Name: Wpływ warunków wykonywania zadań motorycznych na kinematykę zasięgu ramienia ukierunkowanego na cel i kompensację tułowia u osób po przewlekłym udarze mózgu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-05-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 15 min
Description: Poznaj metodę analizy kinematycznej ruchów ramienia u osób po przewlekłym udarze mózgu przy użyciu systemu Vicon 3D. Badanie bada wpływ złożoności zadania na kompensację tułowia.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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

<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>

Bez ujawniania informacji.

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...

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.

<table><tbody><tr><td>Para pałeczek</td><td>NA</td><td>NA</td><td>20 cm długości, jedna pałeczka miała pasywne znaczniki przechwytywania ruchu (wykonane na zamówienie)</td></tr><tr><td>Sygnały słuchowe do zadań motorycznych</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Niestandardowy plik audio jest odtwarzany na smartfonie Oprogramowanie</td></tr><tr><td>Matlab R2018b</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>Test <td></td><td></td><td></td><td>perdue Pegboard</td></tr><tr><td>Plastikowe kostki (0,3 cm na krawędzi)</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Wykonane na zamówienie plastikowe kostki z 0,3 cm na krawędzi. Zostały one wykonane za pomocą drukarki 3D</td></tr><tr><td>Plastikowe kostki (1 cm na krawędzi)</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Niestandardowe plastikowe kostki z 1 cm na krawędzi. Zostały one wykonane przy użyciu drukarki 3D</td></tr><tr><td>Szablon druku</td><td>NA</td><td>NA Niestandardowe</td><td>szablony zadań motorycznych, w tym pozycja domowa, kontury pozycji docelowych.</td></tr><tr><td>Vicon 512 System analizy ruchu i oprogramowanie stacji roboczej v5.2</td><td>OMG plc, Oxford, Wielka Brytania</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

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

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

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.

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 ...

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.

