Name: Dispositivo robótico Isokinetic para melhorar a confiabilidade do teste-reteste e do Inter-rater para medidas do reflexo do estiramento em pacientes do curso com spasticity (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-06-12T14:45:00.000+00:00
Duration: 8 min 40 s
Description: Aprenda a medir a espasticidade com confiabilidade usando um dispositivo robótico isocinético em pacientes com acidente vascular cerebral. Este protocolo padronizado melhora a precisão das medições do ângulo de captura na reabilitação neurológica.

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Este estudo foi apoiado pelo Seoul National University bundang Hospital Research Fund (14-2014-035) e Coréia e Fundação Nacional de pesquisa da Coréia (NRF) Grant financiado pelo governo coreano (A100249). Gostaríamos de agradecer SEO Hyun Park e Hae-in Kim para ajudar a preparar e prosseguir com o vídeo de tiro.

<ol><li>Sommerfeld, D. K., Gripenstedt, U., Welmer, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spasticity+after+stroke%3A+An+overview+of+prevalence%2C+test+instruments%2C+and+treatments%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physical+Medicine+%26+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Spasticity after stroke: An overview of prevalence, test instruments, and treatments.</a> American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation. 91 (9), 814-820 (2012).</li>
<li>Sommerfeld, D. K., Eek, E. U. B., Svensson, A. K., Holmqvist, L. W., von Arbin, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spasticity+after+Stroke%3A+Its+Occurrence+and+Association+with+Motor+Impairments+and+Activity+Limitations%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Spasticity after Stroke: Its Occurrence and Association with Motor Impairments and Activity Limitations.</a> Stroke. 35 (1), 134-139 (2004).</li>
<li>Lundström, E., Terént, A., Borg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevalence+of+disabling+spasticity+1+year+after+first-ever+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">Prevalence of disabling spasticity 1 year after first-ever stroke.</a> European Journal of Neurology. 15 (6), 533-539 (2008).</li>
<li>Ashford, S., Turner-Stokes, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+Review+of+Upper-limb+Function+Measurement+Methods+in+Botulinum+Toxin+Intervention+for+Focal+Spasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Physiotherapy+Research+International%22%5BJournal%5D)">Systematic Review of Upper-limb Function Measurement Methods in Botulinum Toxin Intervention for Focal Spasticity.</a> Physiotherapy Research International. 18 (3), 178-189 (2013).</li>
<li>Patrick, E., Ada, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Tardieu+Scale+differentiates+contracture+from+spasticity+whereas+the+Ashworth+Scale+is+confounded+by+it%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">The Tardieu Scale differentiates contracture from spasticity whereas the Ashworth Scale is confounded by it.</a> Clinical Rehabilitation. 20 (2), 173-189 (2006).</li>
<li>Li, F., Wu, Y., Li, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Test-retest+reliability+and+inter-rater+reliability+of+the+Modified+Tardieu+Scale+and+the+Modified+Ashworth+Scale+in+hemiplegic+patients+with+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Physical+and+Rehabilitation+Medicine%22%5BJournal%5D)">Test-retest reliability and inter-rater reliability of the Modified Tardieu Scale and the Modified Ashworth Scale in hemiplegic patients with stroke.</a> European Journal of Physical and Rehabilitation Medicine. 50 (1), 9-15 (2014).</li>
<li>Mehrholz, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reliability+of+the+Modified+Tardieu+Scale+and+the+Modified+Ashworth+Scale+in+adult+patients+with+severe+brain+injury%3A+a+comparison+study%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Reliability of the Modified Tardieu Scale and the Modified Ashworth Scale in adult patients with severe brain injury: a comparison study.</a> Clinical Rehabilitation. 19 (7), 751-759 (2005).</li>
<li>Ansari, N. N., Naghdi, S., Hasson, S., Azarsa, M. H., Azarnia, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Modified+Tardieu+Scale+for+the+measurement+of+elbow+flexor+spasticity+in+adult+patients+with+hemiplegia%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Injury%22%5BJournal%5D)">The Modified Tardieu Scale for the measurement of elbow flexor spasticity in adult patients with hemiplegia.</a> Brain Injury. 22 (13-14), 1007-1012 (2008).</li>
<li>van den Noort, J. C., Scholtes, V. A., Harlaar, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+clinical+spasticity+assessment+in+Cerebral+palsy+using+inertial+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+%26+Posture%22%5BJournal%5D)">Evaluation of clinical spasticity assessment in Cerebral palsy using inertial sensors.</a> Gait & Posture. 30 (2), 138-143 (2009).</li>
<li>Sin, M., Kim, W. S., Cho, K., Cho, S., Paik, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+the+test-retest+and+inter-rater+reliability+for+stretch+reflex+measurements+using+an+isokinetic+device+in+stroke+patients+with+mild+to+moderate+elbow+spasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Electromyography+and+Kinesiology%22%5BJournal%5D)">Improving the test-retest and inter-rater reliability for stretch reflex measurements using an isokinetic device in stroke patients with mild to moderate elbow spasticity.</a> Journal of Electromyography and Kinesiology. 39 (1), 120-127 (2018).</li>
<li>Grippo, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+and+electromyographic+assessment+of+spastic+hypertonus+in+motor+complete+traumatic+spinal+cord-injured+individuals%5BTitle%5D)+AND+%22Spinal+Cord%22%5BJournal%5D)">Biomechanical and electromyographic assessment of spastic hypertonus in motor complete traumatic spinal cord-injured individuals.</a> Spinal Cord. 49 (1), 142-148 (2011).</li>
<li>Rabita, G., Dupont, L., Thevenon, A., Lensel-Corbeil, G., Pérot, C., Vanvelcenaher, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differences+in+kinematic+parameters+and+plantarflexor+reflex+responses+between+manual+%28Ashworth%29+and+isokinetic+mobilisations+in+spasticity+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Differences in kinematic parameters and plantarflexor reflex responses between manual (Ashworth) and isokinetic mobilisations in spasticity assessment.</a> Clinical Neurophysiology. 116 (1), 93-100 (2005).</li>
<li>Lynn, B. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comprehensive+quantification+of+the+spastic+catch+in+children+with+cerebral+palsy%5BTitle%5D)+AND+%22Research+in+Developmental+Disabilities%22%5BJournal%5D)">Comprehensive quantification of the spastic catch in children with cerebral palsy.</a> Research in Developmental Disabilities. 34 (1), 386-396 (2013).</li>
<li>Boyd, R. N., Graham, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Objective+measurement+of+clinical+findings+in+the+use+of+botulinum+toxin+type+A+for+the+management+of+children+with+cerebral+palsy%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">Objective measurement of clinical findings in the use of botulinum toxin type A for the management of children with cerebral palsy.</a> European Journal of Neurology. 6 (1), 23-35 (1999).</li>
</ol>

