Summary
O objetivo do presente protocolo é demonstrar um método prático para interferir temporariamente com a propriocepção no membro superior de seres humanos saudáveis.
Abstract
Propriocepção pode ser o menos bem medido de todos os colaboradores para o controle neural do movimento. Novas medidas precisas e confiáveis de propriocepção são necessários para o diagnóstico clínico de deficiência e para medir os resultados de treinamento proprioceptivo. A finalidade desse método não-invasivo, simples é a propriocepção do membro superior temporariamente knockdown em adultos saudáveis, de forma que seria útil para o desenvolvimento e teste de medidas de propriocepção do membro superior. Modelos "knockdown" tem duas vantagens principais sobre estudar os humanos com propriocepção prejudicada: disponibilidade do participante e a capacidade de controlar o grau de comprometimento entre os participantes. Atuais métodos publicados de nocaute de propriocepção temporário do membro superior, tais como bloqueios de nervos isquêmicos e crioterapia, são invasivas, impraticável ou desconfortável para o participante. Aqui, vibração sobre o sulco ulnar foi usada para reduzir a propriocepção do membro superior. Vibração de alta frequência pode reduzir acuidade proprioceptiva, inibindo a entrada do corpúsculo de Pacini-induzida. O efeito de vibração utilizado neste protocolo foi confirmado usando duas medidas quantitativas. Este método era simples de administrar, práticos e confortáveis para os participantes.
Introduction
De todos os colaboradores para o controle neural do movimento, propriocepção pode ser o menos bem medidos. Medidas de investigação de propriocepção utilizando equipamentos especializados recentemente alcançaram confiabilidade, validade e precisão; 1 , 2 , 3 em contraste, medidas clínicas de propriocepção, o mais comum sendo a posição de teste de sentido de um membro,4 tem baixa resolução, estão contaminados por outras modalidades sensoriais,4 e pobres ou não publicadas propriedades psicométricas. 5 novas medidas precisas e confiáveis de propriocepção são necessários para elucidar mecanismos centrais e periféricos de controle proprioceptiva,3 para o diagnóstico clínico de deficiência e para medir os resultados de treinamento proprioceptivo. 2 , 5 , 6 , 7 para este fim, um método simples, não-invasivo de prejudicar temporariamente ou propriocepção 'nocaute' é necessário.
Proprioceptivo nocaute em seres humanos saudáveis permite que os pesquisadores inferir o papel da função proprioceptiva em uma tarefa sensório-motor, que é útil para informar o desenvolvimento e a validação das medidas padronizadas. Modelos "knockdown" tem duas vantagens principais sobre estudar os humanos com propriocepção prejudicada. A primeira é a disponibilidade do participante; indivíduos com comprometimento da propriocepção não são facilmente acessíveis para muitos pesquisadores. Em segundo lugar, ao contrário na vivo imparidade de propriocepção, modelos "knockdown" podem permitir que a capacidade de controlar o grau de comprometimento entre os participantes.
Atuais métodos publicados de nocaute de propriocepção temporário do membro superior são invasivos, impraticável ou desconfortável para o participante. Injeções anestésicas, enquanto relativamente seguro, exigem conhecimentos técnicos e podem ser consideradas invasivas por alguns participantes da pesquisa. Isquêmicos bloqueios causam desconforto e um exame de sangue para triagem de distúrbios antes da sua aplicação de coagulação é praticado. 8 a crioterapia também causa desconforto. O tempo médio de aplicação de crioterapia impactar a propriocepção é 20,3 ± 5,3 min.9 uma vez que a crioterapia é removida, permanece uma janela breve em que para medir a propriocepção antes de reaquecimento, que podem contribuir para o efeito inconsistente de crioterapia no senso de posição articular. 10 vibração de alta frequência (300 Hz) foi usada com sucesso para reduzir a acuidade proprioceptiva em uma tarefa de detecção de movimento do dedo; o mecanismo foi relatado para ser induzida por corpúsculo de Pacini inibição da entrada de outros receptores cutâneos sensível de vibração. 11 recentemente, vibração de músculo sóleo (80 Hz) foi encontrada para diminuir a precisão de produção de força isométrica por distorcer a informação proprioceptiva. 12 no entanto, um método não-invasivo simples para queda temporária de propriocepção do membro superior não foi publicado.
