Method Article

Простой неинвазивный метод для временного нокдаун проприоцепции верхней конечности

DOI:

10.3791/57218

⸱

March 3rd, 2018

 ,  ,  ,  , 
1Department of Physical Therapy, The College of St. Scholastica

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Цель настоящего Протокола заключается в том, чтобы продемонстрировать практический метод, чтобы временно вмешиваться проприоцепции в верхней конечности здоровых людей.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Проприоцепция может быть наименее хорошо измеренных из всех вкладчиков нейронных контроля движения. Для клинической диагностики обесценения и измерить результаты проприоцептивной подготовки необходимы новые точные, надежные меры проприоцепции. Этот простой, неинвазивный метод предназначен для проприоцепции временно нокдаун верхней конечности в здоровых взрослых людей, до такой степени, что было бы полезным в разработке и тестировании верхней конечности проприоцепции мер. Нокдаун модели имеют два основных преимущества перед изучение людей с недостатками проприоцепции: участник доступность и возможность контролировать степень обесценения участников. Текущий опубликованные методы временных проприоцепции нокдаун верхней конечности, таких как ишемическая нервных блоков и криотерапия, инвазивные, непрактичным или неудобно для участника. Здесь вибрации над локтевой паз был использован для уменьшения верхней конечности проприоцепции. Высокая частота вибрации может уменьшить проприоцептивной остроты путем ингибирования pacinian корпускулы индуцированной ввода. Эффект вибрации, используемые в настоящем протоколе было подтверждено с помощью двух количественные показатели. Этот метод был простой для администрирования, удобные для участников и практичные.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Из всех вкладчиков нейронных контроля движения проприоцепция может быть наименее хорошо измерений. Исследования меры проприоцепции с использованием специализированного оборудования недавно достигли надежности, достоверности и точности; 1 , 2 , 3 в контраст, клинических меры проприоцепции, наиболее распространенными из которых являются конечностей позиции смысл тестирования,4 имеют низкое разрешение, загрязнены другие сенсорные формы,4 и бедных или нет опубликованных психометрических свойств. 5 новых точных и надежных мер проприоцепции необходимы для выяснения периферические и центральные механизмы проприоцептивной контроля,3 для клинической диагностики обесценения и измерения результатов проприоцептивной подготовки. 2 , 5 , 6 , 7 с этой целью требуется простой, неинвазивный метод, чтобы временно ухудшить или «нокдаун» проприоцепции.

Проприоцептивная нокдаун в здоровых людей позволяет исследователям определить роль проприоцептивной функции в сенсомоторной задачу, которая является полезным информировать разработки и проверки стандартизованных мер. Нокдаун модели имеют два основных преимущества перед изучение людей с недостатками проприоцепции. Во-первых, участник доступности; лица с нарушениями проприоцепции не являются легко доступными для многих исследователей. Во-вторых в отличие от в естественных условиях обесценения проприоцепции нокдаун модели может разрешить возможность контролировать степень обесценения участников.

Текущий опубликованные методы временных проприоцепции нокдаун верхней конечности являются инвазивными, непрактичным или неудобно для участника. Анестезии инъекции, хотя относительно безопасным, требуют технических знаний и может быть рассмотрен инвазивных некоторые участники исследования. Ишемическая блоки нерва вызывает дискомфорт и практикуется в крови экран для свертывания крови расстройства до их применения. 8 криотерапия также вызывает дискомфорт. Среднее время применения криотерапии для воздействия проприоцепции 20.3 ± 5,3 мин9 после криотерапии удаляется, краткий окно, в котором для измерения проприоцепции до согревание остается, который может способствовать к несовместимым эффект Криотерапия на чувстве общей позиции. 10 вибрации высокой частоты (300 Гц) был успешно используется для уменьшения проприоцептивной остроты в задаче обнаружения движения пальца; механизму было сообщено быть pacinian корпускулы индуцированной ингибирование ввода от других вибрации чувствительных кожных рецепторов. 11 недавно, вибрации мышц камбаловидной (80 Гц) было обнаружено снижение точности производства изометрической силы, искажая проприоцептивной информации. 12 однако, простой неинвазивный метод для временного нокдаун верхней конечности проприоцепции не был опубликован.

