Задача на построение блоков выявляет различные группы шаблонов выбора левой/правой руки после одностороннего повреждения периферических нервов

Краткое содержание

Задача по построению блоков обеспечивает быстрое, объективное, количественное измерение того, как часто люди предпочитают использовать левую и правую руку для действий по дотягиванию до захвата. После одностороннего повреждения периферических нервов пациенты часто переходят к почти полному использованию одной руки, направление которой не предсказуемо по другим клиническим факторам.

Аннотация

Существует множество методов оценки функции кисти и кисти после повреждения периферических нервов верхних конечностей, но периферические травмы часто являются односторонними, и лишь немногие существующие методы предназначены для учета уникальных последствий односторонней травмы. Одностороннее поражение верхней конечности может привести к увеличению или уменьшению использования доминирующей руки, и изменения могут быть адаптивными или дезадаптивными в зависимости от индивидуальных потребностей пациента. Чтобы определить нетипичное использование руки (выбор влево/вправо), исследователям и клиницистам необходимо измерить его. Тем не менее, использование рук традиционно оценивается с помощью опросов на основе самоотчетов, которые не обязательно отражают фактический выбор левой/правой руки. В данном случае этот пробел в знаниях устраняется с помощью задачи Block Building Task (BBT), которая обеспечивает быструю, количественную и недорогую оценку выбора левой/правой руки в неограниченной среде. В BBT участники строят абстрактные формы из взаимосвязанных пластиковых кубиков, без инструкций по использованию вручную. Первичным результатом является доля досягаемости (т.е. при первоначальном подборе каждого кирпича), сделанная каждой рукой. После одностороннего повреждения периферических нервов пациенты разделились на три группы: примерно типичное использование руки (44%), всегда использование доминирующей руки (44%) или никогда не использование доминирующей руки (13%). Даже среди пациентов с травмированной доминирующей рукой регулярно наблюдалось нетипично повышенное использование доминирующей руки (36%). Примечательно, что использование рук не было предсказано клиническими характеристиками, поэтому БТТ обеспечивает объективное измерение выбора левой/правой руки, которое иначе невозможно предсказать из клинических характеристик пациентов с повреждением периферических нервов. Протокол ББТ будет интересен исследователям или клиницистам, заинтересованным в оценке состояний с асимметричным воздействием на верхнюю конечность.

Введение

Повреждения периферических нервов верхней конечности (ПНИ) обычно являются односторонними (82%-97%)^1,2, но существует мало эффективных методов количественной оценки того, как односторонние повреждения влияют на неограниченный выбор целенаправленных действий, в частности, на то, предпочитают ли люди использовать левую или правую руку в повседневной жизни.

Выбор левой/правой руки влияет на исходы лечения пациента после ПНИ

Хорошие исходы у пациента связаны с продолжением использования пораженной руки, в то время как плохие исходы у пациента возникают, когда пораженная рука сохраняет функцию, но использует ее в низком объеме³. В более широком смысле, изменения в использовании кисти (выбор руки в неограниченных условиях) могут быть адаптивными или неадаптивными: один пациент может захотеть улучшить функцию своей пораженной кисти за счет увеличения ее использования (т.е. практики), в то время как другой пациент с хроническим нарушением может извлечь пользу из более интенсивного компенсаторного использования непораженной руки. Такие стратегии требуют целенаправленного руководства со стороны врача; Например, в случае пациентов, которым была бы полезна компенсация при непораженной руке, такая компенсация не произойдет естественным образом, если поврежденная рука является доминирующей рукой (DH)⁴. Таким образом, многим пациентам с ПНИ будет полезна точная оценка или отслеживание их поведения при выборе руки.

Текущие оценки недостаточны для количественного учета функционального использования рук после ПНИ

Использование рук не может быть измерено с помощью стандартных измерений предпочтений руки, функции руки или инвалидности. Исследования предпочтений рук, такие как Эдинбургский опросник леворукости⁵ или Журнал двигательной активности⁶, рассматривают принципиально иную концепцию (самооценка использования рук)⁷; Кроме того, опросы предпочтений страдают от ограниченной точности, присущей опросам^с самоотчетом ^8,9, имеют плохо установленные психометрические^{свойства10}, и их результаты могут не выходить за рамки конкретных задач, перечисленных в опросе¹¹. Лишь немногие клинические оценки функции рук позволяют количественно оценить использование рук, потому что общие оценки, такие как Фугль-Мейер¹² и Бокс и Блоки¹³, измеряют ловкость, а не использование^руки7, и фокусируются на действиях рук с умеренной лево-правой асимметрией14. Стандартные оценки исходов, о которых сообщают пациенты, не могут определить последствия односторонней травмы, например, Инвалидность руки, плеча и кисти (DASH)^1,15 и QuickDASH¹⁶ разработаны таким образом, чтобы исключить или свести к минимуму действия, которые сильно зависят от доминирования руки. Наконец, хотя существуют два установленных показателя использования рук, оба они имеют недостатки. Тест на количественную оценку предпочтений рук (QHPT^{) позволяет} количественно измерить действия, которые могут напоминать повседневные задачи, но он узко измеряет расстояния движения (все цели равноудалены от участника) и избегает функционального использования объектов (участники берут в руки игральные карты, но не используют их для игры), что может ограничить применимость QHPT к реальным сценариям. Тест «Фактическое количество использования» включает в себя реальные контекстуализированные действия, но не дает числовых количественных результатов, поскольку он включает только одну выборку на каждое упражнение¹⁸. Таким образом, измерение левостороннего и правостороннего использования требует новых и специфических оценок.

