Summary
El objetivo de este protocolo es demostrar un método práctico para interferir temporalmente con la propiocepción en la extremidad superior de los seres humanos sanos.
Abstract
La propiocepción puede ser menos bien medido de todos los colaboradores para el control neural del movimiento. Nuevas medidas exactas, confiables de propiocepción son necesarios para el diagnóstico clínico de deterioro y para medir los resultados del entrenamiento propioceptivo. El propósito de este método simple, no invasivo es propiocepción temporalmente precipitación extremidad superior en adultos sanos, en una medida que podría ser útil en el desarrollo y prueba de medidas de propiocepción de extremidades superiores. Modelos de precipitación tienen dos ventajas principales sobre el estudio de los seres humanos con propiocepción deteriorada: la disponibilidad de participantes y la capacidad para controlar el grado de deterioro en los participantes. Actuales métodos publicados de caída temporal de la propiocepción de la extremidad superior, como bloqueos nerviosos isquémicos y la crioterapia, son invasivos, poco práctico o incómodo para el participante. Aquí, la vibración sobre el surco cubital fue utilizada para reducir la propiocepción de extremidades superiores. Vibración de alta frecuencia puede reducir la agudeza propioceptiva mediante la inhibición inducida por el corpúsculo de Pacini entrada. El efecto de vibración usada en este protocolo fue confirmado usando dos medidas cuantitativas. Este método fue simple de administrar, cómodo para los participantes y práctico.
Introduction
De todos los colaboradores para el control neural del movimiento, la propiocepción puede ser menos bien medido. Medidas de investigación de propiocepción usando equipos especializados han logrado recientemente fiabilidad, validez y precisión; 1 , 2 , 3 en contraste, las medidas clínicas de propiocepción, siendo más común la prueba del sentido de la posición de las extremidades,4 tienen baja resolución, están contaminados por otras modalidades sensoriales,4 y pobres o no propiedades psicométricas publicadas. 5 nuevas medidas exactas, confiables de propiocepción son necesarios para dilucidar mecanismos periféricos y centrales del control propioceptivo,3 para el diagnóstico clínico de deterioro y para medir los resultados del entrenamiento propioceptivo. 2 , 5 , 6 , 7 con este fin, se necesita un método simple, no invasor para deteriorar temporalmente o propiocepción 'caída'.
Caída propioceptiva en los seres humanos sanos permite a los investigadores deducir el papel de la función propioceptiva en una tarea sensoriomotora, que es útil para informar el desarrollo y validación de medidas estandarizadas. Modelos de precipitación tienen dos ventajas sobre el estudio de los seres humanos con propiocepción deteriorada. La primera es la disponibilidad de participantes; los individuos con deterioro de la propiocepción no son fácilmente accesibles a muchos investigadores. En segundo lugar, a diferencia de en vivo el deterioro de la propiocepción, modelos de precipitación pueden permitir que la capacidad controlar el grado de deterioro en los participantes.
Actuales métodos publicados de caída temporal de la propiocepción de la extremidad superior son invasivos, poco práctico o incómodo para el participante. Inyecciones de anestésicas, aunque relativamente seguro, requieren conocimientos técnicos y pueden considerarse invasivas por algunos participantes en la investigación. Bloqueos nerviosos isquémicos causa molestias y se practica un examen de sangre para detectar trastornos antes de su aplicación de coagulación. 8 crioterapia también causa malestar. El tiempo promedio de aplicación de crioterapia impactar la propiocepción es 20,3 ± 5,3 min.9 una vez retirada la crioterapia, sigue siendo una ventana breve en el que medir la propiocepción antes de calentar de nuevo, que puede contribuir al efecto contrario de crioterapia en el sentido de la posición común. 10 vibración de alta frecuencia (300 Hz) fue utilizada con éxito para reducir la agudeza propioceptiva en una tarea de detección de movimiento de dedo; el mecanismo fue divulgado para ser inducida por el corpúsculo de Pacini inhibición de la entrada de otros receptores cutáneos sensibles de vibración. 11 recientemente, vibración muscular de sóleo (80 Hz) fue encontrada para disminuir la precisión de la producción de fuerza isométrica por distorsionar la información propioceptiva. 12 sin embargo, un simple método no invasivo para la caída temporal de propiocepción de extremidades superiores no ha sido publicado.
