ניתוח קנטית באמצעות תנועה תלת-ממד ללכוד של פעילות שתייה אצל אנשים עם ובלי ליקויי העליונה-הגפיים
Summary
פרוטוקול זה מתאר שיטה אובייקטיבית כדי להעריך את התנועה הביצועים והתפקוד sensorimotor של הגפיים העליונות חלה על אנשים עם קו ופקדים בריא. הליך בחינה מתוקננת, המשתנים ניתוח והתוצאה קנטית עבור לכידת תנועה תלת מימדי של שתייה הפעילות הינם מסופקים.
Abstract
ניתוח קנטית היא שיטה חזקה עבור הערכה אובייקטיבית של תנועות הגפיים העליונות במרחב תלת-ממדי (3D). דגימת תנועה תלת מימדי עם מערכת המצלמה מעגל נחשב תקן הזהב עבור ניתוח תנועה קנטית והוא משמש יותר ויותר מדד התוצאה כדי להעריך את ביצועי התנועה ואת איכות לאחר פציעה או מחלה המערבים תנועות הגפיים העליונות. מאמר זה מתאר פרוטוקול סטנדרטיים לניתוח קנטית של שתייה המשימה חלה אצל אנשים עם מוגבלויות הגפיים העליונות לאחר שבץ. הפעילות שתייה משלבת להגיע, אוחז, הרמת כוס מטבלה לשתות, הצבת את הספל חזרה, ואני חוזרת היד לקצה השולחן. תנוחת הישיבה יתוקנן לגודל הגוף של הפרט הפעילות מתבצעת במהירות מקורסי נוחים, תנועות לפיצוי לא מוגבלות. הכוונה היא לשמור את הפעילות הטבעית ובקרבה מצב אמיתי כדי לשפר את תוקפו האקולוגי של הפרוטוקול. מערכת לכידת תנועה 5 מצלמות משמש כדי לאסוף את מיקומי הקואורדינטות 3D מ 9 סמנים retroreflective ממוקם על ציוני דרך האנטומי של הזרוע, תא המטען, הפנים. מיקום פשוט סמן יחיד משמש כדי להבטיח את הכדאיות של הפרוטוקול בהגדרות קליניים. תוכנות מחשב Matlab מספקת ניתוחים אוטומטית ומהירה של נתוני תנועה. קינמטיקה הטמפורלי של זמן תנועה, מהירות, מהירות שיא, שעת שיא מהירות, וחלקות (מספר יחידות התנועה) יחד עם מרחבי זוויתי קינמטיקה של כתף, מרפק משותף, כמו גם תנועות המטען מחושבים. המשימה שתייה היא הערכה חוקית עבור אנשים עם לקות מתונה ורכות הגפיים העליונות. מבנה, תוקף שמסווגת ו בו זמנית יחד עם תגובתיות (רגישות לשינוי) של המשתנים קנטית המתקבל הפעילות שתייה הוקמו.
Introduction
ניתוח קנטית מתאר את התנועות של הגוף דרך המרחב והזמן, לרבות displacements ליניארי, זוויתי, המהירויות ההאצות של סמנים. מערכות הלכידה של מעגל תנועה להשתמש מצלמות מרובות במהירות גבוהה, כי גם שלח אותות אור אינפרא אדום כדי ללכוד את ההשתקפויות של סמנים פסיביים להציב על הגוף או לשדר נתוני תנועה פעיל סמנים המכילים אינפרא-אדום דיודות פולטות. מערכות אלה נחשבים “תקן הזהב” עבור רכישת נתונים קנטית1. מערכות אלו נחשבים שלהם רמת דיוק גבוהה וגמישות במדידות של משימות מגוונות. אמצעים קנטית הראו יעילים בלכידת שינויים קטנים יותר בביצועים תנועה וקשקשים איכות זה עשוי להיות מבלי שיבחינו המסורתי קליניים2,3. הוצע שקינמטיקה הזה אמור לשמש ההבחנה בין החלמה אמיתית (שיקום של מאפייני התנועה premorbid) השימוש של דפוסי תנועה (אלטרנטיבית) הבולמוס במהלך להגשמת משימה4, 5.