A finalidade desse método é usar a vibração de alta frequência para propriocepção do membro superior temporariamente knockdown em adultos saudáveis. Nocaute foi confirmada usando duas medidas, o limite de deteção de vibração (VDT) e a versão tablet do breve teste cinestesia (tBKT). O VDT é uma medida psicofísica da sensibilidade pensada para refletir a transmissão do axônio aferente Aα. 13 desempenho proprioceptivo foi quantificado utilizando o tBKT que está em desenvolvimento em nosso laboratório. O breve teste de cinestesia (BKT), baseado no trabalho de Ayres,14 é um instrumento experimental que foi testado para mas não incluído em pilhas de núcleo do National Institutes of Health (NIH) caixa de ferramentas. 15 , 16 o BKT inclui três ensaios atingindo para cada membro superior. O tBKT inclui 20 ensaios atingindo por membro superior e está sendo desenvolvido com o objetivo de melhorar as propriedades psicométricas durante todo o ensaio original. O tBKT envolve uma entrada sensorial (orientação do examinador do membro superior ao alvo), processamento central (Lembre-se a localização espacial do alvo) e um motor de saída (a tentativa de localizar o alvo após orientação é removida), pensei ser necessário em uma medida de global desempenho proprioceptivo. 17 o VDT e as medições tBKT, representam níveis mais altos e baixos, respectivamente, na hierarquia somatossensorial,18 e, portanto, deve fornecer uma quantificação mais abrangente de propriocepção do que qualquer medida usada sozinha.
Dois mecanismos neurais relacionam mais estreitamente a acuidade proprioceptiva reduzida causada por vibração de alta frequência. Primeiro, os corpúsculos de Pacini são o Mecanorreceptor cutâneo, mais comumente associado com deteção de vibração. A vibração contínua usada neste protocolo provável eleva o limiar de sintonia do receptor de detecção de vibração baseado sobre o mecanismo neural de habituação a curto prazo no Aα e grupo de fibra β associado com os corpúsculos de Pacini. 19 o resultado fisiológico é que uma vibração da mesma intensidade e frequência, tais como 128 Hz utilizada no ensaio VDT, é sentida por uma duração mais curta. Em segundo lugar, acredita-se que os fusos musculares, através de fibras aferentes Aα, código comprimento do músculo imprecisamente seguindo a vibração de alta frequência, resultando em informações proprioceptivas distorcidas, como evidenciado pela precisão reduzida durante a reprodução de força,12 ilusão de movimento,20,21 e cinestesia reduzida. 22
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Protocol
O Conselho de revisão institucional na faculdade de St Scholastica aprovou o estudo sob as quais este protocolo foi desenvolvido e testado.
Nota: As especificações do fabricante do vibrador usado neste protocolo indicaram que a frequência na 'alta' foi 11,00 rpm (183,3 Hz). Esta frequência foi confirmada usando uma amostra de dados de vibração coletados através de uma entrada de um amplificador diferencial de amostragem de 2 kHz. O período médio do sinal foi 5,56 x 10-3 s, o que equivale a 180 Hz. Em indivíduos com doença de Raynaud, a vibração pode causar fenômeno de Raynaud, uma vasoconstrição temporária no local da aplicação, que pode últimos minutos a horas e pode ser acompanhada por dormência, dor ou coceira. 23 A Figura 1 mostra um exemplo de fenômeno de Raynaud, causado pela vibração semelhante ao utilizado no presente protocolo. Potenciais participantes devem ser selecionados para doença de Raynaud antes de participar no presente protocolo.
1. propriocepção "knockdown" protocolo:
- Reunir a caneta, vibrador 183 Hz, cinta larga de 2,5 polegadas e uma faixa de borracha (veja a Tabela de materiais).
- Palpe o nervo ulnar no sulco ulnar da extremidade superior sendo testado.
- Coloque uma marca "x" na pele sobre o sulco ulnar superior apenas para a linha entre o processo do olécrano do úmero e epicôndilo medial da ulna.
Nota: A Figura 2 mostra esta localização no dorso do cotovelo.
- Coloque uma marca "x" na pele sobre o sulco ulnar superior apenas para a linha entre o processo do olécrano do úmero e epicôndilo medial da ulna.
- Coloque a cabeça do vibrador em local marcado com o punho do massageador superior à cabeça.
- Aplica a cinta larga em torno do punho parte do vibrador e braço do participante.
- Coloque o elástico em volta do pescoço da cabeça do vibrador e braço do participante segura vibrador a cabeça no lugar e manter contato entre a pele do participante e a cabeça do vibrador, assegurando que o elástico é um tamanho adequado para manter a cabeça contra a pele, mas não para restringir o movimento ou a circulação.
