Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Wpływ warunków wykonywania zadań motorycznych na kinematykę zasięgu ramienia ukierunkowanego na cel i kompensację tułowia u osób po przewlekłym udarze mózgu

3.2K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/61940

⸱

2 maja 2021

 ,  ,  ,  , 
1Department of Physical Therapy Education, SUNY Upstate Medical University, 2College of Health and Rehabilitation Sciences: Sargent College Center for Neurorehabilitation, Boston University, 3Department of Physical Medicine and Rehabilitation, University of Rochester Medical Center, 4Rehabilitation Today

W tym artykule

Podsumowanie

Ten protokół ma na celu zbadanie wpływu warunków zadania na strategie ruchowe u osób, które przeżyły przewlekły udar. Co więcej, protokół ten można wykorzystać do zbadania, czy ograniczenie wyprostu łokcia wywołane stymulacją elektryczną nerwowo-mięśniową powoduje kompensację tułowia podczas sięgania ramion ukierunkowanych na cel u osób dorosłych bez niepełnosprawności.

Streszczenie

Kompensacja tułowia jest najczęstszą strategią ruchową zastępującą deficyty motoryczne kończyn górnych (UE) u osób, które przeżyły przewlekły udar. Brakuje dowodów na to, w jaki sposób warunki pracy wpływają na kompensację tułowia i kinematykę zasięgu ramienia ukierunkowaną na cel. Protokół ten ma na celu zbadanie wpływu warunków zadania, w tym trudności i złożoności zadania, na kinematykę dosięgania ramienia ukierunkowanego na cel. Do przetestowania protokołu zrekrutowano dwie pełnosprawne młode osoby dorosłe i dwie osoby, które przeżyły przewlekły udar mózgu z łagodnym upośledzeniem ruchowym w UE. Każdy uczestnik wykonywał ukierunkowane na cel dotarcie ramionami z czterema różnymi warunkami zadania (2 trudności zadania [duże vs. małe cele] X 2 złożoność zadania [wskazywanie vs. podnoszenie]). Celem zadania było jak najszybsze dotarcie i wskazanie celu lub podniesienie przedmiotu znajdującego się 20 cm przed pozycją wyjściową za pomocą rysika lub pałeczek w odpowiedzi na sygnał dźwiękowy. Uczestnicy wykonali dziesięć uderzeń na każdy warunek zadania. Do rejestracji kinematyki tułowia i ramienia wykorzystano trójwymiarowy system kamer motion capture. Reprezentatywne wyniki wykazały, że u wszystkich uczestników nastąpił znaczny wzrost czasu trwania ruchu, gwałtowności ruchu i kompensacji tułowia w funkcji złożoności zadania, ale nie trudności zadania. Osoby, które przeżyły przewlekły udar, wykazywały znacznie wolniejsze, bardziej gwałtowne i bardziej zależne od sprzężenia zwrotnego sięganie ramion oraz znacznie bardziej kompensacyjne ruchy tułowia niż dorośli bez niepełnosprawności. Nasze reprezentatywne wyniki potwierdzają, że protokół ten może być wykorzystany do zbadania wpływu warunków zadania na strategie kontroli motorycznej u osób, które przeżyły przewlekły udar mózgu z łagodnym upośledzeniem motorycznym UE.