El propósito de este método es utilizar la vibración de alta frecuencia para propiocepción temporalmente caída del miembro superior en adultos sanos. Caída fue confirmada usando dos medidas, el umbral de detección de vibración (VDT) y la versión de la tableta de la breve prueba de cinestesia (tBKT). El VDT es una medida psicofísica de sensibilidad parece reflejar transmisión de axon aferente Aα. 13 rendimiento propioceptiva se cuantificó usando el tBKT que está en desarrollo en nuestro laboratorio. La prueba breve de cinestesia (BKT), basado en la obra de Ayres,14 es un instrumento experimental que fue probado para no incluido en las baterías de la base de herramientas de institutos nacionales de salud (NIH). 15 , 16 el BKT incluye tres ensayos alcanzan para cada extremidad superior. El tBKT incluye 20 ensayos alcanzando por la extremidad superior y está siendo desarrollado con el objetivo de mejorar las propiedades psicométricas en la prueba original. La tBKT consiste en una entrada sensorial (dirección del examinador de extremidad superior al objetivo), central de proceso (recuerda la ubicación espacial del blanco) y una salida del motor (tratando de localizar el blanco después de retira la guía), cree que es necesario en una medida de en general el rendimiento propioceptivo. 17 el VDT las medidas tBKT, representan niveles bajo y alto, respectivamente, en la jerarquía somatosensorial,18 y así debe proporcionar una cuantificación más completa de la propiocepción que cualquier medida usa solo.
Dos mecanismos neuronales se relacionan más estrechamente a la agudeza propioceptiva reducida causada por vibración de alta frecuencia. Primero, los corpúsculos de Pacini son el mechanoreceptor cutáneo más comúnmente asociado con la detección de vibración. La vibración continua utilizada en este protocolo probablemente eleva el umbral de sintonización del receptor de detección de vibraciones basado en el mecanismo neural de la habituación a corto plazo en la Aα y β fibra grupo asociados a los corpúsculos de Pacini. 19 el resultado fisiológico es que se siente una vibración de la misma intensidad y frecuencia, como 128 Hz utilizada en el ensayo de VDT, para una duración más corta. En segundo lugar, se piensa que los husos musculares, via aferente Fibras Aα, código de longitud del músculo después inexacto de vibración de alta frecuencia, dando por resultado distorsionado información propioceptiva evidenciada por exactitud reducida durante la reproducción de la fuerza,12 ilusión de movimiento,20,21 y cinestesia reducida. 22
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Protocol
La Junta de revisión institucional en el Colegio de Santa Escolástica ha aprobado el estudio en que este protocolo fue desarrollado y probado.
Nota: Las especificaciones del fabricante del vibrador usado en el presente Protocolo indican que la frecuencia de 'alta' 11,00 rpm (183,3 Hz). Esta frecuencia fue confirmada mediante una muestra de datos de vibración obtenidos a través de una entrada de un amplificador diferencial que muestrean a 2 kHz. El período malo de la señal fue 5.56 x 10-3 s, que equivale a 180 Hz. En individuos con enfermedad de Raynaud, la vibración puede causar el fenómeno de Raynaud, una vasoconstricción temporal en el sitio de aplicación, que últimos minutos a horas y puede estar acompañada de entumecimiento, picazón o dolor. 23 La figura 1 muestra un ejemplo del fenómeno de Raynaud de causado por la vibración similar a la utilizada en el presente Protocolo. Los participantes potenciales deben ser evaluados para Raynaud antes de participar en este protocolo.
1. Protocolo de precipitación propiocepción:
- Recoger la pluma, vibrador de 183 Hz, 2,5 pulgadas de correa ancha y una banda de caucho (véase la Tabla de materiales).
- Palpar el nervio cubital en el surco cubital de la extremidad superior está probando.
- Coloque una marca "x" en la piel sobre el surco cubital apenas superior a la línea entre el proceso del olécranon del húmero y el epicóndilo medial del cúbito.
Nota: La figura 2 muestra esta situación en el dorso del codo.
- Coloque una marca "x" en la piel sobre el surco cubital apenas superior a la línea entre el proceso del olécranon del húmero y el epicóndilo medial del cúbito.
- Coloque la cabeza del vibrador en lugar marcado con el mango del masajeador superior a la cabeza.
- La correa ancha alrededor de porción de mango del vibrador y el brazo del participante se aplican.
- Colocar banda de caucho alrededor cuello cabeza de vibrador y el brazo del participante a mantener la cabeza del vibrador en su sitio y mantener contacto entre la piel de los participantes y la cabeza del vibrador, asegurándose de que la goma es un tamaño adecuado para retener la cabeza contra la piel, pero no restringir el movimiento o circulación.
