Komputerowa posturografia dynamiczna do oceny kontroli postawy u pacjentów z przerywanym kladykacją

Summary

Osoby z chromaniem przestankowym wykazują słabą równowagę w porównaniu do zdrowych osób z grupy kontrolnej. Komputerowa posturografia dynamiczna jest obiektywną metodą pomiaru reakcji posturalnych danej osoby na zaburzenia równowagi. Zapewnia to obiektywne odzwierciedlenie zdolności osoby do reagowania na sytuacje, w których bodźce sensoryczne ulegają zmianie i pojawiają się nieoczekiwane perturbacje.

Abstract

Komputerowa posturografia dynamiczna z EquiTest jest obiektywną techniką pomiaru strategii postawy w trudnych warunkach statycznych i dynamicznych. W ramach oceny diagnostycznej ważne jest wczesne wykrycie wad postawy, aby można było przepisać odpowiednie i ukierunkowane interwencje. Test Organizacji Sensorycznej (SOT) w EquiTest określa wykorzystanie przez daną osobę systemów sensorycznych (somatosensorycznego, wzrokowego i przedsionkowego), które są odpowiedzialne za kontrolę postawy. Dane somatosensoryczne i wzrokowe są zmieniane przez skalibrowaną powierzchnię podparcia i otoczenie wizualne, które poruszają się w kierunku przednim i tylnym w odpowiedzi na kołysanie postawy danej osoby. Stwarza to sprzeczne doświadczenia zmysłowe. Test Kontroli Motorycznej (MCT) rzuca wyzwanie kontroli postawy, tworząc nieoczekiwane zaburzenia postawy w postaci translacji do tyłu i do przodu. Translacje są klasyfikowane pod względem wielkości i obliczany jest czas potrzebny do wyjścia z perturbacji.

Chromanie przestankowe, najczęstszy objaw choroby tętnic obwodowych, charakteryzuje się skurczowym bólem kończyn dolnych i jest spowodowane niedokrwieniem mięśni wtórnym do zmniejszonego przepływu krwi do pracujących mięśni podczas wysiłku fizycznego. Klaudykanci często wykazują słabą równowagę, co czyni je podatnymi na upadki i unikanie aktywności. Wskaźnik ciśnienia w kostce ramiennej (ABPI) jest nieinwazyjną metodą oznaczania obecności choroby tętnic obwodowych i chromania przestankowego, częstego objawu w kończynach dolnych. ABPI mierzy się jako najwyższe ciśnienie skurczowe z grzbietu stopy lub tylnej tętnicy piszczelowej podzielone przez najwyższe ciśnienie skurczowe tętnicy ramiennej z dowolnego ramienia. W artykule skupiono się na zastosowaniu komputerowej posturografii dynamicznej w ocenie równowagi u chromaczy.

Introduction

Komputerowa dynamiczna posturografia (CDP) to technika oceny do obiektywnego pomiaru kontroli postawy. Wyodrębnia i określa ilościowo funkcjonalny wkład różnych układów sensorycznych (tj. bodźców somatosensorycznych, wzrokowych i przedsionkowych) oraz mechanizmy integracji tych bodźców sensorycznych w celu utrzymania równowagi. Jest to cenne narzędzie do badania zaburzeń sensorycznych, motorycznych i ośrodkowego przystosowania^{się do} niepełnosprawności 1. Skomputeryzowana posturografia dynamiczna wykrywa kołysanie postawy, mierząc przesunięcia środka ciężkości (COG), gdy osoba porusza się w granicach stabilności. Może określić ilościowo strategie posturalne dla zaburzeń statycznych i dynamicznych, określając, czy dana osoba używa strategii kostki lub biodra podczas protokołów CDP, czy też kombinacji tych dwóch, w odpowiedzi na zaburzenia postawy.