Цель этого метода является использование высокочастотной вибрации проприоцепции временно нокдаун верхней конечности у здоровых взрослых. Нокдаун было подтверждено с помощью двух мер, порог обнаружения вибрации (ВДТ) и Планшетная версия краткого теста Кинестезии (tBKT). ВДТ психофизических мера чувствительности полагают, отражают aα диалога доступных афферентных аксона передачи. 13 проприоцептивной производительности был количественно с помощью tBKT, которая находится в стадии разработки в нашей лаборатории. Краткий тест Кинестезии (БКТ), основанный на работе Эйрс,14 -это экспериментальный инструмент, который был тест на, но не включены в Аккумуляторы основных элементов национальных институтов здравоохранения (НИЗ). 15 , 16 BKT включает три идущие испытания для каждого верхней конечности. TBKT включает в себя 20 идущие испытания на верхней конечности и в настоящее время разрабатывается с целью улучшения психометрических свойств над первоначального испытания. TBKT включает в себя сенсорного ввода (экзаменатор руководство верхней конечности к целевому объекту), Центральный обработки (Помните пространственное расположение целевого объекта) и мощностью двигателя (пытается найти целевой после удаления руководство), считается необходимым в меру в целом проприоцептивной производительности. 17 ВДТ и tBKT измерения, представляют низких и более высоких уровнях, соответственно, в иерархии соматосенсорные,18 и таким образом, следует обеспечить более всеобъемлющую количественную оценку проприоцепции чем либо мера используется отдельно.

Два нейронные механизмы наиболее тесно связаны с сокращением проприоцептивной остроты зрения, вызванные высокой частоты вибрации. Во-первых Pacinian корпускулы являются кожный механорецептора, наиболее часто ассоциируются с обнаружения вибрации. Непрерывная вибрация, используемые в настоящем Протоколе вероятно поднимает рецептор настройки порога обнаружения вибрации на основе нейронных механизма краткосрочной привыкания в aα диалога доступных и β волокна группа, связанная с Pacinian корпускулы. 19 физиологического получается что вибрации же интенсивности и частоты, например 128 Гц, использовавшиеся в ходе испытания ВДТ, ощущается на более короткий срок. Во-вторых считается, что мышечных веретен, через aα диалога доступных афферентных волокон, код Длина мышцы, неточно после высокой частоты вибрации, что приводит к искаженной проприоцептивной информации, о чем свидетельствует снижение точности во время силы воспроизводства,12 иллюзия движения,20,21 и снижение Кинестезии. 22

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Институциональных Наблюдательный Совет в колледже святой Схоластики одобрил исследование, согласно которому этот протокол была разработана и апробирована.

Примечание: В спецификациях вибратор, используемые в настоящем Протоколе указали, что частоты на «высокий» 11,00 об/мин (183.3 Гц). Эта частота было подтверждено, что используя образец вибрации данных, собранных через один вход дифференциального усилителя пробы на 2 кГц. Средний период сигнала был 5,56 х 10-3 s, что эквивалентно 180 Гц. У людей с болезнью Рейно вибрация может привести к феномен Рейно, временный вазоконстрикция на сайт приложения, которые могут последние минут до часов и может сопровождаться онемение, зуд или боль. 23 Рисунок 1 показывает пример феномен Рейно вызванных вибрации, аналогичный тому, который используется в настоящем Протоколе. Потенциальные участники должны пройти обследование на Рейно до участвующих в настоящем Протоколе.