- Pedir al participante que doble y estire su codo. Él o ella no debe sentir ninguna interferencia de las correas. Si él o ella informes de interferencia, ajuste las correas y banda de goma para garantizar libertad de movimiento.
- Activar vibrador alta, espere 2 minutos (basado en datos no publicados).
- Realizar una medida del rendimiento de la propiocepción (la versión de la tableta de la TEC se presentan los resultados de aquí) con el vibrador funcionando en alta para la duración de la prueba
- Llevar a cabo el BKT. El participante en una silla de altura estándar (altura del asiento de 18 pulgadas), el asiento en una mesa de altura estándar (29 pulgadas altura) con su visión ocluida de la tableta con una cortina. Sentarse frente al participante.
- Guía el dedo índice de participantes, celebrado en la falange distal, desde el inicio de la línea hasta el final de la línea (destino) y hacia el comienzo de la línea. Suelte el dedo del participante e instruirlos a toque el objetivo. Completados 20 ensayos con cada extremidad superior.
- Asignar puntuaciones de los participantes en cada miembro superior como el error absoluto medio (distancia del objetivo) en centímetros.
- Llevar a cabo medidas psicofísicas (como el VDT) inmediatamente al retirar el estímulo de la vibración.
Nota: En los resultados presentados, la duración del estímulo de la vibración antes de la VDT fue 5 ± 1 minuto.
- Realizar una medida del rendimiento de la propiocepción (la versión de la tableta de la TEC se presentan los resultados de aquí) con el vibrador funcionando en alta para la duración de la prueba
2. vibración umbral de detección (adaptado de13)
- Se reúnen el diapasón de 128 Hz, un cronómetro, texto (proporciona una superficie firme pero obediente que golpear el diapasón), mesa (29 pulgadas altura), silla estándar (altura del asiento de 18 pulgadas), cinta de enmascarar y pluma.
- Crear un cuadrado de 1/2 pulgada 1 pulgada x 1 ½ en el libro de texto con cinta de enmascarar para ser utilizado como un objetivo para la consistencia en golpear el diapasón.
- Utilizando un marcador permanente, color inferior 1 mm del vástago de la horquilla (esta marca se utilizará para normalizar la presión de aplicación diapasón durante la prueba).
- El participante en la silla en la mesa del asiento. Pregúntele a él para extender el antebrazo de la extremidad está probando supinado y completamente sobre la mesa, incluyendo el codo. Les pedimos a relajar las extremidades.
Nota: El examinador debe estar sentado enfrente el participante.
- Marca un punto en la piel sobre el tendón del bíceps distal, aproximadamente 1 cm superior a la del pliegue del codo.
- Coloque el libro en el borde de la mesa más cercana a los participantes, entre los codos de los participantes.
- Decir: "Esto es una prueba de su capacidad para detectar vibraciones. Ahora pondré este diapasón en su bíceps. Por favor dígame si usted siente las vibraciones, entonces decir 'Ahora' inmediatamente cuando desaparece la sensación de vibración. Este procedimiento se repetirá 3 veces en cada brazo."
- Asegúrese de que los discos en los extremos de cada diente de la horquilla estén apretados antes de comienzo. Si están flojas se sacudan y reducir la duración de la resonancia de la horquilla haciendo la prueba no fiable.
- Mantenga el vástago de la horquilla sin apretar entre los dedos pulgar e índice y pulsar en el libro dentro del cuadrado blanco con suficiente fuerza como para producir resonancia.
- Inmediatamente después de golpear, coloque el diapasón en la ubicación de la prueba, con suficiente presión al presionar la piel y ocultar la banda de 1 mm en la horquilla de la visión.
Nota: Figura 3 muestra la horquilla en los bíceps distales del tendón prueba ubicación utilizado en este protocolo. - Utilizando el cronómetro, cuantificar el tiempo de colocación del diapasón sobre la piel del participante hasta que el participante no siente vibraciones (dice 'Ahora').
- Inmediatamente después de golpear, coloque el diapasón en la ubicación de la prueba, con suficiente presión al presionar la piel y ocultar la banda de 1 mm en la horquilla de la visión.
- Repita dos veces más en el mismo brazo para un total de tres ensayos.
- Calcular el tiempo medio de desaparición del estímulo de la vibración a través de los tres ensayos para determinar el umbral de detección de vibración (VDT).
