treatment of Reaching Ability in Chronic Stroke: Clinical Feasibility Study.</a> Neurology and Therapy. 1 (1), 3(2012).</li>
<li>Knaut, L. A., Subramanian, S. K., McFadyen, B. J., Bourbonnais, D., Levin, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinematics+of+pointing+movements+made+in+a+virtual+versus+a+physical+3-dimensional+environment+in+healthy+and+stroke+subjects%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Kinematics of pointing movements made in a virtual versus a physical 3-dimensional environment in healthy and stroke subjects.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 90 (5), 793-802 (2009).</li>
<li>Mastos, M., Miller, K., Eliasson, A. C., Imms, C., Mastos, M., Eliasson, A. C., Imms, C. M. K., Mastos Miller, K., Eliasson, A. C., Imms, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Goal-directed+training%3A+linking+theories+of+treatment+to+clinical+practice+for+improved+functional+activities+in+daily+life%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Goal-directed training: linking theories of treatment to clinical practice for improved functional activities in daily life.</a> Clinical Rehabilitation. 21 (1), 47-55 (2007).</li>
<li>Harris, C. M., Wolpert, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Signal-dependent+noise+determines+motor+planning%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Signal-dependent noise determines motor planning.</a> Nature. 394, 780-784 (1998).</li>
<li>Gentilucci, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Object+motor+representation+and+reaching-grasping+control%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">Object motor representation and reaching-grasping control.</a> Neuropsychologia. 40 (8), 1139-1153 (2002).</li>
<li>Subramanian, S. K., Yamanaka, J., Chilingaryan, G., Levin, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validity+of+Movement+Pattern+Kinematics+as+Measures+of+Arm+Motor+Impairment+Poststroke%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Validity of Movement Pattern Kinematics as Measures of Arm Motor Impairment Poststroke.</a> Stroke. 41 (10), 2303-2308 (2010).</li>
<li>Strenge, H., Niederberger, U., Seelhorst, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+between+Tests+of+Attention+and+Performance+on+Grooved+and+Purdue+Pegboards+in+Normal+Subjects%5BTitle%5D)+AND+%22Perceptual+and+Motor+Skills%22%5BJournal%5D)">Correlation between Tests of Attention and Performance on Grooved and Purdue Pegboards in Normal Subjects.</a> Perceptual and Motor Skills. 95 (2), 507-514 (2002).</li>
<li>Lin, J. -H., Hsu, M. -J., Sheu, C. -F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Psychometric+comparisons+of+4+measures+for+assessing+upper-extremity+function+in+people+with+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Therapy%22%5BJournal%5D)">Psychometric comparisons of 4 measures for assessing upper-extremity function in people with stroke.</a> Physical Therapy. 89 (8), 840-850 (2009).</li>
<li>See, J., Dodakian, L., Chou, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+standardized+approach+to+the+fugl-meyer+assessment+and+its+implications+for+clinical+trials%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehabilitation+and+Neural+Repair%22%5BJournal%5D)">A standardized approach to the fugl-meyer assessment and its implications for clinical trials.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 27 (8), 732-741 (2013).</li>
