Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

מבחן Pull שעברו אינסטרומנטציה לאפיין תגובות בתנוחה

Published: April 6, 2019 doi: 10.3791/59309
Automatic Translation
1,2,4, 2,3,4,5, 6, 7, 1,4
1Department of Medical Bionics, The University of Melbourne, 2Department of Neurology, The Royal Melbourne Hospital, 3Department of Neurology, Austin Hospital, 4The Bionics Institute, 5Department of Medicine, The University of Melbourne, 6Department of Physiotherapy, The University of Melbourne, 7Medical Research Council Brain Network Dynamics Unit, University of Oxford

ERRATUM NOTICE

Summary

ירידת ערך של רפלקסים בתנוחה, כינה יציבות בתנוחה, קשה לכמת. ההערכות הציניות כגון הבחינה למשוך סובלים בעיות עם אמינות ושינוי קנה מידה. כאן, אנו מציגים גירסה שעברו אינסטרומנטציה של מבחן pull לאפיין באופן אובייקטיבי תגובות בתנוחה.

Abstract

ירידת ערך של רפלקסים בתנוחה, כינה יציבות בתנוחה, הוא גירעון נפוצות, השבתת מחלת פרקינסון. כדי להעריך את הרפלקסים בתנוחה, קלינאים בדרך כלל מעסיקים את הבדיקה משיכה כדי תגובות מתקנות כיתה ההפרעות לאחור על כתפיו. אולם, המבחן משיכה היא נוטה בעיות אמינות של שינוי קנה מידה (ציון/4). כאן, אנו מציגים גירסה שעברו אינסטרומנטציה של הבדיקה למשוך בצורה מדויקת יותר לכמת תגובות בתנוחה. דומה הבדיקה הקלינית, מושך מנוהלים באופן ידני אלא כוח משיכה מוקלטת. Displacements של המטען ואת הרגליים נלכדים ע י תנועה נייד חצי מערכת המעקב. הנתונים הגולמיים מייצגים מרחק שהושג (ביחידות של מילימטר), ביצוע עוקבות פרשנות וניתוח אינטואיטיבי. הבדיקה למשוך שעברו אינסטרומנטציה מזהה גם variabilities השפעה על ניהול הבדיקה משיכה, כגון כוח משיכה, ובכך בזיהוי וכימות פוטנציאל מבלבל זה יכול להיות אחראים על ידי טכניקות סטטיסטיות. הבדיקה למשוך שעברו אינסטרומנטציה יכול להיות יישום מחקרים המבקשים ללכוד ואי-תקינות בתגובות בתנוחה לעקוב אחר יציבות בתנוחה לאורך זמן, לזהות תגובות לטיפול.

Introduction

רפלקסים אלה לפעול כדי לשמור על איזון ועל עמידה זקופה, בתגובה לפליטת1. ליקוי מהתגובות בתנוחה בהפרעות כגון מחלת פרקינסון שתוצאת יציבות בתנוחה, בדרך כלל מוביל נופל, מופחתת ביטחון הליכה, פחתה2,איכות חיים3,4. הקלינית, רפלקסים אלה הם העריכו בדרך כלל עם המבחן משיכה, שבו נפגש בודק קצרות מושך המטופל לאחור על כתפיו, ציונים באופן חזותי את התגובה5,6,7, 8. יציבות בתנוחה הוא הבקיע בדרך כלל באמצעות מחלת דירוג סולם (UPDRS Unified פרקינסון) (0 - רגיל 4 - חמורה), כפי שפורסם על ידי האגודה הפרעת התנועה הבינלאומית5. בשיטה זו נעשה שימוש נרחב על פי הערכות של אנשים עם מחלת פרקינסון אך מוגבלת מאוד של שינוי קנה מידה (ציון/4)6,7,9ואמינות המסכן. תוצאות המבחן למשוך לעיתים קרובות לא מתאימות עם נקודות קצה קליניים חשובים כגון מפלי, הדירוג מבוסס על מספר שלם חסר רגישות כדי לזהות שינויים אלה בסדר10,11.

אמצעים אובייקטיבית מבוסס מעבדה מציעים מידע מדויק על טבעו של תגובת שיווי משקל על ידי לכימות קינטי (למשל, מרכז הלחץ), קנטית (משותף, למשל goniometry/איבר הזחה) ו neurophysiological (למשל, שרירים נקודות קצה הגיוס)12. שיטות אלה עשויים לזהות מומים לפני יציבות בתנוחה מתבטא קלינית, לעקוב אחר שינויים לאורך זמן, כולל התגובות טיפול13,14.

כלים לכימות יציבות בתנוחה

טכניקות שגרתיות של posturography דינמי נפוץ להעסיק לזוז הפלטפורמות. תגובות בתנוחה וכתוצאה מכך הם לכמת באמצעות שילוב של posturography, אלקטרומיוגרפיה (EMG) ו- accelerometry12,15,16. עם זאת, התגובות מלמטה למעלה של פלטפורמה לפליטת - אשר מעוררים תגובה כמו החלקה על רצפה רטובה, שונים באופן מהותי מלמעלה התגובות בתנוחה של מבחן קליני משיכה - כפי עלולה להתרחש כאשר להיות נתקל בהמון. מתעוררים הראיות מצביע על truncal לפליטת תשואות מאפיינים שונים אלה לאלה של העברת פלטפורמות17,18,19. בהתאם לכך, לאחרים יש ניסיון truncal לפליטת במעבדה בעזרת טכניקות מורכבות לרבות מנועים, גלגלות במטוטלת15,20,21,22. שיטות מדידה לעיתים יקר בלתי נגיש, המרכיבים של לכידת תנועה מבוססי וידאו הדורש שטח ייעודי מעבדות מתמחות20,21. באופן אידיאלי, שיטה אובייקטיבית לאפיין משיכה בדיקת תגובות צריך נכסים פסיכומטרי מצוינים, יהיה קל לניהול, פשוטה לתפעול, נגישים נרחב, ונייד. זה חשוב להקל על אימוץ נרחב של הטכניקה ככלי הערכה חלופית כדי להעריך תגובות בתנוחה תוך מחקר, באופן פוטנציאלי, הגדרות קליניים.