Wprowadzenie

Ruch tułowia jest najczęstszą strategią kompensującą ograniczone stopnie swobody w łokciu i ramieniu u osób z deficytami motorycznymi kończyn górnych po udarze (UE)1,2. Wcześniejsze badania wykazały, że osoby po udarze stosują różne strategie ruchowe w różnych środowiskach zadań motorycznych3,4,5. Teoria sterowania motorycznego układami dynamicznymi wyjaśnia, że ruchy wynikają z wewnętrznych czynników indywidualnych i czynników zewnętrznych, takich jak warunki zadania i środowisko6. Co więcej, prawo Fitta wyjaśnia związek między trudnością zadania a szybkością ruchu, z tendencją do wykonywania trudniejszych zadań z mniejszą prędkością7. Jeśli chodzi o zadania związane z sięganiem ramionami ukierunkowanymi na cel, Gentilucci poinformował, że ludzie spowalniają swoje ruchy sięgania, gdy sięgają i chwytają mniejszy przedmiot, w porównaniu z większym obiektem8. Jednak wpływ złożoności zadań na kinematykę osiągania ramienia ukierunkowaną na cel i kompensacyjne strategie ruchowe u osób, które przeżyły przewlekły udar mózgu, nie jest dobrze poznany. Poprzednie badanie, w którym analizowano zadania wskazywania i chwytania u osób, które przeżyły przewlekły udar, wykazało, że różnice w zmiennych kinematycznych między dwoma różnymi zadaniami wyjaśniają różnice w upośledzeniu motorycznym UE, mierzone za pomocą Fugl-Meyer Upper Expulity Score9. Jednak w tym badaniu nie porównano bezpośrednio, w jaki sposób strategie ruchowe różnią się pod względem zmiennych kinematycznych między zadaniami wskazywania i chwytania. Lepsze zrozumienie wpływu warunków zadaniowych na kompensacyjne strategie ruchowe z uwzględnieniem indywidualnego poziomu upośledzenia ruchowego ma kluczowe znaczenie dla zaprojektowania skutecznych sesji terapeutycznych w celu zminimalizowania ruchów kompensacyjnych i maksymalizacji restytucji upośledzenia motorycznego. Dlatego konieczne jest zbadanie, w jaki sposób warunki zadania, a w szczególności złożoność zadania, wpływają na strategie ruchowe u osób z upośledzeniem motorycznym po udarze. Proponowany protokół badania będzie dotyczył wpływu warunków wykonywania zadań na kinematykę dotarcia ramienia ukierunkowaną na cel u pełnosprawnych dorosłych i osób, które przeżyły udar. Cele tego protokołu są dwojakie: 1) zbadanie, czy złożoność zadania wpływa na kompensację tułowia i kinematykę dotarcia ramienia ukierunkowaną na cel u osób, które przeżyły przewlekły udar; 2) Ustalenie, czy protokół ten może różnicować kinematykę zasięgu ramienia ukierunkowanego na cel między pełnosprawnymi dorosłymi a osobami, które przeżyły przewlekły udar mózgu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Komisja Bioetyczna (IRB) SUNY Upstate Medical University zatwierdziła niniejszy protokół.

1. Przesiewowa ocena uczestników

  1. Wszystkie metody badawcze należy przeprowadzić po uzyskaniu zgody IRB zgodnie z Deklaracją Helsińską.
  2. Należy zrekrutować pełnoletnich osób bez niepełnosprawności, które nie mają żadnych problemów neurologicznych lub mięśniowo-szkieletowych uniemożliwiających wykonywanie zadań motorycznych kończyn górnych.
  3. Należy zrekrutować osoby po przewlekłym udarze mózgu, u których udar wystąpił co najmniej sześć miesięcy przed udziałem w badaniu, wykazujące łagodne do umiarkowanych zaburzenia motoryczne kończyn górnych, wskazane wynikiem od 19 do 60 z 66 punktów w ocenie Fugl-Meyer Assessment dla kończyny górnej, oraz które potrafią dobrowolnie wyprostować nadgarstek i palce strony hemiparetycznej o co najmniej 10 stopni.
  4. Należy zaplanować termin wizyty potencjalnych uczestników w celu przeprowadzenia sesji gromadzenia danych.
  5. Przed rozpoczęciem jakichkolwiek procedur eksperymentalnych należy uzyskać pisemną świadomą zgodę od wszystkich uczestników badania.
  6. Wszystkich uczestników należy poddać kwalifikacji do udziału w badaniu, stosując kwestionariusze dotyczące demografii, wcześniejszej historii urazów ramienia, dominacji ręki oraz pewności siebie w wykonywaniu konkretnych zadań wymagających precyzyjnych umiejętności motorycznych dłoni.