<li>Murphy, M. A., Willén, C., Sunnerhagen, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinematic+Variables+Quantifying+Upper-Extremity+Performance+After+Stroke+During+Reaching+and+Drinking+From+a+Glass%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehabilitation+and+Neural+Repair%22%5BJournal%5D)">Kinematic Variables Quantifying Upper-Extremity Performance After Stroke During Reaching and Drinking From a Glass.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 25 (1), 71-80 (2011).</li>
<li>Michaelsen, S. M., Jacobs, S., Roby-Brami, A., Levin, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compensation+for+distal+impairments+of+grasping+in+adults+with+hemiparesis%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Compensation for distal impairments of grasping in adults with hemiparesis.</a> Experimental Brain Research. 157, 162-173 (2004).</li>
<li>Järveläinen, J., Schürmann, M., Hari, R., Jarvelainen, J., Schurmann, M., Hari, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+of+the+human+primary+motor+cortex+during+observation+of+tool+use%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Activation of the human primary motor cortex during observation of tool use.</a> Neuroimage. 23 (1), 187-192 (2004).</li>
<li>Imazu, S., Sugio, T., Tanaka, S., Inui, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differences+between+actual+and+imagined+usage+of+chopsticks%3A+An+fMRI+study%5BTitle%5D)+AND+%22Cortex%22%5BJournal%5D)">Differences between actual and imagined usage of chopsticks: An fMRI study.</a> Cortex. 43 (3), 301-307 (2007).</li>
<li>Ishii, R., Schulz, M., Xjang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MEG+study+of+lang-term+cortical+reoganization+of+senorimotor+areas+with+respect+to+using+chopsticks%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroreport%22%5BJournal%5D)">MEG study of lang-term cortical reoganization of senorimotor areas with respect to using chopsticks.</a> Neuroreport. 13 (16), 2155-2159 (2002).</li>
<li>Chen, H. M., Chang, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+skill+components+of+a+therapeutic+chopsticks+task+and+their+relationship+with+hand+function+tests%5BTitle%5D)+AND+%22Kaohsiung+Journal+of+Medical+Sciences%22%5BJournal%5D)">The skill components of a therapeutic chopsticks task and their relationship with hand function tests.</a> Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 15 (12), 704-709 (1999).</li>
<li>Shin, S., Demura, S., Aoki, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+prior+use+of+chopsticks+on+two+different+types+of+dexterity+tests%3A+Moving+Beans+Test+and+Purdue+Pegboard%5BTitle%5D)+AND+%22Perceptual+and+Motor+Skills%22%5BJournal%5D)">Effects of prior use of chopsticks on two different types of dexterity tests: Moving Beans Test and Purdue Pegboard.</a> Perceptual and Motor Skills. 108 (2), 392-398 (2009).</li>
<li>Ma, H. -i, Trombly, C. A., Robinson-Podolski, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Effect+of+Context+on+Skill+Acquisition+and+Transfer%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Occupational+Therapy%22%5BJournal%5D)">The Effect of Context on Skill Acquisition and Transfer.</a> American Journal of Occupational Therapy. 53 (2), 138-144 (1999).</li>
<li>Rosenbaum, D. A., Engelbrecht, S. E., Bushe, M. M., Loukopoulos, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Knowledge+Model+for+Selecting+and+Producing+Reaching+Movements%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Motor+Behavior%22%5BJournal%5D)">Knowledge Model for Selecting and Producing Reaching Movements.</a> Journal of Motor Behavior. 25 (3), 217-227 (1993).</li>
</ol>