1. проприоцепции нокдаун протокол:

  1. Собирать ручки, 183 Гц вибратор, 2,5 дюймовый широкий ремень и резинкой (см. Таблицу материалов).
  2. Ощупывайте локтевой нерв в локтевой паз верхней конечности проходит испытания.
    1. Поместите знак «x» на кожу над локтевой паз просто превосходит линии между процессом локтевого отростка плечевой кости и медиальной надмыщелок локтевой кости.
      Примечание: Рисунок 2 показывает этот местоположение на спинку локоть.
  3. Место начальника вибратор на заметное место с ручкой массажер выше головы.
    1. Примените широкий ремень вокруг ручки часть вибратор и участника руку.
    2. Поместите резиновые полосы вокруг шеи головы вибратор и участника руку Держите вибратор головку на место и поддерживать контакты между участника кожи и головку вибратора, обеспечение надлежащего размера сохранить головку против кожи, но не резинкой ограничение движения или обращения.
  4. Попросите участников согнуть и выпрямить его локоть. Он должен чувствовать себя без помех от ремней. Если он сообщает вмешательства, отрегулируйте ремни и резинкой, таким образом, что обеспечивается свобода передвижения.
  5. Включите вибратор высокий, подождите 2 минуты (на основе неопубликованных данных).
    1. Проводить измерения производительности проприоцепции (здесь представлены результаты от версии таблетка БКТ) с вибратором, работает на высоко в течение теста
      1. Проводить БКТ. Место участника в стандартную высоту стула (высота сиденья 18-дюймовые), стандартная высота столом (высота 29-дюймовый) с их видением закрыта от планшета с помощью штор. Сидят напротив участника.
      2. Руководство участников указательный палец, состоявшейся в дистальной фаланги только от начала строки до конца строки (цель) и обратно в начало строки. Отпустите палец участника и поручить их трогать цели. Полный 20 испытаний с каждым верхней конечности.
      3. Назначьте участников оценки для каждой верхней конечности как средняя абсолютная ошибка (расстояние от цели) в сантиметрах.
    2. Проведения психофизических меры (например, визуальный) сразу же после удаления стимул вибрации.
      Примечание: В представленные результаты, продолжительность вибрации стимул до VDT был 5 ± 1 минуту.

2. вибрация порог обнаружения (адаптировано из13)

  1. Собрать 128 Гц камертоном, секундомер, учебник (предоставляет фирма еще совместимый поверхность, на которой на забастовку камертона), таблица (высота 29-дюймовый), стандартный стул (высота сиденья 18-дюймовые), липкой лентой и пера.
    1. Создание 1 ½ дюйма x 1 ½ дюйма квадрат на учебник с помощью клейкой ленты для использования в качестве мишени для обеспечения согласованности в ярких камертона.
    2. С помощью постоянного маркера, цвет нижней 1 мм стебля Камертон (этот знак будет использоваться для стандартизации давления камертона приложения во время выполнения теста).
    3. Место участника в кресле за столом. Попросите его продлить предплечья проходит проверку supinated конечности и полностью остальные его на столе, включая локоть. Попросите их отдохнуть на конечностях.
      Примечание: Экспертиза должна быть вставлена напротив участника.
  2. Марк точка на кожу над дистальной части бицепсы сухожилия, приблизительно на 1 см выше локтевого сгиба.
    1. Место ближе к участнику, между участника локти книгу на краю таблицы.
    2. Скажи: «Это тест вашей способности обнаружить вибрации. Сейчас я положу этот камертона на вашем сухожилия бицепса. Пожалуйста, скажите мне, если вы чувствуете любые вибрации, а затем «Сейчас» сказать сразу, когда исчезает ощущение вибрации. Эта процедура будет повторяться три раза на каждой руке.»
  3. Убедитесь, что диски на концах каждый зубец камертона затянуты до начала. Если они являются потерять они будут греметь и сократить продолжительность камертона резонанса, делая тест ненадежными.
    1. Держите стволовых камертона слабо между большим и указательным пальцем и ударить его на книге внутри квадратных цель с достаточной силой, чтобы производить резонанс.
      1. Сразу же после удара, место камертона на месте тест, используя достаточно давления угнетают кожи и скрывать band 1 мм на камертона от видения.
        Примечание: Рисунок 3 показывает камертона на дистальной части бицепсы сухожилия расположение проверки, используемые в настоящем Протоколе.
      2. С помощью секундомера, подсчитать время от размещения камертона на участника кожу до тех пор, пока участник больше не чувствует вибрации (говорит «Сейчас»).
    2. Повторите еще два раза на той же руке для в общей сложности три судебных процесса.
      1. Вычислить среднее время исчезновения стимул вибрации через три исследования, чтобы определить порог обнаружения вибрации (ВДТ).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