- Pergunta o participante a dobrar e endireitar o seu cotovelo. Ele/ela deve se sentir sem interferência de correias. Se ele/ela relata a interferência, ajuste as correias e elástico para que seja assegurada a liberdade de movimento.
- Ligue o vibrador no máximo, aguarde 2 min (baseado em dados não publicados).
- Realizar uma medida de desempenho de propriocepção (resultados da versão tablet do BKT são apresentados aqui) com o vibrador com alta durante a duração do teste
- Conduza o BKT. Assento do participante em uma cadeira de altura padrão (altura do assento de 18 polegadas), em uma mesa de altura padrão (altura de 29 polegadas), com sua visão obstruída do tablet usando uma cortina. Sente-se em frente do participante.
- Guia do dedo indicador de participantes, realizado na falange distal, desde o início da linha até o fim da linha (alvo) e volta para o início da linha. Solte o dedo do participante e instruí-los a tocar o alvo. Complete 20 ensaios com cada membro superior.
- Atribua notas dos participantes para cada membro superior como o erro absoluto médio (distância do alvo) em centímetros.
- Realizar medidas psicofísicas (tais como o VDT) imediatamente após a remoção do estímulo da vibração.
Nota: Nos resultados apresentados, a duração do estímulo da vibração antes o VDT foi 5 ± 1 minuto.
- Realizar uma medida de desempenho de propriocepção (resultados da versão tablet do BKT são apresentados aqui) com o vibrador com alta durante a duração do teste
2. vibração deteccao de Threshold (adaptado de13)
- Reunir o diapasão de 128 Hz, um cronômetro, livro-texto (fornece uma superfície firme ainda compatível com que atacar o diapasão), tabela (29 polegadas de altura), cadeira padrão (altura do assento de 18 polegadas), fita adesiva e caneta.
- Crie um quadrado de ½ polegada de 1 ½ polegada x 1 sobre o livro didático usando fita adesiva para ser usado como um destino para consistência em golpear o diapasão.
- Usando um marcador permanente, cor de fundo 1 mm da haste do diapasão (esta marca será usada para padronizar a pressão de aplicação do diapasão durante o teste).
- Assento do participante na cadeira à mesa. Pergunte a / ele estender o antebraço da extremidade sendo testado supinada e completamente, apoie-o sobre a mesa, incluindo o cotovelo. Peça-lhes para relaxar nas extremidades.
Nota: O examinador deve estar sentado em frente ao participante.
- Marca um ponto na pele sobre o tendão do bíceps distal, cerca de 1 cm superior à prega do cotovelo.
- Coloca o livro na borda da mesa mais próxima ao participante, entre os cotovelos do participante.
- Dizer: "Isto é um teste da sua capacidade de detectar a vibração. Agora vou colocar este diapasão no seu tendão do bíceps. Por favor me diga se você sente qualquer vibração, em seguida, dizer 'Agora' imediatamente quando desaparece a sensação de vibração. Este procedimento será repetido 3 vezes em cada braço."
- Certifique-se de que os discos nas extremidades de cada pino do diapasão são apertados antes do início. Se eles estão soltos vão rattle e reduzir a duração da ressonância do diapasão fazendo o teste confiável.
- Segure a haste do diapasão livremente entre o polegar e o dedo indicador e golpeá-la no livro dentro o quadrado alvo com força suficiente para produzir ressonância.
- Imediatamente após a marcante, coloque diapasão sobre o local de teste, usando pressão suficiente para deprimir a pele e esconder a banda de 1 mm sobre o diapasão de visão.
Nota: A Figura 3 mostra o diapasão sobre o bíceps distal local de teste do tendão utilizado neste protocolo. - Usando o cronômetro, quantificar o tempo de colocação do diapasão sobre pele do participante até o participante não se sente mais vibração (diz 'Agora').
- Imediatamente após a marcante, coloque diapasão sobre o local de teste, usando pressão suficiente para deprimir a pele e esconder a banda de 1 mm sobre o diapasão de visão.
- Repita mais duas vezes no mesmo braço para um total de três julgamentos.
- Calcule o tempo médio para o desaparecimento do estímulo de vibração do outro lado os três ensaios para determinar o limite de deteção de vibração (VDT).