תנועות הגפיים העליונות ניתן לכמת באמצעות מובילים קינמטיקה, בדרך כלל המתקבל סמן היד, קינמטיקה זוויתי של המפרקים ואת מקטעי (כלומר., תא המטען). קינמטיקה מובילים לספק מידע על מסלולים, מהירות, תנועה זמני אסטרטגיות, דיוק, יושר, וחלקות, בעוד קינמטיקה זוויתי לאפיין את דפוסי תנועה במונחים של המפרק הזמני, מרחבית וזוויות פלח, המהירויות זוויתי, ותיאום interjoint. קינמטיקה מובילים, כגון, זמן תנועה, מהירות, החלקות יעילים ללכוד את הגירעונות ושיפורים בביצועים התנועה לאחר שבץ מוחי-6,–7,–8 , קינמטיקה זוויתי הצג אם תנועות של המפרקים ושל חלקי גוף הם אופטימליים עבור פעילות מסוימת. קינמטיקה של אנשים עם מוגבלויות מושווה לעתים קרובות עם התנועה ביצועים אצל אנשים ללא מגבלות8,9. מובילים, קינמטיקה זוויתי נמצאים בקורלציה בצורה תנועה המבוצעת עם מהירות יעיל, החלקות, דיוק ידרוש בקרת תנועה טובה, תיאום ושימוש של דפוסי תנועה יעילה ואופטימאלית. לדוגמה, מטופל עם קו מי זז לאט בדרך כלל גם מראה ירידה החלקות (עלייה במספר יחידות התנועה), להוריד מהירות מקסימלית, והגדילה הזחה תא המטען8. מצד שני, לשיפור קצה קינמטיקה, כגון מהירות התנועה וחלקות עלול להתרחש באופן עצמאי מן השינויים של אסטרטגיות פיצוי תנועה של תא המטען, זרוע10. זה נקבע כי ניתוח קנטית עשויים לספק מידע נוסף ומדויקת יותר על איך הפעילות מושגת לאחר פציעה או מחלה, אשר בתורו חיוני לטיפול אפקטיבי בפעוט להגיע החלמה מוטורית מרביים 11. ניתוח קנטית משמש יותר ויותר מחקרים קליניים כדי לתאר את התנועות של אנשים עם מוגבלויות הגפיים העליונות לאחר שבץ8,9, כדי להעריך את מנוע התאוששות7, 12,13 או כדי לקבוע את היעילות של התערבויות טיפוליות10,14.
פעילויות תנועה לעתים קרובות למד ב קו הצבעה, להגיע, למרות שימוש פונקציונלי פעילויות המשלבות מניפולציה של חפצים יומיומיים ממש גוברת1. מאז קינמטיקה של הגעה תלויים האילוצים ניסיוני כגון בחירת אובייקטים והמטרה של פעילות15, זה חיוני כדי להעריך את תנועות במהלך משימות תכליתי ופונקציונלי בו הקשיים האמיתיים של הפרט חיי היומיום ישתקף באופן הדוק יותר.
לפיכך, מטרת מאמר זה היא לספק תיאור מפורט של פרוטוקול מתוקננת פשוטה המשמש לניתוח קנטית של פעילות תכליתי ופונקציונלי, שותה פעילות, להחיל על אנשים עם מוגבלויות הגפיים העליונות בשלבים אקוטי וכרוני לאחר שבץ. תוצאות האימות של פרוטוקול זה עבור אנשים עם לקות וקו מתון מתון יסוכם.
Protocol
Representative Results
Discussion
הפרוטוקול בהצלחה ניתן לכמת את התנועה ביצועים ואיכות אצל אנשים עם מוגבלויות sensorimotor הגפיים העליונות מתונות ורכות בכל שלבי לאחר שבץ. הכדאיות של פרוטוקול זה יש הוכיח ב מוקדם ככל 3 ימים להציב קו של הגדרה קלינית, ואף הראה כי המערכת יכול לשמש מקצוע מיומן ללא כישורים טכניים ספציפיים. מומחיות טכנית…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
תודה מיוחדת Johnels בו, נאסר חסיני, רוי Tranberg, פטריק Almström לעזרה עם אתחול של פרויקט זה. המחקר נתונים המוצגים פרוטוקול זה היה התאספו בבית החולים האוניברסיטאי סאלגרנסקה.
Materials
| 5 camera optoelectronic ProReflex Motion capture system (MCU 240 Hz) | Qualisys AB, Gthenburg, Sweden | N/A | Movement analysis system with passive retroreflective markers |
| Markers | Qualisys AB, Gthenburg, Sweden | N/A | Retroleflective passive circular markers, diameter of 12 mm |
| Calibration frame and wand | Qualisys AB, Gthenburg, Sweden | N/A | L-shape calibration frame (defines the origin and orientation of the coordinate system); T-shape wand (300 mm) |
| Qualisys Track Manager | Qualisys AB, Gthenburg, Sweden | N/A | 3D Tracking software |
| Matlab | Mathworks, Inc, Natick, Ca | N/A | Data analysis software |
References
- Alt Murphy, M., Häger, C. K. Kinematic analysis of the upper extremity after stroke – how far have we reached and what have we grasped?. Physical Therapy Reviews. 20 (3), 137-155 (2015).
- Bustren, E. L., Sunnerhagen, K. S., Alt Murphy, M. Movement Kinematics of the Ipsilesional Upper Extremity in Persons With Moderate or Mild Stroke. Neurorehab Neural Re. 31 (4), 376-386 (2017).