С помощью протокола, представленные здесь, мы протестировали 20 здоровых взрослых, 8 были мужчины (средний возраст (SD) = 32,5 (12,5) лет; 19 право- и 1 слева-рукой). Участники имели не известных патологии, с участием верхних конечностей. Преобладающая рука была оценена с помощью инвентаризации Handedness Эдинбурга. 24 участники исследования сообщили никаких неблагоприятных событий.

Обеих верхних конечнос...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Этот протокол предоставляет способ сбить человека проприоцепции в верхней конечности. Через 20 здоровых участников эффект проприоцептивной нокдаун был большим, как измеряется VDT психофизических мерой чувствительности, как считается, отражают aα диалога доступных афферентных аксона передачи. ВДТ была измерена как можно быстрее после удаления вибрации, когда aα диалога доступных афферентных разряда сокращается. 25 эффект настоящего Протокола на ошибке в достижении цели с визуального окклюзии (tBKT)...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы не имеют ничего сообщать.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы хотели бы признать Джон Нельсон PhD, PT, для проведения анализа для подтверждения частота вибрации вибратор, используемые в настоящем Протоколе.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Pure Enrichment-Massage Mini со встроенной USB-аккумуляторной батареейebayNone183 Гц беспроводной вибратор, общая длина 7 дюймов, включая ручку
Чаттануга 2,5 дюйма ремень на липучке ebayНеиспользуется для крепления вибратора к кронштейну
Камертон C128 ENT Хирургические медицинские инструменты Инструменты для осмотра Диагностические инструментыebayНеиспользуется в
портативном цифровом секундомереVDT ebayНеиспользуется для измерения времени VDT
Универсальные резиновые ленты Размер 33, 3 1/2 x 1/8 дюймаebay Универсальный - UNV00433используется для крепления головки вибратора к руке
Инструкция по сборке Visual Screen была опубликована здесь: https://www.jove.com/video/53178/design-fabrication-administration-hand-active-sensation-test 