- Segure a haste do diapasão livremente entre o polegar e o dedo indicador e golpeá-la no livro dentro o quadrado alvo com força suficiente para produzir ressonância.
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Representative Results
Usando o protocolo apresentado aqui, testamos 20 adultos saudáveis, 8 eram do sexo masculino (média de idade (SD) = 32,5 (12,5) anos; 19 direito-e 1 esquerda-entregue). Os participantes não tiveram nenhuma patologia conhecida, envolvendo as extremidades superiores. Lateralidade foi avaliada por meio do inventário de lateralidade de Edimburgo. 24 participantes do estudo relataram sem efeitos adversos.
Ambos os membros superiores de cada participante foram testados usando o VDT e o tBKT em duas sessões separadas, uma semana de intervalo. VDT, conforme descrito no protocolo, foi quantificada no tendão do bíceps distal. Foi utilizada a média de três ensaios para análise. Para o tBKT, quer dizer erro absoluto através de 20 ensaios foi usado para análise. Na sessão de ensaio dois, os participantes completaram as mesmas medidas sob a condição de "knockdown" propriocepção temporária. Correlação de produto-momento de ThePearson (r) avaliou a confiabilidade teste-reteste de limite de deteção de vibração (VDT). Uma moderada estatisticamente significativa a boa relação foi encontrada entre os pontos de tempo testes para a direita (r = 0,64, p = 0,002, n = 20) e esquerda (r = 0,61, p = 0,004, n = 20) nos membros superiores (Figura 4). O coeficiente de correlação intraclasse (ICC) para a direita VDT foi (ICC 1, 3) = 0,77, n = 20, para a esquerda VDT foi (ICC 1, 3) = 0,76, n = 20. O erro-padrão de medida para o VDT certo era 0,96 segundos, 95% CI = 6.5-10.3 s, a diferença detectável mínimo (MDD) era 2.2 s. Para a esquerda VDT, o erro-padrão de medida foi 0,83 s, 95% CI = 6,7-9,9 s, o MDD era 1.9 s. O coeficiente de correlação intraclasse (ICC) para a direita tBKT foi (ICC 1, 3) = 0,55, n = 20, para a esquerda tBKT foi (ICC 1, 3) = 0.72, n = 20.
Para testar o direcional, hipótese que nocaute de propriocepção (PK) usando a vibração resultaria em imparidade de propriocepção, unicaudal emparelhado t-testes foram utilizados para comparar o erro entre a semana 1, semana 2 e as condições de PK de VDT e BKT. O protocolo "knockdown" propriocepção resultou em notas estatisticamente mais pobres no VDT e o tBKT para ambos os membros superiores, enquanto as condições de controle não foram estatisticamente diferentes (figuras 5 e 6).
A extensão do nocaute de propriocepção resultantes do protocolo foi quantificada calculando o tamanho do efeito (d de Cohen). O tamanho do efeito sobre o VDT foi d = 4.04 para o membro superior direito e d = 4,24 para a esquerda. Para o tBKT d = 0,68 e 0,56 para a direita e esquerda, respectivamente.
Figura 1 : Fenômeno de Raynaud. Um exemplo de fenômeno de Raynaud, provocado pelas vibrações. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2 : Site de vibração para nocaute propriocepção. A localização da vibração neste protocolo é no dorso do cotovelo dentro do sulco ulnar apenas superior a uma linha entre o processo do olécrano e o epicôndilo medial. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3 : Local para colocação do diapasão para o teste de detecção de vibração. Para este estudo, o limite de deteção de vibração do bíceps distal tendão foi quantificado utilizando um diapasão de 128 Hz. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4 : Correlação de VDT entre 1 e 2 semana. Usando os dados de participantes testados sob condições normais uma semana distante que a correlação produto-momento de Pearson (r) foi usada para avaliar a confiabilidade teste-reteste de limite de deteção de vibração (VDT). Uma moderada estatisticamente significativa a boa relação foi encontrada entre os pontos de tempo testes para a direita (r = 0,64, p = 0,002) e esquerda (r = 0,61, p = 0,004) nos membros superiores.
Figura 5 : Comparação em VDT entre semana 1, 2 e condições PK. Uni-caudal, emparelhados t-testes foram utilizados para comparar o tempo médio em segundos no limite de deteção a vibração (VDT) entre semana 1, semana 2 e as condições de nocaute (PK) de propriocepção (n = 20). Barras de erro mostram o desvio-padrão. (*) p-valor < 0,001.