Задача по построению блоков (BBT)^4,19,20 предоставляет быстрый, недорогой, количественный метод для устранения этого пробела в измерениях путем оценки выбора левой/правой руки в неограниченном целенаправленном контексте, в том числе у лиц с односторонним ПНИ. БТТ подходит для характеристики использования левой/правой руки у любых участников, которые имеют способность выполнять действия по дотягиванию до хватания, и идеально подходит для характеристики нетипичного использования рук после одностороннего нарушения, т.е. повышенного использования одной руки (и сопутствующего неиспользования другой руки) по сравнению с типичными взрослыми. БТТ не получил широкого распространения, особенно в клинических условиях. Настоящая рукопись устраняет этот пробел, представляя протокол использования ББТ для оценки того, как часто участник использует каждую руку для неограниченных действий по дотягиванию до хватания, а также представляя новые результаты о распределении и кластеризации результатов использования рук после односторонней ПНИ.

Протокол

Этот протокол был одобрен для исследований на людях Институциональным наблюдательным советом Медицинской школы Вашингтонского университета. Все участники дали информированное согласие.

1. Конструирование оборудования

ПРИМЕЧАНИЕ: В рамках этого процесса оборудование, показанное на рисунке 1, будет изготовлено с использованием расходных материалов, перечисленных в таблице материалов.

Рисунок 1: Оборудование BBT. Вид стола сверху вниз показывает участника внизу, а экспериментатора наверху. Чтобы подготовить исследование, прикрепите зеленую подставку скотчем, а затем (А) положите плакат на стол, (Б) поместите кирпичи в вырезы для плаката (рулетка прилагается для масштабирования) и (В) снимите плакат. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

1. Соберите 4 модели, показанные на рисунке 2, каждая из которых использует 1 из 10 стандартных кирпичей, перечисленных в таблице 1. В конце концов, должно остаться еще 40 кирпичей (плюс запчасти) в дополнение к тем, что входят в модели. Склейте каждую модель вместе, чтобы кирпичи оставались соединенными. Обозначьте каждую модель номером на обратной стороне.

Рисунок 2: Предлагаемые модели. Примеры моделей; BBT устойчив к изменениям в дизайне модели. (A) Спереди (лицом к участнику). (B) Спина (лицом к экспериментатору). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Цвет	Цвет (официальный)	Форма
Белый	Белый	квадрат 2х2
Чёрный	Чёрный	квадрат 2х2
Красный	Красный	Прямоугольник 2x4
Жёлтый	Ярко-желтый	Прямоугольник 2x4
Апельсин	Апельсин	прямоугольник 1x2
Синий	Темная лазурь	прямоугольник 1x2
Каштановый	Темно-красный	1x2 с углом наклона 45°
Зола	Средне-каменный серый	1x2 с углом наклона 45°
Зеленый	Темно-зеленый	2х3 с аркой
Военно-морской флот	Синий	2x2 с углом наклона 45°

Таблица 1: Предлагаемые кирпичи. Официальные цвета полезны для покупки, но не рекомендуются для экспериментальной маркировки, потому что они длинные и неоднозначны в алфавитном порядке. Идентификаторы товаров см. в Таблице материалов .

2. Вырежьте подставку размером 5 дюймов (12,7 см) с квадратной выемкой в центре длинной стороны плаката.
3. Разместите кирпичи на плакате в предложенных местах, показанных на рисунке 1 и количественно обозначенных на рисунке 3 и в таблице 2.

Рисунок 3: Схема плаката с предполагаемым расположением кирпичей. BBT устойчив к изменениям расположения и ориентации кирпича. Пунктирные линии представляют квадранты; Каждый квадрант содержит 1 кирпич. Точность = 0,5 см; Буквы = ключ для Таблицы 2. Рекомендуемые ориентации см. на рисунке 1. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Ключ	Квадрант	Цвет	Положение X (см)	Положение по оси Y (см)
A	Крайний левый	Апельсин	-27.5	49.5
B	Крайний левый	Белый	-21.5	52
C	Крайний левый	Чёрный	-12.5	54.5
D	Крайний левый	Зеленый	-3.5	54
E	Крайне правый	Каштановый	9	54.5
F	Крайне правый	Красный	19	55
G	Крайне правый	Зола	26.5	50.5
H	Крайний левый	Жёлтый	-19	45.5
Я	Крайний левый	Синий	-8.5	47.5
J	Крайне правый	Апельсин	4	50
K	Крайне правый	Военно-морской флот	12.5	48
L	Крайне правый	Синий	19.5	47
M	Крайний левый	Каштановый	-34	29
N	Крайний левый	Красный	-24	39
O	Крайний левый	Военно-морской флот	-14	39.5
P	Крайний левый	Зола	-4.5	39
Q	Крайне правый	Жёлтый	7	40
R	Крайне правый	Зеленый	19.5	40
S	Крайне правый	Чёрный	26.5	42.5
T	Крайне правый	Белый	34.5	40.5
U	Слева	Военно-морской флот	-34	27.5
V	Слева	Синий	-24.5	32.5
W	Слева	Каштановый	-15	31.5
X	Слева	Зеленый	-5	29
Y	Справа	Белый	6	30
Z	Справа	Зола	14	35
АА	Справа	Жёлтый	24.5	30.5
АВ	Слева	Жёлтый	-31.5	21.5
Переменный ток	Слева	Белый	-22	24
ОБЪЯВЛЕНИЕ	Слева	Чёрный	-9	21
АЭ	Справа	Красный	5	22.5
АФ	Справа	Синий	19	24
АГ	Справа	Апельсин	32	22
	Слева	Красный	-25	14
Искусственный интеллект	Слева	Зола	-14	15.5
Эй Джей	Слева	Апельсин	-6.5	17
АК	Справа	Военно-морской флот	10	16
АЛЬ	Справа	Чёрный	23	16
ЕСМЬ	Справа	Каштановый	19.5	10.5
АН	Справа	Зеленый	30.5	13

