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Behavior

पश्चवर्ती प्रतिक्रियाओं की विशेषता के लिए एक Instrumented पुल परीक्षण

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

Postural सजगता की हानि, postural अस्थिरता कहा जाता है, के लिए मात्रा निर्धारित करना मुश्किल है । ऐसे पुल परीक्षण के रूप में नैदानिक आकलन विश्वसनीयता और स्केलिंग के साथ मुद्दों को भुगतना । यहां, हम इस पुल परीक्षण के एक instrumented संस्करण वर्तमान के लिए होना चाहिए postural प्रतिक्रियाओं विशेषताएं ।

Abstract

Postural सजगता की हानि, postural अस्थिरता कहा जाता है, पार्किंसंस रोग में एक आम और अक्षम घाटा है । Postural सजगता का आकलन करने के लिए, चिकित्सकों आमतौर पर कंधों पर एक पिछड़े क्षोभ के लिए सुधारात्मक प्रतिक्रियाओं ग्रेड करने के लिए पुल परीक्षण रोजगार । हालांकि, पुल परीक्षण विश्वसनीयता और स्केलिंग (स्कोर/4) के साथ समस्याओं के लिए प्रवण है । यहां, हम पुल परीक्षण के एक instrumented संस्करण वर्तमान और अधिक ठीक postural प्रतिक्रियाओं यों तो । नैदानिक परीक्षण करने के लिए सदृश, खींचो मैंयुअल रूप से खींच बल को छोड़कर प्रशासित रहे है भी दर्ज की गई है । ट्रंक और पैर के विस्थापन एक अर्द्ध पोर्टेबल गति ट्रैकिंग प्रणाली द्वारा कब्जा कर लिया है । कच्चा डेटा (मिलीमीटर इकाइयों में) कूच दूरी का प्रतिनिधित्व करते हैं, बाद में व्याख्या और सहज ज्ञान युक्त विश्लेषण कर रही है । Instrumented पुल परीक्षण भी इस तरह के बल पुल के रूप में पुल परीक्षण प्रशासन, प्रभावित variabilities का पता लगाता है, जिससे पहचान और संभावित confounds कि सांख्यिकीय तकनीकों के लिए जिंमेदार ठहराया जा सकता है बढ़ाता । Instrumented पुल परीक्षण postural प्रतिक्रियाओं में जल्दी असामान्यताएं पर कब्जा करने की मांग अध्ययन में आवेदन कर सकते हैं, समय के साथ postural अस्थिरता ट्रैक, और चिकित्सा के लिए प्रतिक्रियाओं का पता लगाने ।

Introduction

Postural सजगता के जवाब में संतुलन और ईमानदार रुख बनाए रखने के लिए अधिनियम1। विकारों में इन postural प्रतिक्रियाओं की हानि ऐसे पार्किंसंस रोग के परिणाम के रूप में postural अस्थिरता में, और आमतौर पर गिरता है, कम चलने आत्मविश्वास और जीवन की गुणवत्ता कम2,3,4। नैदानिक अभ्यास में, postural सजगता आम तौर पर पुल परीक्षण के साथ मूल्यांकन कर रहे हैं, जहां एक परीक्षक briskly कंधों पर पिछड़े रोगी खींचती है और नेत्रहीन ग्रेड प्रतिक्रिया5,6,7, 8. postural अस्थिरता आमतौर पर एकीकृत पार्किंसंस रोग रेटिंग स्केल (UPDRS) (0-4 के लिए सामांय-गंभीर), के रूप में अंतरराष्ट्रीय आंदोलन विकार सोसायटी द्वारा प्रकाशित5का उपयोग कर बनाए गए है । इस विधि पार्किंसंस रोग के साथ व्यक्तियों के आकलन में बड़े पैमाने पर इस्तेमाल किया गया है, लेकिन गरीब विश्वसनीयता और बहुत सीमित स्केलिंग (स्कोर/ पुल परीक्षण स्कोर अक्सर ऐसे falls के रूप में महत्वपूर्ण नैदानिक अंतिमबिंदु के साथ सहसंबंधित नहीं है और पूर्णांक आधारित दर्ज़ा ठीक postural परिवर्तन10,11का पता लगाने के लिए संवेदनशीलता का अभाव है ।

प्रयोगशाला-आधारित वस्तुपरक उपाय (उदा., दाब का केंद्र), गतिज (उदा., संयुक्त गोनीमिति/अंग विस्थापन) और न्यूरोफाइजियोलॉजिकल (उदा., मांसपेशी) के आधार पर संतुलन प्रतिक्रिया की प्रकृति के बारे में सटीक जानकारी प्रदान करते हैं । recruitment) अंतिमअंक12. इन विधियों postural अस्थिरता से पहले असामान्यताएं की पहचान कर सकते है नैदानिक स्पष्ट और समय के साथ परिवर्तन ट्रैक, उपचार के लिए प्रतिक्रियाओं सहित13,14।