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

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

Udar mózgu jest główną przyczyną długotrwałej niepełnosprawności. Kompensacja tułowia jest najczęstszą strategią ruchową, która zastępuje ograniczony zasięg sięgania ramienia podczas sięgania ramion ukierunkowanych na cel w codziennych czynnościach. Istnieje wiele czynników, które wpływają na strategie kontroli motorycznej, takich jak czynniki indywidualne, środowiskowe i warunki testowe.Wcześniejsze badania koncentrowały się na osobach i czynnikach środowiskowych. Jednak czynniki warunków testowych nie zostały dobrze zbadane w odniesieniu do kompensacyjnych strategii ruchowych u osób, które przeżyły przewlekły udar mózgu. Zaprojektowaliśmy ten protokół, aby zbadać wpływ warunków testów motorycznych lub strategii kontroli motorycznej ukierunkowanych na cel sięgnięć ramion u osób, które przeżyły przewlekły udar.W szczególności naszym celem jest ustalenie, w jaki sposób osoby po udarze wykorzystują różne strategie ruchowe, gdy wykonują ukierunkowane na cel ruchy sięgania ramionami z różnymi celami zadań. Używamy tego protokołu do przetestowania naszej hipotezy, że osoby, które przeżyły przewlekły udar, zwiększą kompensację tułowia podczas ukierunkowanych na cel ruchów sięgania ramion jako zadania funkcjonalnego, złożoności i trudności. W tej sekcji wyjaśnimy konfigurację pomiaru kinematycznego.Używamy 10 trójwymiarowych kamer Vicon do przechwytywania ruchu z oprogramowaniem do monitorowania ruchu do nagrywania kinematyki zasięgu ramienia skierowanej do celu. Korzystając z oprogramowania Vicon Nexus w wersji 2.8.2, skonfigurowaliśmy kamery do przechwytywania ruchu, maskowanie niechcianych odbić, kalibrację kamery i konfigurację źródła głośności. Następnie konfigurujemy zbieranie danych kinematycznych za pomocą oprogramowania do monitorowania ruchu.Procedura ta obejmuje mapowanie znaczników, ustawianie rysika, ustawianie osi świata i przypisywanie wirtualnych czujników do segmentów ciała. Następnie nakładamy na uczestnika triady markerowe. Triada markera tułowia jest umieszczona na skórze nad kręgami piersiowymi między łopatkami.Triada ramienia jest umieszczana na skórze pośrodku każdego bocznego aspektu ramion. Triady przedramienia umieszcza się na skórze pośrodku grzbietowej powierzchni każdego przedramienia. Triadę dłoni umieszcza się na skórze nad trzecią kością śródręcza.Na stole kładziemy również triadę markerów. Ta triada znaczników służy do rejestrowania lokalizacji pozycji domowej i docelowej. Wykonaliśmy niestandardowy rysik do pałeczek, aby rejestrować kinematykę pałeczki.Rysik pałeczki ma triadę markera, która jest również zarejestrowana w modelu. Po umieszczeniu wszystkich triad markerów na uczestniku, ustawiamy czujniki obiektu za pomocą metod digitalizacji. Procedura rejestruje segmenty ciała w modelu na podstawie lokalizacji triad znaczników, a oprogramowanie oblicza pozycje różnych środków stawów.Postępując zgodnie z instrukcjami wyświetlanymi na ekranie, wskazujemy następujące punkty orientacyjne za pomocą rysika. W przypadku górnej części tułowia jedno miejsce między kręgami C7 i T1. W przypadku dolnej części tułowia jedno miejsce między kręgami T12 i L1.W przypadku stawu barkowego dwa miejsca są równe odległości od środka głowy kości ramiennej. W przypadku stawu łokciowego dwa miejsca na łokciu przyśrodkowym i bocznym, które są równo oddalone od linii środkowej stawu. W przypadku stawu nadgarstkowego dwa miejsca na przyśrodkowym i bocznym nadgarstku, które znajdują się w równej odległości od środka stawu.Dla dłoni czubek trzeciej falangi każdej ręki. Dla pozycji początkowej i docelowej, miejsce na środku każdej pozycji. W przypadku rysika do pałeczek miejsce na czubku pałeczki.Istnieją cztery różne warunki osiągania zadań motorycznych ramienia ukierunkowanego na cel. W tym miejscu wyjaśnimy szczegóły tych warunków zadań motorycznych. Istnieją dwa różne rozmiary celów wskazujące na trudność zadania.Duży cel byłby łatwiejszym warunkiem zadaniowym. A mniejszy cel to trudniejszy warunek zadania. Istnieją również dwa różne typy testów, które wskazują na złożoność zadania.Zadanie wskazywania jest prostszym warunkiem zadania motorycznego, a podnoszenie przedmiotu za pomocą pałeczek jest bardziej złożonym stanem zadania motorycznego, które wymaga wysokiego poziomu zręczności rąk. Jako połączenie tych dwóch warunków zadań mamy cztery różne warunki zadania motorycznego. Na tym rysunku przedstawiono szablon do wskazywania dużego celu.Są pozycje domowe i docelowe. Każdy rozmiar kwadratu to jeden na jeden centymetr kwadratowy. Odległość od środka do środka między tymi dwiema lokalizacjami wynosi 20 centymetrów.Celem zadania polegającym na wskazaniu dużego celu jest jak najszybsze i jak