Oceny równowagi są rutynowe w warunkach klinicznych i rehabilitacyjnych. Wskazują one na zdolność danej osoby do kontrolowania równowagi w różnych warunkach, takich jak zmniejszona podstawa podparcia (np. postawa tandemowa lub jednostronna) lub bez bodźców wzrokowych (np. zamknięte oczy). Dlatego są one często używane do określenia podatności danej osoby na upadek. Kilka zatwierdzonych i wiarygodnych testów równowagi, takich jak Berg Balance Scale² i Tinetti Gait and Balance^{test 3}, jest powszechnie stosowanych klinicznie do oceny zdolności danej osoby do utrzymania równowagi podczas zadań funkcjonalnych. Chociaż testy zostały zaprojektowane głównie do użytku z osobami starszymi, są one również subiektywne i podatne na wpływ na pułap, zwłaszcza wśród osób starszych mieszkających w społecznościach lokalnych o wysokim poziomie funkcjonowania. Komputerowa posturografia dynamiczna z EquiTest zapewnia obiektywną ocenę kontroli postawy, a tym samym wymaga użycia bardziej złożonego sprzętu niż rutynowe testy kliniczne. Jest jednak również droższy i nie przenośny. Tym samym ma na celu uzupełnienie, a nie zastąpienie, istniejących pomiarów klinicznych, które kategoryzują mechanizmy zaburzeń równowagi.

Chromanie przestankowe, często zgłaszany objaw choroby tętnic obwodowych, charakteryzuje się skurczowym bólem, który rozwija się w kończynach dolnych podczas aktywności fizycznej i ustępuje po odpoczynku. Kladudzi mają zaburzenia równowagi i chodu; wykazują ograniczenia funkcjonalne i są podatni na upadki. Wskaźnik ciśnienia w kostce ramiennej (ABPI) jest prostą, nieinwazyjną metodą wykrywania obecności choroby tętnic obwodowych z chromaniem przestankowym współistniejącym upośledzoną funkcją kończyny dolnej. Choroba jest powszechnie leczona nieinwazyjnie za pomocą stylu życia i programów ćwiczeń⁴. Wczesne wykrycie wad postawy jest korzystne dla skutecznego zapobiegania upadkom¹. Chociaż pomiar ABPI nie jest konieczny u pacjentów bez objawów choroby tętnic obwodowych z chromaniem przestankowym lub u pacjentów z innymi dysfunkcjami związanymi z równowagą, jest ważny jako część pełnego badania lekarskiego u pacjentów, u których podejrzewa się chorobę tętnic obwodowych, a ruch i równowaga są niekorzystnie zaburzone.

Komputerowa dynamiczna posturografia, z protokołami takimi jak Test Organizacji Sensorycznej i Test Kontroli Motorycznej na EquiTest, została wykorzystana w badaniach nad równowagą u zdrowych osób starszych⁵, do rozróżnienia między osobami w podeszłym wieku a zdrowymi^{6, u} osób z zaburzeniami równowagi⁷, a nawet z populacjami osób po amputacji piszczelowej^8,9. Komputerowa posturografia dynamiczna była wcześniej oceniana w populacji klaudykantów, a wyniki wykazały, że 52% chromaczy wykazuje dysfunkcję przedsionkową¹⁰ i osiąga znacznie gorsze wyniki wraz ze wzrostem nasilenia chromania¹¹. W związku z tym ta obiektywna technika pomiaru równowagi jest uważana za wystarczająco czułą, aby różnicować strategie kontroli postawy u pacjentów w zależności od ciężkości choroby. W pracy skoncentrowano się na zastosowaniu komputerowej posturografii dynamicznej w ocenie równowagi u pacjentów z rozpoznaniem chromania przestankowego spowodowanego chorobą tętnic obwodowych.