הבדיקה למשוך שעברו אינסטרומנטציה

המטרה של פרוטוקול זה היא להציע חוקרים טכניקה עבור הערכה אובייקטיבית של תגובות בתנוחה במבחן משיכה. מערכת לכידת תנועה אלקטרומגנטית למחצה נייד וזמין נרחב בבסיס הטכניקה. ההפרעות כרוך מושך ידנית שאינם דורשים מערכות מכניות מיוחדות. בשיטה זו יש רגישות מספיק כדי לזהות הבדלים קטנים בתנוחה זמני תגובה amplitudes תגובה; לכן, זה מתאים לתפיסת מומים פוטנציאליים מדורג מן הרגיל עד כיתה 1 יציבות בתנוחה לפי UPDRS (בתנוחה יציבות עם שחזור האיזון בצורה קבועה)5. שיטה זו עשויה גם להיות מנוצל כדי לחקור את ההשפעות של טיפול ביציבות בתנוחה. הפרוטוקול המתואר כאן נגזרת זה טאן et al.23.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

כל השיטות המתוארות היו נבדקו ואושרו על-ידי ועדת האתיקה המקומית מחקר אנושי מלבורן לבריאות. הסכמה מדעת הושג מהמשתתף לפני המחקר.

1. ציוד התקנה

  1. להכין את הגשש אלקטרומגנטית תנועה עם חיישני תנועה מיניאטורי 3 לפי הנחיות היצרן. לפני איסוף נתונים, ודא כל חיישן נדגמים ב מינימום 250 הרץ, הזחה נמדד ביחידות של מילימטר, סבבים (pitch, רול ו yaw) הם במעלות. ודא כי כל filterings הפנימיים אינם זמינים, והגדר המיקום של החיישנים הפניה של מקור סטטי (בדרך כלל המשדר אלקטרומגנטית).
  2. מוספית תא המטען (המתח המינימלי טווח 100 N, S-type מומלץ) לרתום החולה בגובה הכתף-באמצעות חבל בקוטר מינימלי של 10 מ מ.
    הערה: מערכת רתימה של החבל מתאימים לשימוש המשתתפים במשקל של עד 120 ק ג.
  3. להתחבר לתא המטען ליחידת רכישת נתונים (ממיר A/D).
  4. לחבר את ההדק פלט מיחידת רכישת נתונים לתוך קלט טריגר של רכיב המעקב תנועה כדי להבטיח מסונכרנים הקלטה. הגדר נתונים רכישת יחידת קצב הדגימה כדי להתאים את הגשש תנועה והפוך ללא כל סינון.
  5. לנהל את הניסוי בחדר שקט כדי למזער הפרעות במהלך המבדק. מאפשרים די שטח עבור המשתתפים לקחת מספר פעולות מתקנות כדי להחזיר את האיזון.
    הערה: חולים עם מחלת פרקינסון retropulsion ידועים לקחת 5-6 צעדים לאחור במהלך הבחינה משיכה.
  6. המקום נופל שטיח על הרצפה בתור אמצעי זהירות.
  7. לנקות את הרתמה, חיישנים, חוטים עם כיתה ח מחיקה חיטוי לפני בדיקה לכל משתתף.
    הערה: הקלטת וידיאו (למשל, באמצעות מצלמה נייד על חצובה) של מבחן pull שעברו אינסטרומנטציה הליך מומלץ כך חריגות במהלך עיבוד נתונים ניתן להפנות נגד נתוני הווידיאו של ניסוי.

2. המשתתף בחירה והכנה

  1. לזהות המשתתפים המתאימה למחקר: המשתתפים יכולות לכלול טווח הגילאים, מחלת תנאים וחומרת תגובות אלה הן עניין ואיפה האיזון הערכת מעסיקה בדרך כלל הבדיקה השפעה קלינית. ודא כי המשתתפים יכול לעמוד באופן עצמאי, ליצור תגובה מתקנת איזון לא דורש סיוע לשחזר (קרי, עד כיתה 1 יציבות בתנוחה בהתאם UPDRS).
  2. לא לכלול כל אנשים עם חזון לב וכלי דם, שיווי המשקל, ותנאים השלד והשרירים (כולל נזקקים רגל orthotics או סדים), זה עשוי לפגום איזון הביצועים, אלא אם כן זה הנושא של החקירה, אלה על קשר אמצעי זהירות, ואלה תרופות ידוע להשפיע על איזון או תשומת לב (למשל, תרופות נוגדות דיכאון נוירולפטיקה, בנזודיאזפינים, antiepileptics, antiarrhythmics, תרופות משתנות).
  3. יש את המשתתף ללבוש בגדים רפויים ונוחים ביום של הניסוי ולהסיר את הנעליים לפני ההליך מבחן pull.
  4. לסייע המשתתף בחבישת הרתמה המטען מותאם אישית עם תא המטען. לחץ על האבזמים סביב החזה ועל המותניים. להבטיח התאמה הרצועות על הרתמה חזק אך נוחים. אל תאפשר את מרווח של יותר מ- 50 מ"מ ב הרתמה, בעת משיכת על החבל. משתתפים עם יציבות בתנוחה הידועה, ודא עוזרת מציגים את הרתמה מוחל בזמן המשתתף הוא עומד.
  5. לצרף חיישני תנועה באמצעות הקלטת רפואי אל החריץ בחזה ובצלעות (ברמה של החוליה השניה ואת השלישית בית החזה), על כפות הרגליים-malleolus הקרסול ימינה ושמאלה.
    הערה: להחיל את החיישנים משתתפים עם יציבות בתנוחה הידועה בישיבה. כל הכבלים חייב ינותב בקפידה כדי למנוע סכנות בטיול.
  6. שואל את המשתתף לעמוד יחפות, בעמידת נוח (לפי בסיס המועדפת של המשתתף התמיכה) לאורך הקו האנכי והאופקי סימנים על הרצפה. הערה מיקום הרגליים של המשתתף. שואל את המשתתף גם הערה שעצמם למקם על מנת לחזור באותה העמדה לאחר כל משיכה. לעקוב אחר מיקום הרגליים של המשתתף לאחר כל הנסיונות ובקשו את המשתתף כדי להחזיר המיקום המקורי של הרגליים אם כל הסטיות שנצפו.
  7. להורות המשתתף להתמקד הגרפיקה 1.5 m מראש בגובה העיניים עם הידיים על ידי הצד שלהם כדי למזער את הסחות הדעת בין מושך.