najszybsze i jak najdokładniejsze dotarcie do środka kwadratu docelowego i dotknięcie go końcówką pałeczek. Uczestnik trzyma pałeczkę i lokalizuje końcówkę pałeczki na środku pozycji wyjściowej. Kiedy uczestnik słyszy dźwięk ruszania, dociera i stuka w środek kwadratu docelowego tak szybko i dokładnie, jak to możliwe.Uczestnik ma trzy sekundy na wykonanie zadania. Po trzech sekundach od sygnału startu pojawi się sygnał stopu. Jeśli uczestnik nie może wykonać zadania w ciągu trzech sekund, jest ono uważane za nieudaną próbę.Uczestnik powtarza to zadanie 10 razy z dziesięciosekundowymi przerwami między każdą próbą. Go.Stop. Używamy tego samego szablonu do podnoszenia dużego przedmiotu za pomocą pałeczek. Plastikowy sześcian o grubości jednego centymetra na krawędzi umieszcza się w docelowym miejscu.Celem zadania jest jak najszybsze dotarcie i podniesienie plastikowej kostki o wysokości około cala za pomocą pałeczek bez upuszczania. Uczestnik trzyma parę pałeczek i umieszcza końcówki na środku pozycji wyjściowej. Kiedy uczestnik usłyszy dźwięk ruszania, sięga i podnosi kostkę tak szybko, jak to możliwe.Uczestnik musi podnieść kostkę przed sygnałem stopu, który dał trzy sekundy po sygnale startu. Jeśli uczestnik nie może podnieść kostki w ciągu trzech sekund, uważa się ją za nieudaną próbę. Jest proszony o przywrócenie końcówek pałeczek do pozycji wyjściowej.Upuszczenie lub latanie plastikową kostką podczas zadania jest uważane za nieudaną próbę. Idź i zatrzymaj się. Wskazanie małego celu jest takie samo, jak wskazanie dużego celu, ale kwadratowy rozmiar celu wynosi 0,3 na 0,3 centymetra kwadratowego. Uczestnik trzyma pałeczki i umieszcza końcówkę pałeczki na środku pozycji wyjściowej.Kiedy uczestnik słyszy dźwięk przejścia, dociera i stuka w środek kwadratu docelowego tak szybko i dokładnie, jak to możliwe. Idź.Zatrzymaj się. Zadanie polegające na podnoszeniu małego obiektu jest takie samo, jak w przypadku zadania na dużym obiekcie, z tą różnicą, że obiekt docelowy znajduje się na krawędzi o 0,3 centymetra. Plastikowy sześcian o grubości 0,3 centymetra na krawędzi zostanie umieszczony w docelowym miejscu.Celem zadania jest jak najszybsze dotarcie i podniesienie plastikowej kostki o wysokości około cala za pomocą pałeczek bez upuszczania. Uczestnik trzyma parę pałeczek i umieszcza końcówki na środku pozycji wyjściowej. Kiedy uczestnik usłyszy dźwięk Go.Stop, sięga i podnosi kostkę tak szybko, jak to możliwe.W tej sekcji wyjaśnimy, czym jest ramię ukierunkowane na cel, docierające do analizy danych kinematycznych. Eksportujemy dane o położeniu następujących punktów orientacyjnych z oprogramowania do monitorowania ruchu. Końcówka rysika pałeczki, pozycja domowa na stole, pozycja docelowa na stole, każda ręka w środku trzeciej falangi, każdy środek stawów łokciowych, każdy środek stawów barkowych, kręgosłup C7 reprezentujący ruch tułowia.Punkty orientacyjne stawów kończyn górnych każdego uczestnika oraz dane dotyczące położenia tułowia są eksportowane w osiach X, Y i Z jako plik tekstowy dla każdego warunku zadania. Dane kinematyczne są wstępnie przetwarzane przy użyciu niestandardowych skryptów i oprogramowania MATLAB. Wstępne przetwarzanie danych kinematycznych obejmuje filtrowanie przy użyciu filtra dolnoprzepustowego Butterwortha trzeciego rzędu z odcięciem trzech herców.Następnie obliczamy wypadkową kierunków X, Y i Z wykonującej pozycji ręki. Po wstępnym przetworzeniu danych dotyczących pozycji, przeprowadziliśmy analizę danych kinematycznych, wykorzystując wypadkową trójwymiarowego położenia ręki wykonującej w celu obliczenia zmiennych kinematycznych zasięgu ramienia ukierunkowanego na cel. Korzystamy z niestandardowych skryptów i oprogramowania MATLAB do analizy danych kinematycznych.Przede wszystkim obliczamy prędkość styczną, przyspieszenie i szarpnięcie ręki wykonującej, które są odpowiednio pierwszą, drugą i trzecią pochodną danych o pozycji. Następnie używamy profilu prędkości stycznej każdej próby, aby określić początek ruchu, przesunięcie i prędkość szczytową. Następujące zmienne kinematyczne zostały obliczone na podstawie analizy danych kinematycznych, czasu trwania ruchu, prędkości szczytowej, czasu bezwzględnego i względnego do prędkości szczytowej oraz logarytmicznie bezwymiarowego szarpnięcia.W tym miejscu opiszemy te zmienne kinematyczne za pomocą przykładowego profilu prędkości. Początek i przesunięcie ruchu są identyfikowane za pomocą progów początku i przesunięcia ruchu, które wynoszą 0,01 metra na sekundę. Początek ruchu definiuje się jako pierwszą klatkę zasięgu, w której prędkość styczna przekracza 0,01 metra na sekundę.Przesunięcie ruchu definiuje się jako ostatnią klatkę zasięgu, w której prędkość styczna przekracza 0,01 metra na sekundę. Czas trwania ruchu jest definiowany jako