2. Mierniki wyników funkcji motorycznych kończyny górnej

  1. Przeprowadź test Perdue Pegboard zgodnie ze standardową procedurą10.
  2. Wykonaj ocenę Fugl-Meyer dla funkcji motorycznych kończyn górnych (FMA-UE) zgodnie ze standardową procedurą11,12.

3. Oceny psychospołeczne i poznawczo-behawioralne

  1. Poproś uczestników o wypełnienie następujących kwestionariuszy za pomocą platformy ankiet online: Edinburg Handedness Inventory; kwestionariusza dotyczącego wcześniejszego doświadczenia w posługiwaniu się pałeczkami oraz kwestionariusza poczucia własnej skuteczności w posługiwaniu się pałeczkami.

4. Przygotowanie zadań celowanego sięgania ramieniem

  1. Przygotuj system kamer do przechwytywania ruchu w celu rejestracji kinematycznej.
    1. Kalisruj kamerę do przechwytywania ruchu za pomocą oprogramowania stacji roboczej do przechwytywania ruchu.
    2. Ustaw punkt początkowy współrzędnych świata za pomocą oprogramowania stacji roboczej do przechwytywania ruchu.
    3. Umieść wszystkie triady markerów na stole w polu widzenia kamer systemu motion capture i sprawdź, czy wszystkie triady markerów znajdują się w polu widzenia.
  2. Przygotuj oprogramowanie do akwizycji danych z przechwytywania ruchu w celu zbudowania modelu szkieletowego.
    1. Zaimportuj zestawy markerów z oprogramowania stacji roboczej do przechwytywania ruchu do oprogramowania do akwizycji danych z systemu motion capture.
    2. Aktywuj czujniki wirtualne (т. j. triady markerów).
    3. Ustaw osie świata.
    4. Przypisz wirtualne czujniki do segmentów ciała modelu szkieletu.
  3. Przygotowanie warunków zadania celowanego sięgania ramieniem.
    1. Ustaw stół w centrum pola widzenia kamer do przechwytywania ruchu.
    2. Umieść zalaminowany szablon papierowy do celowanych ruchów ramienia w wyznaczonym obszarze na stole.
    3. Przygotuj parę pałeczek na stole.
    4. Przygotuj do odtworzenia plik audio z sygnałem słuchowym.
    5. Przygotuj skrypty instrukcyjne do zadań.
    6. Przetestuj system przechwytywania ruchu, aby upewnić się, że działa on prawidłowo.
  4. Przygotuj uczestnika.
    1. Przymocuj triady markerów refleksyjnych do skóry rąk, dłoni oraz tułowia uczestnika. W celu wyznaczenia lokalizacji triad markerów zastosuj następujący opis:
      Triada markerów dla tułowia: pomiędzy przyśrodkowymi krawędziami łopatk
      Triada markerów dla każdego ramienia: na środku powierzchni bocznej ramienia
      Triada markerów dla każdego przedramienia: na środku powierzchni grzbietowej przedramienia
      Triada markerów dla każdej dłoni: na środku powierzchni grzbietowej 3.B&D kość śródręcza
    2. Przygotuj pałeczkę z triadą markerów.
    3. Umieść triadę markerów na stole znajdującym się w centrum pola widzenia kamer systemu przechwytywania ruchu.
    4. Zdigitalizuj segmenty ciała uczestnika, wykorzystując model szkieletu tułowia i stawów kończyn górnych, który obejmuje następujące punkty orientacyjne, przy użyciu oprogramowania do akwizycji danych z systemu przechwytywania ruchu:
      Splot górny: miejsce między kręgami C7 i T1
      Dolny pień: obszar między kręgami T12 i L1
      Bark (staw ramienny), dwa punkty w jednakowej odległości od centrum głowy kości ramiennej
      Łokieć: dwa punkty po stronie przyśrodkowej i bocznej łokcia, znajdujące się w równej odległości od centrum stawu
      Nadgarstek: dwa punkty po przyśrodkowej i bocznej stronie nadgarstka, znajdujące się w równej odległości od centrum stawu
      Dłoń: wierzchołek trzeciej paliczki każdej dłoni
    5. Zdigitalizuj końcówkę pałeczki za pomocą triady markerów, korzystając z oprogramowania do akwizycji danych systemów motion capture.
    6. Zdigitalizuj pozycję początkową i pozycję docelową, używając triady markerów umieszczonej na stole, za pomocą oprogramowania do akwizycji danych z systemu przechwytywania ruchu.