3. מעקב למשוך בדיקת נוהל

  1. ביצוע הבדיקה למשוך שעברו אינסטרומנטציה בהתאם להנחיות מבחן קליני משיכה שתיאר את UPDRS5.
  2. להסביר את הליך הבדיקה, והנח את המשתתף יודע כי דריכה מותר להחזיר איזון בעקבות הנסיגה לאחור. להרתיע לסולמות תגובות כגון המטען קדימה כיפוף, stiffening בכיפוף יציבה או ברך לפני הנסיגה. שימו לב לתגובות אלה אם הם מתרחשים במהלך הניסוי.
  3. לפני כל משיכה, לוודא שהמשתתף הוא קשוב על ידי שואל את המשתתף להתמקד תמונה לתליה על הקיר. ודא המשתתף עומד זקוף, עם עיניים פתוחות, הידיים לצידם, והניח את רגליהם על הסימנים המיועדת בעמידת נוח.
  4. עומדים מאחורי המשתתף. החל למשוך בריסק מספיק כוח כדי ליצור תגובה המטען ואת שלב דרך החבל ולטעון תא שנערך בניצב לרמה הכתף של המשתתף.
  5. לאחר כל משיכה לוודא שהמשתתף חוזר הרגליים המקוריות מיצוב. איפוס המיקום חזרה לסמני המיועד על הרצפה וחזור 35 פעמים.
    הערה: מספר הנסיונות יכולים להיות מגוונים על פי תכנון ניסויים קליניים האוכלוסייה.
  6. לאפשר למשתתפים מנוחה קצרה של 2 דקות אחרי כל הניסויים 10 או כפי שנדרש כדי להפחית את תופעות של עייפות ולהבטיח תשומת הלב מתמקדת הפעילות. המשתתפים יכולים לבחור לשבת או לעמוד. בקשת המשתתפים להימנע מדברים בין מושך, אלא אם כן מבקש הפסקה או הבעת אי נוחות במהלך ההליך.
  7. בתור אמצעי זהירות נוספים, ודא כי שמאי. והעוזר עומדים עם הגב קרוב לקיר תוך מתן אפשרות מספיק מקום עבור המשתתף לקחת כמה צעדים אחורה.
    הערה: חייב השמאי תמיד להיות מוכנים לתפוס את החולה. עוזרת נדרש בשביל הבטיחות כאשר משתתפים עם יציבות בתנוחה הידועה הם העריכו.
  8. ניתוק חיישנים, לסייע המשתתף מחוץ הרתמה בעקבות השלמת הליך הבדיקה שעברו אינסטרומנטציה משיכה.

4. עיבוד אותות

הערה: השתמש פלטפורמה המדע נתונים מתאימים כגון MATLAB, R או פיתון. הפקודות המוצגות כאן הן עבור MATLAB, דוגמת הקוד זמין קובץ משלים.

  1. ייבוא נתונים שנרשם במהלך הצעד 3.4 פלטפורמה המדע נתונים מתאימים: csvread().
  2. ליישר את תנועה עומס ומכשיר תא נתונים באמצעות אותות ההדק ולדגום את קצב הדגימה גבוה יותר: פונקציה של resample() קילוהרץ 1 אם נדרש.
  3. מעבר גבוה כל תנועה מעקב ו'טען תא הסינון, הנתונים המוצגים עם תדירות ניתוק 0.05 Hz להסיר את קו הבסיס להיסחף: butter() ו- filtfilt().
  4. להבדיל ההצעה המטען מעקב הזחה נתונים לקבלת המטען מהירות ותאוצה כפול: diff().
  5. באמצעות אלגוריתם לזיהוי שיא חלה על הנתונים בתא המטען או את לחצן האות במוקש, פרוסה הקלטות כדי להשיג שהשרתים קשרים בודדים בכל מבחן במשפט: פונקציה findpeaks().
  6. לזהות ולדחות ניסויים עם התנועה truncal לסולמות. תזוזה קדימה המטען מייד לפני המינהל למשוך בדרך כלל מציג בתור לשיא לפחות שלוש סטיות תקן מעל הממוצע בסיסית של החיישן המטען: std() ו- mean().
  7. לקבוע זמן התגובה בתנוחה כהפרש בין תחילת הזחה תא המטען (3 סטיות תקן מעל ממוצע בסיסית) בעקבות הנסיגה, נקודת המפנה של העקומה מהירות תא המטען (המציין את תחילת ההאטה המטען): להבדיל, diff(), גלאי המעבר לשימוש אפס, zcd().
  8. לקבוע את סדר הגודל של התגובה בתנוחה כמו ההאטה שיא של תא המטען: min() או max().
  9. לחשב את זמן התגובה של שלב כהפרש בין תחילתה של truncal הזחה (לפי 4.7) לתנועת הראשונית של האיבר דריכה: 3 סטיות תקן מעל הממוצע בסיסית.
  10. לקבוע את גודל התגובה צעד על-ידי חישוב העקירה הכולל של כף הרגל במילימטרים (מ מ), מתוך הרגל הראשונית ההמראה ליצור קשר של האיבר דריכה עוצרים retropulsion לאחור. אל תכלול שלבים פחות מ 50 מ מ, כמו שינוי הבסיס של תמיכה נחשב זניח24: min() או max().
  11. לחשב את שיא כוח משיכה וקצב ההתפתחות כוח מהתא מטען: max() עבור משיכה; max(), diff() עבור קצב של כוח.
    הערה: כוח משיכה שיא מציינת הכוח המרבי מיידי תימסר, ואילו שיעור כוח הוא השיפוע של הכוח לעומת עקומת זמן המציינת כמה במהירות נוצר הכוח.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