Todos os autores não declaram conflito de interesses.

Este estudo tentou padronizar a medida do MTS usando um dispositivo isocinético robótico. Investigou-se como a consistência do movimento de avaliação afeta os resultados da mensuração do MTS.
O valor de NAMI foi proposto para representar o grau de variabilidade no movimento de avaliação. Como esperado, diferentemente do método de movimento isocinético sem variabilidade, o método manual mostrou variabilidade entre os testes e entre os avaliadores, resultando em baixa confiabilidade, o que é con...

A espasticidade após o AVC é comum e demonstrou induzir complicações, incluindo dor e contraturas, resultando em redução da qualidade de vida1,2,3. A medição da espasticidade é importante para planejar adequadamente o curso do tratamento e determinar a eficácia do tratamento. As ferramentas comumente utilizadas no cenário clínico são a escala modificada de Ashworth (MAS)4, que é um sistema de medição nominal para resistência ao movimento passivo, e a escala de Tardieu modificada (MTS), que mede o ângulo de captura (AOC), representando o característica velocidade-dependente do espasticidade5. No entanto, essas ferramentas de medição mostraram confiabilidade interavaliadores limitadas6,7, exigindo que o mesmo avaliador realize esses testes para manter a confiabilidade satisfatória8.
Três fatores foram mostrados induzem a variabilidade no AoC durante a medida de MTS, incluindo (1) erros das medidas do ângulo por uma goniometria; (2) variabilidade do perfil de movimento articular manualmente movido entre avaliadores; e (3) variabilidade na detecção da captura entre os avaliadores9. Um dispositivo robótico isocinético novo com sensores do torque é apresentado neste protocolo. Este dispositivo é aplicado aos pacientes do curso com espasticidade suave do flexor do cotovelo usando medidas da electromiografia de superfície (EMG)10. Foi supor que a padronização do movimento da articulação do cotovelo melhorará a confiabilidade entre avaliadores para medidas de AoC eliciadas pelo reflexo do estiramento flexor do cotovelo. Para comprovar isso, calculou-se a confiabilidade para AoC medida por EMG de superfície e comparada entre a extensão de cotovelo passiva e manual isocinética, utilizando este dispositivo robótico desenvolvido e EMG. A Figura 1 mostra uma visão geral de todo o procedimento experimental. Em detalhe, a etapa de mensuração do MTS foi conduzida por dois avaliadores, e a ordem dos experimentos (manual versus movimento isocinético) e a ordem dos avaliadores foram determinadas aleatoriamente, o que exigiu cerca de 50 min para cada sujeito (Figura 1).