Postural अस्थिरता Quantifying के लिए उपकरण

गतिशील posturography के पारंपरिक तकनीकों आमतौर पर चलती प्लेटफार्मों रोजगार । परिणामस्वरूप postural प्रतिक्रियाओं posturography, विद्युत (emg), और accelerometry12,15,16के संयोजन का उपयोग कर मात्रा निर्धारित हैं । हालांकि, नीचे-मंच की प्रतिक्रियाएं परेशान-जो एक गीला फर्श पर फिसल की तरह एक प्रतिक्रिया आह्वान, मौलिक ऊपर से अलग नैदानिक पुल परीक्षण के postural प्रतिक्रियाओं-के रूप में हो सकता है जब एक भीड़ में टकरा जा रहा है । उभरते सबूत का सुझाव है कि truncal परेशान प्लेटफार्मों17,18,19चलती के उन लोगों के लिए अलग postural विशेषताओं उपज । तदनुसार, अंय मोटर्स, pulleys, और पेंडुलम15,20,21,22सहित जटिल तकनीकों का उपयोग कर प्रयोगशाला में truncal क्षोभ का प्रयास किया है । माप के तरीकों अक्सर महंगे और दुर्गम हैं और वीडियो आधारित गति पर कब्जा है कि विशेष प्रयोगशालाओं में समर्पित स्थान की आवश्यकता के शामिल20,21. आदर्श रूप में, एक उद्देश्य विधि पुल परीक्षण प्रतिक्रियाओं उत्कृष्ट मनोवैज्ञानिक गुण होना चाहिए विशेषता के लिए, प्रशासन के लिए आसान हो, संचालित करने के लिए सरल, व्यापक रूप से सुलभ, और पोर्टेबल । यह एक वैकल्पिक मूल्यांकन उपकरण के लिए अनुसंधान और संभावित, नैदानिक सेटिंग्स के भीतर postural प्रतिक्रियाओं का आकलन के रूप में तकनीक के व्यापक अपनाने की सुविधा के लिए महत्वपूर्ण है ।

संस्कर्ष कर्षण परीक्षण

इस प्रोटोकॉल का उद्देश्य के लिए एक पुल परीक्षण के लिए postural प्रतिक्रियाओं के उद्देश्य मूल्यांकन के लिए एक तकनीक शोधकर्ताओं की पेशकश है । एक अर्द्ध पोर्टेबल और व्यापक रूप से उपलब्ध विद्युत चुम्बकीय गति कैप्चर प्रणाली तकनीक underpins । क्षोभ मैनुअल खींचती है कि विशेष यांत्रिक प्रणालियों की आवश्यकता नहीं है शामिल है । इस विधि में postural प्रतिक्रिया समय और प्रतिक्रिया amplitudes में छोटे मतभेदों का पता लगाने के लिए पर्याप्त संवेदनशीलता है; इसलिए, यह संभावित असामान्यताएं पर कब्जा करने के लिए अनुकूल है अप करने के लिए ग्रेड के अनुसार 1 postural अस्थिरता UPDRS (बिना सहायतापूर्ण संतुलन वसूली के साथ postural अस्थिरता)5। इस विधि भी postural अस्थिरता पर चिकित्सा के प्रभाव का पता लगाने के लिए उपयोग किया जा सकता है । प्रोटोकॉल यहां वर्णित है कि टैन एट अल.23में से व्युत्पंन है ।

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Protocol

सभी वर्णित विधियों की समीक्षा की और मेलबोर्न स्वास्थ्य पर स्थानीय मानव अनुसंधान नैतिकता समिति द्वारा अनुमोदित किया गया । अध्ययन से पूर्व प्रतिभागी से सूचित सहमति प्राप्त की गई थी ।

1. उपकरण सेटअप

  1. निर्माता के दिशानिर्देशों के अनुसार 3 लघु गति सेंसरों के साथ विद्युतचुंबकीय गति ट्रैकर तैयार करें । डेटा संग्रह करने से पहले, सुनिश्चित करें कि प्रत्येक संवेदक एक ंयूनतम २५० हर्ट्ज पर जांचा जाता है, विस्थापन मिलीमीटर इकाइयों और घुमाव (पिच, रोल, और yaw) में मापा जाता है डिग्री में हैं । सुनिश्चित करें कि सभी आंतरिक फिल् मों अक्षम हैं, और सेंसर की स्थिति के लिए एक स्थैतिक मूल संदर्भ सेट (आमतौर पर विद्युत चुम्बकीय ट्रांसमीटर).
  2. एक लोड सेल (ंयूनतम तनाव रेंज १०० N, S-प्रकार अनुशंसित) कंधे-स्तर पर रोगी दोहन करने के लिए 10 मिमी की एक ंयूनतम व्यास के साथ एक रस्सी का उपयोग करने के लिए Affix ।
    नोट: दोहन प्रणाली और रस्सी १२० किलो तक वजनी प्रतिभागियों में उपयोग के लिए उपयुक्त हैं ।
  3. लोड सेल को डेटा प्राप्ति इकाई (A/D कनवर्टर) से कनेक्ट करें ।
  4. सिंक्रनाइज़ रिकॉर्डिंग सुनिश्चित करने के लिए गति ट्रैकर के एक ट्रिगर इनपुट में डेटा अधिग्रहण इकाई से ट्रिगर उत्पादन कनेक्ट । गति ट्रैकर से मेल करने के लिए डेटा प्राप्ति इकाई नमूनाकरण दर सेट करें और सभी फ़िल्टरिंग अक्षम करें.
  5. मूल्यांकन के दौरान distractions को कम करने के लिए एक शांत कमरे में प्रयोग आचरण । शेष राशि वापस पाने के लिए प्रतिभागियों को कई सुधारात्मक कदम उठाने के लिए पर्याप्त स्थान की अनुमति दें ।
    नोट: पार्किंसंस रोग और retropulsion के साथ रोगियों को पुल परीक्षण के दौरान 5-6 कदम पीछे ले जाना जाता है ।
  6. जगह एक एहतियाती उपाय के रूप में फर्श पर चटाई गिर जाता है ।
  7. प्रत्येक प्रतिभागी के परीक्षण से पहले एक अस्पताल ग्रेड कीटाणुनाशक पोंछ के साथ दोहन, सेंसर, और तारों को साफ करें ।
    नोट: वीडियो रिकॉर्डिंग (जैसे, एक तिपाई पर एक पोर्टेबल कैमरा का उपयोग कर) instrumented पुल परीक्षण प्रक्रिया की सिफारिश की है ताकि डेटा प्रोसेसिंग के दौरान किसी भी अनियमितता एक परीक्षण के वीडियो डेटा के खिलाफ संदर्भित किया जा सकता है ।