czas między początkiem a przesunięciem ruchu. Prędkość szczytowa to maksymalna amplituda prędkości między początkiem a przesunięciem ruchu.Czas do osiągnięcia prędkości szczytowej to czas osiągnięcia prędkości szczytowej od początku ruchu. Początek ruchu, przesunięcie i prędkość szczytowa są automatycznie oznaczane za pomocą niestandardowych skryptów oprogramowania MATLAB. Po tym zautomatyzowanym etykietowaniu etykiety są wizualizowane i sprawdzane przez badacza.Jeśli etykiety są nieprawidłowe, badacz dokonuje ręcznych korekt. Logarytmiczne szarpnięcie bezwymiarowe oblicza się na podstawie profilu szarpnięcia zasięgu za pomocą tego równania, które jest trzecią pochodną położenia. Obliczamy dwie miary kompensacji tułowia podczas wysięgów ramion ukierunkowanych na cel.W pierwszej kolejności obliczono przemieszczenie tułowia. Miarą tą jest różnica odległości punktu orientacyjnego pnia, C7 między początkiem ruchu a odsunięciem. Inną miarą kompensacji tułowia jest długość trajektorii barku.Miarą tą jest odległość przebytą punktu orientacyjnego barku między początkiem ruchu sięgającego ramienia a odsunięciem ruchu. Długość trajektorii ramion to nowa miara kompensacji tułowia podczas sięgania ramion skierowanych do celu. Zastosowaliśmy tę miarę, aby uchwycić kompensację bagażnika we wszystkich kierunkach.Używamy wszystkich trzech wymiarów do obliczenia tych miar kompensacji tułowia. W tej sekcji przedstawimy nasze wstępne wyniki. W naszym wstępnym badaniu wzięło udział dwóch osób, które przeżyły przewlekły udar mózgu z łagodnym upośledzeniem motorycznym kończyny górnej po prawej stronie oraz dwóch pełnosprawnych młodych dorosłych.Wszyscy uczestnicy nie mieli żadnego wcześniejszego doświadczenia w posługiwaniu się pałeczkami lub mieli je niewielkie. Osoby, które przeżyły przewlekły udar mózgu, wykonują zadania motoryczne za pomocą prawej ręki z niedowładem, która była dominująca przed wystąpieniem udaru. Pełnosprawni młodzi dorośli wykonywali zadania motoryczne prawą ręką, która jest ich ręką dominującą.W tym miejscu porównaliśmy dwie różne miary kompensacji tułowia, aby określić, czy trajektoria barku jest bardziej czułą miarą niż przemieszczenie tułowia w celu uchwycenia kompensacji tułowia. Rysunek pierwszy przedstawia wykresy skrzypcowe środków kompensacji tułowia w dwóch różnych populacjach uczestników. Zielone wykresy wskazują długość trajektorii pobocza, a czerwone wykresy wskazują przemieszczenie tułowia.Każda kropka na wykresie skrzypiec wskazuje ruch sięgający każdej ręki. Rysunek pierwszy pokazuje, że dorośli bez niepełnosprawności i osoby, które przeżyły przewlekły udar mózgu, nie mają różnicy w przemieszczeniu tułowia. Podczas gdy długość trajektorii ramion u osób, które przeżyły przewlekły udar, jest większa niż u dorosłych bez niepełnosprawności.Wynik ten może wskazywać, że długość trajektorii ramion jest bardziej czułą miarą kompensacji tułowia podczas sięgania ramion skierowanych do celu niż przemieszczenie tułowia u osób po udarze. Rysunek drugi dotyczy różnic w zmiennych kinematycznych między populacjami uczestników oraz między różnymi zadaniami motorycznymi. Na tym rysunku czerwono obrysowane wykresy pudełkowe wskazują osoby, które przeżyły przewlekły udar, a niebieskie wykresy pudełkowe wskazują młodych dorosłych, którzy nie są niepełnosprawni.A oś X, mamy cztery różne warunki zadań wskazujące na duży cel, wskazujące na mały cel podnoszący duży obiekt i podnoszące mały obiekt. Osoby, które przeżyły przewlekły udar mózgu, miały inną charakterystykę kinematyczną ramienia ukierunkowanego na cel w porównaniu z młodymi dorosłymi bez niepełnosprawności w różnych warunkach zadaniowych. Podsumowując, osoby, które przeżyły przewlekły udar mózgu, miały wolniejsze i bardziej szarpane ramię niż pełnosprawni młodzi dorośli.Ponadto osoby, które przeżyły przewlekły udar, były bardziej zależne od korekt osiągania opartych na sprzężeniu zwrotnym, na co wskazuje niższy czas względny do prędkości szczytowej. Wyniki te są zgodne z wcześniejszymi ustaleniami. Wreszcie, rysunek drugi pokazuje również, że złożoność zadania wpływa na kinematykę ruchu ramion ukierunkowanych na cel.Uczestnicy wykorzystują wolniejsze i bardziej gwałtowne ruchy do bardziej złożonych zadań motorycznych niż proste zadania motoryczne w obu populacjach uczestników. Poza tym stosują bardziej opartą na sprzężeniu zwrotnym kontrolę ramienia, sięgając po bardziej złożone zadanie. Ludzie mają również tendencję do korzystania z większej kompensacji tułowia w przypadku bardziej złożonych zadań motorycznych niż prostych zadań motorycznych.Nasze wstępne wyniki potwierdzają, że protokół ten może być wykorzystany do zbadania wpływu warunków testowych na strategie ruchowe sięgania ramion ukierunkowane na cel u osób, które przeżyły przewlekły udar.