<table><tbody><tr><td>Impressora 3D</td><td>Lokit</td><td>3Dison+</td><td>FDA tipo impressora 3D</td></tr><tr><td>Eixo de espingarda de bola</td><td>Misumi</td><td>LBF15</td><td></td></tr><tr><td>Módulo de entrada analógica Módulo de</td> comunicação National <td>Instruments</td><td>NI 9237</td><td></td></tr><tr><td>CAN National</td><td>Instruments</td><td>NI 9853</td><td></td></tr><tr><td>Rodízio</td><td>Misumi</td><td>AC-50F</td><td></td></tr><tr><td>Dispositivo de eletromiografia (EMG)</td><td>Eletrodo EMG Laxtha</td><td>WEMG-8</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Bioprotech</td><td></td><td>1.8x1.2 mm Ag&ndash; AgCl</td></tr><tr><td>Encoder</td><td>Maxon</td><td>HEDL 9140</td><td>500 CPT</td></tr><tr><td>Caixa de velocidades</td><td>Maxon</td><td>GP 81</td><td>relação 51:1</td></tr><tr><td>Lab jack</td><td>Misumi</td><td>99-1620-20</td><td></td></tr><tr><td>Slider linear</td><td>Misumi</td><td>KSRLC16</td><td></td></tr><tr><td>Motor</td><td>Maxon</td><td>EC-60</td><td>brushless EC</td></tr><tr><td>Motor Driver</td><td>Elmo</td><td>DC Whistle</td><td></td></tr><tr><td>PLA</td><td>Material da impressora 3D</td> <td>Lokit</td><td></td></tr><tr><td>Processador em tempo real</td><td>National Instruments</td><td>sbRIO-9632</td><td></td></tr><tr><td>Sensor de torque</td><td>Técnicas de transdutor</td><td>TRS-1K</td><td></td></tr></tbody></table>

dispositivo robótico isokinetic para melhorar a confiabilidade do teste-reteste e do inter-rater para medidas do reflexo do estiramento em pacientes do curso com spasticity

Isokinetic Robotic Device to Improve Test-Retest and Inter-Rater Reliability for Stretch Reflex Measurements in Stroke Patients with Spasticity

A medição da espasticidade é importante no planejamento do tratamento e na determinação da eficácia após o tratamento. Entretanto, a ferramenta atual usada em ajustes clínicos foi mostrada para ser limitada na confiabilidade inter-Rater. Um fator nesta confiabilidade inter-rater pobre é a variabilidade do movimento passivo ao medir o ângulo de medidas da captura (AoC). Portanto, um dispositivo isocinético tem sido proposto para padronizar o movimento articular manual; no entanto, os benefícios do movimento isocinético para medições de AoC não foram testados de forma padronizada. Este protocolo investiga se o movimento isocinético em si pode melhorar a confiabilidade entre avaliadores para medições de AoC. Para esta finalidade, um dispositivo isocinético robótico foi desenvolvido que seja combinado com a electromiografia de superfície (EMG). Duas condições, movimentos manuais e isocinéticos, são comparadas com o método padronizado para medir o ângulo e a sensação subjetiva de captura. Mostra-se que em 17 pacientes do curso com espasticidade suave do flexor do cotovelo, o movimento isocinético melhorou o coeficiente de correlação intraclasse (ICC) para a confiabilidade do interavaliador de medidas de AoC a 0,890 [intervalo de confiança 95% (CI): 0.685 – 0.961] pelo EMG critérios, e 0,931 (95% CI: 0.791 – 0.978) pelos critérios de torque, de 0,788 (95% CI: 0.493 – 0.920) por movimento manual. Em conclusão, o movimento isocinético em si pode melhorar a confiabilidade entre avaliadores de medidas de AoC em pacientes com AVC com espasticidade leve. Dado que este sistema pode fornecer maiores medições de ângulo padronizado e captura de sentimento, pode ser uma boa opção para a avaliação da espasticidade em um ambiente clínico.