הבדיקה שעברו אינסטרומנטציה משיכה (איור 1) שימש לחקור תגובות המטען ואת שלב צעירים, בריאים עוקבה23. שלושים וחמש ניסויים הוצגו באופן סדרתי, עם גירוי שמיעתי מועברת במקביל כל משיכה (איור 2). הגירוי השמיעתי היה 90 dB (רגיל) או (רם) 116 dB. הגירוי חזק הוכח מספיק לעורר תופעות StartReact, שבו מוכן מראש תגובות שפורסמו מוקדם על ידי מבהילה של גירוי שמיעתי25. אפקטים StartReact יכול לשמש מכשיר בדיקה לחקור את המנגנונים שבבסיס הכנה מוטורית26. המשפט הראשון היה כל הזמן כדי לנתח תגובות unhabituated, ואת ארבעת המשפטים הבאים יימחקו כדי לאפשר תרגול תופעות, אשר הוכחו habituate מעל חמישה מחקרים הראשונית27. המשפטים הבאים בלתי מורכבת בעוצמה רגילה 20, 10 ניסויים רם intermixed באופן אקראי. מרווחי זמן בין משפט (10-15 s) היו משתנה. הניתוח נערך באמצעות מודלים ליניאריים מעורבים עקב מספר גורמים התורמים יכול להשפיע על תגובות אלה, תא המטען ושלב (למשל, השתנות של כוח משיכה בין ניסויים או משתתף גובה ומשקל). הניתוח של מודלים ליניאריים מעורבים נערך באמצעות המשוואה הבאה:

Equation 1

איפה Yij זמן התגובה של המשתתף או גודל התגובה עבור ניסיון אני, β0-5 הם מקדמי אפקט קבוע, θ באמצעות0j הוא האפקט אקראי עבור המשתתף j (יירוט אקראי) , חדוהij היא המונח שגיאה.

. הנסיגה שעברו אינסטרומנטציה לבדוק תגובות מהמשפט הראשון מכובד ואפקטים StartReact ההפרעות לאחור. במהלך המשפט הראשון, זמן התגובה שלב היה איטי (הראשון-משפט נגד המשפטים הבאים כלומר ההבדל: 36.9 ms, p = 0.009), גודל דריכה היה גדול יותר (הראשון-משפט נגד המשפטים הבאים כלומר ההבדל: 60 מ מ, p = 0.002) (טבלה 1 ). זמן התגובה של תא המטען ואת גודל התגובה נשאר ללא שינוי. אפקטים StartReact היו רק נוכח בתא המטען עוקבות בלתי מושך. גירוי שמיעתי רם מואצת זמן התגובה truncal (חזק לעומת ההבדל רשע נורמלית לגירויים: 10.2 ms, p = 0.002) והגדילה גודל התגובה truncal (חזק לעומת ההבדל רשע נורמלית לגירויים: 588 mm.s-2, p < 0.001) ( איור 3 ו לטבלה 2). משתני לתרום התגובות מבחן pull היו חקר. ראוי לציין, נמצאה הבוחן שיא למשוך כוח להשפיע על הגודל של דריכה תגובות (p < 0.001) ואת זמני התגובה של תא המטען (p < 0.001) (טבלאות 3 ו- 4). משקל המשתתפים השפיעו על שלב זמני תגובה (p = 0.008) (טבלה 3). אחרת, משקלו וגובהו משתתף לא משפיעים על התוצאות.

Figure 1
איור 1 . הקמה של ילדי למשוך שעברו אינסטרומנטציה הבדיקה למשוך שעברו אינסטרומנטציה מאפשר של שמאי להחיל על הכתף ברמת ההפרעות לאחור באמצעות חבל, לרתום (א). בכוח ההפרעות נרשם באמצעות מד כוח (b); התגובה truncal באמצעות חיישן שהוצב חריץ בחזה ובצלעות (ג); לדרוך דרך חיישנים על malleolus בקרסול שמאל וימין (d). ההצעה מעקב מערכת מקיפה של יחידת עיבוד (e) אשר מחשבת עמדות תלת מימדי של עד ארבעה חיישני ביחס משדר אלקטרומגנטי (נ). גירויים שמיעתיים מועברות באמצעות אוזניות. דמות זו שונתה מ23. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2 . נתונים שנאספו מתוך הניסיון של ילדי שעברו אינסטרומנטציה למשוך נציג קווים שבורים האנכיים מציינים סמנים על ציר הזמן (t). תחילתה של משיכה מתרחשת סמן 0 עם תחילת עוקבות של תא המטען עקירה-מרקר 1. הזחה truncal חיובי מציין תנועה לאחור. הגירוי השמיעתי מתחיל בקצה נופלים ההדק קול, בטווח של ± 21 6 מילי-שניות של שיא כוח משיכה. תחילת ההאטה המטען-סמן 2 מתרחש ההיפוך של מהירות שיא תא המטען. התגובה בתנוחה (קרי, זמן התגובה של truncal) מוגדר כהפרש בין סמנים 2 ו- 1. . איור זה השתנה מ23. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 3
איור 3 . StartReact אפקטים בתגובות בתנוחה truncal. הנתונים הגולמיים נציג יחיד ניסויים הקשורים עם הגירוי נורמלי ב 90 dB (רגיל), שמציין הקווים אפור ואת רם גירוי שמיעתי ב dB 116 (רם), שמציין את הקווים הכחולים. קווים שבורים האנכיים מציינים סמנים על ציר הזמן. StartReact מומחש זמני התגובה מהירה יותר ב מהירות המטען הגירוי השמיעתי בקול רם, המצוין על-ידי כחול אנכי הקו השבור, לעומת הגירוי השמיעתי נורמלי, המצוין על-ידי קו אנכי שבור אפור (A). גודל תגובה לפעילות בתנוחה נגזרת המטען האצה. קווים שבורים האופקי מציינים סמנים על הציר האצת תא המטען. עוצמת התגובה הגדול מוצג במשפט בקול רם, כפי שמציין את הכחול נשבר קו אופקי המייצג את נקודת המינימום של העקומה האצה, לעומת המשפט הרגיל, המיוצג על-ידי הקו האופקי שבור אפור (B). איור זה השתנה מ23. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