the-impact-motor-task-conditions-on-goal-directed-arm-reaching

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Modele mysie stają się coraz bardziej popularne w badaniach neuronauki behawioralnej.  Wraz z postępem modeli ważne jest, aby opracowywać czułe miary behawioralne specyficzne dla myszy.  Protokół ten opisuje Zadanie Sięgania Matrycy Makaronu, które jest wykwalifikowanym zadaniem motorycznym do stosowania w mysich modelach udaru.

Kompensacyjne użytkowanie kończyn i behawioralna ocena uczenia się umiejętności motorycznych po urazie kory sensomotorycznej w mysim modelu udaru niedokrwiennego

Tutaj prezentujemy protokół do opracowania i zastosowania programu wirtualnej rzeczywistości opartego na grze mobilnej do odzyskiwania dysfunkcji kończyn górnych u pacjentów po udarze. Niniejsze badanie pokazuje, że program mobilny jest wykonalny i skutecznie wspomaga regenerację kończyn górnych u pacjentów po udarze.

Program wirtualnej rzeczywistości oparty na grach mobilnych do rehabilitacji udarów kończyn górnych

Ten protokół opisuje obiektywną metodę oceny sprawności ruchowej i funkcji sensomotorycznej kończyny górnej zastosowanej u osób po udarze mózgu i zdrowych osób z grupy kontrolnej. Zapewniona jest ustandaryzowana procedura testowa, analiza kinematyczna i zmienne wynikowe do trójwymiarowego przechwytywania ruchu zadania picia.