2. भागीदार चयन और तैयारी

  1. अध्ययन के लिए उपयुक्त प्रतिभागियों की पहचान: प्रतिभागियों उंर की एक श्रृंखला शामिल कर सकते हैं, रोग की स्थिति और गंभीरता जहां postural प्रतिक्रियाओं ब्याज और संतुलन मूल्यांकन के है आम तौर पर नैदानिक पुल परीक्षण कार्यरत हैं । सुनिश्चित करें कि प्रतिभागियों को स्वतंत्र रूप से खड़े हो सकते है और एक सुधारात्मक संतुलन के लिए सहायता की आवश्यकता नहीं प्रतिक्रिया उत्पंन करने के लिए (यानी, ऊपर ग्रेड 1 postural अस्थिरता UPDRS के अनुसार) ।
  2. हृदय के साथ किसी भी व्यक्ति को बाहर निकालें, vestibular, दृष्टि और musculoskeletal शर्तों (पैर orthotics या splints की आवश्यकता व्यक्तियों सहित), कि संतुलन प्रदर्शन ख़राब कर सकते है जब तक यह जांच का विषय है, संपर्क पर उन सावधानियाँ, और संतुलन या ध्यान को प्रभावित करने के लिए जाना जाता दवा पर उन (जैसे, अवसादरोधी दवाओं, न्यूरोलेप्टिक्स, बेंजोडाइजेपीन्स, antiमिर्गी, antiarrhythmics, और मूत्रल).
  3. भागीदार है प्रयोग के दिन पर आरामदायक ढीले कपड़े पहनते है और जूते हटाने के परीक्षण प्रक्रिया से पहले पुल ।
  4. लोड सेल के साथ अनुकूलित ट्रंक दोहन पर डालने में भागीदार की सहायता । छाती और कमर के आसपास buckles क्लिक करें । दोहन पर समायोजन पट्टियां सुनिश्चित करें तंग लेकिन आरामदायक हैं । जब रस्सी पर खींच दोहन में सुस्त से अधिक ५० मिमी की अनुमति नहीं है । ज्ञात postural अस्थिरता के साथ प्रतिभागियों में, सुनिश्चित करें कि एक सहायक मौजूद है जब दोहन लागू किया जाता है, जबकि भागीदार खड़े है ।
  5. गति सेंसरों (दूसरे और तीसरे वक्ष कशेरुका के स्तर पर) स्टर्नल पायदान करने के लिए चिकित्सा टेप का उपयोग कर संलग्न करें, और दाएँ और बाएँ टखने में पैर पर.
    नोट: बैठे में ज्ञात postural अस्थिरता के साथ प्रतिभागियों पर सेंसर लागू होते हैं । सभी केबल यात्रा खतरों से बचने के लिए सावधानी से कराई जानी चाहिए ।
  6. भागीदार से पूछो नंगे पैर खड़े करने के लिए, एक आरामदायक रुख में (समर्थन के भागीदार पसंदीदा आधार के अनुसार) ऊर्ध्वाधर और फर्श पर क्षैतिज रेखा चिह्नों के साथ । प्रतिभागी के पैरों की स्थिति पर ध्यान दें । भागीदार के लिए भी अपने पैरों की स्थिति पर ध्यान दें करने के लिए हर पुल के बाद एक ही स्थिति में वापस जाने के लिए पूछना । हर परीक्षण के बाद भागीदार के पैर प्लेसमेंट पर नजर रखने और किसी भी विचलन मनाया जाता है, तो मूल पैर स्थिति में लौटने के लिए भागीदार से पूछो ।
  7. भागीदार को निर्देश कलाकृति पर ध्यान केंद्रित करने के लिए अपनी तरफ से हाथ के साथ आंख के स्तर पर आगे १.५ मीटर खींचती के बीच distractions कम करने के लिए ।

3. Instrumented पुल परीक्षण प्रक्रिया

  1. UPDRS द्वारा वर्णित नैदानिक पुल परीक्षण के दिशा निर्देशों के अनुसार instrumented पुल परीक्षण प्रदर्शन5.
  2. परीक्षण प्रक्रिया समझाओ, और प्रतिभागी को पता है कि कदम पीछे की खींचतान के बाद संतुलन हासिल करने की अनुमति दी है । अग्रिम ट्रंक आकोचन, आसन या घुटने के लचीलेपन में stiffening के रूप में इस तरह के अग्रिम प्रतिक्रियाओं को हतोत्साहित करने से पहले खींच । यदि वे प्रयोग के दौरान होते है तो इन प्रतिक्रियाओं को नोट करें ।
  3. प्रत्येक पुल से पहले, भागीदार को एक दीवार पर लटका चित्र पर ध्यान केंद्रित करने के लिए पूछ रही द्वारा चौकस है सुनिश्चित करें । सुनिश्चित करें कि भागीदार ईमानदार खड़े है, आंखें खुली, उनके पक्ष द्वारा हाथ, और उनके पैर एक आरामदायक रुख में नामित मार्कर पर रखा के साथ ।
  4. प्रतिभागी के पीछे खड़े हो जाओ । रस्सी और लोड सेल के माध्यम से एक ट्रंक और कदम प्रतिक्रिया उत्पंन करने के लिए पर्याप्त बल के एक तेज पुल लागू भागीदार के कंधे के स्तर के लंबवत आयोजित किया ।
  5. प्रत्येक पुल के बाद सुनिश्चित करने के लिए भागीदार मूल पैर स्थिति में रिटर्न । फर्श पर नामित मार्कर को वापस स्थिति रीसेट करें और ३५ बार दोहराएं ।
    नोट: परीक्षणों की संख्या प्रयोगात्मक डिजाइन और नैदानिक जनसंख्या के अनुसार अलग किया जा सकता है ।
  6. प्रतिभागियों को हर 10 परीक्षणों के बाद या थकान के प्रभाव को कम करने और ध्यान सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक कार्य पर केंद्रित है के बाद 2 मिनट की एक छोटी आराम की अनुमति दें । प्रतिभागी बैठने या खड़े होने के लिए चुन सकते हैं । अनुरोध है कि प्रतिभागियों के बीच में बात करने से बचना जब तक एक ब्रेक या प्रक्रिया के दौरान असुविधा व्यक्त अनुरोध खींचती है ।
  7. एक अतिरिक्त सुरक्षा एहतियात के रूप में, सुनिश्चित करें कि निर्धारक और सहायक एक दीवार के पास अपनी पीठ के साथ खड़े हैं, जबकि भागीदार के लिए पर्याप्त कमरे में कई कदम पीछे ले जाने की अनुमति है ।
    नोट: अभिनिर्धारक रोगी को पकड़ने के लिए हमेशा तैयार रहना चाहिए. एक सहायक सुरक्षा के लिए आवश्यक है जब ज्ञात postural अस्थिरता के साथ प्रतिभागियों का मूल्यांकन कर रहे हैं ।
  8. अलग सेंसर और साधन पुल परीक्षण प्रक्रिया के पूरा होने के बाद दोहन से बाहर भागीदार की सहायता ।