- Mantenga el vástago de la horquilla sin apretar entre los dedos pulgar e índice y pulsar en el libro dentro del cuadrado blanco con suficiente fuerza como para producir resonancia.
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Representative Results
Utilizando el protocolo que presentamos, hemos probado 20 adultos sanos, 8 eran varones (media de edad (SD) = 32.5 (12.5) años; 19 derecha y 1 izquierda-manos). Los participantes no tenían ninguna patología conocida que involucran las extremidades superiores. Uso de las manos se evaluó mediante el inventario de uso de las manos de Edimburgo. 24 participantes del estudio no informaron ningún efecto adverso.
Ambos miembros superiores de cada participante fueron analizadas usando el VDT y la tBKT en dos sesiones separadas, una semana aparte. VDT, como se describe en el protocolo, se cuantificó en el tendón distal del bíceps. Para el análisis se utilizó la media de tres ensayos. Para el tBKT, significa error absoluto en 20 ensayos se utilizó para el análisis. En dos de la sesión de prueba, los participantes completaron las mismas medidas bajo la condición de caída temporal de la propiocepción. Correlación producto-momento de ThePearson (r) evaluó la fiabilidad test-retest de umbral de detección de vibración (VDT). Estadísticamente significativa moderada a buena relación se encontró entre los puntos de tiempo prueba para la derecha (r = 0.64, p = 0.002, n = 20) e izquierdo (r = 0,61, p = 0.004, n = 20) miembros superiores (figura 4). El coeficiente de correlación intraclase (ICC) para la derecha VDT fue (ICC 1, 3) = 0.77, n = 20, por la izquierda VDT (ICC 1, 3) = 0.76, n = 20. El error estándar de medición para la derecha VDT fue 0,96 segundos, IC del 95% = 6.5 10.3 s, la diferencia Detectable mínimo (MDD) fue de 2,2 s. Para la izquierda VDT, el error estándar de medición fue 0.83 s, IC del 95% = 6,7 9,9 s, el MDD fue 1,9 s. El coeficiente de correlación intraclase (ICC) para la tBKT derecha fue (ICC 1, 3) = 0.55, n = 20, por el tBKT izquierdo (CPI 1, 3) = 0,72, n = 20.
Para probar la direccional hipótesis que caída de propiocepción (PK) usando la vibración resultaría en deterioro de la propiocepción, una cola junto a t-pruebas fueron utilizadas para comparar el error medio entre la semana 1, semana 2 y las condiciones de PK de VDT y BKT. El protocolo de la precipitación de propiocepción dio lugar a puntuaciones estadísticamente más pobres en la VDT y la tBKT de ambos miembros superiores, mientras que las condiciones de control no fueron estadísticamente diferentes (figuras 5 y 6).
El grado de caída de propiocepción que resultó el protocolo fue cuantificado calculando el tamaño del efecto (d de Cohen). El tamaño del efecto en la VDT fue d = 4.04 para el miembro superior derecho y d = 4.24 para la izquierda. Para la tBKT d = 0.68 y 0,56 para la derecha e izquierda, respectivamente.
Figura 1 : Fenómeno de Raynaud. Un ejemplo del fenómeno de Raynaud de vibraciones. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2 : Sitio de vibración para caída de propiocepción. La ubicación de la vibración en este protocolo es en el dorso del codo en el surco cubital apenas superior a una línea entre el proceso del olécranon y el epicóndilo medial. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3 : Sitio para la colocación de la horquilla para la prueba de detección de vibración. Para este estudio el umbral de detección de vibraciones del bíceps distal tendón se cuantificó usando un diapasón de 128 Hz. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 4 : Correlación de VDT entre semana 1 y 2. Utilizando los datos de los participantes probados bajo condiciones normales una semana aparte que la correlación producto momento de Pearson (r) se utilizó para evaluar la fiabilidad test-retest de umbral de detección de vibración (VDT). Estadísticamente significativa moderada a buena relación se encontró entre los puntos de tiempo prueba para la derecha (r = 0.64, p = 0,002) y a la izquierda (r = 0,61, p = 0.004) miembros superiores.
Figura 5 : Comparación en VDT entre semana 1, 2 y condiciones PK. Pruebas de t pareadas, una cola se utilizaron para comparar la media de tiempo en segundos en el umbral de detección de vibración (VDT) entre la semana 1, semana 2 y las condiciones de precipitación (PK) de propiocepción (n = 20). Barras de error indican la desviación estándar. (*) p-valor < 0.001.