Таблица 2: Рекомендуемые места расположения кирпича. Эта таблица содержит ту же информацию, что и на рисунке 3. Он перечисляется строка за строкой, затем слева направо. Квадранты определяются с точки зрения участника, при этом дальнее/близкое делится на Y = 36 см.

4. На доске для плакатов с помощью ручки или карандаша обведите расположение каждого кирпича, оставив границу (~ 2 мм) вокруг кирпича. Этот план будет вырезан на шаге 1.6.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Бордюр предназначен для того, чтобы при снятии плаката кирпичи не зацепились за края выреза.
5. За пределами каждого контура поместите метку, которая идентифицирует связанный кирпич (например, «Оранжевый»). Расположите текст этикетки так, чтобы экспериментатор мог прочитать его на стороне, противоположной опорной пластине.
   1. Для асимметричных кирпичей добавьте к этикетке стрелку, указывающую постоянную ориентацию кирпича. Это не должно повлиять на результаты, но облегчит настройку.
6. Вырежьте прямоугольные контуры из картона для плакатов. В результате получится плакат, содержащий 40 помеченных контуров, по одному для каждого кирпича, как показано на рисунке 1A.

2. Настройка исследования до приезда участника

1. Прикрепите опорную плиту скотчем к одному краю стола.
2. Поставьте стул без колес перед опорной плитой. Установите плакат на столе, сделав его выемкой над подставкой.
3. Поместите соответствующий кирпич в каждый вырез на доске для плакатов. Затем снимите плакат так, чтобы остались только кирпичи и опорная плита (Рисунок 1C). Не позволяйте участнику видеть плакат в любое время до завершения исследования.
4. Выберите порядок из 4 моделей (для исследовательских целей, противовеса или рандомизации). Поставьте подставку (для удержания моделей) на стороне экспериментатора на столе.
   1. Расположите подставку так, чтобы камера могла видеть модель, не загораживая камеру обзор действий рук.
5. Расположите камеру так, чтобы было хорошо видно рабочее пространство, блоки и руки, в том числе на высоте ~20 см над опорной плитой здания, при этом лицо участника должно быть вне поля зрения.
   1. Убедитесь, что у вас есть возможность выполнять подсчет данных по видео в автономном режиме, или подготовьте трех экспериментаторов для подсчета влево и вправо во время выполнения основной задачи.

3. Основная задача

1. Посадите участника в кресло. Убедитесь, что кирпичи видны на столе после шага 2. Не проводите никаких других тренировок или акклиматизации.
2. Убедитесь, что видео не содержит личную информацию, удалив или закрыв любые видимые идентификаторы на теле участника, например, предоставив маску для лица и закрывая татуировки.
3. Проинструктируйте участника: «Мы попросим вас построить несколько фигур из этих кубиков. Начните с того, что положите руки рядом с опорной пластиной. Я поставлю модель в переднюю часть стола. Когда я говорю «Вперед», используйте фигуры на столе для создания модели, включая копирование цветов. Вы построите его на этой зеленой подложке. Мы хотим, чтобы вы сделали это как можно быстрее и точнее. Единственное, о чем мы просим, это чтобы вы подбирали детали, не перетаскивали их по столу и не подбирали детали, чтобы сохранить их на потом — просто подбирайте их, когда будете готовы строить из них». (При необходимости продемонстрируйте и то, и другое.) «Когда вы закончите сборку, положите руки по обе стороны от опорной плиты. У вас есть вопросы?»
4. Если у участника есть вопросы, не предоставляйте никакой информации, которой нет в сценарии, но допустимо уточнить/повторить или перефразировать информацию о сценарии.
   1. Не упоминайте «левый/правый» или что-либо, что может заставить участника думать, что он должен использовать одну руку поверх другой.
5. Сообщите участнику, что запись начнется, и сделайте это.
6. Разместите модель на подставке. Скажите «Иди». Расположите модель так, чтобы метка с номером была обращена к экспериментатору. Подождите, пока участник завершит свою модель.
7. Уберите со стола обе модели (склеенную модель экспериментатора и только что собранную модель участника).
8. Вернитесь к шагу 3.6 с новой моделью. Повторяйте до тех пор, пока все 4 модели не будут готовы и участник не использовал все 40 кубиков со стола.

