Summary
このプロトコルの目的は、健康な人間の上肢の感覚を一時的に妨害する実用的な方法を示すことです。
Abstract
感覚運動の神経制御へすべての貢献者の少なくともも測定があります。感覚の訓練の成果を測定する障害の臨床診断感覚の新しい正確な信頼できる対策が必要です。この簡単な非侵襲的方法の目的は、一時的にノックダウン上肢受容と上肢感覚対策のテストの開発に役立つと思われる程度の健康な成人にです。ノックダウン モデル固有感覚障害を持つ人間を勉強して 2 つの主要な利点がある: 参加者の可用性と参加者間で障害の程度を制御する機能。虚血性の神経ブロックや、凍結療法など、上肢の一時的な感覚ノックダウンの現在の公開メソッドは侵襲的、実用的ではない、または参加者の不快。ここでは、尺骨溝に振動は上肢の感覚を減らすために使用されました。高周波振動は、パチニ小体による入力を抑制することによって感覚視力を減らすことができます。このプロトコルで使われる振動の影響は、2 つの定量的な対策を使用して確認されました。このメソッドは、管理も単純に、参加者は、快適で実用的なだった。
Introduction
運動の神経制御するすべての貢献者の感覚が少なくともも測定した可能性があります。専門機器を使用しての固有感覚の研究対策は最近精度、妥当性、信頼性を達成しています。1,2,3コントラスト、固有感覚、四肢の位置感覚テスト最も一般的なされている、4の臨床的指標で低解像度、他の感覚モダリティ、4が汚染されているし、貧しい人々 またはパブリッシュされた心理プロパティはありません。5感覚コントロール、3障害の臨床診断のための末梢および中枢のメカニズムを明らかにし、感覚のトレーニングの成果を測定するため、固有感覚の新しい正確な信頼できる対策が必要です。2,5,6,7この年末に向けて一時的に阻害する簡単な非侵襲的方法または 'ノックダウン' 感覚が必要です。
健康な人間の感覚のノックダウンでは、研究開発および標準化された対策の検証に通知するときに便利です感覚運動タスクにおける受容機能の役割を推測することができます。ノックダウン モデル固有感覚障害を持つ人間を勉強して 2 つの主要な利点があります。最初は参加者の可用性深部感覚障害を持つ個人は、多くの研究者に簡単にアクセスできません。第二に、固有感覚障害体内とは異なり、ノックダウン モデル参加者間で障害の程度を制御することができます。
上部の肢の一時的な感覚のノックダウンの現在の公開メソッドは侵襲的な非現実的なまたは参加者の不快です。麻酔注射中比較的安全で技術的な専門知識を必要とする、いくつかの研究の参加者によって侵襲的考慮されるかもしれない。虚血性の神経ブロックは、不快感を引き起こすし、凝固障害の申請の前に、画面を血液検査を練習しました。8凍結療法も不快感を引き起こします。感覚に影響する凍結療法のアプリケーションの平均時間は 20.3 ± 5.3 分9凍結療法を取り外したら、加温前に感覚を測定する簡単なウィンドウのままの矛盾した効果に貢献するかもしれない関節位置覚に凍結療法。10高周波数 (300 Hz) の振動は、指の動きの検出タスクの固有感覚視力を減らすために正常に使用されました。機構は、パチニ小体 - 他の振動敏感な皮膚受容器からの入力の抑制をすると報じられました。11最近、ヒラメ筋振動 (80 Hz) が固有感覚情報を歪めることによって精度が等尺性力を減少する見つかりました。12ただし、単純な非侵襲的上肢感覚の一時的なノックダウン法は公開されていません。
このメソッドの目的は、健常成人における一時的にノックダウン上肢の深部に高周波振動を使用することです。ノックダウンは、2 つの対策、振動検出しきい値 (VDT) と簡単な運動感覚テスト (tBKT) のタブレットのバージョンを使用して確認されました。VDT は核内局在求心性軸索伝送を反映すると考え感度の心理物理学的測定です。13感覚性能の私たちの研究室で開発中である tBKT を使用して定量化を行った。簡単な運動感覚テスト (BKT)、エアーズの仕事に基づいて14はのテストだった、国立衛生研究所 (NIH) ツールボックス コア電池含まれていない実験装置です。15,16 にはBKT には各上肢到達 3 つの試験が含まれています。TBKT 上肢あたり 20 到達試験が含まれています、オリジナル テストで計量心理学的特性を向上させる目的で開発中です。TBKT を含む感覚入力 (ターゲットに上肢の審査指導)、中央処理 (対象の空間的位置を覚えている) (指導が削除された後に、ターゲットを見つけようとしている)、モーター出力の測定で必要になると考え全体的な感覚パフォーマンス。17 VDT と tBKT の測定値18 、体性感覚の階層でそれぞれ、低および高レベルを表す、従ってどちらかの措置を単独で使用するよりも感覚のより包括的な定量化を提供する必要があります。