Figura 6 : Comparación en BKT entre semana 1, 2 y condiciones PK. Pruebas de t pareadas, una cola se usaron para comparar el error medio en centímetros en la versión de la tableta de la prueba breve de cinestesia (BKT) entre la semana 1, semana 2 y las condiciones de precipitación (PK) de propiocepción (n = 20). Barras de error indican la desviación estándar. (*) p-valor < 0.001; (**) p-valor = 0.001; NS = no estadísticamente significativo.
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Discussion
Este protocolo proporciona un método para derribar humana propiocepción en el miembro superior. En participantes sanos 20 el efecto de caída propioceptiva fue grande según lo medido por una medida psicofísica de sensibilidad cree que reflejan la transmisión de axon aferente Aα VDT. El VDT se midió como rápidamente como sea posible después de que se reduce la eliminación de la vibración, cuando la descarga aferente Aα. 25 el efecto de este protocolo en caso de error para llegar a un objetivo con la obstrucción visual (tBKT) fue moderado. Esto puede reflejar que el protocolo implica sólo un estímulo de la vibración solo en el codo, una articulación en la tarea multi-articular de alcanzar. Con respecto a otros métodos disponibles, como el bloque de nervio isquémica,8 el método descrito aquí tiene dos diferencias notables. En primer lugar, la aplicación de la vibración a la piel es bien tolerado por los participantes y fáciles de aplicar. En segundo lugar, este método resulta en reducida, pero no ausente, sentido propioceptivo. Esto más de cerca paralelo deterioro propioceptivo en condiciones neurológicas tales como accidente cerebrovascular,26 en comparación con los métodos que producen total deafferentation.
Basado en este trabajo y el de otros investigadores, tres factores aparecen críticos a propioceptiva caída usando la vibración: frecuencia de vibración, el momento y el lugar. En primer lugar, vibraciones de frecuencia más alta es más comúnmente asociado con deterioro de la propiocepción. Distorsión de la propiocepción por vibración fue mayor a 80 Hz a 30 Hz en una tarea de producción de fuerza. 12 vibraciones de frecuencia más alta se han asociado con el error en las señales propioceptivas,27 ilusión kinestésica (80 Hz),25,28,29 y reducida capacidad de detectar movimiento (300 Hz). 11 segundos, mientras que hay algún efecto secundario de la vibración en ilusión kinestésica,25,30 mal se describe la duración del efecto de vibración de alta frecuencia de deficiencia propioceptiva; por lo tanto, la mayoría de los protocolos aplica vibración de alta frecuencia antes (0,1 s,12 30 s,11 y en este protocolo 2 min) y durante las pruebas que implican movimiento. Por último, mantener el contacto de la fuente de vibración sobre el nervio, tendón o músculo del vientre11,12 durante el movimiento sin movimiento impiden es imperativo, así una pequeño ligero fuente de vibración es óptima. El surco cubital fue elegido para este protocolo debido a la posición superficial del nervio cubital y el tendón del tríceps. Si los participantes Informe incoherente sensación de modificación de la vibración en el protocolo puede ser necesario para asegurar el continuo contacto del vibrador con la piel, como mediante el uso de métodos alternativos para fleje.
Una menor limitación de este método es que en individuos con enfermedad de Raynaud, la vibración puede causar el fenómeno de Raynaud. Los investigadores deben pantalla a participantes de Raynaud cuando utilizando este protocolo. Otra limitación es que se desconoce la duración de la debilitación causada por la vibración. Aunque la cabeza del vibrador en este protocolo era sobre el nervio cubital en el surco cubital, se desconoce si los cambios en la orientación espacial resultaron de la vibración del nervio cubital o del tendón del tríceps distal adyacentes u otras estructuras.
En el futuro, los métodos podrían ser desarrollados y probados en que alta frecuencia vibración se aplica a más de una estructura a la vez para intentar lograr un efecto más grande. La duración del efecto knockdown es de interés, como una mayor comprensión de los mecanismos neuronales que subyacen en el efecto de la vibración en la propiocepción. Como es, este protocolo facilitará la prueba y el refinamiento de medidas cuantitativas de la clínicas de la propiocepción, que son muy necesarios.
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Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
Los autores desean reconocer Jon Nelson PhD, PT, para llevar a cabo el análisis para confirmar la frecuencia de vibración del vibrador usado en el presente 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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