4. Непредвиденные обстоятельства во время выполнения основной задачи

1. Если участник опускает кубик, подождите, пока он закончит модель, а затем скажите: «Ваша модель похожа на мою?». Подождите, пока они это исправят.
2. Если участник использует один и тот же кирпич в модели дважды, подождите, пока он закончит модель, а затем скажите: «Давайте я добавлю еще один кирпич, чтобы убедиться, что у вас будет достаточно на потом». Установите на рабочем месте мертвую точку на замену.
3. Если участник строит модель из правильных кубиков, но в неправильных местах, ничего не говорите и продолжайте как обычно.
4. Если со стола упал кирпич, подождите, пока они закончат работу над моделью (если только участник в данный момент не работает над последней моделью), затем замените упавший кусок мертвой точкой в рабочем пространстве.
5. Если участник перемещает кирпич, когда он не должен двигаться (например, перед тем, как сказать «Вперед»), скажите: «Пожалуйста, подождите, пока я не скажу «Иди». Остановите участника и верните кирпичи на их примерные исходные места.
6. Если участник зачерпывает кирпичи или переставляет их без постройки, остановите участника, уточните инструкции и верните кирпичи на свои исходные места.

5. Сбор и кодирование данных

1. Сбор данных лучше всего осуществлять в автономном режиме на основе видеозаписи, с помощью программного обеспечения для регистрации событий (например, ²⁶). Если запись невозможна, попросите программистов следовать приведенной ниже процедуре в реальном времени во время выполнения основной задачи. Для надежности сравните результаты двух или более кодеров и придите к консенсусу, стремясь к 100% согласию. В случае разногласий программисты обсудят свои оценки и достигнут консенсуса путем совместной проверки.
2. Попросите программистов просмотреть видео и посчитать, сколько раз участник совершает действительное действие «дотянуться до хвата» (хватание для краткости) каждой рукой.
3. Рассмотрите следующие действия и недействительный захват:
   1. Поднятие кирпича без использования клещей, например, зачерпывание или скольжение кирпича по столу.
   2. Подбираем кирпич, который они ранее подобрали. Например, если участник поднимает кирпич, а затем кладет его обратно, не учитывайте, когда он поднимет этот кирпич в следующий раз.
4. Используйте подсчет действительных захватов для каждой руки, чтобы рассчитать долю доминирующих (или затронутых) захватов руки, измеренную для каждого участника, как
   Количество действительных хватов с интересующей рукой / общее количество действительных хватов
5. Выполняйте дополнительные анализы (например, время, затраченное на манипуляции с кирпичами каждой рукой) в соответствии с их научными потребностями.

Результаты

Отбор участников

Критериями включения/исключения были: возраст 18 лет и старше, англоязычный, односторонний PNI верхних конечностей (определяемый как непатологическое происхождение, определяемый по медицинским записям) и быстрая инвалидность руки, плеча и кисти (Q-DASH)¹⁶ баллов ≥ 18, измеренный в начале исследовательской сессии. Этот порог был выбран для отбора лиц, на жизнь которых влияет нарушение, при 1 минимальном клинически значимом различии²⁴ выше 0. Этот порог был разработан для охвата широкого круга пациентов с ПНИ, поскольку он также находится на 1 SD ниже среднего значения для пациентов с заболеванием верхних конечностей²⁵.

Критериями исключения были: когнитивные расстройства, нескорректированные нарушения зрения, диагнозы хронической боли, серьезные диагнозы психического здоровья (не включая депрессию, тревогу, биполярное или посттравматическое стрессовое расстройство), хирургическое вмешательство в течение предшествующих 2 месяцев или диагноз двигательной функции, затрагивающий руку, противоположную их ПНИ, в течение предыдущих 2 лет. Для изучения влияния тяжести травмы были отобраны травмы всех типов и уровней тяжести в рамках вышеуказанных критериев.

По текущим данным, участниками были 48 взрослых с односторонней ПНИ, набранные из Медицинской школы Вашингтонского университета (Сент-Луис, Миссури) Центра травм нервов и паралича Клиники амбулаторной терапии кисти Милликена. Блок-схему набора персонала см.^{в разделе 4}. Для сравнения пациентов с типичными взрослыми были использованы данные предыдущего исследования с использованием того же дизайна с 20 дополнительными участниками (типичные взрослые-правши, возрастной диапазон 18-33 года, собранные в 2013-2014 годах в Университете Летбриджа, Альберта, Канада)²¹. Данные хранились и управлялись с помощью исследовательской электронной системы сбора данных²².

Пациенты включали 22 участника с ПНИ на ДГ и 26 с ПНИ на недоминантной руке (НДГ). Полные демографические данные приведены в таблице 3; не было обнаружено никаких различий между группами (пораженная ДГ и пораженная НДГ), за исключением того, что в группе с пораженным ДГ было несколько больше времени с момента травмы (p = 0,050). Обе группы прошли один и тот же протокол.