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예비 결과는 이 프로토콜이 비장애인 성인과 만성 뇌졸중 생존자 모두에서 트렁크 보상과 목표 방향 팔이 운동학에 미치는 영향을 조사하는 것이 적절할 수 있음을 뒷받침합니다.
이러한 대표적인 결과는 또한 이 프로토콜이 비장애인 성인과 만성 뇌졸중 생존자 사이의 목표 지향 암 도달에 있는 운동적인 다름을 결정하기 위하여 적일지도 모르다는 것을 지원합니다. 이러한 연구 결과는 만성 뇌졸중 생존자의 목표 지향 팔 도달을 비장애인 대조군9,13,14에비해 느리고, 저커, 그리고 더 많은 피드백 기반 운동으로 특징짓는 이전연구와일치한다.
이 예비 연구에서는 젓가락 한 켤레를 사용한 미세한 손 모터 작업이 사용되었습니다. 젓가락을 사용하여 작은 물체를 집어 들면 높은 수준의<su...

트렁크 운동은 뇌졸중 후 상부 극단 (UE) 모터 적자1,2를가진 개인의 팔꿈치와 어깨에 제한된 자유도를 보상하기 위한 가장 일반적인 전략이다. 이전 연구는 뇌졸중 후 개인이 다른 모터 작업 환경에서 다른 운동 전략을 사용하는 것으로 나타났습니다3,4,5. 동적 시스템 모터 제어 이론은 동작 조건 및 환경6과같은 내부 개별 요인 및 외부 요인에서 움직임이 나타난다고 설명합니다. 또한 Fitt의 법칙은 느린 속도7로더 어려운 작업을 수행하는 경향이 있는 작업 난이도와 이동 속도 사이의 관계를 설명합니다. 골 지향 팔 도달 작업의 관점에서, Gentilucci는 사람들이 도달 하는 움직임을 느리게 보고 그들은 도달 하 고 더 큰 개체에 비해 작은 개체를 파악8. 그러나, 만성 뇌졸중 생존자의 운동학 및 보상 운동 전략에 도달하는 목표 지향 팔에 작업 복잡성의 영향은 잘 이해되지 않습니다. 만성 뇌졸중 생존자의 지적 및 파악 작업을 조사한 이전 연구는 Fugl-Meyer 상부 외사 점수9에의해 측정된 UE 운동 장애의 차이를 설명하는 두 가지 작업 사이의 운동 변수의 차이가 있음을 입증했습니다. 그러나 이 연구는 포인팅과 파악 작업 사이의 운동 변수 측면에서 운동 전략이 어떻게 다른지 직접 비교하지 는 않았습니다. 개별 모터 손상 수준을 고려하여 작업 조건이 보상 운동 전략에 미치는 영향에 대한 더 잘 이해하려면 보상 움직임을 최소화하고 모터 손상의 보상을 극대화하기 위해 효과적인 치료 세션을 설계하는 것이 중요합니다. 따라서 작업 조건, 특히 작업 복잡성, 뇌졸중 후 운동 장애가있는 개인의 운동 전략에 미치는 영향을 조사하는 것이 필수적입니다. 이 제안된 연구 프로토콜은 비장애인 성인과 뇌졸중 생존자의 운동학에 도달하는 목표 지향 팔에 대한 작업 조건의 영향을 조사할 것입니다. 이 프로토콜의 목표는 두 배입니다 : 1) 작업 복잡성이 만성 뇌졸중 생존자의 운동학에 도달하는 트렁크 보상과 목표 지향 팔에 영향을 미치는지 여부를 조사하기 위해; 2) 이 프로토콜이 비장애인 성인과 만성 뇌졸중 생존자 사이의 목표 지향 팔 도달의 운동학을 구별할 수 있는지 를 결정한다.

<table><tbody><tr><td>한 쌍의 젓가락</td><td>NA</td><td>NA</td><td>20cm 길이, 하나의 젓가락에는 패시브 모션 캡처 마커가 있습니다 (맞춤형)</td></tr><tr><td>모터 작업에 대한 청각 신호</td><td>NA</td><td>NA</td><td>맞춤 제작 오디오 파일은 스마트 폰에서 재생됩니다</td></tr><tr><td>Matlab R2018b 소프트웨어</td><td>Mathworks</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MotionMonitor v 8.52 Software</td><td>Innovative Sports Training, Inc., Chicago, IL</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Perdue Pegboard 테스트</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>플라스틱 큐브 (가장자리 0.3cm)</td> <td>NA</td><td></td><td>가장자리 0.3cm의 맞춤형 플라스틱 큐브. 이들은 3D 프린터를 사용하여 제작되었습니다</td></tr><tr><td>플라스틱 큐브 (가장자리 1cm)</td> <td>NA</td><td></td><td>가장자리 1cm의 맞춤형 플라스틱 큐브. 이들은 3D 프린터</td></tr><tr><td>템플릿 인쇄</td><td>NA</td><td>NA</td><td>홈 위치, 목표 위치의 윤곽을 포함한 모터 작업의 맞춤형 템플릿을</td></tr> 사용하여 만들어졌습니다.<tr><td>Vicon 512 모션 분석 시스템 및 워크스테이션 v5.2 소프트웨어</td><td>OMG plc, Oxford, UK</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

만성 뇌졸중 생존자의 운동학 및 트렁크 보상에 도달하는 목표 지향 팔에 대한 모터 작업 조건의 영향

The Impact of Motor Task Conditions on Goal-Directed Arm Reaching Kinematics and Trunk Compensation in Chronic Stroke Survivors