2 つの神経機構は、高周波振動によって引き起こされる減らされた感覚視力に最も密接に関連します。まず、パチニ小体は振動検知と関連付けられる最も一般的皮膚の受容です。このプロトコル可能性がありますで使用される連続的な振動は、核内局在で短期的な慣れの神経機構に基づく振動検出の β 繊維グループ パチニ小体に関連する受容体調整しきい値を発生させます。19生理学的結果は短い持続期間のための同じ強度と VDT テストで使用されている 128 Hz など周波数の振動を感じたことです。第二に、それは核内局在求心性線維を介して、筋紡錘が筋肉の長さを正確に高周波振動力再生、12時に減らされた正確さによって証明されるように歪んだ感覚情報の結果に従うをコードと考えられる動き、20,21 ・削減運動覚のような錯覚。22
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Protocol
カレッジ オブ セント スコラスティカので制度検討委員会が、このプロトコルが開発およびテストの研究を承認します。
注: このプロトコルで使用される振動子の製造元の仕様を示した '高' の周波数 11,00 rpm (183.3 Hz)。この周波数は 2 kHz でサンプリング差動増幅回路の 1 つの入力を通じて収集した振動データのサンプルを使用して確認されました。信号の平均期間は 5.56 × 10-3 s 180 Hz に相当します。レイノー病を持つ個人で振動は、レイノー現象、最後数分から数時間としびれ、かゆみや痛みを伴うことがありますアプリケーションのサイトに一時的な血管収縮を引き起こす可能性があります。23図 1は、このプロトコルで用いられている類似の振動によるレイノー現象の例を示します。潜在的な参加者は、このプロトコルに参加する前にレイノーにスクリーニングする必要があります。
1. 感覚ノックダウン プロトコル:
- ペン、183 Hz バイブレーター、2.5 インチ幅のストラップ、ゴムバンドを収集 (材料の表を参照してください)。
- テストされている上肢の尺骨溝の中で尺骨神経を触診します。
- "X"マーク皮膚上に配置尺骨溝上上腕骨の肘頭突起と内側上顆、尺骨の間の線にだけ優れています。
注:図 2肘の背部のこの場所を示しています。
- "X"マーク皮膚上に配置尺骨溝上上腕骨の肘頭突起と内側上顆、尺骨の間の線にだけ優れています。
- 頭に優れたマッサー ジャーのハンドルとマークされた場所に振動子の頭を配置します。
- バイブレーターと参加者の腕のハンドル部分を囲む広いストラップを適用します。
- バイブレーターの頭の場所に振動子の頭を押しながら参加者の肌とゴムバンドが皮膚に対してはなく、頭を保持する適切なサイズであることを確認、バイブレーター ヘッド間の接触を維持する参加者の腕の首の周りのゴムバンドを配置します。運動や循環を制限します。
- 曲げるし、彼/彼女の肘をまっすぐに参加者を求めます。彼/彼女はストラップからの干渉を感じるはずです。彼/彼女は干渉を報告、移動の自由が保障されるので、ストラップ、ゴムバンドを調整します。
- 高振動をオン、(未発表のデータに基づいて) 2 分待ちます。
- 感覚性能の測定を実施 (BKT のタブレットのバージョンからの結果はここで発表会) 高上テストの期間で実行するバイブレーターで
- BKT を実施します。遮蔽幕を利用したタブレットから彼らのビジョンと標準の高さテーブル (29 インチの高さ) でシートの標準の高さの椅子 (18 インチ シート高) に参加。参加者の向かいに座っています。
- 行の先頭に戻る (ターゲット) の行の末尾に行の先頭から末節のみ、開催参加者人差し指をガイドします。参加者の指を解放し、ターゲットに触れないようにそれらに指示します。各上肢 20 試験を完了します。
- センチメートル単位の平均絶対誤差 (ターゲットからの距離) として各上肢の参加者のスコアを割り当てます。