Переменная		Итог	Затронутый DH	Затронутый NDH	Между группами
		(n = 48)	(n = 22)	(n = 26)
		Среднее/количество	Среднее/количество	Среднее/количество	t/χ2	p
		(%, SD или диапазон)	(%, SD или диапазон)	(%, SD или диапазон)
Возраст (лет)		44.42 ± 15.55	41 ± 15.5	43 ± 15.6	-0.896	0.375
Пол = женский (n)		28 (58%)	15(68%)	13(50%)	0.959	0.327
Раса	Белый	37 (77%)	18 (81.8%)	19 (73%)	0.139	0.709
	Чернокожий/афроамериканец	9 (19%)	4 (18.2%)	5 (19.3%)	0.000	1.000
	Коренные американцы	3 (6%)	1 (4.5%)	2 (7.7%)	0.000	1.000
	Американцы азиатского и тихоокеанского происхождения	0 (0%)	0 (0%)	0 (0%)	0.333	0.564
	Другой	2 (4%)	0 (0%)	2 (7.7%)	0.365	0.546
Образование	Какая-то средняя школа	2 (4%)	0 (0%)	2(7.7%)	0.053	0.819
	Средняя школа или эквивалент	10 (21%)	4(18%)	6(23%)	0.400	0.527
	Какой-то колледж	16 (33%)	9 (41%)	7(27%)	0.250	0.617
	Колледж +	19 (39%)	9(41%)	10 (38.5%)	0.053	0.819
	Другой	1(2%)	0(0%)	1(4%)	0.015	0.904
Пораженная рука = доминирующая (n)			22 (45.8%)	26 (54%)	–	–
Количество месяцев с момента травмы (медиана)		11 (1-160)	13 (4-47)	9 (1-160)	-0.306	0.761
Боль, связанная с недавней травмой (0-10)		3 (0-10)	3 (0-8)	3 (0 -10)	0.226	0.822
Суровость	Неврапраксия	8 (17%)	4 (8.33%)	4 (8.33%)	0.017	0.897
	Аксонотмезис	18 (38%)	7 (14.6 %)	11 (23%)	0.889	0.346
	Нейротмезис	22 (46%)	11 (23%)	11 (23%)	0	1
Пораженный нерв	Локтевой	27 (56%)	12 (54.5%)	15 (57.6%)	0	1
	Медиана	33 (68.75%)	15 (68%)	18 (69%)	0	1
	Радиальный	18 (37.5%)	5 (23%)	13 (50%)	2.708	0.100
	Задний межкостный	4 (8%)	2 (9%)	2(7.6%)	0	1
	Передний межкостный	3 (6%)	1 (4.5%)	2 (7.6%)	0	1
	Кожный	7 (14.5%)	4 (18.6%)	3 (11.5%)	0.057	0.811
	Другой	11 (22%)	7 (32%)	4 (15%)	1.010	0.315
Место повреждения	Плечевое сплетение	15 (31.3%)	8 (36%)	7 (27%)	0.153	0.696
	Плечо	7 (14.5%)	4 (18%)	3 (11.5%)	0.057	0.811
	Локоть	11 (23%)	6(27%)	5(19%)	0.100	0.752
	Предплечье	15 (31%)	9 (27%)	6 (19%)	1.031	0.310
	Запястье	22 (46%)	8 (41%)	14(23%)	0.847	0.357
	Рука	6 (12.5%)	3 (13%.6)	3 (11.5%)	0	1
	Цифра	4(8%)	2 (9%)	2(7.6%)	0	1
Причина травмы	Травма	29 (60%)	12 (54.5%)	17 (65.4%)	0.862	0.353
	Хирургическое осложнение	9 (19%)	5 (22.7%)	4 (15.4%)	0.111	0.739
	Хроническая компрессия	7 (15%)	4 (18.2 %)	3 (11.5%)	0.143	0.706
	Другой	3 (6%)	1 (4.55%)	2 (7.7)%	0.333	0.564

Таблица 3: Демографические данные пациентов. Различия между группами, оцененные с помощью t-критериев для числовых данных и x² тестов для категориальных данных. Хирургическое вмешательство = для этой травмы. Ни один из участников не идентифицировал себя как испаноязычный и/или латиноамериканец.

Анализ данных, характерный для настоящего отчета, включал выявление подгрупп участников с помощью кластерного анализа коэффициентов использования рук. Анализ данных проводился в MATLAB 23.2.0; кластерный анализ был выполнен с использованием функции сцепления с использованием кратчайшего евклидова расстояния, а результаты визуализированы с помощью функции древовидной диаграммы. Кроме того, чтобы определить, связан ли демографический фактор с использованием рук, категориальные факторы были проверены с помощью ANOVA, а количественные факторы — с помощью корреляций Спирмена. Коррекция множественного сравнения не применялась.

Основным результатом БТТ является доля доминирующих (или затронутых) захватов руки, измеренная для каждого участника, как описано в шаге 5.4:

Количество захватов с интересующей рукой / Общее количество захватов

ББТ выявляет отчетливую закономерность нетипичного использования рук после ПНИ, как показано на рисунке 4. Согласно текущим данным, здоровые взрослые люди (данные доступны только для правшей) использовали свой DH с частотой 0,63 ± 0,14, что близко соответствует предыдущим исследованиям с использованием того же дизайна (0,64 ± 0,07²¹, 0,64 ± 0,02²³). Среди пациентов с односторонним ПНИ на доминирующую руку среднее использование рук оставалось неотличимым от здоровых взрослых: правши 0,59 ± 0,32 (n = 20, U-критерий Манна Уитни p = 0,70), всерукость 0,62 ± 0,3 (n = 22, p = 0,90); левши, которые не анализировались статистически (n=2). Тем не менее, большинство отдельных пациентов показали нетипичное использование. Чтобы количественно оценить эту закономерность, был проведен кластерный анализ всех участников, независимо от травмы или доминирования кисти (n=68), в результате чего была получена древовидная диаграмма, показанная на рисунке 5.