זמן התגובה שלב שלב התגובה בסולם ריכטר
סוג משפט ההשוואה זאת אומרת Δ
(ms)		 95% CI ערך-p זאת אומרת Δ (mm.s-2) 95% CI ערך-p
ראשונה לעומת רגיל 36.9 4.7, 69.2 0.009 60 17, 103 0.002
ראשונה לעומת בקול רם 46.1 13.1, 79.2 0.002 53 9, 97 0.005
רגיל לעומת בקול רם 9.2 -3.1, 21.5 0.072 -7 -23, 9 0.315

טבלה 1. כלומר הבדלים (Δ) בין המשפט הראשון של מבחן pull המשפטים הבאים עם 90 dB (רגיל) או 116 dB גירויים שמיעתיים (רם) עבור שלב זמן התגובה ואת גודל התגובה. טבלה זו שונתה מ23.

זמן התגובה של תא המטען גודל התגובה תא המטען
סוג משפט ההשוואה זאת אומרת Δ
(ms)		 95% CI ערך-p זאת אומרת Δ (mm.s-2) 95% CI ערך-p
ראשונה לעומת רגיל -6 -31.1, 19.0 0.692 162 -412, 737 0.497
ראשונה לעומת בקול רם 4.2 -21.2, 29.6 0.692 -425 -1008, 158 0.12
רגיל לעומת בקול רם 10.2 3.0, 17.5 0.002 -588 -750,-425 < 0.001

בטבלה 2. כלומר הבדלים (Δ) בין המשפט הראשון של מבחן pull המשפטים הבאים עם 90 dB (רגיל) או 116 dB (רם) לגירויים שמיעתיים זמן התגובה של תא המטען ואת גודל התגובה. טבלה זו שונתה מ23.

זמן התגובה שלב שלב התגובה בסולם ריכטר
חזאי הערכה 95% CI ערך-p הערכה 95% CI ערך-p
שיא כוח -0.12 -0.44, 0.19 0.436 1.02 0.55, 1.49 < 0.001
שיעור כוח -0.01 -0.04, 0.02 0.575 0.01 -0.03, 0.06 0.528
גובה -64.65 -283.98, 154.69 0.542 240.26 -797.51, 1278.03 0.629
משקל 2.37 0.72, 4.0 3 0.008 -2.51 -10.56, 5.55 0.518

בטבלה 3. הערכות מקדם, 95% מרווחי ביטחון (CI), מובהקות סטטיסטית של משיכה שעברו אינסטרומנטציה לבחון גורמים מנבאים הנובע מודלים ליניאריים מעורבים על שלב התגובה. טבלה זו שונתה מ23.

זמן התגובה של תא המטען גודל התגובה תא המטען
חזאי הערכה 95% CI ערך-p הערכה 95% CI ערך-p
שיא כוח 0.36 0.22, 0.51 < 0.001 0.98 -2.95, 4.91 0.623
שיעור כוח -0.01 -0.03, 0.00 0.062 -0.12 -0.47, 0.22 0.486
גובה 45.97 -31.16, 123.11 0.233 -708.94 -3362.70, 1944.82 0.587
משקל -0.17 -0.75, 0.42 0.566 2.08 -18.04, 22.19 0.834

בטבלה 4. הערכות מקדם, 95% מרווחי ביטחון (CI), מובהקות סטטיסטית של משיכה שעברו אינסטרומנטציה לבחון גורמים מנבאים הנובע מודלים ליניאריים מעורבים על התגובה truncal. טבלה זו שונתה מ23.

משלים קידוד קובץ. אנא לחץ כאן כדי להוריד את הקובץ.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

כאן, הראו את פרוטוקול אינסטרומנטציה של מבחן קליני משיכה, לוקח שיטה נרחב בשימוש הקלינית, מניב של מדידה אובייקטיבית של תגובות בתנוחה בנוסף ההיבט החשוב של המינהל משיכה. באמצעות ניידת למחצה ההצעה מעקב, שיטה זו מציעה אמצעי מדידה נגיש יותר לעומת טכניקות מעבדה קונבנציונאלי28. באמצעות שיטה זו, החוקרים יכולים לחקור מאפייני תגובות בתנוחה ההפרעות מלמעלה על פני אוכלוסיות של הגילאים ותנאים משתנים.