Analiza kinematyczna z wykorzystaniem przechwytywania ruchu 3D podczas picia u osób z i bez upośledzenia kończyn górnych

Uraz mózgu może uszkodzić zarówno układ oczny, jak i somatyczny układ motoryczny. Charakterystyka kontroli motorycznej po urazie dostarcza biomarkerów, które pomagają w wykrywaniu, monitorowaniu i prognozowaniu choroby. Dokonujemy przeglądu metody pomiaru kontroli ruchu gałek ocznych i ręki w zdrowiu i patologicznej koordynacji, z paradygmatami patrzenia i zasięgu do oceny koordynacji między okiem a ręką.

Efektywne rejestrowanie spektrum koordynacji oko-ręka do spektrum braku koordynacji

Ten artykuł przedstawia protokół specjalnie do analizy chodu z podwójnym zadaniem motorycznym u pacjentów po udarze mózgu z deficytami kontroli motorycznej.

Podwójne zadania motoryczne w analizie i ocenie chodu u pacjentów po udarze mózgu

Obecny protokół opisuje, w jaki sposób cyfrowy system szkolenia zawodowego oparty na VR usprawnia rehabilitację pacjentów z zaburzeniami poznawczymi i dysfunkcją kończyn górnych po udarze.

Trening funkcji poznawczych i rehabilitacji kończyn górnych po udarze mózgu z wykorzystaniem cyfrowego systemu szkolenia zawodowego

Tutaj badamy wpływ funkcjonalnej terapii zajęciowej połączonej ze wspomaganym aktywnym lub biernym ruchem na funkcję kończyn górnych u pacjentów z uszkodzeniem prawej półkuli i badamy wpływ funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni na przebudowę funkcji mózgu.

Badanie wpływu różnych rodzajów ćwiczeń na powrót do sprawności funkcjonalnej kończyny górnej u pacjentów z uszkodzeniem prawej półkuli w oparciu o fNIRS

Szacuje się, że 1 na 6 osób na całym świecie dozna udaru mózgu w swoim życiu, powodując długotrwałą niepełnosprawność, której mechanizmy rehabilitacji są nadal słabo poznane. W badaniu tym zaproponowano protokół oceny aktywacji mózgu za pomocą funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni (fNIRS) podczas sesji terapii robotycznej kończyn dolnych.

Eksperyment z wykorzystaniem funkcjonalnej spektroskopii w bliskiej podczerwieni i wspomaganych przez robota wielostawowych ruchów wskazujących kończyny dolnej

Ten protokół opisuje robota do rehabilitacji kończyn górnych, który dostarcza inteligentne informacje zwrotne w czterech trybach. Tryby te poprawiają funkcję i elastyczność kończyny górnej, poprawiając w ten sposób jakość życia pacjentów.

Poprawa funkcji kończyny górnej i zdolności motorycznych po udarze mózgu za pomocą robota do rehabilitacji kończyn górnych

Ten eksperymentalny protokół przedstawia zastosowanie systemu robotycznego z podwójnym zadaniem kończyny górnej dla pacjentów po udarze mózgu z dysfunkcją kończyn górnych. Wyniki wskazują, że system ten może znacznie poprawić funkcjonowanie kończyny górnej i codzienne czynności pacjentów po udarze.

Zastosowanie dwuzadaniowego systemu robotycznego zorientowanego na kończynę górną do funkcjonalnej regeneracji kończyny górnej u pacjentów po udarze mózgu

Poznaj metodę analizy kinematycznej ruchów ramienia u osób po przewlekłym udarze mózgu przy użyciu systemu Vicon 3D. Badanie bada wpływ złożoności zadania na kompensację tułowia.

Wpływ warunków wykonywania zadań motorycznych na kinematykę zasięgu ramienia ukierunkowanego na cel i kompensację tułowia u osób po przewlekłym udarze mózgu (Wideo) | JoVE Journal

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

Przeglądaj więcej filmów