Рисунок 4: Ручное использование с PNI и без него. Каждый балл представляет 1 участника. На групповом уровне пациенты существенно не отличаются от типичных взрослых, но 57% индивидуальных пациентов лежат за пределами типичного диапазона (0,4-0,875). Для повышения видимости отдельных точек был введен горизонтальный джиттер. Травмированная рука: DH = доминирующая рука, NDH = недоминирующая рука, None = типичный взрослый. (А) Праворукие пациенты (n=41) и типичные взрослые (n=20). (Б) Леворукие пациенты (n=7). (В) Пациенты любой формы рук (n=61). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 5: Кластеризация использования рук среди участников. На древовидной диаграмме показаны три кластера участников: типичное использование DH (голубой), всегда использование DH (зеленый) и никогда использование DH (пурпурный). Отдельные участники обозначаются группой (травма DH, травма NDH или здоровый), леворукость (R-dom, L-dom) и фракция использования DH. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Эта кластеризация выявила три группы с пороговыми значениями >0,100 и >0,875: пациенты, которые почти никогда не используют DH (медиана 0,03); пациенты, которые почти всегда используют DH (медиана 1,00); и лица, которые используют DH с типичной частотой (медиана 0,60). Кластерные отсечки были идентичны, если исключить левшей. В целом, у большинства пациентов наблюдалось нетипичное использование рук (27/47, 57%), но кластер использования рук не определялся тем, был ли травмирован ДХ, как показано на рисунке 6. В частности, у некоторых пациентов наблюдалось повышенное использование пораженной руки, в том числе у 8 из 22 пациентов с травмой DH (36%). Таким образом, использование рук отдельными пациентами может быть крайне нетипичным, но направление нетипичности не может быть предсказано без индивидуального измерения.

Рисунок 6: Взаимосвязь между индивидуальными характеристиками и кластерами использования рук. Некоторые участники всегда используют DH, несмотря на травму DH, или никогда не используют DH, несмотря на травму NDH. Числа = # участников в каждом кластере. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Использование кисти рук у правшей не прогнозировалось по ключевым клиническим характеристикам, включая пораженный нерв, место повреждения, тяжесть, месяцы после операции или боль (p > 0,2 во всех случаях); подробнее см. Дополнительную таблицу. В ANOVA были включены только правши из-за небольшой выборки левшей и различий между группами. Несмотря на отсутствие значимых факторов в ANOVA, один фактор значительно, но частично коррелировал с использованием руки: сдвиг предпочтений, измеряемый изменением в самоотчете Эдинбурга (ρ = -0,594, p < 0,001). Эта закономерность сохранялась при ограничении анализа пациентами с травмой DH по всем вышеуказанным характеристикам (p ≥ 0,09, 0,170, 0,816, 0,978, 0,615 и 0,038 соответственно). В целом, в то время как самооценка использования рук частично коррелировала с использованием рук, нетипичное использование рук не могло быть хорошо предсказано на основе предшествующих факторов.

BBT быстр и надежен. Большинство участников выполняют БТТ менее чем за 3 минуты: время от первого до последнего движения у здоровых взрослых составляет 157 ± 33 с (диапазон 99-291 с, медиана 152 с; данные ²²); у пациентов с односторонней ПНИ время составляет 245 ± 141 с (диапазон 120-919 с, медиана 217 с).

Чтобы измерить внешнюю валидность, в предыдущем исследовании сравнивали выбор рук BBT с предпочтениями рук по протоколу моторной активности (MAL)⁶ у пациентов с односторонней ПНИ; Эти два показателя умеренно коррелировали (r² = 0,33)⁴, что и было уместно для приборов, которые измеряют аналогичную конструкцию с существенными различиями в методах; Например, MAL измеряет использование/неиспользование пораженной руки, о которой сообщает сам, независимо от использования незатронутой руки. ББТ обладает хорошей надежностью при повторных испытаниях (r = 0,838), даже когда множественные испытания имеют существенные различия в конструкции моделей (сравнение моделей с 10 кубиками и моделями из 5 кубиков, все с кубиками нормального размера)²³.

Эти результаты демонстрируют точность, скорость и достоверность БТТ и, соответственно, ее способность обнаруживать нетипичные паттерны использования рук, которые в противном случае могут быть не очевидны в клинических характеристиках.

Дополнительная таблица. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы скачать этот файл.

Обсуждение

Задача по построению блоков (BBT) позволяет быстро, недорого, количественно оценить выбор левой/правой руки в неограниченном целенаправленном контексте. Таким образом, БТТ предоставляет уникальные средства для оценки моделей использования левой/правой руки, которые связаны с исходами пациента после одностороннего повреждения периферических нервов (ПНИ)³. Результаты исследования в данной рукописи (Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6) демонстрируют, что использование рук после одностороннего ПНИ может быть типичным для ДГ или подавляющим сдвигом в сторону ДГ или НДГ – и то, и другое возможно независимо от того, является ли травмированная сторона ДГ или НДХ. Использование рук не может быть предсказано с помощью ранее существовавших клинических переменных, поэтому необходимы прямые измерения для выявления нетипичных моделей использования рук, которые могли бы определить, какой вид тренировок или реабилитации может принести наибольшую пользу пациенту.