A confiabilidade é dividida em quatro graus de acordo com o valor ICC: extremamente excelente (&gt; 0,90), excelente (0,75 &lt; ICC ≤ 0,90), justo a bom (0,40 &lt; ICC ≤ 0,75) e ruim (&lt; 0,40). O erro padrão das medições (MEV) foi calculado para determinar o componente de erro da variância. A menor diferença detectável (SDD) foi calculada a partir do SEM dos dados de teste-reteste.
Índice de movimento de avaliação normalizado (NAMI): o escore de NAMI durante um movimento isocinético foi semp...

Usando um dispositivo isocinético robótico com medidas da electromiografia (EMG), este protocolo ilustra que o movimento isocinético próprio pode melhorar a confiabilidade do interavaliador para o ângulo de medidas da captura em pacientes do curso com espasticidade suave do flexor do cotovelo.

Dispositivo robótico Isokinetic para melhorar a confiabilidade do teste-reteste e do Inter-rater para medidas do reflexo do estiramento em pacientes do curso com spasticity

Measuring spasticity is important in treatment planning and determining efficacy after treatment. However, the current tool used in clinical settings has ...

Este protocolo melhora a confiabilidade da medição de espasticidade em comparação com o método convencional. O reflexo de estiramento é medido considerando o efeito do movimento isokinetic padronizado sobre a confiabilidade do ângulo de captura. Utilizando este ângulo de captura da técnica ilustrado pela prensa de maca pode ser medido utilizando-se a forma padronizada, tanto nos movimentos isozilíticos quanto manuais medindo a superfície e a atividade do bíceps braquii.Demonstrando o procedimento será Seo Hyun Park, um terapeuta ocupacional do meu laboratório. Comece pedindo ao paciente para se sentar em uma cadeira com as costas retas. Também informe que devem manter sua posição no ombro estável durante todo o experimento.Em seguida, despreste o bloco de fixação no controle deslizante linear para que a braçadeira possa ser movida livremente. Em seguida, coloque o braço hemiparético do sujeito levemente sobre o robô manipuladornão sem prender a correia. Ajuste a altura do robô usando a tomada de laboratório até que o ombro do paciente seja abduzido 90 graus e confirme isso usando um goniômetro.Aperte as correias do punho do antebraço. Em seguida, instrua o sujeito a segurar a alça e fixar a mão na alça com alças. Alinhe o eixo de rotação do robô com o eixo anatômico da articulação do cotovelo do paciente.Agora flexione e amplie a articulação do cotovelo do sujeito para que a posição da braçadeira possa ser reajustada naturalmente em uma posição ideal sem gerar resistência durante o movimento. Em seguida, aperte o bloco de fixação para fixar a posição da braçadeira. Finalmente, conecte os eletrodos EMG da superfície no músculo braquii bíceps no braço hemiparético.Para iniciar as medições, insira primeiro as informações do lado hemiparético do paciente no programa. Em seguida, confirme que o cotovelo é flexionado a 90 graus usando um goniômetro e pressione o botão de 90 graus definido no painel de interface gráfica. Pressione o botão Finish set para mudar o robô para o estado de atuação.Em seguida, clique nos botões do painel de execução do motor no lado esquerdo da interface gráfica, em ordem de cima para baixo. Agora, defina a velocidade para um grau por segundo e clique no botão Executar. O robô estenderá o cotovelo lentamente a um grau por segundo a partir de uma postura flexionada de 90 graus até que o torque de reação atinja um certo nível de limiar, ou se estenda em 170 graus.Em seguida, altere a velocidade para um grau negativo por segundo e selecione novamente Executar. O robô flexionará o cotovelo lentamente até que o torque de reação atinja o nível limiar. Antes de iniciar as medições, realize compensação do efeito de inércia.Primeiro, clique no botão Back no painel de controle e o robô flexionará o cotovelo para a postura de ângulo mínimo. Agora, defina a velocidade para 150 graus por segundo, selecione Teste de Inércia e clique no botão Executar. O robô aplicará uma pequena perturbação de cinco graus ao paciente a esta taxa.O torque máximo e o valor do período de cada ensaio são automaticamente empilhados e exibidos no painel GUI. Repita este teste de inércia mais duas