5. Wykonywanie zadań ukierunkowanego sięgania ramieniem

  1. Upościsz uczestnika w pozycji siedzącej.
  2. Poproś uczestnika o wyciągnięcie ręki do przodu bez ruchu tułowia, następnie zlokalizuj stół i ustaw cel w odległości odpowiadającej około 80% maksymalnego zasięgu ramienia uczestnika.
  3. Poinstruuj uczestnika, aby na początku każdego zadania utrzymywał wyprostowaną postawę tułowia. Podczas wykonywania zadania ruchy tułowia nie będą ograniczone.
  4. Poinstruuj uczestnika, jak posługiwać się pałeczkami, wykorzystując film z serwisu Youtube (https://youtu.be/2Bns2m5Bg4M), aby ujednolicić sposób ich użycia.
  5. Wykonaj warunek zadania 1 – sięganie i wskazywanie dużego celu.
    1. Poinstruuj uczestnika, aby trzymał pałeczkę w ręce dominującej (dorośli bez niepełnosprawności) lub ręce niedowładnej (uczestnicy po udarze). Uczestnik powinien dotknąć końcówką pałeczki środka pozycji startowej. Poinstruuj uczestnika, aby na początku zachował wyprostowaną postawę tułowia.
    2. Przymocuj arkusz szablonu warunku zadania w wyznaczonym miejscu na stole. Arkusz szablonu zawiera dwa kwadraty z krzyżykiem w centrum każdego z nich: jeden dla pozycji startowej i drugi dla obszaru celu. W tym zadaniu rozmiar kwadratu celu wynosi 1 x 1 cm2. Cel znajduje się 20 cm przed pozycją startową.
    3. Opisz instrukcje do zadania.
      1. Powiedz następujące słowa: „Celem tego zadania jest jak najszybsze i jak najdokładniejsze sięgnięcie do obszaru celu i dotknięcie go końcówką pałeczki. Będziesz trzymać pałeczkę w prawej (lub lewej) ręce [wskaż rękę wykonującą zadanie]. Umieść końcówkę pałeczki w pozycji startowej [wskaż pozycję startową]. Po usłyszeniu sygnału „START” sięgnij i dotknij celu [wskaż cel] końcówką pałeczki tak szybko, jak to możliwe. Staraj się trafić w środek celu tak precyzyjnie, jak potrafisz. Będziesz mieć trzy sekundy na dotknięcie celu. Po 3 sekundach od sygnału „START” podam sygnał „STOP”. Jeśli nie dotkniesz celu w ciągu 3 sekund, wróć końcówką pałeczki do pozycji startowej i poczekaj na kolejną próbę. Wykonasz dziesięć prób z 10-sekundową przerwą między nimi. Czy masz jakieś pytania? [Odpowiedz na pytania uczestnika, a następnie przejdź do próby zapoznawczej] Wykonasz trzy próby treningowe. [Po próbach treningowych przejdź do prób właściwych] Teraz wykonamy próby właściwe. Staraj się sięgać i dotykać celu tak szybko, jak potrafisz”.
    4. Odtwórz plik audio z sygnałem dźwiękowym za pomocą komputera, aby zapoznać uczestnika z sygnałem.
    5. Wykonaj trzy próby zapoznawcze.
    6. Poinstruuj uczestnika, aby przygotował się do wykonania zadania. Upewnij się, że uczestnik w pełni rozumie procedurę wykonywania zadania.
    7. Rozpocznij rejestrację przechwytywania ruchu za pomocą oprogramowania do akwizycji danych motion capture.
    8. Odtwórz plik audio z sygnałem dźwiękowym za pomocą komputera.
    9. Wykonaj 10 prób.
    10. Zatrzymaj rejestrację przechwytywania ruchu.
    11. Zrób 2-minutową przerwę.
  6. Wykonaj warunek zadania 2 – sięganie i wskazywanie małego celu.