4. सिग्नल प्रोसेसिंग

नोट: किसी उपयुक्त डेटा विज्ञान प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग करें जैसे कि MATLAB, R, या Python. यहां दिखाया आदेश MATLAB के लिए कर रहे है और उदाहरण के कोड अनुपूरक फ़ाइलके रूप में उपलब्ध है ।

  1. एक उपयुक्त डेटा विज्ञान मंच में ३.४ कदम के दौरान दर्ज डेटा आयात: csvread () ।
  2. गति ट्रैकर और लोड सेल डेटा ट्रिगर संकेतों का उपयोग करते हुए संरेखित करें और एक उच्च नमूना दर के लिए resample: यदि आवश्यक हो तो 1 kHz resample () समारोह.
  3. उच्च पास फिल्टर सभी गति ट्रैकिंग और लोड सेल डेटा एक ०.०५ हर्ट्ज कट-ऑफ आवृत्ति के साथ आधार लाइन बहाव को दूर करने के लिए: मक्खन () और filtfilt ().
  4. डबल ट्रंक गति और त्वरण प्राप्त करने के लिए विस्थापन डेटा ट्रैकिंग प्रस्ताव अंतर: diff () ।
  5. या तो ट्रिगर संकेत या लोड सेल डेटा के लिए लागू एक चोटी का पता लगाने एल्गोरिथ्म का उपयोग करना, प्रत्येक व्यक्ति के कछु प्राप्त करने के लिए स्लाइस रिकॉर्डिंग परीक्षण परीक्षण पुल: findpeaks () समारोह.
  6. एंटीसिपेटरी ट्रंकल मूवमेंट के साथ परीक्षणों का पता लगाएँ और उन्हें अस्वीकार करें. एक आगे ट्रंक विस्थापन तुरंत पुल प्रशासन से पहले आम तौर पर एक चोटी के रूप में प्रस्तुत करता है ट्रंक संवेदक के औसत आधार रेखा से ऊपर कम तीन मानक विचलन: एसटीडी () और मतलब () ।
  7. ट्रंक विस्थापन की शुरुआत के बीच अंतर के रूप में postural प्रतिक्रिया समय निर्धारित (3 आधार रेखा से अधिक मानक विचलन मतलब) के बाद पुल और ट्रंक वेग वक्र के टर्निंग प्वाइंट (ट्रंक मंदी की शुरुआत का संकेत): अंतर, diff (), और शूंय पार डिटेक्टर, zcd () का उपयोग करें ।
  8. ट्रंक के पीक मंदी के रूप में postural प्रतिक्रिया की भयावहता निर्धारित करें: ंयूनतम () या अधिकतम () ।
  9. कदम प्रतिक्रिया समय के रूप में truncal विस्थापन की शुरुआत के बीच अंतर (४.७ के अनुसार) कदम अंग के प्रारंभिक आंदोलन के लिए: आधार रेखा से ऊपर 3 मानक विचलन की गणना ।
  10. चरण प्रतिक्रिया परिमाण निर्धारित करने के लिए पैर के कुल विस्थापन की गणना से मिलीमीटर में (मिमी), प्रारंभिक पैर से लिफ्ट से संपर्क करने के लिए कदम पीछे प्रतिकर्षण को गिरफ्तार करने के लिए । ५० मिमी से कम चरणों को छोड़ दें, के रूप में समर्थन के आधार में परिवर्तन नगण्य माना जाता है24: min () या अधिकतम ().
  11. पीक खींचो बल और लोड सेल से बल विकास की दर की गणना: अधिकतम () खींचने के लिए; अधिकतम () और diff () बल की दर के लिए ।
    नोट: चोटी खींचो बल तात्कालिक अधिकतम बल दिया इंगित करता है, जबकि बल दर बल की ढलान है बनाम समय वक्र कितनी तेजी से बल उत्पंन किया गया था का संकेत है ।