트렁크 보상은 만성 뇌졸중 생존자의 상부 사지 (UE) 모터 적자를 대체하는 가장 일반적인 운동 전략입니다. 작업 조건이 트렁크 보상과 목표 방향 팔이 운동학에 도달하는 방법에 미치는 영향을 조사하는 증거가 부족합니다. 이 프로토콜은 작업 난이도 및 복잡성을 포함한 작업 조건의 영향을 목표 지향 팔이 운동학에 도달하는 것을 목표로합니다. 비장애인 청년 2명과 경증 UE 운동 장애를 가진 만성 뇌졸중 생존자 2명이 프로토콜 테스트를 위해 모집되었습니다. 각 참가자는 목표 방향 암 도달을 네 가지 작업 조건(2작업 난이점 [큰 대상과 작은 대상] X 2 작업 복잡성[가리키기 대 픽업])으로 수행했습니다. 과제 목표는 청각 큐에 대한 응답으로 대상에 도달하고 가리키거나 홈 위치 20cm 앞에 있는 물체를 가능한 한 빨리 스타일러스 또는 젓가락한 쌍으로 선택하는 것이었습니다. 참가자들은 작업 조건당 10개의 도달을 수행했습니다. 트렁크와 암 운동학을 기록하는 데 3차원 모션 캡처 카메라 시스템이 사용되었습니다. 대표적인 결과는 작업 복잡성의 기능으로 이동 지속 시간, 운동 경련 및 트렁크 보상이 크게 증가했지만 모든 참가자에게 는 어려운 일이 아니라는 것을 보여주었습니다. 만성 뇌졸중 생존자는 비장애인 성인보다 훨씬 느리고, 더 느리고, 더 많은 피드백 의존적인 팔이 도달하고, 훨씬 더 많은 보상 트렁크 움직임을 보였다. 우리의 대표적인 결과는 이 프로토콜이 온화한 UE 운동 손상을 가진 만성 치기 생존자에 있는 모터 통제 전략에 작업 조건의 충격을 조사하기 위하여 이용될 수 있다는 것을 지원합니다.

이 결과는 2명의 비장애인 젊은 성인과 온화한 운동 장애를 가진 2명의 만성 치기 생존자에게서 예비 데이터입니다 (이 2명의 참가자의 Fugl-Meyer 점수는 66의 60 이상이었습니다). 비장애인 참가자들은 오른손에 오른손으로 작업을 수행했습니다. 뇌졸중 참가자는 또한 뇌졸중 전에 오른손잡이였고 둘 다 오른쪽 편도체가 있었습니다. 그들은 또한 오른손으로 작업을 수행했습니다. 인구와 대상 조건 사이의 이러한 운동 변수는 Wilcoxon 서명 순위 테스트를 사용하여 비교되었습니다.
어깨 궤적 길이는 골 지향 팔 도달(도 1)동안트렁크 보상의 더 민감한 측정이다. 트렁크 변위와 어깨 궤적 길이는 목표 방향 암 에 도달하는 동안 트렁크 보상을 나타내는 데 더 적합한 변수를 결정하기 위해 비교되었습니다. 비장애인 성인과 만성 뇌졸중 생존자 사이의 트렁크 변위는 4가지 작업 조건에서 큰 차이가 없었습니다. 그러나, 만성 뇌졸중 생존자...

이 프로토콜은 만성 뇌졸중 생존자의 운동 전략에 대한 작업 조건의 영향을 조사하기위한 것입니다. 또한, 이 프로토콜은 신경 근육 전기 자극에 의해 유도된 팔꿈치 확장에 있는 제한이 비장애인 성인에 있는 목표 지시된 무기 도중 트렁크 보상을 일으키는 원인이 되는지 검사하기 위하여 이용될 수 있습니다.

Trunk compensation is the most common movement strategy to substitute for upper extremity (UE) motor deficits in chronic stroke survivors. There is a lack ...