בעוד הפרוטוקול שימש בהצלחה, יש לציין מספר מגבלות. ההצעה מעקב מזהה תנועה נטו יותר מאשר את התחלתה של גיוס השרירים, נמדד בדרך כלל על ידי EMG29,30,31. אם רצונך בכך, EMG (למשל, נמדד מן השרירים השוקתי הקדמי כולל, הסוליה, מיתרי הברך, הירך, הישרים paraspinals המותני) יכול להיות משולב לתוך הפרוטוקול בקלות יחסית. חיישני התנועה. אנחנו המועסקים מחוברים על ידי חוטים יחידת הבסיס. החוטים האלה הם אורך מספיק במעבדה כדי להקליט קינמטיקה מבחן pull, אך מערכת אלחוטית יהיה יותר פרקטי במיוחד בסביבה קלינית. עוד תוקף ומהימנות בדיקות גדודים של מצבי מחלה שונים וחומרת נדרשת לפני שיטה זו ניתן למצוא אמינות ככלי הערכה מתוקננת להעריך תגובות בתנוחה הבקיע עד כיתה 1 בהתאם UPDRS (בתנוחה חוסר יציבות עם שחזור האיזון בצורה קבועה)5.

המבחן למשוך שעברו אינסטרומנטציה ככלי הערכה עבור יציבות בתנוחה

אלקטרומגנטית ההצעה מעקב הוא זול יחסית, חצי נייד לעומת פתרונות אחרים איזה דוח הזחה נתונים21,32,33. הקלטה של עקירה ביחידות של מילימטר חיוני לפשטות של הטכניקה כמו זה שולל את הדרישה בעיבוד אותות מורכבים, אז יכול להיות מובנת באופן אינטואיטיבי הנתונים. נפוץ אחר טכניקות כגון accelerometry אי אפשר בקלות להמיר ל העקירה ללא שימוש הטכניקות היתוך נאותה כדי להסיר כמה מבלבל (החפץ הכבידה, הסחף לאורך זמן, כיול שגיאה)28, 34,35.

שלבים קריטיים הובחנו ב פרוטוקול זה כדי להבטיח מדויק איסוף נתונים. חשוב, הגדרנו בתנוחה זמן התגובה במבחן למשוך שעברו אינסטרומנטציה על ידי תחילת truncal הזחה, ולא תחילת הנסיגה היזום על-ידי הבוחן. זה היה חיוני לא לכלול כל תנועה של רתמה, החבל באותה התקופה המשיכה אשר תורם ההשהיה התגובה. בעבודה הקודמת, האצה שיא של תגובות בתנוחה התרחש קודם לכן, ועם amplitudes גדולים יותר בחלק העליון של הגוף בהשוואה הצולב בתגובה ההפרעות truncal17. ההשפעה של כוח שאינם סטנדרטיים מצידם באופן ידני, באופן דומה במבחן השפעה קלינית. דריכה מוגדר כף הרגל לעבור ברגל העמידה בכיוון אחורה, למעט תנועה לכל כיוון אחר. מצאנו את שיא כוח משמעותי מושפעות שלב והגזע תגובות. הקלטה של כוח ולכן הוא לבריאותה של המתודולוגיה, תוצאות יכולה להתחשב בכוח משיכה באמצעות אפקט מעורב מודלים. בהתאם למפרטים תא מטען ספק כוח קדם מגבר ונפרד עשוי להידרש. להשתמש את עקומת כיול המסופקים על ידי היצרן כדי להמיר את המתח מוקלטות לכוח משיכה (ניוטונים). ההדק עשוי גם לשמש זמן המסירה של גירויים שמיעתיים או חזותי נוסף אפיון מנגנוני איזון.

כאשר מתבצעים ניסויים 35, ההליך מבחן pull שעברו אינסטרומנטציה לוקח כ- 20 דקות כדי להשלים. משתמשים של פרוטוקול זה יהיה צורך לקבוע אם וטכניקת הנדרשות לניסוי מתאימים בהשוואה לשיטות הרגילות שלהם הערכת יציבות בתנוחה. במהלך הפעילות, המשתתפים מונחים להתמקד בתמונה, כידוע כדי לרכך עם חשיפה חוזרת ונשנית איום לאזן פקד36את תשומת הלב. תשומת לב לפעילות בתנוחה משויכת ניטור בהכרה מוגברת של היציבה, ואת הירידה משרעת של displacements בתנוחה37המתאימים. במהלך הבדיקה, הן הבטיחות של המשתתפים סיכון פוטנציאלי פולס שמאי והן החולה לדאגה לבריאותה. אמצעי זהירות נוספים כוללים את השימוש עוזרת לחולים עם יציבות בתנוחה הידועה של קירבה אל הקיר להגן על השמאי מנפילה יחד עם משתתף9.

StartReact והכנות מוטוריים

הבדיקה למשוך שעברו אינסטרומנטציה הוכיח את היכולת לזהות שינויים קטנים תגובה מוחבאת תגובות בתנוחה. בתוצאות נציג, נמסר לנו שמיעתי גירויים במקביל עם ההפרעות להעריך עבור האצת בזמן התגובה המתרחשת עם רם (dB 116) בהשוואה בעוצמה פחותה (90 dB) לגירויים, הידוע בשם אפקט StartReact25 , 38. היינו יכול לזהות את ההבדל הממוצע ב truncal חביון תגובה של 10 ms עם פרוטוקול בדיקת משיכה שעברו אינסטרומנטציה במדגם של 33 משתתפים23. האצה של כזה onsets תנועה על אפקט StartReact מתרחשים בדרך כלל בעוצמה של פחות מ 20 ms באמצעות EMG15. הבדלים לדרוך השהיה אותרו גם בתגובות הניסיון הראשון, עם תגובות צעד גדול יותר. . זה עקבי עם destabilization יותר נמצאו ב- 'מהמשפט הראשון אפקטים' באמצעות פלטפורמות נע39,40.

