Een methode voor het kwantificeren van de bovenste ledematen optreden in het dagelijks leven gebruik maakt van versnellingsmeters
21 april 2017
Dit protocol beschrijft een methode om de bovenste ledematen prestaties in het dagelijkse leven te kwantificeren met behulp van de pols gedragen accelerometers.
Het algemene doel van deze versnellingsmetrometer-methodologie is om de prestaties van de bovenste ledematen in het dagelijks leven te kwantificeren en zo de voortgang en resultaten van de rehabilitatie te volgen. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen in de revalidatie na een beroerte, zoals de vraag of een interventie de functie van iemand in de echte wereld kan verbeteren en niet alleen in de kliniek of het laboratorium.
Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het een numerieke kwantificering biedt van de prestaties van de bovenste ledematen en niet afhankelijk is van zelfrapportage. Hoewel deze methode oorspronkelijk is ontwikkeld voor revalidatie na een beroerte, kan deze ook worden toegepast bij andere personen die fysiotherapie en ergotherapie ontvangen. Denk hierbij aan mensen met hersenletsel of multiple sclerose, en zelfs kinderen met cerebrale parese.
In eerste instantie lijkt de methodologie wellicht complex vanwege het grote aantal stappen, maar na een paar keer gebruik worden deze handelingen veel routinematiger. Deze methode wordt gedemonstreerd door Maggie Bland, een lid van ons laboratorium. Begin met het aansluiten van de twee versnellingsmeters op de computer via het dockingstation om de batterijen op te laden en opname gedurende het gehele experiment te garanderen.
Nadat de versnellingsmeters zijn aangesloten op de computer, opent u de betreffende software om deze te initialiseren. Selecteer vervolgens in de software Initialisatie om de klokken van de versnellingsmeters met elkaar en met de lokale computer te synchroniseren. Voer de starttijd en datum van de gegevensverzameling in op basis van het moment waarop de versnellingsmeters bij de deelnemer worden geplaatst, en een einddatum en -tijd die ten minste 24 uur later ligt.
Select vervolgens 30 Hz in het vervolgkeuzemenu voor de bemonsteringsfrequentie en laat de LED-opties en draadloze opties ongemarkeerd. Schakel de Idle Sleep Mode in om de batterijduur te verlengen en selecteer Enter Subject Info om het initialisatieproces te voltooien. Voer vervolgens proefpersoon-specifieke informatie in voor de locatie van de accelerometer (de pols) en de lichaamszijde (rechts of links).
Kies ervoor om naar wens andere vakspecifieke informatie in te vullen. De invoer dient uitsluitend ter identificatie en heeft geen invloed op de data-analyse. Selecteer ten slotte Initialize Devices om het proces te voltooien.
Zodra de initialisatie is bevestigd, koppelt u de accelerometers los van de computer. Begin met het plaatsen van één accelerometer op elke pols van de deelnemer. Vraag de deelnemer vervolgens om gedurende de dag hun normale activiteiten uit te voeren en informeer hen dat de accelerometers in het begin vreemd kunnen aanvoelen, maar dat ze er snel aan gewend zullen raken.
Informeer de deelnemer dat de accelerometers waterbestendig zijn en gedragen kunnen worden tijdens het douchen of het afwassen. Instrueer hen echter om de accelerometers niet te dragen tijdens langdurige perioden van zwemmen. Vraag hen daarnaast om de accelerometers ook tijdens dutjes en 's nachts te blijven dragen.
Geef tot slot instructies over wanneer de twee accelerometers moeten worden afgelegd en hoe de accelerometers en het draaglogboek moeten worden teruggebracht of opgestuurd. Stuur de deelnemer vervolgens naar huis met de aanmoediging om normale dagelijkse activiteiten te ondernemen. Nadat de accelerometers zijn teruggekeerd, na een draagperiode van 24 uur of langer, sluit u ze aan op de computer om de opgenomen gegevens te downloaden.
Selecteer binnen de software Download en kies vervolgens via de knop Change Location een locatie op de computer om de gegevens op te slaan. Selecteer de optie om een AGD-bestand aan te maken. Voor bestanden die klein genoeg zijn om snel te worden geïnspecteerd, kiest u 10 seconds in het vervolgkeuzemenu Epoch en selecteert u Download All Devices.
Inspecteer vervolgens de gegevens visueel door op Bestand te klikken, Open AGD-bestand te selecteren en de te openen bestanden te kiezen, om te bevestigen dat de accelerometers gedurende de geplande periode zijn gedragen en dat de gegevens overeenkomen met het draaglogboek. Bekijk daarna de dagelijkse grafieken om de verzamelde gegevens te zien. Bevestig dat de activiteit plaatsvond tijdens de gebruikelijke wakkere uren en dat er geen langere perioden van inactiviteit zijn, behalve tijdens de nacht.