- 振動刺激の除去時にすぐに心理物理学的測定 (VDT) などを実施します。
注: 示された結果、VDT の前に振動刺激の期間年 5 ± 1 分。
- 感覚性能の測定を実施 (BKT のタブレットのバージョンからの結果はここで発表会) 高上テストの期間で実行するバイブレーターで
2. 振動覚閾値 (13から適応)
- 収集 128 Hz 音叉、ストップウォッチ、教科書 (チューニング フォークを攻撃するために会社はまだ準拠してサーフェイスを提供します)、テーブル (29 インチの高さ)、標準的な椅子 (18 インチ シート高)、マスキング テープ、ペン。
- マスキング テープを使用して印象的な音叉で一貫性のターゲットとして使用する教科書に 1 ½ インチ x 1 1/2 のインチの正方形を作成します。
- 永久的なマーカー、色 1 mm チューニング フォーク (音叉テスト中にアプリケーションの圧力を標準化するこのマークが使用されます) の幹の下部を使用します。
- テーブルで椅子に参加者を座席します。前腕回外テストされている下肢を拡張し、完全に肘を含むテーブルに置かにお問い合わせください。四肢をリラックスしてもらいます。
注: 審査官に参加者の向かいに座るべきです。
- 遠位上腕二頭筋腱、肘のしわに優れた約 1 センチメートル以上皮膚にドットをマークします。
- 参加者は、参加者の肘の間に最も近いテーブルの端に本を置きます。
- 言う:「これは振動を検出する能力のテストです。今私は上腕二頭筋腱にこの音叉を置きます。任意の振動を感じるし、振動の感覚が消滅した場合、すぐに「今すぐ」と言う場合私に教えてください。この手順が繰り返される 3 回各アームの。」
- チューニング フォークの各ピンの端にディスクを開始する前にタイトなことを確認します。彼らが緩んでいる場合、彼らはガラガラ、音叉の共鳴の信頼性テストを作る期間を短縮します。
- 親指と人差し指の間に緩く音叉の幹を押しながら共鳴を引き起こすのに十分な力を持つ正方形ターゲット中の本にストライクします。
- 印象的な直後に皮膚を抑制し、ビジョンから音叉の 1 mm バンドを隠すため十分な圧力を使用して、テスト用の場所に音叉を配置します。
注:図 3は、音叉型遠位上腕二頭筋腱テスト用のこのプロトコルで使われる場所です。 - 参加者は、もはや ('今' を言う) 振動を感じるまで、参加者の肌に音叉の配置から時間を定量化するストップウォッチを使用して。
- 印象的な直後に皮膚を抑制し、ビジョンから音叉の 1 mm バンドを隠すため十分な圧力を使用して、テスト用の場所に音叉を配置します。
- 3 つの試験の合計は同じ腕にさらに 2 回を繰り返します。
- 振動検出しきい値 (VDT) を決定する 3 つの試験の間で振動刺激の消失までの平均値を計算します。
- 親指と人差し指の間に緩く音叉の幹を押しながら共鳴を引き起こすのに十分な力を持つ正方形ターゲット中の本にストライクします。
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Representative Results
ここで提示されたプロトコルを使用して、我々 はテスト健康成人 20 名、8 名が男性 (平均年齢 (SD) = 32.5 (12.5) 年; 19 右・左 1 - 左利き)。参加者には、上肢を含む既知の病変はなかった。利き手は、エジンバラのラテラリティを使用して査定されました。24研究参加者には、有害事象を報告されません。
各参加者の両方の上肢は、1 週間離れて、2 つの独立したセッションで、vdt 作業と、tBKT を使用してテストされました。VDT、プロトコルでは、前述の遠位上腕二頭筋腱の定量化を行った。3 つの試験の平均値は分析に使われました。TBKT、20 試験で絶対エラーが解析に使用されたを意味します。テスト セッション 2 では、参加者は、一時的な感覚のノックダウンの条件の下で同じ措置を完了しました。ThePearson 積相関 (r) は、振動検出しきい値 (VDT) の再テスト信頼性を評価しました。右のテスト時点間の良好な関係に統計的に有意な穏健派が認められた (r = 0.64、 p = 0.002 n = 20) と左 (r = 0.61、 p = 0.004, n = 20) 上肢 (図 4)。