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Representative Results

Instrumented पुल परीक्षण (चित्रा 1) एक युवा, स्वस्थ सहगण23में ट्रंक और कदम प्रतिक्रियाओं की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया गया था । ३५ परीक्षण प्रश्नपत्र प्रस्तुत किए गए थे, एक श्रवण प्रेरणा के साथ प्रत्येक पुल के साथ समवर्ती दिया (चित्रा 2) । श्रवण उद्दीपन या तो ९० डीबी (सामान्य) या ११६ डीबी (जोर) का था । जोर से उत्तेजना StartReact प्रभाव को ट्रिगर करने के लिए पर्याप्त के रूप में प्रदर्शन किया गया है, जहां पूर्व तैयार प्रतिक्रियाओं एक चौंकाने श्रवण उत्तेजना25द्वारा जल्दी जारी कर रहे हैं । StartReact प्रभाव एक जांच के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है मोटर तैयार करने के तंत्र का पता लगाने26। पहले परीक्षण के लिए unhabituated प्रतिक्रियाओं का विश्लेषण रखा गया था, और चार बाद के परीक्षण के प्रभाव के लिए अनुमति खारिज कर दिया, जो पांच प्रारंभिक परीक्षणों27से अधिक आदत को दिखाया गया है । बाद में आदत परीक्षण 20 सामांय तीव्रता और 10 जोर से परीक्षण बेतरतीब ढंग से intermixed शामिल थे । अंतर-परीक्षण अंतराल (10-15 s) चर थे । विश्लेषण कई योगदान कारकों है कि ट्रंक और कदम postural प्रतिक्रियाओं को प्रभावित कर सकता है के कारण रैखिक मिश्रित मॉडल का उपयोग किया गया था (जैसे, परीक्षण या भागीदार ऊंचाई और वजन के बीच बल खींचने की परिवर्तनशीलता) । रैखिक मिश्रित ' मॉडल विश्लेषण निंनलिखित समीकरण का उपयोग कर आयोजित किया गया था:

Equation 1

जहां Yij है भागीदार प्रतिक्रिया समय या परीक्षण के लिए प्रतिक्रिया परिमाण i, β0-5 निश्चित प्रभाव गुणांक हैं, θ0j प्रतिभागी j के लिए रैंडम प्रभाव है (रैंडम अवरोधन) , εij और त्रुटि शब्द है ।

Instrumented पुल परीक्षण विशिष्ट पहली परीक्षण प्रतिक्रियाओं और एक पिछड़े क्षोभ को StartReact प्रभाव । पहले परीक्षण के दौरान, कदम प्रतिक्रिया समय धीमी थी (पहले परीक्षण बनाम अनुवर्ती परीक्षण अंतर मतलब: ३६.९ ms, पी = ०.००९), और आकार कदम बड़ा था (पहले परीक्षण बनाम अनुवर्ती परीक्षण अंतर मतलब: ६० मिमी, पी = ०.००२) (तालिका 1 ). ट्रंक अभिक्रिया समय तथा अनुक्रिया परिमाण अपरिवर्तित रहा । Startreact प्रभाव ट्रंक में ही मौजूद थे बाद में आदत खींचती है । एक जोर से श्रवण उत्तेजना truncal प्रतिक्रिया समय त्वरित (जोर बनाम सामान्य उत्तेजन मतलब अंतर: १०.२ एमएस, पी = ०.००२) और बढ़ी हुई truncal प्रतिक्रिया परिमाण (जोर बनाम सामान्य उत्तेजन मतलब अंतर: ५८८ मिमी. एस-2, पी < ०.००१) ( चित्र 3 और तालिका 2) । पुल परीक्षण प्रतिक्रियाओं के लिए योगदान चर का पता लगाया गया । विशेष रूप से, परीक्षक पीक खींचो बल कदम प्रतिक्रियाएं (पी < ०.००१) और ट्रंक रिएक्शन टाइंस (पी ≪ ०.००१) (टेबल्स 3 और 4) के आकार को प्रभावित करने के लिए पाया गया था । भागीदार वजन प्रभावित कदम प्रतिक्रिया टाइंस (पी = ०.००८) (तालिका 3) । अंयथा, भागीदार ऊंचाई और वजन परिणामों को प्रभावित नहीं किया ।

Figure 1
चित्रा 1 . Instrumented पुल परीक्षण की स्थापना । Instrumented पुल परीक्षण एक निर्धारक एक रस्सी और दोहन (एक)का उपयोग कर एक कंधे स्तर की पिछड़ी क्षोभ लागू करने के लिए अनुमति देता है । क्षोभ के बल एक बल गेज (ख)का उपयोग कर दर्ज किया गया है; एक सेंसर के माध्यम से truncal प्रतिक्रिया स्टर्नल पायदान पर रखा (ग); और बाएँ और दाएँ टखने पर सेंसर के माध्यम से कदम (घ). मोशन ट्रैकिंग सिस्टम एक प्रोसेसिंग यूनिट (ई) शामिल है जो एक विद्युत चुम्बकीय ट्रांसमीटर (एफ)के संबंध में चार सेंसर करने के लिए तीन आयामी पदों की गणना करता है. श्रवण उद्दीपन हेडफोन के जरिए दिया जाता है. यह आंकड़ा23से संशोधित किया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2 . Instrumented पुल परीक्षण से एक प्रतिनिधि परीक्षण से एकत्र डेटा । अनुलंब टूटी हुई रेखाएं मार्कर को समय (t) अक्ष पर इंगित करती हैं । पुल की शुरुआत मार्कर 1 पर ट्रंक विस्थापन के बाद शुरुआत के साथ मार्कर 0 पर होता है । धनात्मक ट्रनकल विस्थापन पश्चगामी संचलन को इंगित करता है । श्रवण उत्तेजना ध्वनि ट्रिगर के गिरते किनारे पर शुरू होता है, के भीतर 21 ± 6 चोटी पुल बल के ms. मार्कर 2 में ट्रंक मंदी की शुरुआत पीक ट्रंक वेग के पलटने पर होती है । Postural प्रतिक्रिया (यानी, truncal प्रतिक्रिया समय) मार्कर 2 और 1 के बीच के अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है । . यह आंकड़ा23से संशोधित किया गया है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्रा 3 . Truncal postural प्रतिक्रियाओं में Startreact प्रभाव । ९० डीबी (सामान्य) पर सामान्य उत्तेजना से जुड़े एकल परीक्षणों के कच्चे डेटा प्रतिनिधि, ग्रे लाइनों और ११६ dB पर जोर से श्रवण उत्तेजना (जोर), नीले रंग की लाइनों द्वारा संकेत द्वारा संकेत दिया. अनुलंब टूटी हुई रेखाएं समय अक्ष पर मार्कर इंगित करती हैं । StartReact त्वरित प्रतिक्रिया बार द्वारा जोर से श्रवण उत्तेजना के लिए ट्रंक वेग में प्रदर्शित किया जाता है, नीले रंग की टूटी हुई ऊर्ध्वाधर रेखा से संकेत दिया, सामान्य श्रवण उत्तेजना के साथ तुलना में, ग्रे टूटी हुई ऊर्ध्वाधर रेखा से संकेत दिया (क). पश् चवर्ती कार्य को अनुक्रिया परिमाण ट्रंक त्वरण से प्राप् त होता है क्षैतिज टूटी हुई रेखाएं मार्कर को ट्रंक एक्सेलेरेशन अक्ष पर इंगित करती हैं । सबसे बड़ी प्रतिक्रिया परिमाण ज़ोर से परीक्षण में दिखाया गया है, के रूप में नीले रंग की टूटी हुई क्षैतिज त्वरण वक्र के ंयूनतम बिंदु का प्रतिनिधित्व लाइन, सामांय परीक्षण की तुलना में, ग्रे टूटी क्षैतिज रेखा (ख) द्वारा प्रतिनिधित्व के द्वारा संकेत दिया । यह आंकड़ा23से संशोधित किया गया है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