Indien gewenst, kan de grafiek worden verkleind om in te zoomen op kleinere tijdsintervallen. Om tenslotte bestanden voor berekeningen te genereren, herhaalt u het downloadproces, maar selecteert u één seconde in het vervolgkeuzemenu Epoch om de gegevens in epochten van één seconde te groeperen. Deze symmetrische plot van een gezonde volwassene geeft aan dat de bovenste ledematen gedurende de dag gelijktijdig actief zijn.
Hierbij worden de dominante en niet-dominante ledematen op soortgelijke wijze gebruikt. De symmetrie is in strijd met algemene opvattingen over handdominantie. Ten tweede is de plot boomvormig met een breed onderste gedeelte en afgeronde randen, waarbij deze afgeronde randen activiteit representeren waarbij één ledemaat beweegt terwijl de andere relatief stil blijft.
De symmetrie in de afgeronde randen geeft aan dat beide handen gedurende de dag op vergelijkbare wijze actief zijn voor zowel uitvoering als stabilisatie. Ten slotte geeft de warme gloed in het centrum aan dat de meest frequente bewegingen van de bovenste ledematen een lage intensiteit hebben, met ongeveer gelijke bijdragen van beide ledematen. Andere resultaten tonen de activiteit van de bovenste ledematen voor een individu met een beroerte die leidde tot matige parese en disfunctie van het linkerledemaat.
De asymmetrische plot geeft aan dat de paretische bovenarm zelden actief was tijdens het dagelijks leven en de lage piekwaarden betekenen dat er alleen activiteiten met een lage intensiteit plaatsvonden. Ten slotte duiden de koele kleuren in het midden op een lage bewegingsfrequentie. Zodra de methode onder de knie is, kan de installatie voor deze techniek ongeveer 10 minuten in beslag nemen.
Zodra de versnellingsmeters zijn teruggegeven, duurt de verwerking ongeveer 20 minuten. Bij het uitvoeren van deze procedure is het zeer belangrijk om de gegevens visueel te inspecteren nadat de versnellingsmeters zijn teruggegeven. Na de ontwikkeling heeft deze techniek de weg vrijgemaakt voor beroerte-onderzoekers om arm- en handactiviteit in het dagelijks leven te onderzoeken, buiten de kliniek of het laboratorium.
Na het bekijken van deze video weet u hoe u accelerometrie kunt gebruiken om de prestaties van de bovenste ledematen in het dagelijks leven te kwantificeren. U zult hiermee in staat zijn om de voortgang en de resultaten van de rehabilitatie te volgen.
Overzicht
Dit artikel presenteert een methodologie voor het kwantificeren van de prestaties van de bovenste extremiteiten in het dagelijks leven met behulp van draagbare accelerometers. Deze benadering maakt objectieve meting van arm- en handactiviteit in de echte wereld mogelijk, wat waardevolle gegevens oplevert voor het volgen van de voortgang en resultaten van rehabilitatie, in het bijzonder bij personen die herstellen van een beroerte of andere neurologische aandoeningen.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschappelijk gebied
- Neurorevalidatie
- Fysiotherapie en Ergotherapie
- Bewegingswetenschap
Achtergrond
- Traditionele beoordelingen meten vaak de activiteitscapaciteit in klinische of laboratoriumomstandigheden, wat mogelijk geen weerspiegeling is van de functie in de echte wereld.
- Draagbare accelerometers bieden een manier om het dagelijkse gebruik van ledematen buiten gestructureerde omgevingen objectief te monitoren.
- Een nauwkeurige meting van de dagelijkse activiteit is cruciaal voor het evalueren van revalidatie-interventies.
- Deze methodologie werd aanvankelijk ontwikkeld voor revalidatie na een beroerte, maar is toepasbaar op andere neurologische en pediatrische populaties.
Doel van de studie
- Om een gestandaardiseerde methode te bieden voor het verzamelen en analyseren van accelerometriegegevens van beide bovenste ledematen tijdens het dagelijks leven.
- Om klinisch relevante variabelen en visualisaties te genereren die het gebruik van de bovenste ledematen in de echte wereld weerspiegelen.
- Om onderzoek en klinische beoordeling van disfunctie en herstel van de bovenste ledematen te faciliteren.
Gebruikte methoden
- Deelnemers dragen gedurende ten minste 24 uur tijdens normale dagelijkse activiteiten twee polsaccelerometers (één aan elke pols).
- De accelerometers worden vóór inzet geïnitialiseerd, gesynchroniseerd en geprogrammeerd via gespecialiseerde software.
- Na de draagperiode worden de gegevens gedownload, visueel geïnspecteerd en verwerkt in epochten van één seconde voor gedetailleerde analyse.
- Er worden vier kernvariabelen berekend: gebruiksuren, gebruiksratio, magnituderatio en bilaterale magnitude; er worden dichtheidsplots gegenereerd om activiteitspatronen te visualiseren.