Protocol

Uczestnicy byli pacjentami ambulatoryjnym oddziału chirurgii naczyniowej w lokalnym szpitalu klinicznym i wyrazili świadomą zgodę na udział w tym badaniu. Badanie zostało zatwierdzone przez Lokalną Komisję Etyki Badań NHS (numer referencyjny REC: 07/Q1105/12), a protokół był zgodny z wytycznymi IRB Uniwersytetu w Hull. Wszyscy uczestnicy ukończyli Test Organizacji Sensorycznej i Test Kontroli Motorycznej na EquiTest. Wskaźnik ciśnienia w kostce ramiennej mierzono przed ćwiczeniami w celu skategoryzowania ciężkości choroby.

1. Pomiar wskaźnika ciśnienia w kostce ramiennej (ABPI)

1. Pozwól uczestnikowi odpocząć w pozycji leżącej na plecach przez co najmniej 5 minut przed wykonaniem pomiaru ABPI.
2. Wyreguluj standardowy mankiet ciśnieniomierza nad tętnicą ramienną powyżej łokcia oraz grzbietem stopy i tylnymi tętnicami piszczelowymi nad kostką. Szybko napompuj mankiety do 20 mmHg powyżej słyszalnego ciśnienia skurczowego, a następnie opróżnij je ze stałą szybkością 2 mm/s.
3. Zapisz ciśnienie skurczowe jako ciśnienie, przy którym słyszalne jest pierwsze trwałe ciśnienie skurczowe. Następnie za pomocą ręcznej sondy dopplerowskiej (5-8 MHz) zmierz ciśnienie skurczowe tętnic grzbietowych i piszczelowych tylnych.
4. Obliczać ABPI z ciśnieniem skurczowym kostki jako licznikiem, nad ciśnieniem skurczowym ramienia jako mianownikiem.

Uwaga: Obecnie stosuje się kilka metod do określania wartości licznika ABPI. Amerykańskie Towarzystwo Kardiologiczne (American Heart Association) zaleca stosowanie wyższego ciśnienia skurczowego tętnic dwunożnych dla licznika¹², którego użyliśmy, podczas gdy inna metoda opisana w literaturze mówi o użyciu niższego ciśnienia skurczowego¹³. Trzecia metoda zaleca stosowanie średniego ciśnienia skurczowego z tętnic grzbietowych i piszczelowych tylnych¹³.

2. Konfiguracja sprzętu

1. Upewnij się, że obszar wokół EquiTest jest wolny od przeszkód i usuń wszelkie przedmioty z płytek o podwójnej sile i włącz system EquiTest. Zakończ kalibrację powierzchni nośnej płyty o podwójnej siły i wizualnej kalibracji przestrzennej.
   nuta: Ruch płyt siłowych odbywa się wzdłuż osi x i y. Płytki o podwójnej sile najpierw przesuwają się do przodu i do tyłu wokół osi y, która jest równoległa do podłogi, z maksymalną prędkością liniową 15,24 cm/s. Następnie obracają się wokół osi x, tak aby ułatwić zgięcie grzbietowe kostki (palce u stóp) i podeszwowe (palce u stóp), przy maksymalnej prędkości kątowej 50°/s (0,87 rad/s). Otoczenie wizualne przechyla się do przodu i do tyłu wokół osi x z maksymalną prędkością kątową 15°/s (0,26 rad/s) w zakresie ±10°. Cztery przetworniki siły w dwóch niezależnych płytach siły mierzą siły pionowe dla każdej kończyny; Piąty przetwornik, znajdujący się pod złączem sworzniowym, który łączy dwie płytki siłowe, mierzy ogólną siłę ścinającą.
2. Wprowadź informacje o uczestniku (np. wiek i wzrost) do oprogramowania. Dokładnie określ ich wiek i wzrost.
   nuta: Wyniki uczestnika zostaną porównane z normatywnym zbiorem danych dopasowanym do wieku (20-59, 60-69, 70-79 lat). Wysokość pozwoli na skalowanie wielkości (małej, średniej i dużej) przesunięć sił do tyłu i do przodu zgodnie z ich wysokością.
3. Wybierz, czy chcesz włączyć lub wyłączyć ekran wyświetlacza w otoczeniu wizualnym.
   nuta: Jeśli ekran wyświetlacza jest włączony, uczestnik otrzyma w czasie rzeczywistym wizualne informacje zwrotne na temat ruchu COG, co może być przydatne podczas sesji treningowych lub gdy operator chce, aby uczestnik zobaczył swój wynik. Wyniki każdej próby są przetwarzane po jej zakończeniu i wyświetlane jako zielone lub czerwone paski. Zielone słupki wskazują, że uczestnik osiągnął lepsze wyniki niż dane normatywne dopasowane do wieku, podczas gdy czerwone paski wskazują, że jego wyniki były gorsze.