चरण अभिक्रिया काल सोपान अनुक्रिया परिमाण
परीक्षण प्रकार तुलना माध्य Δ
सुश्री		 ९५% CI पी-वैल्यू माध्य Δ (मिमी. एस.-2) ९५% CI पी-वैल्यू
पहले बनाम सामांय ३६.९ ४.७, ६९.२ ०.००९ ६० 17, १०३ ०.००२
पहले बनाम जोर ४६.१ १३.१, ७९.२ ०.००२ ५३ 9, ९७ ०.००५
सामांय बनाम जोर ९.२ -३.१, २१.५ ०.०७२ -7 -23, 9 ०.३१५

तालिका 1. माध्य अंतर (Δ) के बीच पहली पुल परीक्षण परीक्षण और अनुवर्ती परीक्षणों के साथ ९० dB (सामान्य) या ११६ dB (जोर से) श्रवण उत्तेजन के लिए कदम प्रतिक्रिया समय और प्रतिक्रिया परिमाण. इस तालिका को23से संशोधित किया गया है ।

ट्रंक अभिक्रिया काल ट्रंक अनुक्रिया परिमाण
परीक्षण प्रकार तुलना माध्य Δ
सुश्री		 ९५% CI पी-वैल्यू माध्य Δ (मिमी. एस.-2) ९५% CI पी-वैल्यू
पहले बनाम सामांय -6 -३१.१, १९.० ०.६९२ १६२ -४१२, ७३७ ०.४९७
पहले बनाम जोर ४.२ -२१.२, २९.६ ०.६९२ -४२५ -१००८, १५८ ०.१२
सामांय बनाम जोर १०.२ ३.०, १७.५ ०.००२ -५८८ -७५०,-४२५ < ०.००१

तालिका 2. ट्रंक रिएक्शन समय और प्रतिक्रिया परिमाण के लिए पहली पुल परीक्षण परीक्षण और ९० डीबी (सामान्य) या ११६ डीबी (जोर) श्रवण उत्तेजन के साथ अनुवर्ती परीक्षणों के बीच माध्य अंतर (Δ) । इस तालिका को23से संशोधित किया गया है ।

चरण अभिक्रिया काल सोपान अनुक्रिया परिमाण
कारक अनुमान ९५% CI पी-वैल्यू अनुमान ९५% CI पी-वैल्यू
शिखर बल -०.१२ -०.४४, ०.१९ ०.४३६ १.०२ ०.५५, १.४९ < ०.००१
बल दर -०.०१ -०.०४, ०.०२ ०.५७५ ०.०१ -०.०३, ०.०६ ०.५२८
ऊंचाई -६४.६५ -२८३.९८, १५४.६९ ०.५४२ २४०.२६ -७९७.५१, १२७८.०३ ०.६२९
वजन २.३७ ०.७२, ४.०३ ०.००८ -२.५१ -१०.५६, ५.५५ ०.५१८

तालिका 3. गुणांक अनुमान, ९५% विश्वास अंतराल (CI), और instrumented के सांख्यिकीय महत्व कदम प्रतिक्रिया के लिए रैखिक मिश्रित मॉडल से उत्पंन परीक्षण predictors पुल । इस तालिका को23से संशोधित किया गया है ।

ट्रंक अभिक्रिया काल ट्रंक अनुक्रिया परिमाण
कारक अनुमान ९५% CI पी-वैल्यू अनुमान ९५% CI पी-वैल्यू
शिखर बल ०.३६ ०.२२, ०.५१ < ०.००१ ०.९८ -२.९५, ४.९१ ०.६२३
बल दर -०.०१ -०.०३, ०.०० ०.०६२ -०.१२ -०.४७, ०.२२ ०.४८६
ऊंचाई ४५.९७ -३१.१६, १२३.११ ०.२३३ -७०८.९४ -३३६२.७०, १९४४.८२ ०.५८७
वजन -०.१७ -०.७५, ०.४२ ०.५६६ २.०८ -१८.०४, २२.१९ ०.८३४