右の VDT の内相相関係数 (ICC) であった (ICC 1、3) = 0.77、n = 20、左 VDT (ICC 1、3) であった = 0.76、n = 20。右の vdt 作業のための測定の標準誤差は 0.96 秒、95% 信頼区間 = 6.5 10.3 秒、最小検出可能な差 (MDD) は 2.2 s。左の vdt 作業の測定の標準誤差は 0.83 s、95% 信頼区間 = 6.7 9.9 s、MDD は 1.9 s。右 tBKT の内相相関係数 (ICC) であった (ICC 1、3) = 0.55、n = 20、左 tBKT だった (ICC 1、3) = 0.72、n = 20。
方向をテストする振動を利用したその感覚ノックダウン (PK) と深部感覚障害、片側、仮説ペアt-テストが 1 週目、2 週目、VDT の BKT PK 条件間の平均誤差の比較に使われました。固有感覚のノックダウン プロトコルは、制御条件はなかったが、統計学的に異なる (図 5および6) VDT と両上肢の tBKT で統計的に貧しいスコアで起因しました。
プロトコルに起因する固有感覚の打撃の程度の効果量 (cohen's d) を計算することで定量化を行った。VDT の効果サイズは d = 右上肢と d の 4.04 左 4.24 を =。TBKT d = 0.68 0.56、左右にそれぞれ。
図 1: レイノー現象。振動によるレイノー現象の例です。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 2: 振動感覚ノックダウン用地。このプロトコルでは振動の場所は、groove 内で、尺骨肘頭突起と内側上顆間線にだけ優れて肘の背部のです。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 3:音叉の振動検出テストのための配置のためのサイト。今回の遠位上腕二頭筋の振動覚閾値の腱の 128 Hz の音叉を使用して定量化を行った。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 4: Vdt 作業の週 1 と 2 の間の相関します。通常の条件下でのテスト参加者からのデータを使用して 1 週間離れて Pearson 製品時点相関 (r) を用いて再テスト信頼性の振動検出しきい値 (VDT) を評価します。右のテスト時点間の良好な関係に統計的に有意な穏健派が認められた (r = 0.64、 p = 0.002) と左 (r = 0.61、 p = 0.004) 上肢。
図 5: Vdt 作業週 1、2 と PK 条件間で比較します。片側、対 t 検定を用いて秒第 1 週、第 2 週と固有感覚ノックダウン (PK) 条件と振動検出しきい値 (VDT) の平均時間を比較 (n = 20)。エラーバーは標準偏差を示します。(*)p-値 0.001 <。
図 6: BKT 週 1、2 と PK 条件間で比較します。片側、対 t 検定はタブレットのバージョン 1 週目、2 週目と感覚ノックダウン (PK) 条件と簡単な運動感覚テスト (BKT) のセンチで平均誤差の比較に使われた (n = 20)。エラーバーは標準偏差を示します。(*)p-値 < 0.001;(**)p-値 = 0.001;NS = 統計的に有意ではないです。
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Discussion
このプロトコルは、上肢の人間感覚をノックダウンするメソッドを提供します。20 健康参加者間で感覚のノックダウンの効果は VDT の核内局在求心性軸索伝送を反映すると考え感度の心理物理学的測定によって測定される大規模です。VDT は核内局在求心性放電時の振動の除去が減少した後、できるだけ早く測定しました。25エラーの visual 咬合 (tBKT) ターゲットに到達することにこのプロトコルの効果は緩やかだった。これは到達の多関節のタスクに 1 つの関節、肘だけ単一の振動の刺激を含むプロトコル反映可能性があります。虚血性の神経ブロックなど、その他の方法について8ここで説明する方法 2 つの注目すべき違いがあります。まず、肌に振動のアプリケーションはよく参加者を容認、適用が容易です。第二に、このメソッドの結果を減少は欠席しない固有受容感覚。26総失を作り出す方法と比較して脳卒中などの神経疾患における感覚障害より似ています。