    1. Poinstruuj uczestnika, aby trzymał pałeczkę w ręce dominującej (dorośli bez niepełnosprawności) lub ręce niedowładnej (uczestnicy po udarze). Uczestnik powinien dotknąć końcówką pałeczki środka pozycji startowej. Poproś uczestnika o zachowanie wyprostowanej postawy tułowia na początku.
    2. Przymocuj arkusz szablonu warunku zadania w wyznaczonym miejscu na stole. W tym zadaniu rozmiar kwadratu celu wynosi 0,3 x 0,3 cm2. Cel znajduje się 20 cm przed pozycją startową.
    3. Opisz instrukcję do zadania.
      1. Powiedz następujące słowa: „Cel tego zadania jest taki sam jak w poprzednim: sięgnij i dotknij końcówką pałeczki celu tak szybko i dokładnie, jak potrafisz. Użyjemy mniejszego celu [wskaż cel]. Instrukcja jest taka sama jak w poprzednim zadaniu. Po usłyszeniu sygnału „START” sięgnij i dotknij celu [wskaż cel] końcówką pałeczki tak szybko, jak to możliwe. Staraj się trafić w środek celu tak precyzyjnie, jak potrafisz. Czy masz jakieś pytania? [Odpowiedz na pytania uczestnika, a następnie przejdź do próby zapoznawczej] Wykonasz trzy próby treningowe. [Po próbach zapoznawczych przejdź do prób właściwych] Teraz wykonamy próby właściwe. Staraj się sięgać i dotykać celu tak szybko, jak potrafisz”.
    4. Odtwórz plik audio z sygnałem dźwiękowym za pomocą komputera, aby zapoznać uczestnika z sygnałem.
    5. Wykonaj trzy próby zapoznawcze.
    6. Poinstruuj uczestnika, aby przygotował się do wykonania zadania. Upewnij się, że uczestnik w pełni rozumie procedurę wykonywania zadania.
    7. Rozpocznij rejestrację przechwytywania ruchu za pomocą oprogramowania do akwizycji danych motion capture.
    8. Odtwórz plik audio z sygnałem dźwiękowym za pomocą komputera.
    9. Wykonaj 10 prób.
    10. Zatrzymaj rejestrację przechwytywania ruchu.
    11. Zrób 2-minutową przerwę.
  7. Wykonaj warunek zadania 3 – sięganie i podnoszenie dużego obiektu celu.
    1. Poinstruuj uczestnika, aby trzymał parę pałeczek w ręce dominującej (dorośli bez niepełnosprawności) lub ręce niedowładnej (uczestnicy po udarze). Uczestnik powinien dotknąć końcówkami pałeczek środka pozycji startowej. Poproś uczestnika o zachowanie wyprostowanej postawy tułowia na początku.
    2. Przymocuj arkusz szablonu warunku zadania w wyznaczonym miejscu na stole. W tym zadaniu obiektem celu jest plastikowy sześcian o krawędzi 1 cm. Obiekt celu znajduje się 20 cm przed pozycją startową.
    3. Umieść obiekt celu w obszarze celu.
    4. Opisz instrukcje do zadania.
      1. Powiedz następujące słowa: „Celem tego zadania jest jak najszybsze sięgnięcie i podniesienie plastikowego sześcianu [wskaż sześcian] za pomocą pary pałeczek na wysokość około jednego cala, bez upuszczenia go. Będziesz trzymać parę pałeczek w prawej (lub lewej) ręce [wskaż rękę wykonującą zadanie]. Umieść końcówki pałeczek w pozycji startowej [wskaż pozycję startową]. Po usłyszeniu sygnału „START” sięgnij i podnieś sześcian [wskaż cel] pałeczkami tak szybko, jak potrafisz, na wysokość około jednego cala. Będziesz mieć trzy sekundy na podniesienie celu. Po 3 sekundach od sygnału „START” podam sygnał „STOP”. Jeśli nie podniesiesz celu w ciągu 3 sekund, wróć końcówkami pałeczek do pozycji startowej i poczekaj na kolejną próbę. Wykonasz dziesięć prób z 10-sekundową przerwą między nimi. Czy masz jakieś pytania? [Odpowiedz na pytania uczestnika, a następnie przejdź do próby zapoznawczej] Wykonasz trzy próby treningowe. [Po próbach zapoznawczych przejdź do prób właściwych] Teraz wykonamy próby właściwe. Staraj się sięgać i podnosić obiekt tak szybko, jak potrafisz”.