- Sivan, M., O’Connor, R. J., Makower, S., Levesley, M., Bhakta, B. Systematic review of outcome measures used in the evaluation of robot-assisted upper limb exercise in stroke. J Rehabil Med. 43 (3), 181-189 (2011).
- Demers, M., Levin, M. F. Do Activity Level Outcome Measures Commonly Used in Neurological Practice Assess Upper-Limb Movement Quality?. Neurorehab Neural Re. 31 (7), 623-637 (2017).
- Levin, M. F., Kleim, J. A., Wolf, S. L. What do motor “recovery” and “compensation” mean in patients following stroke?. Neurorehab Neural Re. 23 (4), 313-319 (2009).
- Alt Murphy, M., Willen, C., Sunnerhagen, K. S. Responsiveness of Upper Extremity Kinematic Measures and Clinical Improvement During the First Three Months After Stroke. Neurorehab Neural Re. 27 (9), 844-853 (2013).
- van Dokkum, L., et al. The contribution of kinematics in the assessment of upper limb motor recovery early after stroke. Neurorehab Neural Re. 28 (1), 4-12 (2014).
- Alt Murphy, M., Willen, C., Sunnerhagen, K. S. Kinematic variables quantifying upper-extremity performance after stroke during reaching and drinking from a glass. Neurorehab Neural Re. 25 (1), 71-80 (2011).
- Subramanian, S. K., Yamanaka, J., Chilingaryan, G., Levin, M. F. Validity of movement pattern kinematics as measures of arm motor impairment poststroke. Stroke. 41 (10), 2303-2308 (2010).
- Michaelsen, S. M., Dannenbaum, R., Levin, M. F. Task-specific training with trunk restraint on arm recovery in stroke: randomized control trial. Stroke. 37 (1), 186-192 (2006).
- Kwakkel, G., et al. Standardized measurement of sensorimotor recovery in stroke trials: Consensus-based core recommendations from the Stroke Recovery and Rehabilitation Roundtable. Int J Stroke. 12 (5), 451-461 (2017).
- Wagner, J. M., Lang, C. E., Sahrmann, S. A., Edwards, D. F., Dromerick, A. W. Sensorimotor impairments and reaching performance in subjects with poststroke hemiparesis during the first few months of recovery. Phys Ther. 87 (6), 751-765 (2007).
- van Kordelaar, J., van Wegen, E., Kwakkel, G. Impact of time on quality of motor control of the paretic upper limb after stroke. Arch Phys Med Rehab. 95 (2), 338-344 (2014).
- Thielman, G., Kaminski, T., Gentile, A. M. Rehabilitation of reaching after stroke: comparing 2 training protocols utilizing trunk restraint. Neurorehab Neural Re. 22 (6), 697-705 (2008).
- Armbruster, C., Spijkers, W. Movement planning in prehension: do intended actions influence the initial reach and grasp movement?. Motor Control. 10 (4), 311-329 (2006).
- Qualisys. . Qualisys Track Manager user manual. , (2008).
- Alt Murphy, M., Banina, M. C., Levin, M. F. Perceptuo-motor planning during functional reaching after stroke. Exp Brain Res. , (2017).
- Sint Jan, S. V. . Color atlas of skeletal landmark definitions : guidelines for reproducible manual and virtual palpations. , (2007).
- Alt Murphy, M., Sunnerhagen, K. S., Johnels, B., Willen, C. Three-dimensional kinematic motion analysis of a daily activity drinking from a glass: a pilot study. J Neuroeng Rehabil. 3, 18 (2006).
- Alt Murphy, M., Willen, C., Sunnerhagen, K. S. Movement kinematics during a drinking task are associated with the activity capacity level after stroke. Neurorehab Neural Re. 26 (9), 1106-1115 (2012).
- Alt Murphy, M. . Development and validation of upper extremity kinematic movement analysis for people with stroke. Reaching and drinking from a glass. , (2013).
- Persson, H. C., Alt Murphy, M., Danielsson, A., Lundgren-Nilsson, A., Sunnerhagen, K. S. A cohort study investigating a simple, early assessment to predict upper extremity function after stroke – a part of the SALGOT study. BMC Neurol. 15, 92 (2015).
- Hoonhorst, M. H., et al. How Do Fugl-Meyer Arm Motor Scores Relate to Dexterity According to the Action Research Arm Test at 6 Months Poststroke?. Arch Phys Med Rehab. 96 (10), 1845-1849 (2015).
- Pang, M. Y., Harris, J. E., Eng, J. J. A community-based upper-extremity group exercise program improves motor function and performance of functional activities in chronic stroke: a randomized controlled trial. Arch Phys Med Rehab. 87 (1), 1-9 (2006).
- Alt Murphy, M., et al. SALGOT – Stroke Arm Longitudinal study at the University of Gothenburg, prospective cohort study protocol. BMC Neurol. 11, 56 (2011).