뇌졸중은 장기 장애의 주요 원인입니다. 트렁크 보상은 매일 활동을 위해 목표 방향 팔 이면에 도달하는 동안 제한된 팔 도달 범위를 대체하는 가장 일반적인 운동 전략입니다. 개인, 환경 및 테스트 상태 요인과 같은 모터 제어 전략에 영향을 주는 여러 가지 요인이 있습니다.이전 연구는 개인과 환경 요인에 초점을 맞추고있다. 그러나, 만성 뇌졸중 생존자에 보상 운동 전략에 관한 테스트 상태 요인잘 공부 되지 않은. 우리는 만성 뇌졸중 생존자에 도달 목표 지향 팔의 모터 테스트 조건 또는 모터 제어 전략의 영향을 조사하기 위해이 프로토콜을 설계했다.특히, 우리는 뇌졸중 후 개인이 다른 작업 목표를 가진 목표에 도달하는 움직임을 수행 할 때 다른 운동 전략을 활용하는 방법을 결정하는 것을 목표로합니다. 우리는 만성 뇌졸중 생존자가 기능적 작업 복잡성과 어려움으로 운동에 도달하는 목표 방향 팔 동안 트렁크 보상을 증가시킬 것이라는 우리의 가설을 테스트하기 위해이 프로토콜을 사용합니다. 이 섹션에서는 운동 측정 설정을 설명하려고 합니다.모션 모니터 소프트웨어가 있는 10대의 Vicon 3차원 모션 캡처 카메라를 사용하여 목표 방향 암 도달 운동을 기록합니다. 2.8.2의 Vicon Nexus 소프트웨어 버전을 사용하여 모션 캡처 카메라를 설정하여 원치 않는 반사, 카메라 보정 및 볼륨 원점 설정을 마스킹합니다. 그 후 모션 모니터 소프트웨어를 사용하여 운동 데이터 수집을 설정합니다.이 절차에는 마커 매핑, 스타일러스 설정, 월드 축 설정, 바디 세그먼트에 가상 센서 할당 이 포함됩니다. 그런 다음 참가자에 마커 트리어드를 넣습니다. 트렁크 마커 트라이어드는 스카풀라 사이의 흉부 척추 위에 피부에 배치됩니다.팔뚝 삼합술은 각 상완 측면의 중간에 피부에 배치됩니다. 팔뚝 트리아드는 각 팔뚝의 등쪽 표면 의 중간에 피부에 배치됩니다. 손 트라이어드는 세 번째 중족골 뼈 위에 피부에 배치됩니다.우리는 또한 테이블에 마커 트라이어드를 배치합니다. 이 마커 트라이어드는 홈 및 대상 위치의 위치를 등록하는 데 사용됩니다. 우리는 젓가락의 운동학을 기록하기 위해 사용자 정의 젓가락 스타일러스를 만들었습니다.젓가락 스타일러스는 마커 트라이어드를 가지고 있으며, 이것은 또한 모델에 등록되어 있습니다. 참가자에 모든 마커 트라이어드를 배치한 후 디지털화 방법을 사용하여 피사체 센서를 설정합니다. 절차는 마커 트라이어드 위치에 따라 모델에 바디 세그먼트를 등록하고 소프트웨어는 다른 조인트 센터의 위치를 계산합니다.화면 프롬프트를 따라 스타일러스를 사용하여 다음 랜드마크를 가리킵니다. 상부 트렁크의 경우 C7과 T1 척추 사이의 한 자리. 낮은 트렁크의 경우 T12와 L1 척추 사이의 한 자리.어깨 관절의 경우, 상완골의 머리 의 중간에서 멀리 두 자리. 팔꿈치 관절의 경우 관절의 중간선과 동등한 내측 팔꿈치와 측면 팔꿈치에 두 개의 반점이 있습니다. 손목 관절의 경우 관절의 중간에서 동일한 거리에있는 내측 및 측면 손목에 두 개의 반점이 있습니다.손에는 각 손의 세 번째 지골 끝이 있습니다. 홈 및 대상 위치의 경우 각 위치의 중심에 있는 자리입니다. 젓가락 스타일러스의 경우 젓가락 끝에 자리가 있습니다.모터 작업 조건에 도달하는 네 가지 목표 지향 팔이 있습니다. 여기에서 는 이러한 모터 작업 조건의 세부 사항을 설명할 것입니다. 작업 난이도를 나타내는 두 가지 대상 크기가 있습니다.