    5. Odtwórz plik audio z sygnałem dźwiękowym za pomocą komputera, aby zapoznać uczestnika z sygnałem.
    6. Wykonaj trzy próby zapoznawcze.
    7. Poinstruuj uczestnika, aby przygotował się do wykonania zadania. Upewnij się, że uczestnik w pełni rozumie procedurę wykonywania zadania.
    8. Rozpocznij rejestrację przechwytywania ruchu za pomocą oprogramowania do akwizycji danych motion capture.
    9. Odtwórz plik audio z sygnałem dźwiękowym za pomocą komputera.
    10. Wykonaj 10 prób.
    11. Zatrzymaj rejestrację przechwytywania ruchu.
    12. Zrób 2-minutową przerwę.
  8. Wykonaj warunek zadania 4 – sięganie i podnoszenie małego obiektu celu.
    1. Poinstruuj uczestnika, aby trzymał parę pałeczek w ręce dominującej (dorośli bez niepełnosprawności) lub ręce niedowładnej (uczestnicy po udarze). Uczestnik powinien dotknąć końcówkami pałeczek środka pozycji startowej. Poproś uczestnika o zachowanie wyprostowanej postawy tułowia na początku.
    2. Przymocuj arkusz szablonu warunku zadania w wyznaczonym miejscu na stole. W tym zadaniu obiektem celu jest plastikowy sześcian o krawędzi 0,3 cm. Obiekt celu znajduje się 20 cm przed pozycją startową.
    3. Umieść obiekt celu w obszarze celu.
    4. Opisz instrukcje do zadania.
      1. Powiedz następujące słowa: „Cel tego zadania jest taki sam jak w poprzednim: sięgnij i podnieś plastikowy sześcian parą pałeczek tak szybko, jak potrafisz. Użyjemy mniejszego plastikowego sześcianu [wskaż cel]. Instrukcja jest taka sama jak w poprzednim zadaniu. Po usłyszeniu sygnału „START” sięgnij i podnieś sześcian [wskaż cel] pałeczkami tak szybko, jak to możliwe. Czy masz jakieś pytania? [Odpowiedz na pytania uczestnika, a następnie przejdź do próby zapoznawczej] Wykonasz trzy próby treningowe. [Po próbach zapoznawczych przejdź do prób właściwych] Teraz wykonamy próby właściwe. Staraj się sięgać i dotykać tak szybko, jak potrafisz”.
    5. Odtwórz plik audio z sygnałem dźwiękowym za pomocą komputera, aby zapoznać uczestnika z sygnałem.
    6. Wykonaj trzy próby zapoznawcze.
    7. Poproś uczestnika, aby przygotował się do wykonania zadania. Upewnij się, że uczestnik w pełni rozumie procedurę wykonywania zadania.
    8. Rozpocznij rejestrację przechwytywania ruchu za pomocą oprogramowania do akwizycji danych motion capture.
    9. Odtwórz plik audio z sygnałem dźwiękowym za pomocą komputera.
    10. Wykonaj właściwe 10 prób.
    11. Zatrzymaj rejestrację przechwytywania ruchu.
    12. Zrób 2-minutową przerwę.
  9. Przeprowadź kwestionariusz Intrinsic Motivation Inventory (IMI) w zakresie posługiwania się pałeczkami za pomocą internetowej platformy ankietowej.