सारणी 4. गुणांक अनुमान, ९५% विश्वास अंतराल (CI), और सांख्यिकीय महत्व के instrumented परीक्षण कारक खींचने के लिए रैखिक मिश्रित मॉडल से परिणामस्वरूप truncal प्रतिक्रिया । इस तालिका को23से संशोधित किया गया है ।

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Discussion

यहां, हम नैदानिक पुल परीक्षण के इंस्ट्रूमेंटेशन के लिए प्रोटोकॉल का प्रदर्शन किया है, एक व्यापक रूप से नैदानिक अभ्यास में इस्तेमाल किया और पुल प्रशासन के महत्वपूर्ण पहलू के अलावा postural प्रतिक्रियाओं का एक उद्देश्य माप उपज विधि ले । अर्द्ध पोर्टेबल गति ट्रैकिंग का उपयोग करना, इस विधि माप का एक साधन है कि पारंपरिक प्रयोगशाला तकनीक28की तुलना में अधिक सुलभ है प्रदान करता है । इस विधि का प्रयोग, शोधकर्ताओं ने एक शीर्ष के लिए postural प्रतिक्रियाओं की विशेषताओं का पता लगाने कर सकते है अलग उंर और शर्तों की आबादी भर में क्षोभ ।

प्रोटोकॉल सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था, जबकि कई सीमाएं नोट किया जाना चाहिए । मोशन ट्रैकिंग मांसपेशी भर्ती की शुरुआत के बजाय नेट आंदोलन का पता लगाता है, आमतौर पर emg29,30,31द्वारा मापा जाता है । यदि वांछित, emg (जैसे, मांसपेशियों से मापा, पूर्वकाल, सोलियस, हैमस्ट्रिंग, quadriceps, rectus उदरीय और काठ का पैरापिंल्स सहित) रिश्तेदार आसानी के साथ प्रोटोकॉल में एकीकृत किया जा सकता है । गति सेंसरों हम कार्यरत तारों से आधार इकाई के लिए जुड़े हुए हैं । इन तारों को प्रयोगशाला में पर्याप्त लंबाई के रिकॉर्ड पुल परीक्षण कीनेमेटिक्स के लिए कर रहे हैं, अभी तक एक वायरलेस प्रणाली विशेष रूप से एक नैदानिक सेटिंग में अधिक व्यावहारिक होगा । इसके अलावा वैधता और विभिंन रोग राज्यों और गंभीरता की समानता में विश्वसनीयता परीक्षण की आवश्यकता है इससे पहले कि इस विधि एक मानकीकृत मूल्यांकन उपकरण के रूप में विश्वसनीयता का आकलन करने के लिए एक ग्रेड 1 के लिए बनाए गए postural प्रतिक्रियाओं के रूप में खोज कर सकते है UPDRS के अनुसार (postural असिस्टेड बैलेंस रिकवरी के साथ अस्थिरता)5.

Postural अस्थिरता के लिए एक आकलन उपकरण के रूप में Instrumented पुल परीक्षण

विद्युत चुम्बकीय गति ट्रैकिंग अपेक्षाकृत सस्ती और अर्द्ध पोर्टेबल अन्य समाधान जो विस्थापन डेटा21,३२,३३की रिपोर्ट की तुलना में है. मिलीमीटर इकाइयों में विस्थापन की रिकॉर्डिंग तकनीक की सादगी के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह जटिल सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए आवश्यकता को नकारता है, इसलिए डेटा intuitively समझ सकता है । ऐसे accelerometry के रूप में अंय सामांय रूप से इस्तेमाल की तकनीक को आसानी से पर्याप्त संवेदक के उपयोग के बिना विस्थापन में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है-फ्यूजन तकनीक कई confounds को दूर करने के लिए (गुरुत्वाकर्षण विरूपण साक्ष्य, समय के साथ बहाव, अंशांकन त्रुटि)28, ३४,३५.

इस प्रोटोकॉल में आंकड़ों का सही संग्रह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण कदम उठाए गए । महत्वपूर्ण बात, हम truncal विस्थापन की शुरुआत के द्वारा instrumented पुल परीक्षण में postural प्रतिक्रिया समय परिभाषित, बल्कि परीक्षक की शुरुआत से शुरू की खींचतान । इस पुल कि प्रतिक्रिया विलंबता के लिए योगदान देता है के समय में दोहन और रस्सी के किसी भी आंदोलन को बाहर करने के लिए महत्वपूर्ण था । पिछले काम में, postural प्रतिक्रियाओं की चोटी त्वरण पहले हुई, और ऊपरी शरीर में बड़े amplitudes के साथ एक truncal क्षोभ17के जवाब में त्रिकास्थि की तुलना में । गैर मानकीकृत बल के पुल मैंयुअल रूप से हासिल था, नैदानिक पुल परीक्षण के लिए इसी तरह । कदम किसी भी अन्य दिशा में आंदोलन को छोड़कर, पिछड़े दिशा में रुख पैर पिछले पैर के रूप में परिभाषित किया गया है । हम पीक बल पाया काफी कदम और ट्रंक प्रतिक्रियाओं को प्रभावित । बल की रिकार्डिंग इसलिए कार्यप्रणाली के लिए अनिवार्य है और परिणाम मिश्रित प्रभाव मॉडलों का उपयोग करके बल खींचने के लिए खाते कर सकते हैं । लोड सेल विनिर्देशों के आधार पर एक पूर्व एंपलीफायर और अलग बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता हो सकती है । करने के लिए रिकॉर्ड किया गया वोल्टेज में कनवर्ट करने के लिए निर्माता द्वारा आपूर्ति अंशांकन वक्र का उपयोग करें बल (Newtons) खींचो । ट्रिगर भी समय संतुलन तंत्र के आगे लक्षण वर्णन के लिए श्रवण या दृश्य उत्तेजनाओं की डिलीवरी के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।