Belangrijkste resultaten
- Bij neurologisch intacte volwassenen tonen dichtheidsplots zeer consistente, symmetrische patronen van bilaterale activiteit van de bovenste ledematen.
- Plots van personen met een beroerte of een disfunctie van de bovenste ledematen onthullen asymmetrieën en verminderde activiteit in het aangedane ledemaat.
- De methodologie levert objectieve, kwantitatieve gegevens die niet afhankelijk zijn van zelfrapportage.
- De opstelling en gegevensverwerking zijn efficiënt en nemen, zodra men er vaardig in is, respectievelijk ongeveer 10 en 20 minuten in beslag.
Conclusies
- Deze op accelerometrie gebaseerde methode maakt een betrouwbare kwantificering van de prestaties van de bovenste ledematen in het dagelijks leven mogelijk.
- Het is geschikt voor zowel onderzoek als potentiële klinische toepassing in de neurorevalidatie.
- De aanpak ondersteunt de evaluatie van de effectiviteit van interventies en het monitoren van functioneel herstel buiten de kliniek.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor directie
Het kwantificeren van de prestaties van de bovenste ledematen in real-world settings vult een kritiek gat in de neurorevalidatie en translationele research door objectieve, continue gegevens te verschaffen die verder gaan dan klinische beoordelingen. Deze op accelerometrie gebaseerde methodologie vergroot het voorspellende vertrouwen in de uitkomsten van interventies en ondersteunt risico-gecorrigeerde beslissingen voor het verder ontwikkelen van therapeutische kandidaten gericht op motorisch herstel. De reproduceerbaarheid en schaalbaarheid maken het tot een waardevol instrument voor evaluatie op portfolioniveau van functionele eindpunten bij neurologische aandoeningen.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt objectieve meting van functioneel herstel mogelijk, wat de validatie van doelwitten voor neurorevalidatie-interventies ondersteunt.
- Faciliteert mechanische risicoreductie door het kwantificeren van het daadwerkelijke gebruik van de ledemaat in plaats van te vertrouwen op subjectieve rapportages.
- Biedt reproduceerbare eindpunten voor het evalueren van de biologische impact van kandidaattherapieën.
Screening & Assay-ontwikkeling
- Levert gestandaardiseerde, kwantitatieve resultaten (gebruiksuren, gebruikratio, magnituderatio, bilaterale magnitude) voor downstream-analyse.
- Ondersteunt de reproduceerbaarheid van assays en de vergelijkbaarheid tussen studies door middel van consistente protocollen voor gegevensverzameling.
- Bereidt gevalideerde datasets voor om de effectiviteit van interventies te screenen in diverse patiëntenpopulaties.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Rijgt functionele metingen uit met ziekterelevante eindpunten voor de ontwikkeling van translationele biomarkers.
- Maakt continuïteit mogelijk van ontdekking via preklinische en vroege klinische validatie door het volgen van resultaten in de echte wereld.
- Ondersteunt risico-gecorrigeerde go/no-go-beslissingen op basis van objectieve, ecologisch valide prestatiegegevens.
Pipeline- en workflowintegratie
Deze methodologie integreert in het continuüm van ontdekking naar preklinisch onderzoek door een brug te slaan tussen laboratoriumeffectiviteit en functionele resultaten in de praktijk.
- Ontdekkingsbiologie: Ondersteunt hypothesetesten over de impact van interventies in dagelijkse levensomgevingen.
- Screening: Biedt reproduceerbare, kwantitatieve resultaten voor het vergelijken van interventiegroepen.
- Analytica: Genereert dichtheidsplots en variabele outputs voor robuuste statistische analyse.
- Translationeel onderzoek: Sluit aan bij functionele eindpunten die relevant zijn voor de levenskwaliteit van patiënten en regelgevende verwachtingen.
- Bedrijfsbrede herbruikbaarheid: Biedt een schaalbaar, gestandaardiseerd platform voor toepassing in meerdere studies en populaties.
Operationele impact en impact op de organisatie
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit in studies naar functioneel herstel.
- Operationele waarde: Maakt snelle, gestandaardiseerde gegevensverzameling en -verwerking mogelijk over verschillende locaties en studies heen.
- Strategische waarde: Verbetert de besluitvorming voor therapeutische vooruitgang door effectiviteitsgegevens uit de praktijk te leveren.
- Impact op de portfolio: Ondersteunt risicogecorrigeerde prioritering van neurorehabilitatie-assets op basis van objectieve prestatiemetrieken.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in de verzameling en analyse van gegevens van draagbare sensoren.
- Toegang tot accelerometrie-hardware en compatibele analysesoftware is noodzakelijk.
- Vereist standaardisatie tussen teams voor protocollen voor gegevensverzameling en variabeledefinities.
- Aanpasbaar aan diverse neurologische en pediatrische populaties met minimale protocolwijzigingen.
- Afhankelijk van de therapietrouw van deelnemers wat betreft het dragen van het apparaat en nauwkeurige draaglogboeken.