vezes, então determine um valor de torque de pico adequado e valor de período a partir dos dados medidos e digite o valor na GUI do programa. Aqui vemos um exemplo de compensação do efeito de inércia.A linha verde indica o torque bruto. A linha pontilhada indica o modelo de força inercial, e a linha vermelha indica o resultado da compensação do torque inercial. Em seguida, executar o passo de familiarização.Clique no botão Voltar para flexionar o cotovelo à postura de ângulo mínimo. Em seguida, informe o assunto de que o robô se moverá antes de clicar no botão Executar. O robô estenderá o cotovelo do paciente a uma taxa de 150 graus por segundo até que um ângulo máximo seja atingido ou o torque de reação atinja o limiar.Repita o procedimento de familiarização mais duas vezes. Em seguida, descanse cinco minutos antes de iniciar o teste. Para iniciar a medição isokinetic MTS pressione novamente o botão Voltar à postura de ângulo mínimo.Desta vez, porém, clique no botão Executar sem informar o assunto. O robô vai novamente estender o cotovelo do paciente na mesma velocidade. Os dados de tempo, ângulo, torque de reação e sinal de gatilho serão armazenados pelo sistema durante o teste.Repita a medição isokinetic MTS mais duas vezes com dois minutos de intervalo entre os conjuntos. Em seguida, descanse cinco minutos depois de realizar as três medidas. Para o experimento manual de MTS, tente estender o braço do sujeito na velocidade máxima constante de acordo com a condição ideal de desempenho do MTS.Em seguida, realize a medição manual do MTS. Depois de retornar ao ângulo mínimo, pressione o botão Free Run e o robô mudará para o modo de operação manual. Agora segure a alça do manipuladorndum e estique o braço do sujeito.Durante a operação, o rater deve gerar uma velocidade constante de 150 graus por segundo. Neste ponto, desligue o modo Free Run e faça com que o sujeito faça uma pausa de dois minutos. Em seguida, repita a medição manual do MTS mais duas vezes.Depois de terminar todo o experimento com o primeiro rater ter o assunto descansar por 10 minutos. Em seguida, repita todas as medidas do MTS com um rater diferente. Para realizar a análise de dados do experimento MTS isokinetic, primeiro sincronize os dados emg e os dados de ângulo de robô usando os sinais de gatilho de cada conjunto de dados.Em seguida, determine o ângulo de captura manualmente como o ponto de partida da raiz média aumento emg quadrado como visto aqui. Para o ângulo de avaliação da captura usando os dados de torque, desenhe uma linha de regressão começando com o ponto onde o sinal do gatilho sobe e desenha outra linha de regressão a partir do ponto onde o sinal do gatilho desce. Agora compare as encostas dessas duas linhas de regressão.Se eles mostrarem uma diferença significativa, o ângulo de captura pode ser determinado na intersecção das duas linhas de regressão. Esta figura mostra um exemplo de ângulo de avaliação de captura usando dados EMG para um estojo MTS manual. Como feito no estojo isokinetic, o ângulo de captura é determinado como o ângulo quando ocorre um aumento claro do EMG.Aqui vemos variáveis para o índice de movimento de avaliação normalizado. Intuitivamente, o valor do índice é a razão da área sob o gráfico de velocidade para a área da caixa cinza. A maioria dos movimentos cinéticos básicos mostram valores mais próximos de um.O passo mais crítico nesta técnica é o ângulo de seleção de captura. Além disso, as condições de experimento devem permanecer constantes para reduzir o ruído, uma vez que esses experimentos são realizados rapidamente. Após esse procedimento, é possível uma avaliação estatal mais abrangente utilizando o torque de reação medido e os dados emg, como avaliar a rigidez do paciente utilizando a inclinação da linha de regressão.A padronização e a quantificação da ferramenta de avaliação neste protocolo podem fornecer uma base para um tratamento mais eficiente, podendo possibilitar o desenvolvimento de um novo método, como a variação evocada. Esteja ciente de que o movimento rápido do dispositivo robótico pode deixar o paciente nervoso, e isso pode afetar o tônus muscular. Portanto, a familiarização é necessária antes de iniciar o experimento.

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