जब ३५ परीक्षण किया जाता है, instrumented पुल परीक्षण प्रक्रिया को पूरा करने के लिए लगभग 20 मिनट लगते हैं । इस प्रोटोकॉल के उपयोगकर्ताओं को यदि प्रयोग के लिए आवश्यक timeframes postural अस्थिरता का आकलन करने के अपने सामांय तरीकों की तुलना में उपयुक्त है यह निर्धारित करने की आवश्यकता होगी । कार्य के दौरान, प्रतिभागियों को चित्र पर ध्यान केंद्रित करने के निर्देश दिए गए हैं, क्योंकि ध्यान को संतुलन नियंत्रण३६के लिए एक खतरे के लिए दोहराया जोखिम के साथ क्षीण करने के लिए जाना जाता है । एक postural काम करने के लिए ध्यान मुद्रा की वृद्धि की सचेत निगरानी के साथ जुड़ा हुआ है, और postural विस्थापन३७के आयाम में इसी कमी । परीक्षण के दौरान, प्रतिभागियों की सुरक्षा और संभावित दोनों निर्धारक और रोगी के लिए खतरा गिर जाता है अनिवार्य चिंता का है । अतिरिक्त सुरक्षा सावधानियों में एक सहायक का उपयोग करने के लिए ज्ञात postural अस्थिरता और एक दीवार के लिए निकटता के साथ भागीदार9के साथ गिरने से निर्धारक की रक्षा करने के लिए शामिल हैं ।

StartReact और मोटर तैयारी

Instrumented पुल परीक्षण postural प्रतिक्रियाओं की प्रतिक्रिया विलंबता में छोटे परिवर्तन का पता लगाने की क्षमता का प्रदर्शन किया है । प्रतिनिधि परिणामों में, हम उत्तेजना के साथ श्रवण उत्तेजनाओं समवर्ती दिया प्रतिक्रिया समय है कि जोर से (११६ db) के साथ होता है कम तीव्रता (९० db) उत्तेजनाएँ, startreact प्रभाव25 के रूप में जाना जाता है के साथ तुलना में त्वरण के लिए आकलन , ३८. हम ३३ प्रतिभागियों23के एक सहगण में instrumented पुल परीक्षण प्रोटोकॉल के साथ लगभग 10 ms के truncal प्रतिक्रिया विलंबता में एक औसत अंतर का पता लगाने में सक्षम थे । इस तरह के आंदोलन का त्वरण StartReact प्रभाव के लिए आम तौर पर EMG15का उपयोग कर 20 से कम ms की एक परिमाण के साथ होते हैं । विलंबता के कदम में अंतर भी पहले परीक्षण प्रतिक्रियाओं में पाया गया, बड़े कदम प्रतिक्रियाओं के साथ । यह बढ़ प्लेटफार्मों३९,४०का उपयोग कर ' पहले परीक्षण प्रभाव ' में पाया अधिक destabilization के साथ संगत है ।

इस पांडुलिपि में वर्णित इस विधि instrumented खींच परीक्षण की क्षमता को आम तौर पर नियोजित नैदानिक पुल परीक्षण के जवाब में postural प्रतिक्रियाओं का सटीक मात्रा प्रदान करने के लिए प्रदर्शन किया है । वर्तमान में, instrumented पुल परीक्षण के लिए एक वैकल्पिक विधि के रूप में अनुसंधान की स्थापना में postural प्रतिक्रियाओं का आकलन करना है । विश्वसनीयता और वैधता में आगे काम क्लिनिक में इसके उपयोग से पहले की आवश्यकता है । Instrumented खींच परीक्षण परीक्षण की संख्या सांख्यिकीय शक्ति की गणना पर निर्भर उपयोगकर्ता के विवेकाधिकार पर समायोजित किया जा सकता है । परीक्षण के दौरान भागीदार की सुविधा को बढ़ाने के लिए, विशेष रूप से महिलाओं के साथ, एक संशोधित दोहन जो पीछे से fastens instrumented पुल परीक्षण के भविष्य के संस्करण में विचार किया जा सकता है । इसके अलावा अनुसंधान के लिए पूरी तरह से संतुलन असामान्यताएं के साथ रोगी आबादी में इन प्रतिक्रियाओं का पता लगाने के लिए आवश्यक है (ऊपर ग्रेड के अनुसार 1 postural अस्थिरता UPDRS के लिए) चिकित्सा के प्रभाव की जांच करने के लिए और स्पष्ट postural के लिए योगदान तंत्र अस्थिरता.

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Disclosures

हितों का कोई टकराव नहीं, वित्तीय या अंयथा, लेखकों द्वारा घोषित कर रहे हैं ।

Acknowledgments

हम एंगस Begg धंयवाद (Bionics संस्थान) वीडियो प्रोटोकॉल में उनकी सहायता के लिए । हम डॉ मुकदमा फिंच (सांख्यिकीय परामर्श केंद्र और मेलबोर्न सांख्यिकीय परामर्श मंच, मेलबोर्न विश्वविद्यालय) जो सांख्यिकीय समर्थन प्रदान स्वीकार करते हैं । यह काम राष्ट्रीय स्वास्थ्य और चिकित्सा अनुसंधान परिषद (१०६६५६५), विक्टोरियन लायंस फाउंडेशन, और विक्टोरियन सरकार के संचालन बुनियादी ढांचे का समर्थन कार्यक्रम के माध्यम से धन द्वारा समर्थित किया गया ।

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

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JoVE अंक १४६ postural पलटा Postural अस्थिरता Postural नियंत्रण पुल परीक्षण संतुलन StartReact में इस महीने

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

पश्चवर्ती प्रतिक्रियाओं की विशेषता के लिए एक Instrumented पुल परीक्षण
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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).

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