זו השיטה המתוארת בכתב יד זה הוכיחה את היכולת של הבדיקה למשוך שעברו אינסטרומנטציה לספק כימות מדויק של תגובות בתנוחה בתגובה הבדיקה מועסקים בדרך כלל השפעה קלינית. בזמן הנוכחי, מיועד המבחן למשוך שעברו אינסטרומנטציה כאמצעי חלופי להעריך תגובות בתנוחה בהגדרת המחקר. נדרשת עבודה נוספת מהימנות, תוקף לפני השימוש במרפאה. ניתן להתאים את מספר הניסיונות למשוך שעברו אינסטרומנטציה על שיקול דעתו תלויה של המשתמש חישובים עוצמה סטטיסטית. כדי להגדיל את הנוחות של המשתתף במהלך הבדיקה, במיוחד אצל נשים, רתמה ששונה אשר מגניב מאחור יכול להיחשב בגירסה עתידית של הבדיקה למשוך שעברו אינסטרומנטציה. מחקר נוסף נדרש כדי לגמרי לחקור את התגובות הללו באוכלוסיות מטופלים עם איזון חריגות (עד כיתה 1 יציבות בתנוחה בהתאם UPDRS) כדי לחקור את ההשפעות של טיפול ולברר המנגנונים תורם בתנוחה חוסר יציבות.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

שאין ניגודי אינטרסים, כספי או אחר, הם הכריזו על-ידי המחברים.

Acknowledgments

אנו מודים ייסד אנגוס (מכון שטני) על עזרתו פרוטוקול וידאו. אנו להכיר ד ר סו פינץ ' (מרכז ייעוץ סטטיסטי, מלבורן סטטיסטי ייעוץ פלטפורמה, אוניברסיטת מלבורן) שסיפק תמיכה סטטיסטי. עבודה זו נתמכה על ידי מימון דרך הבריאות הלאומיים, המועצה למחקר רפואי (1066565), קרן אריות ויקטוריאני, תוכנית תמיכה תשתיות מבצעיות של הממשלה ויקטוריאני של.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Analog to Digital Convertor & Software CED Micro 1401-3 Any suitable digital acquisition system can be used
Load Cell Omegadyne LCM201-100N
MATLAB Software MathWorks Inc. NA Any data science platform can be used
Motion Sensor Ascension 6DOF, type-800
Motion Tracker Ascension  3D Guidance trakSTAR Mid-range transmitter
S&F Technical Harness and Belt Lowepro LP36282