3. Przygotowanie uczestników

1. Poproś, aby uczestnik założył wygodne, luźne ubranie i zdjął obuwie do testów na EquiTest. Poproś uczestnika, aby założył uprząż bezpieczeństwa, jednocześnie przypinając długie pasy przez nogi i zapinając klamrę w talii.
2. Ustawić uczestnika na płytkach o podwójnej sile i przypiąć karabinek z pasów bezpieczeństwa do D-ringów uprzęży bezpieczeństwa.
   nuta: Uczestnik jest teraz bezpiecznie przymocowany do drążka bezpieczeństwa (za pomocą pasów bezpieczeństwa), co zapobiegnie jego upadkowi, jeśli straci równowagę (lub poczuje, że straci równowagę) podczas testu.
3. Wyśrodkuj stopy uczestnika na powierzchni podparcia: umieść kostkę przyśrodkową każdej stopy nad niebieską linią poziomą, tak aby staw skokowy był wyrównany z poprzeczną osią obrotu, i ustaw boczną stronę kości piętowej zgodnie z oznaczeniami powierzchni S, M lub T. Wyreguluj napięcie pasów bezpieczeństwa, aby nie były ani zbyt luźne, ani zbyt wyuczone.
   nuta: W zależności od wzrostu uczestnika, mały waha się od 76-140 cm, średni od 141-165 cm, a wysoki od 166-203 cm (ryc. 1A). Ruchy powierzchni podparcia do tyłu i do przodu (płyty o podwójnej sile) występują wzdłuż osi y, podczas gdy ruchy z boku na bok na powierzchni podparcia występują wzdłuż osi x. Płytki o podwójnej sile mogą obracać się wokół osi x, która reprezentuje oś poprzeczną stawu skokowego. Gdy uczestnik stoi z kostkami nad niebieską linią poziomą i ze stopami w równej odległości bocznej od linii środkowej (osi y) zgodnie z oznaczeniami S, M lub T, jego środek ciężkości powinien znajdować się bezpośrednio nad punktem przecięcia osi x i y. Pozycja ta służy jako punkt odniesienia do obliczania kątów kołysania
4. Poproś uczestnika, aby stanął prosto, z rękami po bokach, patrząc prosto przed siebie na wizualne otoczenie. Poproś o powstrzymanie się od poruszania stopami na czas trwania badania (rysunek 1B).
   nuta: Jeśli stopy są prawidłowo ustawione, wyświetlacz środka ciężkości (COG) powinien ilustrować figurę drążka na przecięciu osi x i y. Jeśli jednak figurka patyczka jest źle ustawiona, a stopy są prawidłowo ustawione (zgodnie z powyższymi instrukcjami), nie reguluj ponownie nóżek.