Пациенты делятся на три кластера

БТТ показывает, что отдельные пациенты делятся на три кластера с различными реакциями на односторонние ПНИ: некоторые продолжают примерно типичное использование рук; некоторые полностью переключаются на DH или NDH, в том числе некоторые люди, которые переключаются на постоянное использование травмированной руки. Остается неизвестным, изменили ли примерно типичные пациенты использование рук по сравнению с исходным уровнем до травмы, но 57% пациентов попадают в одну из групп с нетипичным использованием рук. Таким образом, необходимы дальнейшие исследования для выявления эффектов тонких сдвигов в использовании рук (в пределах примерно типичного кластера), но пациенты, которые используют только одну руку, вероятно, окажут значительное влияние на свою жизнь и деятельность.

Важно отметить, что клинические характеристики травмы не предсказывали использование кисти. Ни сторона травмы, ни местоположение, ни тяжесть, ни локализация, ни продолжительность, ни боль не являлись значимыми предикторами использования кисти. Самооценка предпочтений рук коррелировала с фактическим использованием рук, но, хотя эта корреляция достигла статистической значимости, она была частичной: предпочтения рук объясняли ≈ 23% вариаций в использовании рук. Это согласуется с предыдущими выводами о том, что использование рук является независимым конструктом7, который не может быть точно предсказан на основе опросов¹¹ или оценки ловкости рук²². В результате, количественное измерение использования рук необходимо для определения того, как пациент отреагировал на нарушение ДД, и, таким образом, определить, требуется ли вмешательство для стимулирования исхода, связанного с использованием, такого как повышение производительности используемой руки или изменение в модели использования руки.

Когда происходят изменения в использовании руки (т.е. постоянное использование пораженной или непораженной руки), они могут представлять собой стратегический выбор, при котором пациенты либо избегают дискомфорта травмированной стороны или ограниченной функции, либо самореабилитируются за счет направленного использования поврежденной стороны. Однако эти объяснения являются замкнутыми, потому что остается неизвестным, почему отдельные участники выбирают ту или иную стратегию. Будущие исследования должны выявить психологические или другие факторы, которые заставляют некоторых пациентов использовать или избегать пораженной руки.

Отдельных сдвигов в использовании рук часто не происходит, и остается неизвестным, почему таких сдвигов трудно достичь. Конечно, пациенты часто не могут изменить использование рук, даже когда их NDH становится более ловким после травмы, а вмешательства со сдвигом рук имеют смешанные результаты 27,28,29. Нейронные субстраты доминирования рук частично, но не полностью, основаны на практике²⁹; И доминирование рук также имеет генетический компонент ^30,31. Тем не менее, некоторые направления исследований предполагают, что переобучение доминированию возможно. Предварительные данные свидетельствуют о том, что у пациентов с инсультом и паретической ДГ тренировка производительности может привести к повышению функциональной независимости³². Среди пациентов с ампутированными верхними конечностями десятилетия потери DH (и, следовательно, принудительного использования NDH) могут сопровождаться результатами NDH, которые приближаются к здоровому DH³³. Тем не менее, большинство этих исследований были сосредоточены на производительности рук, а не на использовании рук. Будущие исследования могут прояснить, может ли использование рук меняться в процессе реабилитации, и если да, то каким образом, включая возможность того, что нейромодуляция может привести к изменениям, которые обычно не происходят только со временем и только реабилитацией. Несмотря на это, количественная оценка использования рук полезна, даже если по-прежнему трудно изменить использование/предпочтения рук, потому что измерение использования рук также позволяет идентифицировать людей, которые могут извлечь пользу из реабилитации, основанной на производительности, из-за их существующего нетипичного использования рук.

Задача построения блоков

Первичный результат БТТ (доля движений, выполненных интересующей рукой) легко измерить: он представляет собой простой подсчет левых/правых дотягиваний. Тем не менее, для получения точных результатов рекомендуется использовать видеозапись ББТ, а также наличие как минимум 2 программистов, просматривающих видео и сравнивающих свои результаты для достижения консенсуса.

BBT устойчив к небольшим изменениям в выборе модели, выборе кирпича и местоположении кирпича. В этой рукописи предлагаются кирпичи, модели и места (Рисунок 2, Рисунок 3), но их следует воспринимать как предложения по простоте разработки, а не как мандат. Альтернативные кубики и модели не должны влиять на результаты до тех пор, пока кубики остаются примерно того же размера, что и в предложении²², а модели расположены таким образом, чтобы участники могли ясно видеть кирпичи и их взаимное расположение. Расположение кубиков в рабочем пространстве также не должно влиять на результаты, если кирпичи равномерно распределены по рабочему пространству: в неопубликованных данных участники выполнили несколько последовательных прогонов ББТ, используя каждый раз одни и те же места (т.е. разных цветов и форм кубиков, но в одних и тех же местах), и они никогда не замечали, что местоположения повторяются.