큰 대상은 더 쉬운 작업 조건이 될 것입니다. 그리고 작은 대상은 더 어려운 작업 조건입니다. 또한 작업 복잡성을 나타내는 두 가지 테스트 유형이 있습니다.포인팅 작업은 간단한 모터 작업 조건이며 젓가락으로 물체를 집어 드는 것은 높은 수준의 손재주를 필요로 하는 보다 복잡한 모터 작업 조건입니다. 이 두 가지 작업 조건의 조합으로 우리는 네 가지 모터 작업 조건을 가지고 있습니다. 이 그림은 큰 대상을 가리키는 템플릿을 보여 주습니다.가정 및 대상 위치가 있습니다. 각 사각형 크기는 1 평방 센티미터입니다. 두 위치 사이의 중심 거리는 20cm입니다.큰 대상을 가리키는 작업 목표는 젓가락 팁으로 대상 사각형의 중앙에 도달하고 탭하는 것입니다. 참가자는 젓가락을 들고 홈 위치의 중앙에 젓가락의 팁을 찾습니다. 참가자가 이동 소리를 들을 때, 그 또는 그녀는 도달하고 가능한 한 빠르고 정확하게 대상 사각형의 중심을 누릅니다.참가자는 작업을 완료하는 데 3초가 있습니다. 이동 신호에서 3초 후에 정지 신호가 표시됩니다. 참가자가 3초 이내에 작업을 완료할 수 없는 경우 실패한 평가판으로 간주됩니다.참가자는 각 평가판 사이에 10초 동안 이 작업을 10번 반복합니다. Go.Stop. 젓가락 한 쌍을 사용하여 큰 개체 작업을 픽업하는 것과 동일한 템플릿을 사용합니다. 가장자리에 1센티미터 의 플라스틱 큐브가 대상 위치에 배치됩니다.작업 목표는 떨어뜨리지 않고 가능한 한 빨리 젓가락 한 쌍으로 인치 높이에 대한 플라스틱 큐브에 도달하고 선택하는 것입니다. 참가자는 젓가락 한 켤레를 들고 홈 위치중앙의 팁을 찾습니다. 참가자가 이동 소리를 들을 때, 그 또는 그녀는 도달하고 가능한 한 빨리 큐브를 집어 들으시다.참가자는 이동 신호 후 3초를 준 정지 신호 전에 큐브를 선택해야 합니다. 참가자가 3초 이내에 큐브를 선택할 수 없는 경우 실패한 평가판으로 간주됩니다. 젓가락의 팁을 홈 포지션으로 되돌려 달라는 요청을 받습니다.작업 중에 플라스틱 큐브를 떨어뜨리거나 비행하는 것은 실패한 평가판으로 간주됩니다. Go.Stop. 작은 대상을 가리키는 것은 큰 대상을 가리키는 것과 동일하지만 정사각형 대상 크기는 0.3 x 0.3 평방 센티미터입니다. 참가자는 젓가락을 잡고 홈 위치의 중앙에 젓가락의 팁을 찾습니다.참가자가 이동 소리를 들을 때 그 또는 그녀는 도달하고 가능한 한 빠르고 정확하게 대상 사각형의 중심을 누릅니다. Go.Stop. 작은 오브젝트 작업을 선택하는 작업은 큰 개체 작업을 선택하는 것과 동일하지만 대상 개체는 가장자리에서 0.3cm입니다. 가장자리에 플라스틱 큐브 0.3센티미터가 대상 위치에 배치됩니다.작업 목표는 떨어뜨리지 않고 가능한 한 빨리 젓가락 한 쌍으로 인치 높이에 대한 플라스틱 큐브에 도달하고 선택하는 것입니다. 참가자는 젓가락 한 켤레를 들고 홈 위치중앙의 팁을 찾습니다. 참가자가 이동 소리를 들을 때, 그 또는 그녀는 도달하고 가능한 한 빨리 Go.Stop 큐브를 집어 들으십시오.이 섹션에서는 목표 방향 의 팔이 운동 데이터 분석에 도달하는 것을 설명할 것입니다. 모션 모니터 소프트웨어에서 다음 랜드마크의 위치 데이터를 내보냅니다. 젓가락 스타일러스의 끝, 테이블에 홈 위치, 테이블에 대상 위치, 세 번째 지골의 중간에 각 손, 팔꿈치 관절의 각 중심, 어깨 관절의 각 중심, 트렁크 움직임을 나타내는 C7 척추.