4. Test Organizacji Sensorycznej (SOT)

1. Spełnij warunki 1-6 w protokole SOT.
   nuta: SOT składa się z 6 warunków, z których każdy składa się z 3 prób trwających 20 sekund każde. W Warunkach 1 i 2 uczestnik stoi cicho z odpowiednio otwartymi i zamkniętymi oczami. Ustala to, czy kołysanie zwiększa się, gdy sygnały wizualne są usuwane, i określa, jak skutecznie uczestnik wykorzystuje dane somatosensoryczne. W Warunku 3 uczestnik stoi z otwartymi oczami; Otoczenie wizualne jest odwoływane do kołysania, a wskazówki wizualne stają się niedokładne. W warunku 4 powierzchnia podparcia jest odchylona; W ten sposób sygnały somatosensoryczne stają się niedokładne. Warunek 5 jest wykonywany z zamkniętymi oczami i powierzchnią podparcia odnoszącą się do kołysania. Określa to, w jaki sposób uczestnik wykorzystuje wskazówki przedsionkowe, gdy wskazówki wizualne są usuwane, a wskazówki somatosensoryczne są niedokładne. Wreszcie, w Warunku 6, zarówno wizualne otoczenie, jak i powierzchnia podparcia są odwoływane do kołysania, co określa, czy uczestnik polega na wskazówkach wizualnych, nawet jeśli są one niedokładne. Warunki SOT są oceniane pod względem trudności. Pierwsze 3 warunki są wykonywane na statycznej powierzchni podparcia, podczas gdy ostatnie 3 warunki wykorzystują dynamiczną powierzchnię podparcia.
2. Oceń wynik po każdej próbie (pojawi się zielony lub czerwony pasek wyświetlający wynik równowagi uczestnika w stosunku do normatywnego zestawu danych dopasowanego do wieku). Przerwij dowolną próbę w dowolnym momencie, jeśli uczestnik wygląda, jakby potrzebował pomocy.
3. Oznacz każdą próbę, w której uczestnik robi krok, dotyka otoczenia wizualnego lub zaczyna upadać, jako utratę równowagi (LOB). W razie potrzeby pozwól uczestnikowi odpocząć między próbami, a następnie dokładnie zmień pozycję stóp.

Pozwól oprogramowaniu na obliczanie wyników dla następujących zmiennych, które Cię interesują: Wynik równowagi - ogólny wskaźnik równowagi; Analiza strategii - wskaźnik dominacji strategii ankle vs. hip; Analiza sensoryczna - wskaźnik, który układ sensoryczny jest wykorzystywany do utrzymania równowagi (tj. preferencje somatosensoryczne, wzrokowe, przedsionkowe lub wzrokowe); oraz wstępne wyrównanie COG przed rozpoczęciem każdego badania. Wynik równowagi oblicza się zgodnie z równaniem 1, gdzie 12,5 ° oznacza maksymalne normalne kołysanie postawy w kierunku przednio-tylnym; θ oznacza obliczone przez uczestnika maksymalne przemieszczenia COG przednio-tylne¹⁴. Wynik 100 oznacza doskonałą stabilność; Wynik 0 oznacza utratę równowagi.

Wynik strategii reprezentuje amplitudę oscylacji ścinania od szczytu do szczytu w stosunku do maksymalnej możliwej siły tnącej wynoszącej 25 funtów (11,4 kg), gdzie 25 funtów to różnica między maksymalną a minimalną siłą tnącą generowaną przez osoby, które używały strategii biodrowej tylko do utrzymania równowagi na wąskiej belce (Nashner, dane niepublikowane; cytowane w instrukcji obsługi systemu EquiTest)¹⁴. Wynik bliski 100 wskazuje na pełną strategię kostki; Wynik bliski 0 oznacza pełną strategię biodrową z maksymalną siłą ścinającą. Analiza sensoryczna oblicza cztery współczynniki sensoryczne, wykorzystując średnie wyniki równowagi z określonych par warunków testu sensorycznego. Są to:

Początkowe ustawienie COG określa się jako średnią przednią i tylną pozycję COG w ciągu ostatnich pół sekundy przed każdym badaniem SOT.