6. Analiza danych kinetycznych

  1. Wyeksportuj dane dla następujących punktów orientacyjnych z oprogramowania do akwizycji danych motion capture. Wyeksportuj dane o pozycji w osiach x, y i z do pliku tekstowego dla każdego z warunków zadania.
    Końcówka pałeczki
    Pozycja bazowa na stole
    Pozycja docelowa na stole
    Dłonie
    Stawy łokciowe
    Stawy barkowe (stawy ramienne)
    Pień (na poziomie C7)
  2. Przeprowadź wstępne przetwarzanie danych kinematycznych.
    1. Użyj niestandardowego skryptu programistycznego do przetwarzania danych kinetycznych.
    2. Przefiltruj i wygładź surowe dane o pozycji, używając 3rd filtr dolnoprzepustowy Butterworth drugiego rzędu z częstotliwością odcięcia 3 Hz.
    3. Oblicz wypadkową pozycję dłoni wykonującej czynność w kierunkach x, y i z.
  3. Wyznacz moment rozpoczęcia i zakończenia każdego ukierunkowanego na cel ruchu ramienia.
    1. Aby wyznaczyć moment rozpoczęcia i zakończenia ruchu sięgania, należy wykorzystać prędkość styczną (pierwszą pochodną danych o położeniu) obliczoną z wypadkowej trójwymiarowego położenia wykonującej ruch dłoni.
    2. Zdefiniuj moment rozpoczęcia ruchu jako pierwszą klatkę zasięgu, w której prędkość styczna przekracza 0,01 m/s.
    3. Przesunięcie ruchu (movement offset) definiuje się jako ostatnią klatkę fazy sięgania, w której prędkość styczna przekracza 0,01 m/s.
    4. Wizualnie sprawdź moment rozpoczęcia i zakończenia poszczególnych ruchów sięgania, aby upewnić się, że punkty startu i końca zostały prawidłowo oznaczone.
  4. Wyznacz prędkość szczytową. Prędkość szczytowa jest definiowana jako maksymalna amplituda prędkości stycznej w próbie, która przekracza wartość 0,2 m/s, przy czym odstęp czasowy między dwoma szczytami musi wynosić co najmniej 2 sekundy.13.
  5. Obliczanie zmiennych kinematycznych ruchów sięgania.
    1. Oblicz czas trwania ruchu (MD). Oblicz różnicę czasu między początkiem a zakończeniem ruchu.13.
    2. Oblicz prędkość szczytową (PV). Oblicz najwyższą prędkość osiągniętą podczas każdego z zasięgów.
    3. Oblicz bezwzględny i względny czas do osiągnięcia prędkości maksymalnej (TTPV oraz TTPV jako % czasu trwania ruchu)13.
      1. Oblicz różnicę czasu między początkiem ruchu a prędkością szczytową (bezwzględny TTPV).
      2. Oblicz procentową wartość TTPV w stosunku do czasu trwania ruchu (względne TTPV).
    4. Oblicz logarytm bezwymiarowego szarpnięcia.
      1. Oblicz trzecią pochodną z wypadkowej trójwymiarowej pozycji wykonującej ręki, a następnie oblicz logarytmiczną bezwymiarową szarpnięcie (jerk) dla każdego ruchu sięgania ramieniem.
    5. Obliczenie przemieszczenia tułowia podczas celowego ruchu sięgania ramieniem9,14.
      1. Obliczyć przemieszczenie pnia.
        1. Oblicz różnicę odległości punktu orientacyjnego tułowia pomiędzy początkiem i końcem ruchu. Użyj następującego równania.
          Wzór na odległość w zapisie matematycznym; równanie algebraiczne, schemat edukacyjny.
          Gdzie X, Y i Z oznaczają odpowiednio pozycje punktów orientacyjnych tułowia na osi x, y i z; 1 to klatka czasowa w momencie rozpoczęcia ruchu sięgania; k to klatka czasowa w momencie zakończenia ruchu sięgania.
      2. Oblicz długość trajektorii barku.
        1. Oblicz dystans przebyty przez punkt orientacyjny barku pomiędzy początkiem a końcem ruchu sięgania ramieniem. Punkt orientacyjny barku jest wirtualnym punktem zdigitalizowanym z oprogramowania do akwizycji danych z systemu przechwytywania ruchu z wykorzystaniem modelu szkieletu kończyny górnej. Do obliczenia długości trajektorii barku należy użyć następującego równania.
          Schemat równania stanu równowagi statycznej, analiza przemieszczenia barku Σ, badanie biomechaniczne.
          Gdzie X, Y i Z to pozycje punktu orientacyjnego barku odpowiednio na osi x, y i z; t to klatka czasowa; t=1 to klatka czasowa w momencie rozpoczęcia ruchu sięgania; t=k to klatka czasowa w momencie zakończenia ruchu sięgania