Figura 6 : Comparação em BKT entre semana 1, 2 e condições PK. Unicaudal, emparelhados t-testes foram utilizados para comparar o erro em centímetros na versão tablet do teste breve de cinestesia (BKT) entre semana 1, semana 2 e as condições de nocaute (PK) de propriocepção (n = 20). Barras de erro mostram o desvio-padrão. (*) p-valor < 0,001; (**) p-valor = 0,001; NS = não significativo estatisticamente.
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Discussion
Este protocolo fornece um método para derrubar a propriocepção humana no membro superior. Através de 20 participantes saudáveis o efeito proprioceptivo nocaute foi grande medida pelo VDT uma medida psicofísica da sensibilidade pensado para refletir a transmissão do axônio aferente Aα. O VDT foi medido tão rapidamente quanto possível após a remoção da vibração, quando a descarga aferente Aα é reduzida. 25 o efeito do presente protocolo em erro em chegar a um destino com oclusão visual (tBKT) foi moderado. Isso pode refletir que o protocolo envolve apenas um estímulo de vibração única no cotovelo, uma articulação na tarefa de alcançar multi-articulares. Em relação a outros métodos disponíveis, tais como o bloqueio do nervo isquêmico,8 o método descrito aqui tem duas diferenças notáveis. Em primeiro lugar, a aplicação de vibração para a pele é bem tolerada pelos participantes e fácil de aplicar. Em segundo lugar, esse método resulta em reduzida, mas não ausente, proprioceptiva. Isto mais estreitamente paraleliza deficiência proprioceptiva em condições neurológicas, tais como acidente vascular cerebral,26 , em comparação com métodos que produzem desaferentação total.
Baseado neste trabalho e o de outros pesquisadores, três fatores aparecem críticos para proprioceptiva "knockdown" usando a vibração: a frequência de vibração, hora e local. Em primeiro lugar, maior frequência de vibração é mais comumente associada com comprometimento da propriocepção. Distorção de propriocepção por vibração foi maior em 80 Hz que a 30 Hz em uma tarefa de produção de força. 12 a maior frequência de vibração tem sido associada com erro em sinais proprioceptivos,27 cinestésica ilusão (80 Hz),25,28,29 e reduzida capacidade de detecção de movimento (300 Hz). 11 segundos, enquanto há algum efeito colateral da vibração na ilusão cinestésica,25,30 a duração do efeito da vibração de alta frequência na deficiência proprioceptiva é mal descrita; Portanto, a maioria dos protocolos aplicar vibrações de alta frequência antes (0,1 s,12 30 s,11 e no presente protocolo 2 min) e durante os testes que envolvem o movimento. Finalmente, mantendo contato da fonte de vibração sobre o nervo, tendão ou músculo barriga11,12 durante o movimento sem movimento impedindo é imperativo, assim, uma pequena fonte leve da vibração é ideal. O sulco ulnar foi escolhido para este protocolo devido a posição superficial do nervo ulnar e tendão do tríceps. Se os participantes relatam inconsistente sensação de modificação de vibração para o protocolo pode ser necessária para assegurar o contato contínuo do vibrador com a pele, como por meio de métodos alternativos de cintas.
Uma menor limitação desse método é que, em indivíduos com doença de Raynaud, a vibração pode causar fenômeno de Raynaud. Os pesquisadores devem tela participantes para doença de Raynaud quando usando este protocolo. Outra limitação é que a duração do prejuízo causado pela vibração é desconhecido. Embora a cabeça do vibrador neste protocolo foi sobre o nervo ulnar no sulco ulnar, desconhece-se se as alterações na propriocepção resultaram da vibração do nervo ulnar, ou para o tendão do tríceps distal adjacente, ou outras estruturas.
No futuro, os métodos poderiam ser desenvolvidos e testados em qual frequência de alta vibração é aplicada para mais de uma estrutura de cada vez para tentar conseguir um maior efeito. A duração do efeito "knockdown" é de interesse, como uma maior compreensão dos mecanismos neurais, que fundamentam o efeito da vibração na propriocepção. Pois é, este protocolo irá facilitar o teste e refinamento de medidas quantitativas clínicos de propriocepção, que são extremamente necessários.
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Disclosures
Os autores não têm nada para divulgar.
Acknowledgments
Os autores gostaria de reconhecer Jon Nelson PhD, PT, para a realização da análise para confirmar a frequência de vibração do vibrador usado neste protocolo.
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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