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Dukelow, S. P., et al. Quantitative assessment of limb position sense following stroke. Neurorehabilitation and neural repair. 24, 178(2010).
  2. Cappello, L., et al. Robot-aided assessment of wrist proprioception. Frontiers in human neuroscience. 9, (2015).
  3. Han, J., Waddington, G., Adams, R., Anson, J., Liu, Y. Assessing proprioception: a critical review of methods. Journal of Sport and Health Science. 5, 80-90 (2016).
  4. Goble, D. J. Proprioceptive acuity assessment via joint position matching: from basic science to general practice. Physical therapy. 90, 1176-1184 (2010).
  5. Meyer, S., Karttunen, A. H., Thijs, V., Feys, H., Verheyden, G. How do somatosensory deficits in the arm and hand relate to upper limb impairment, activity, and participation problems after stroke? A systematic Review. Physical Therapy. 94, (2014).
  6. Elangovan, N., Herrmann, A., Konczak, J. Assessing proprioceptive function: evaluating joint position matching methods against psychophysical thresholds. Physical therapy. 94, 553(2014).
  7. Aman, J. E., Elangovan, N., Yeh, I. L., Konczak, J. The effectiveness of proprioceptive training for improving motor function: a systematic review. Frontiers in human neuroscience. 8, (2014).
  8. Thiemann, U., et al. Cortical post-movement and sensory processing disentangled by temporary deafferentation. Neuroimage. 59, 1582-1593 (2012).
  9. Furmanek, M. P., Słomka, K., Juras, G. The effects of cryotherapy on proprioception system. BioMed research international. 2014, (2014).
  10. Costello, J. T., Donnelly, A. E. Cryotherapy and joint position sense in healthy participants: a systematic review. Journal of athletic training. 45, 306-316 (2010).
  11. Weerakkody, N., Mahns, D., Taylor, J., Gandevia, S. Impairment of human proprioception by high-frequency cutaneous vibration. The Journal of physiology. 581, 971-980 (2007).
  12. Boucher, J. A., Normand, M. C., Boisseau, É, Descarreaux, M. Sensorimotor control during peripheral muscle vibration: An experimental study. Journal of manipulative and physiological therapeutics. 38, 35-43 (2015).
  13. Rolke, R., et al. Quantitative sensory testing: a comprehensive protocol for clinical trials. European Journal of Pain. 10, 77-77 (2006).
  14. Ayres, A. J. Sensory integration and praxis test (SIPT). Los Angeles, Western Psychological Services. , (1989).
  15. Dunn, W., et al. Somatosensation assessment using the NIH Toolbox. Neurology. 80, S41-S44 (2013).
  16. Dunn, W., et al. Measuring Change in Somatosensation Across the Lifespan. American Journal of Occupational Therapy. 69, 6903290020p6903290021-6903290020p6903290029 (2015).
  17. Witchalls, J., Blanch, P., Waddington, G., Adams, R. Intrinsic functional deficits associated with increased risk of ankle injuries: a systematic review with meta-analysis. Br J Sports Med. 46, 515-523 (2012).
  18. Borstad, A. L., Nichols-Larson, D. Assessing and treating Higher-level Somatosensory Impairments Post Stroke. Topics in Stroke Rehabilitation. 21, 290-295 (2014).
  19. Kandel, E. R., Schwartz, J. H., Jessell, T. M., Siegelbaum, S. A., Hudspeth, A. J. Principles of neural science. 4, McGraw-hill. New York. (2000).
  20. Goodwin, G. M., Mccloskey, D. I., Matthews, P. The contribution of muscle afferents to keslesthesia shown by vibration induced illusionsof movement and by the effects of paralysing joint afferents. Brain. 95, 705-748 (1972).
  21. Burke, D., Hagbarth, K. E., Löfstedt, L., Wallin, B. G. The responses of human muscle spindle endings to vibration of non-contracting muscles. The Journal of physiology. 261, 673-693 (1976).
  22. Roll, J., Vedel, J. Kinaesthetic role of muscle afferents in man, studied by tendon vibration and microneurography. Experimental Brain Research. 47, 177-190 (1982).
  23. Wigley, F. M. Raynaud's phenomenon. New England Journal of Medicine. 347, 1001-1008 (2002).
  24. Oldfield, R. C. The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory. Neuropsychologia. 9, 97-113 (1971).
  25. Kito, T., Hashimoto, T., Yoneda, T., Katamoto, S., Naito, E. Sensory processing during kinesthetic aftereffect following illusory hand movement elicited by tendon vibration. Brain research. 1114, 75-84 (2006).
  26. Carey, L. M., Oke, L. E., Matyas, T. A. Impaired limb position sense after stroke: a quantitative test for clinical use. Arch.Phys.Med.Rehabil. 77, 1271-1278 (1996).
  27. Roll, J., Vedel, J., Ribot, E. Alteration of proprioceptive messages induced by tendon vibration in man: a microneurographic study. Experimental brain research. 76, 213-222 (1989).
  28. Calvin-Figuière, S., Romaiguère, P., Roll, J. -P. Relations between the directions of vibration-induced kinesthetic illusions and the pattern of activation of antagonist muscles. Brain research. 881, 128-138 (2000).
  29. Fallon, J. B., Macefield, V. G. Vibration sensitivity of human muscle spindles and Golgi tendon organs. Muscle & nerve. 36, 21-29 (2007).
  30. Seizova-Cajic, T., Smith, J. L., Taylor, J. L., Gandevia, S. C. Proprioceptive movement illusions due to prolonged stimulation: reversals and aftereffects. PloS one. 2, e1037(2007).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Upper Limb ProprioceptionVibration Detection ThresholdBrief Kinesthesia TestUlnar Groove VibrationProprioception KnockdownKinesthetic Sense MeasurementVibration Induced ImpairmentNon invasive Proprioception MethodProprioceptive Acuity ReductionTemporary Proprioception Interference

Related Articles