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Wyniki te stanowią wstępne dane uzyskane od dwóch zdrowych młodych dorosłych oraz dwóch osób po udarze przewlekłym z łagodnym upośledzeniem motorycznym (wyniki w skali Fugl-Meyer dla tych dwóch uczestników wynosiły powyżej 60 z 66 punktów). Zdrowi uczestnicy byli praworęczni i wykonywali zadania prawą ręką. Uczestnicy po udarze również byli praworęczni przed wystąpieniem udaru i oboje cierpieli na prawostronny niedowład. Oni również wykonywali zadanie prawą ręką. Zmienne kinematyczne między grupami oraz między warunkami ...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Wstępne wyniki potwierdzają, że protokół ten może być odpowiedni do zbadania wpływu złożoności zadań na kompensację tułowia i kinematykę dosięgnięcia ramienia ukierunkowaną na cel zarówno u osób dorosłych bez niepełnosprawności, jak i osób po przewlekłym udarze.

Te reprezentatywne wyniki potwierdzają również, że protokół ten może być odpowiedni do określenia różnic kinematycznych w ukierunkowanym na cel zasięgu ramienia między dorosłymi bez niepełnosprawności a osobami, które przeżyły przewlek...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Bez ujawniania informacji.

Podziękowania

Autorzy pragną podziękować Christopherowi Neville'owi, Girolamo Mammolito i F. Jerome'owi Pabulayanowi za ich istotny wkład w rozwój tego protokołu i zbieranie danych.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Para pałeczekNANA20 cm długości, jedna pałeczka miała pasywne znaczniki przechwytywania ruchu (wykonane na zamówienie)
Sygnały słuchowe do zadań motorycznychNANANiestandardowy plik audio jest odtwarzany na smartfonie Oprogramowanie
Matlab R2018bMathworks
MotionMonitor v 8.52 SoftwareInnovative Sports Training, Inc., Chicago, IL
perdue Pegboard
Plastikowe kostki (0,3 cm na krawędzi)NANAWykonane na zamówienie plastikowe kostki z 0,3 cm na krawędzi. Zostały one wykonane za pomocą drukarki 3D
Plastikowe kostki (1 cm na krawędzi)NANANiestandardowe plastikowe kostki z 1 cm na krawędzi. Zostały one wykonane przy użyciu drukarki 3D
Szablon drukuNANA Niestandardoweszablony zadań motorycznych, w tym pozycja domowa, kontury pozycji docelowych.
Vicon 512 System analizy ruchu i oprogramowanie stacji roboczej v5.2OMG plc, Oxford, Wielka Brytania
Test

Bibliografia

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

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Z o ono zadania motorycznegotr jwymiarowy system analizy ruchuanaliza danych kinematycznychczas trwania ruchurwanie ruchud ugo trajektorii barku
Wpływ warunków wykonywania zadań motorycznych na kinematykę zasięgu ramienia ukierunkowanego na cel i kompensację tułowia u osób po przewlekłym udarze mózgu
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.