5. Test kontroli silnika (MCT)

1. Spełnij wszystkie 6 warunków w MCT, w tym 3 tłumaczenia do przodu i 3 do tyłu, które są oceniane pod względem wielkości (mała, średnia i duża).
   nuta: Małe tłumaczenia stanowią bodziec progowy, podczas gdy duże tłumaczenia wymagają od uczestnika wytworzenia maksymalnej odpowiedzi. Średnie tłumaczenia znajdują się pomiędzy dwoma końcami spektrum. Każdy warunek jest wykonywany 3 razy, z losowym opóźnieniem 1,5-2,5 sekundy pomiędzy nimi. Poziome przemieszczenie powierzchni podparcia podczas każdego tłumaczenia jest skalowane zgodnie ze wzrostem uczestnika.
2. Upewnij się, że stopy są dokładnie ustawione na powierzchni podparcia zgodnie z powyższymi instrukcjami. Wykonuj próby w ustandaryzowanej kolejności (najpierw tłumaczenia wstecz, a następnie do przodu). W razie potrzeby przerwij każdą próbę i odnotuj utratę równowagi jak wyżej.
   nuta: Pełne MCT trwa około 5-10 minut bez odpoczynku. Pozwól oprogramowaniu na obliczenie wyników dla następujących zmiennych będących przedmiotem zainteresowania: Symetria masy ciała - rozkład obciążenia w lewej i prawej kończynie przed rozpoczęciem translacji, mierzony przez przetworniki siły; Latencja - upływ czasu (w milisekundach) między początkiem translacji powierzchni podparcia a aktywną reakcją siły uczestnika, mierzony dla każdej kończyny niezależnie; oraz Skalowanie amplitudy (lub Względna siła odpowiedzi) - siła reakcji aktywnej siły uczestnika w celu zatrzymania momentu pędu przekazywanego ciału podczas translacji do tyłu i do przodu. Siła odpowiedzi jest mierzona dla każdej nogi niezależnie w jednostkach momentu pędu (stopnie/sekundę) i normalizowana do wzrostu i masy ciała.

6. Podsumowanie uczestników

1. Pomóż uczestnikowi zejść z platformy po ukończeniu SOT i MCT. Omów implikacje ich ustaleń, wyjaśniając, jak ogólnie wypadli w SOT i MCT.
2. W razie potrzeby omów lub skieruj uczestnika do programu treningu równowagi pod wykwalifikowanym nadzorem, jeśli uzyskał słaby wynik w którymkolwiek z testów. Zalecić dalsze badania medyczne, jeśli uczestnik uzyskał słaby wynik w którymkolwiek z wyników sensorycznych.

Results

Wskaźnik ciśnienia w kostce ramiennej (ABPI)

Indywidualny ABPI może być użyty do sklasyfikowania obecności choroby tętnic obwodowych. ABPI 1,0-1,2 mieści się w normalnym zakresie. Wartości od 0,9 do 1,0 są dopuszczalne, ale 0,4-0,9 wskazuje na łagodne lub umiarkowane nasilenie choroby tętnic obwodowych. ABPI na poziomie <0,4 potwierdza ciężką chorobę tętnic obwodowych¹⁵. ABPI <0,9 jest w 95% czuły i w 99% swoisty dla choroby tętnic obwodowych¹⁶ i jest związany z funkcj...

Discussion

Ocena kontroli postawy jest ważna u osób, które mają większą podatność na upadki, często z powodu starzenia się lub choroby. Komputerowa posturografia dynamiczna jest unikalną techniką, ponieważ systemy sensoryczne odpowiedzialne za równowagę mogą być testowane za pomocą oddzielnych protokołów, które systematycznie różnicują upośledzenia⁴. Test Organizacji Sensorycznej (SOT) może zidentyfikować, kiedy dana osoba słabo wykorzystuje sygnały somatosensoryczne, wzrokowe lub przedsionkowe lub polega na bodźcach wzr...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
NeuroCom EquiTest	NeuroCom, oddział Natus Medical Incorporated, San Carlos, CA, USA
Ręczny ultrasonograf dopplerowski	Huntleigh Technology Plc, Cardiff, Wielka Brytania
			ciśnieniomierza (ciśnienia krwi)