각 참가자의 상부 극단 공동 랜드마크와 트렁크 위치 데이터는 X, Y 및 Z 축에서 각 작업 조건에 대한 텍스트 파일로 내보냅니다. 운동 데이터는 사용자 지정 스크립트 및 MATLAB 소프트웨어를 사용하여 미리 처리됩니다. 운동 데이터 사전 처리에는 3개의 Hertz 컷오프가 있는 제3차 버터워스 로우 패스 필터를 사용하여 필터링하는 것이 포함됩니다.그런 다음 수행되는 손 위치의 X, Y 및 Z 방향의 결과를 계산합니다. 위치 데이터의 사전 처리 후, 우리는 목표 방향 팔 도달의 운동 변수를 계산하기 위해 수행 손의 3 차원 위치의 결과결과를 사용하여 운동 데이터 분석을 수행했다. 우리는 운동 데이터 분석을 위해 사용자 정의 스크립트와 MATLAB 소프트웨어를 사용합니다.우선, 당사는 각각 위치 데이터의 제1, 제2 및 제3 유도체인 수행 손의 접선 속도, 가속 및 바보를 계산합니다. 그런 다음 각 평가판의 접선 속도 프로파일을 사용하여 이동 개시, 오프셋 및 피크 속도를 결정합니다. 다음 운동 변수는 동역학 데이터 분석, 이동 지속 시간, 피크 속도, 절대 및 상대적 시간에서 피크 속도와 기록 치수 없는 바보로 계산되었습니다.여기서는 모범 속도 프로파일을 사용하여 이러한 운동 변수를 설명하려고 합니다. 이동 개시 및 오프셋은 초당 0.01미터인 이동 개시 및 오프셋 임계값을 사용하여 식별됩니다. 이동 개시는 접선 속도가 초당 0.01미터 를 초과하는 도달 지점의 첫 번째 프레임으로 정의됩니다.이동 간격띄우기는 접선 속도가 초당 0.01미터 를 초과하는 도달 지점의 마지막 프레임으로 정의됩니다. 이동 지속 시간은 이동 개시와 오프셋 사이의 시간으로 정의됩니다. 피크 속도는 이동 개시와 오프셋 사이의 최대 속도 진폭입니다.피크 속도의 시간은 이동 개시에서 피크 속도에 도달하는 시간입니다. 이동 시작, 오프셋 및 피크 속도는 MATLAB 소프트웨어의 사용자 지정 스크립트를 사용하여 자동으로 레이블을 지정합니다. 이 자동화된 라벨이후에 레이블은 구도자가 시각화하고 검사합니다.레이블이 올바르지 않으면 구도자가 수동 조정을 합니다. 로그 치수 없는 바보는 위치의 세 번째 유도체인 이 방정식을 사용하여 도달 범위의 바보 프로파일에서 계산됩니다. 우리는 목표 방향 팔에 도달하는 동안 트렁크 보상의 두 가지 조치를 계산했습니다.첫째, 트렁크 변위를 계산했습니다. 이 측정값은 트렁크 랜드마크의 거리 차이, 이동 개시및 오프셋 사이의 C7입니다. 다른 트렁크 보정 측정은 어깨 궤적 길이입니다.이 측정값은 팔에 도달하는 움직임 개시와 오프셋 사이의 어깨 랜드마크의 이동 거리입니다. 어깨 궤적 길이는 골 지향 팔에 도달하는 동안 새로운 트렁크 보상 측정입니다. 우리는 모든 방향에서 트렁크 보상을 캡처하기 위해이 조치를 채택했다.우리는 이러한 트렁크 보상 조치를 계산하기 위해 세 가지 차원을 모두 사용합니다. 이 섹션에서는 예비 결과를 발표할 예정입니다. 우리의 예비 연구는 오른쪽에 온화한 상부 사지 운동 장애를 가진 2명의 만성 치기 생존자및 2명의 비장애인 젊은 성인이 있습니다.모든 참가자는 젓가락 사용의 작은 이전 경험이 없었다. 만성 뇌졸중 생존자는 뇌졸중 발병 전에 지배적이었던 완면 오른손을 사용하여 모터 작업을 수행합니다. 비장애인 청년성인은 오른손으로 모터 작업을 수행했는데, 이는 그들의 지배적인 손입니다.