BBT предлагает множество преимуществ по сравнению с существующими инструментами для количественной оценки фактического выбора рук. Существует несколько специализированных исследовательских инструментов, но эти альтернативы ограничивают движения участников двумерной плоскостью^34,35, требуют дорогостоящего оборудования виртуальной реальности и специализированного анализа данных³⁶ или ограничивают действия 3-5 целевыми местами 37,38,39. Тест¹⁷ «Количественная оценка предпочтений рук» включает в себя дотягивание карт в 7 местах в реальном мире, но он ограничен, потому что все его движения имеют одинаковое расстояние, а использование объектов нефункционально (положите карты в коробку вместо того, чтобы использовать карты для игры). В отличие от этого, ББТ требует, чтобы участники использовали свои кубики для построения модели, которая помещает действия, направленные на достижение цели, в поведенческий контекст. Цели, контекст и предстоящие действия влияют на движения^{достижения 40} и их нейронные механизмы 41,42,43,44 – и между целенаправленными и ненаправленными действиями первые лучше отражают естественное поведение человека при достижении цели, потому что люди обычно стремятся к достижению внешней цели. Например, когда человек тянется к своей кофейной кружке, его цель не в том, чтобы поднять кружку; Их цель – выпить кофе.

BBT имеет множество ограничений, несмотря на то, что существует мало альтернатив для быстрого количественного измерения использования рук. Во-первых, выбор рук зависит от задачи, поэтому результаты ББТ могут не распространяться на другие действия или среды. Тем не менее, в одном предыдущем исследовании сравнивались результаты ББТ с задачей укладки кирпичей (аналогичная конструкция, но с полукирпичами весом 750 г, встроенными в простые стопки вместо сложных моделей); результаты в этих двух задачах коррелировали (r² = 0,64)³, что позволяет предположить, что результаты ББТ должны применяться за пределами конкретного контекста действий досягаемости с последующими манипуляциями с мелкими объектами. Во-вторых, логистика установки ББТ требует установки кубиков в фиксированных местах, а не в местах, специфичных для участников, поэтому расстояние/усилия до достижения зависят от расстояния вытянутой руки участника. Тем не менее, соавторы никогда не сталкивались с участником, который не мог бы дотянуться до всех кирпичей. В-третьих, мало что известно о том, как типичные взрослые левши выступают в ББТ; Левши были включены в ранние исследования^19,45, но единственными левшами, которые использовали текущий дизайн, были пациенты. В-четвертых, и наконец, ББТ зависит от неограниченного выбора, поэтому, если экспериментатор случайно раскроет, что цель ББТ состоит в том, чтобы измерить, какие руки он использует, это знание может привести к самоконтролю участников, который может повлиять на их результаты. Обман участников неуместен, но экспериментаторы могут использовать неведущие формулировки, такие как: «Это задание позволит нам измерить, как вы используете свои руки, чтобы построить простую фигуру».

В целом, задача по построению блоков (BBT) заполняет открытую нишу в клинической и исследовательской оценке пациентов с односторонним поражением верхних конечностей (например, ПНИ), обеспечивая первую быструю, недорогую, количественную оценку неограниченного целенаправленного выбора левой/правой руки.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Базовая плита	Лего Груп	11023
Кирпич: прямоугольник 1х2, темно-лазурный	Лего Групп	6004943	8 копий + запасные; лучше всего приобретать у brickowl.com
Кубик: прямоугольник 1х2, оранжевый	Лего Груп	4121739	8 копий + запасные части; лучше всего приобретать у brickowl.com
Кубик: 1х2 с наклоном 45 градусов, темно-красный	Легоу Групп	4541526	8 экземпляров + запчасти; лучше всего приобретать у brickowl.com
Кубик: 1x2 с наклоном 45 градусов, средний каменный серый	The Lego Group	4211614	8 копий + запасные части; лучше всего приобретать у brickowl.com
Кирпич: 2x2 квадратный, черный	The Lego Group	30326	8 копий + запасные; лучше всего приобретать у brickowl.com
Кубик: 2x2 квадратный, белый	The Lego Group	300301	8 копий + запасные части; лучше всего приобретать у brickowl.com
Кирпич: 2x2 с 45° наклон, темно-синий	The Lego Group	4153653	8 экземпляров + запасные части; лучше всего приобретать у brickowl.com
Brick: 2x3 с аркой, темно-зеленый	The Lego Group	621528	8 копий + запчасти; лучше всего приобретать у brickowl.com
Brick: прямоугольник 2x4, красный	The Lego Group	300121	8 копий + запасные; лучше всего приобретать у brickowl.com
Brick: прямоугольник 2x4, желтый	The Lego Group	300124	8 экземпляров + запчасти; Лучше всего приобрести у brickowl.com
Glue (Krazy Glue)	McKesson	EPIKG58548R	Для склеивания моделей вместе
Labels	Avery	8195
Posterboard: Two Cool Tri-Fold Poster Board, 36 x 48", White/White	Geographics	GEO26790	BBT будет использовать рабочее пространство размером 80 x 60 см. Рекомендуется использовать складные плакаты.
Стенд	Adorox	KPL7_ADX_FBK	Для поддержки моделей во время эксперимента