この作品と他の研究者に基づき、3 つの要因が振動を用いた感覚のノックダウンに重要な表示されます: 振、タイミング、および場所の頻度。まず、高周波振動は最も一般的感覚障害に関連付けられています。振動による固有受容感覚の歪みだった力生産タスクよりも 80 hz 30 Hz で大きかった。12高周波振動は動き (300 Hz) を検出する能力が低下、25,28,29 27運動感覚錯覚 (80 Hz) 感覚信号のエラーに関連付けられています。11秒、振動運動感覚錯覚、感覚障害の高周波振動の効果の持続時間はあまり記述;25,30のいくつかの後遺症があるときしたがって、ほとんどのプロトコルを適用する前に高周波振動 (0.1 秒、12 30 秒、11そしてこのプロトコル 2 分) と運動に関連するテストの間に。最後に、神経、腱、筋腹11,以上の振動源との接触を維持する妨げる動きなしの動きの間に12が不可欠、従って振動の小さな軽量ソース最適です。尺骨溝は、このプロトコルの尺骨神経、上腕三頭筋腱表面的な位置のために選ばれました。参加者報告一貫性のないプロトコルが振動に変更された感覚が代替結束方法を使用してように皮膚とバイブレーターの連続的な接触を確保する必要あります。
このメソッドのマイナーな制限はレイノー病を持つ個人で、振動がレイノー現象を引き起こす可能性があります。このプロトコルを使用する場合、研究者はレイノーの参加者を画面する必要があります。別の制限は、振動によって引き起こされる障害の期間は知られています。このプロトコルでは振動子の頭は尺骨溝の尺骨神経に終わった、それは感覚の変化に起因する尺骨神経の隣接する遠位上腕三頭筋腱、またはその他の構造の振動かと知られているはないです。
メソッドが開発およびテストする将来は、高周波数振動は大きい効果を実現しようとする時に、1 つ以上の構造に適用します。ノックダウン効果の持続時間、関心のある感覚に及ぼす振動の影響の下にある神経のメカニズムへの理解。それは、このプロトコル、テストとある大いに必要な感覚の定量の臨床措置の洗練を促進します。
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Disclosures
著者が明らかに何もありません。
Acknowledgments
著者はこのプロトコルで使用される振動子の振動周波数を確認する分析を実施するためジョン ・ ネルソン博士は、PT を認めたいと思います。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Pure Enrichment-Massage Mini with Built in USB Rechargeable Battery | ebay | None | 183 Hz cordless vibrator, 7 inches total length including handle |
| Chattanooga 2.5 inch velcro strap | ebay | None | used to secure vibrator to arm |
| Tuning Fork C128 ENT Surgical Medical Instruments Exam Diagnostic Tools | ebay | None | Used in VDT |
| Handheld Digital stop watch | ebay | None | Used to time VDT |
| Universal Rubber Bands Size 33, 3 1/2 x 1/8 inch | ebay | Universal - UNV00433 | used to secure vibrator head to arm |
| Instructions to build Visual Screen were published here: https://www.jove.com/video/53178/design-fabrication-administration-hand-active-sensation-test |
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