여기서, 우리는 어깨 탄도가 트렁크 변위보다 더 민감한 측정인지 확인하기 위해 두 가지 다른 트렁크 보상 조치를 비교하여 트렁크 보정을 포착했습니다. 그림 하나는 두 개의 서로 다른 참가자 인구에서 트렁크 보상 조치의 바이올린 플롯을 보여줍니다. 녹색 플롯은 어깨 궤적 길이를 나타내고 빨간색 플롯은 트렁크 변위를 나타냅니다.바이올린 플롯의 각 점은 각 팔이 움직임에 도달하는 것을 나타냅니다. 그림 하나는 비 장애인 성인과 만성 뇌졸중 생존자가 트렁크 변위에 차이가 없다는 것을 보여줍니다. 만성 뇌졸중 생존자의 어깨 궤적 길이는 비 장애인 성인보다 큽습니다.이 결과는 어깨 탄도 길이가 뇌졸중 후 개인의 트렁크 변위보다 골 지향 팔이 도달하는 동안 트렁크 보상의 더 민감한 척도임을 나타낼 수 있습니다. 그림 둘은 참가자 집단과 다른 모터 작업 간의 운동 변수의 차이를 다룹니다. 이 그림에서 빨간색 설명 된 상자 플롯은 만성 뇌졸중 생존자를 나타내고 파란색 으로 설명 된 상자 플롯은 비 장애인 청년을 나타냅니다.그리고 X축은 큰 대상을 가리키는 네 가지 작업 조건이 있으며, 작은 대상을 가리키며 작은 물체를 집어 들수 있습니다. 만성 뇌졸중 생존자는 다른 작업 조건에 걸쳐 비 장애인 젊은 성인에 비해 운동 특성에 도달 하는 다른 목표 지향 팔했다. 요약하자면, 만성 뇌졸중 생존자들은 비장애인 청년성인들보다 팔이 느리고 더 낮았다.또한 만성 뇌졸중 생존자는 도달의 피드백 기반 조정에 더 의존했으며, 이는 피크 속도에 대한 상대적 시간이 낮음으로 표시됩니다. 이러한 결과는 이전 결과와 일치합니다. 마지막으로 그림 2는 작업 복잡성이 목표 지향 팔 도달 운동의 운동학에 영향을 미친다는 것을 보여줍니다.참가자는 두 참가자 집단모두에 대한 간단한 모터 작업보다 더 복잡한 모터 작업을 위해 느리고 저커 움직임을 활용합니다. 게다가 그들은 더 복잡한 작업에 도달 팔의 더 많은 피드백 기반 제어를 사용합니다. 사람들은 또한 간단한 모터 작업보다 더 복잡한 모터 작업에 더 많은 트렁크 보상을 사용하는 경향이 있습니다.우리의 예비 결과는 이 프로토콜이 만성 치기 생존자에 있는 목표 지시한 무기 도달 운동 전략에 시험 조건의 충격을 조사하기 위하여 이용될 수 있다는 것을 지원합니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

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허혈성 뇌졸중의 마우스 모델에서 감각 운동 피질 손상 후 보상 사지 사용과 운동 기능의 학습 행동 평가

여기, 우리 개발 하 고 뇌졸중 환자에서 상 지 장애의 복구에 대 한 모바일 게임 기반 가상 현실 프로그램을 적용 하는 프로토콜을 제시. 현재 연구는 모바일 프로그램 가능 하 고 효과적으로 뇌졸중 환자에서 상 지 복구를 촉진을 보여줍니다.

상부 말단 뇌졸중 재활을 위한 모바일 게임 기반 가상 현실 프로그램

이 프로토콜 운동 성능과 개인 치기와 건강 한 컨트롤에 적용 하는 상부 말단의 sensorimotor 기능을 평가 하는 객관적인 방법을 설명 합니다. 표준화 된 테스트 절차 작업 술의 3 차원 모션 캡처에 대 한 운동학 적 분석 및 결과 변수 제공 됩니다.

와 위 말단 장애 없이 사람들이 마시는 작업의 운동학 적 분석 3D 모션을 사용 하 여 캡처

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