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Shemmell, J. Interactions between stretch and startle reflexes produce task-appropriate rapid postural reactions. Frontiers in Integrative Neuroscience. 9, (2015).
  2. Kerr, G. K., et al. Predictors of future falls in Parkinson disease. Neurology. 75 (2), 116-124 (2010).
  3. Latt, M. D., Lord, S. R., Morris, J. G. L., Fung, V. S. C. Clinical and physiological assessments for elucidating falls risk in Parkinson's disease. Movement disorders: official journal of the Movement Disorder Society. 24 (9), 1280-1289 (2009).
  4. Foreman, K. B., Addison, O., Kim, H. S., Dibble, L. E. Testing balance and fall risk in persons with Parkinson disease, an argument for ecologically valid testing. Parkinsonism & Related Disorders. 17 (3), 166-171 (2011).
  5. Fahn, S. Recent Developments in Parkinson's Disease. , Macmillan Healthcare Information. Florham Park, NJ. 153-163 (1987).
  6. Hunt, A. L., Sethi, K. D. The pull test: a history. Movement disorders: official journal of the Movement Disorder Society. 21 (7), 894-899 (2006).
  7. Visser, M., et al. Clinical tests for the evaluation of postural instability in patients with parkinson's disease. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (11), 1669-1674 (2003).
  8. Jacobs, J. V., Horak, F. B., Van Tran, K., Nutt, J. G. An alternative clinical postural stability test for patients with Parkinson's disease. Journal of Neurology. 253 (11), 1404-1413 (2006).
  9. Nonnekes, J., Goselink, R., Weerdesteyn, V., Bloem, B. R. The retropulsion test: a good evaluation of postural instability in Parkinson's disease? Journal of Parkinson's Disease. 5 (1), 43-47 (2015).
  10. Bloem, B. R., Beckley, D. J., van Hilten, B. J., Roos, R. A. C. Clinimetrics of postural instability in Parkinson's disease. Journal of Neurology. 245 (10), 669-673 (1998).
  11. Thevathasan, W., et al. Pedunculopontine nucleus deep brain stimulation in Parkinson's disease: A clinical review. Movement Disorders. 33 (1), 10-20 (2018).
  12. Visser, J. E., Carpenter, M. G., van der Kooij, H., Bloem, B. R. The clinical utility of posturography. Clinical Neurophysiology. 119 (11), 2424-2436 (2008).
  13. McVey, M. A., et al. Early biomechanical markers of postural instability in Parkinson's disease. Gait and Posture. 30 (4), 538-542 (2009).
  14. Mancini, M., et al. Trunk accelerometry reveals postural instability in untreated Parkinson's disease. Parkinsonism & Related Disorders. 17 (7), 557-562 (2011).
  15. Nonnekes, J., et al. Are postural responses to backward and forward perturbations processed by different neural circuits? Neuroscience. 245, 109-120 (2013).
  16. Horak, F. B., Dimitrova, D., Nutt, J. G. Direction-specific postural instability in subjects with Parkinson's disease. Experimental Neurology. 193 (2), 504-521 (2005).
  17. Colebatch, J. G., Govender, S., Dennis, D. L. Postural responses to anterior and posterior perturbations applied to the upper trunk of standing human subjects. Experimental Brain Research. 234, 367-376 (2016).
  18. Graus, S., Govender, S., Colebatch, J. G. A postural reflex evoked by brief axial accelerations. Experimental Brain Research. 228 (1), 73-85 (2013).
  19. Govender, S., Dennis, D. L., Colebatch, J. G. Axially evoked postural reflexes: influence of task. Experimental Brain Research. 233, 215-228 (2015).
  20. Smith, B. A., Carlson-Kuhta, P., Horak, F. B. Consistency in Administration and Response for the Backward Push and Release Test: A Clinical Assessment of Postural Responses: Consistency of Push and Release Test. Physiotherapy Research International. 21 (1), 36-46 (2016).
  21. Di Giulio, I., et al. Maintaining balance against force perturbations: impaired mechanisms unresponsive to levodopa in Parkinson's disease. Journal of Neurophysiology. , (2016).
  22. Nonnekes, J., de Kam, D., Geurts, A. C. H., Weerdesteyn, V., Bloem, B. R. Unraveling the mechanisms underlying postural instability in Parkinson's disease using dynamic posturography. Expert Review of Neurotherapeutics. 13 (12), 1303-1308 (2013).
  23. Tan, J. L., et al. Neurophysiological analysis of the clinical pull test. Journal of Neurophysiology. , (2018).
  24. McVey, M. A., et al. The effect of moderate Parkinson's disease on compensatory backwards stepping. Gait and Posture. 38 (4), 800-805 (2013).
  25. Valls-Sole, J., et al. Reaction time and acoustic startle in normal human subjects. Neuroscience Letters. 195 (2), 97-100 (1995).
  26. Carlsen, A. N., Maslovat, D., Lam, M. Y., Chua, R., Franks, I. M. Considerations for the use of a startling acoustic stimulus in studies of motor preparation in humans. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 35 (3), 366-376 (2011).
  27. Nanhoe-Mahabier, W., et al. First trial reactions and habituation rates over successive balance perturbations in Parkinson's disease. Neuroscience. 217, 123-129 (2012).
  28. Aminian, K., Najafi, B. Capturing human motion using body-fixed sensors: outdoor measurement and clinical applications. Computer animation and virtual worlds. 15 (2), 79-94 (2004).
  29. De Luca, C. J. The use of surface electromyography in biomechanics. Journal of Applied Biomechanics. 13 (2), 135-163 (1997).
  30. Horak, F. B., Nashner, L. M. Central programming of postural movements: adaptation to altered support-surface configurations. Journal of Neurophysiology. 55 (6), 1369-1381 (1986).
  31. Saito, H., Yamanaka, M., Kasahara, S., Fukushima, J. Relationship between improvements in motor performance and changes in anticipatory postural adjustments during whole-body reaching training. Human Movement Science. 37, 69-86 (2014).
  32. Kam, D. D., et al. Dopaminergic medication does not improve stepping responses following backward and forward balance perturbations in patients with Parkinson's disease. Journal of Neurology. 261 (12), 2330-2337 (2014).
  33. Peterson, D. S., Horak, F. B. The Effect of Levodopa on Improvements in Protective Stepping in People With Parkinson's Disease. Neurorehabilitation and Neural Repair. 30 (10), 931-940 (2016).
  34. Haubenberger, D., et al. Transducer-based evaluation of tremor. Movement Disorders. 31 (9), 1327-1336 (2016).
  35. Elble, R., et al. Task force report: scales for screening and evaluating tremor: critique and recommendations. Movement disorders: official journal of the Movement Disorder Society. 28 (13), 1793-1800 (2013).
  36. Adkin, A. L., Carpenter, M. G. New insights on emotional contributions to human postural control. Frontiers in Neurology. 9, 789 (2018).
  37. Huffman, J. L., Horslen, B., Carpenter, M., Adkin, A. L. Does increased postural threat lead to more conscious control of posture? Gait and Posture. 30 (4), 528-532 (2009).
  38. Valls-Sole, J., Rothwell, J. C., Goulart, F., Cossu, G., Munoz, E. Patterned ballistic movements triggered by a startle in healthy humans. The Journal of Physiology. 516 (Pt 3), 931-938 (1999).
  39. Campbell, A. D., Squair, J. W., Chua, R., Inglis, J. T., Carpenter, M. G. First trial and StartReact effects induced by balance perturbations to upright stance. Journal of Neurophysiology. 110 (9), 2236-2245 (2013).
  40. Oude Nijhuis, L. B., Allum, J. H. J., Valls-Solé, J., Overeem, S., Bloem, B. R. First trial postural reactions to unexpected balance disturbances: a comparison with the acoustic startle reaction. Journal of Neurophysiology. 104 (5), 2704-2712 (2010).

Tags

החודש יופיטר גיליון 146 רפלקס בתנוחה יציבות בתנוחה שליטה בתנוחה מבחן למשוך איזון StartReact

Erratum

Formal Correction: Erratum: An Instrumented Pull Test to Characterize Postural Responses
Posted by JoVE Editors on 04/30/2019. Citeable Link.

An erratum was issued for: An Instrumented Pull Test to Characterize Postural Responses.  Author affiliations were updated.

The affiliations for Joy Tan were updated from:

1. Department of Medical Bionics, The University of Melbourne 
2. Department of Neurology, The Royal Melbourne Hospital

to:

1. Department of Medical Bionics, The University of Melbourne 
2. Department of Neurology, The Royal Melbourne Hospital
4. The Bionics Institute

The affiliations for Thushara Perera were updated from:

1. Department of Medical Bionics, The University of Melbourne 
3. Department of Neurology, Austin Hospital

to:

1. Department of Medical Bionics, The University of Melbourne 
4. The Bionics Institute

מבחן Pull שעברו אינסטרומנטציה לאפיין תגובות בתנוחה
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Tan, J., Thevathasan, W., McGinley,… More

Tan, J., Thevathasan, W., McGinley, J., Brown, P., Perera, T. An Instrumented Pull Test to Characterize Postural Responses. J. Vis. Exp. (146), e59309, doi:10.3791/59309 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter