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Behavior

Um teste de tração instrumentado para caracterizar respostas posturais

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

Imparidade de reflexos posturais, denominado instabilidade postural, é difícil de quantificar. Avaliação clínica como o teste de tração sofre problemas com confiabilidade e dimensionamento. Aqui, apresentamos uma versão instrumentada do teste de tração para caracterizar objectivamente respostas posturais.

Abstract

Imparidade de reflexos posturais, denominado instabilidade postural, é um défice comum e incapacitante na doença de Parkinson. Para avaliar os reflexos posturais, os médicos normalmente empregam o teste de tração para respostas corretivas de grau para uma perturbação para trás nos ombros. No entanto, o teste de tração é propenso a problemas com a confiabilidade e dimensionamento (Pontuação/4). Aqui, apresentamos uma versão instrumentada do teste de tração para quantificar mais precisamente respostas posturais. Semelhante do ensaio clínico, puxa manualmente é administradas exceto força da tração também é gravada. Deslocamentos do tronco e os pés são capturados por um movimento semi portátil sistema de rastreamento. Dados brutos representam a distância percorrida (em unidades de milímetro), fazendo a análise e a interpretação subsequente intuitiva. O teste de tração instrumentado também detecta variabilities confunde influenciando administração de teste de tração, tais como força de tração, assim, identificar e quantificar o potencial que podem ser contabilizados por técnicas estatísticas. O teste de tração instrumentado poderia ter aplicação em estudos buscando capturar cedo anormalidades nas respostas posturais, controlar a instabilidade postural ao longo do tempo e detectar respostas à terapia.

Introduction

Reflexos posturais agem para manter o equilíbrio e a postura ereta em resposta a perturbações1. Comprometimento dessas respostas posturais em distúrbios como a doença de Parkinson resulta em instabilidade postural, e comumente leva a cai, reduzida confiança ambulante e diminuiu a qualidade de vida2,3,4. Na prática clínica, reflexos posturais são normalmente avaliados com o teste de tração, onde um examinador puxa vigorosamente o paciente para trás nos ombros e visualmente notas a resposta5,6,7, 8. instabilidade postural é geralmente marcada usando o Unified Parkinson doença Rating escala (UPDRS) (0 - normal para 4 - grave), publicada pela sociedade de desordem de movimento internacional5. Este método tem sido amplamente utilizado na avaliação de indivíduos com doença de Parkinson, mas sofre pouca confiabilidade e muito limitado escala (Pontuação/4),6,7,9. Puxe os resultados dos testes muitas vezes não se correlacionam com os pontos de extremidade clínicos importantes tais como cataratas e a classificação por inteiro não tem sensibilidade para detectar alterações posturais bem10,11.

Baseado no laboratório de medidas objetivas para oferecer informações precisas sobre a natureza da resposta de equilíbrio através da quantificação cinética (por exemplo, o centro de pressão), cinemática (por exemplo, mista de deslocamento de goniometria/membro) e neurofisiológicos (por exemplo, músculo pontos de extremidade de recrutamento)12. Esses métodos podem identificar anormalidades antes de instabilidade postural é clinicamente evidente e controlar as alterações ao longo do tempo, incluindo respostas ao tratamento13,14.

Ferramentas para quantificar a instabilidade Postural

Técnicas convencionais de Posturografia dinâmica comumente empregam plataformas móveis. Respostas posturais resultantes são quantificadas usando uma combinação de Posturografia, eletromiografia (EMG) e accelerometry de15,de12,16. No entanto, as respostas de baixo para cima de perturbações de plataforma - que evocam uma resposta como deslizar em um assoalho molhado, são fundamentalmente diferentes das respostas posturais descendente do teste clínico de tração -, que pode ocorrer quando sendo colidido em uma multidão. Emergentes evidência sugerem perturbações tronco produzem diferentes características posturais àqueles de mover as plataformas17,18,19. Nesse sentido, outros tentaram perturbações tronco em laboratório usando técnicas complexas, incluindo motores, polias e pêndulos15,20,21,22. Métodos de medição são muitas vezes caro e inacessível e compreendem de captura de movimento em vídeo que requer espaço dedicado em laboratórios especializados de20,21. Idealmente, um método objetivo para caracterizar as respostas do teste de tração deve ter excelentes propriedades psicométricas, ser fácil de administrar, simples de operar, amplamente acessível e portátil. Isto é importante para facilitar a adoção generalizada da técnica como uma ferramenta de avaliação alternativa para avaliar respostas posturais no âmbito da investigação e, potencialmente, situações clínicas.

O teste de tração instrumentados

O objectivo do presente protocolo é oferecer pesquisadores uma técnica para a avaliação objectiva das respostas posturais para o teste de tração. Um sistema de captura de movimento eletromagnética semi portátil e amplamente disponíveis sustenta a técnica. A perturbação envolve trações manuais que não exigem sistemas mecânicos especializados. Este método tem sensibilidade suficiente para detectar pequenas variações nos tempos de reação posturais e amplitudes de resposta; Portanto, é adequado para capturar potenciais anormalidades Pontuação: do normal até instabilidade postural da classe 1 de acordo com a UPDRS (instabilidade postural com recuperação de equilíbrio não assistidas)5. Esse método também pode ser utilizado para explorar os efeitos da terapia na instabilidade postural. O protocolo descrito aqui é derivado no Tan et al.23.

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Protocol

Todos os métodos descritos foram revistos e aprovados pelo Comitê de ética local pesquisa humana na saúde de Melbourne. Consentimento informado foi obtido o participante antes do estudo.

1. instalação de equipamentos

  1. Prepare o rastreador de movimento eletromagnética com 3 sensores de movimento em miniatura conforme orientações do fabricante. Antes da coleta de dados, certifique-se de cada sensor é amostrado em um mínimo 250 Hz, o deslocamento é medido em unidades de milímetros e rotações (passo, rolo e guinada) são em graus. Certifique-se de que todas as filtragens internas estão desabilitadas, e a posição dos sensores definido para fazer referência a uma origem estática (geralmente o transmissor eletromagnético).
  2. Apor uma célula de carga (variação de tensão mínima 100 N, S-tipo recomendado) para o cinto de paciente no ombro-nível usando uma corda com diâmetro mínimo de 10 mm.
    Nota: O sistema de cinto e corda são adequados para uso em participantes até 120 kg.
  3. Conectar-se a célula de carga para a unidade de aquisição de dados (conversor de CPF04).
  4. Conecte o gatilho a saída da unidade de aquisição de dados para uma entrada de disparo do controlador para garantir movimento sincronizado de gravação. Defina a unidade de aquisição de dados taxa de amostragem para coincidir com o rastreador de movimento e desabilitar a filtragem de todos.
  5. Realizar o experimento em uma sala silenciosa para minimizar distrações durante a avaliação. Permita espaço suficiente para os participantes a tomar várias medidas corretivas para recuperar o equilíbrio.
    Nota: Pacientes com doença de Parkinson e retropulsão são conhecidos por dar 5-6 passos para trás durante o ensaio de tração.
  6. Lugar cai esteira no chão, como medida de precaução.
  7. Limpe o chicote de fios, sensores e fios com uma toalhita desinfetante da classe hospital antes de testar cada participante.
    Nota: Gravação de vídeo (por exemplo, usando uma câmera portátil em um tripé) do teste instrumentado puxar o procedimento é recomendado para que as irregularidades durante o processamento de dados podem ser referenciadas contra os dados de vídeo de um julgamento.

2. preparação e seleção participante

  1. Identificar os participantes apropriados para estudo: participantes podem abranger uma gama de idades, condições de doença e gravidade onde respostas posturais são de interesse e avaliação de equilíbrio normalmente emprega o teste clínico de puxar. Certifique-se que os participantes podem ficar independente e gerar uma resposta de equilíbrio corretiva não requerem assistência para recuperar (ou seja, até grau 1 instabilidade postural de acordo com a UPDRS).
  2. Excluir as pessoas com visão cardiovascular, vestibular e condições músculo-esqueléticas (incluindo pessoas que exigem Ortopedia pé ou talas), que podem afectar o desempenho do equilíbrio a menos que este é o tema da investigação, aqueles em contato precauções e aqueles na medicação conhecida por afetar o equilíbrio ou a atenção (por exemplo, antidepressivos, neurolépticos, benzodiazepínicos, anti-epilépticos, antiarrítmicos e diuréticos).
  3. Tenho o participante vestir roupas soltas confortáveis no dia do experimento e retire os sapatos antes do procedimento de ensaio de tração.
  4. Auxiliar o participante em vestir a cadeirinha de porta-malas personalizado com célula de carga. Clique as fivelas ao redor do peito e cintura. Certifique-se de correias de ajuste do arnês são apertadas, mas confortável. Não permita que mais de 50 milímetros de folga no equipamento de quando puxar a corda. Em participantes com instabilidade postural conhecido, certifique-se de que o assistente está presente quando o arnês é aplicado quando o participante está de pé.
  5. Anexar sensores de movimento usando fita adesiva médica para o entalhe esternal (a nível da vértebra torácica em terceiro e segunda) e dos pés no maléolo do tornozelo direito e esquerdo.
    Nota: Aplicam-se os sensores em participantes com instabilidade postural conhecido na sessão. Todos os cabos devem ser roteados cuidadosamente para evitar riscos de viagem.
  6. Pergunta o participante repousar os pés descalços, em uma posição confortável (de acordo com preferido base do participante de apoio) ao longo de marcações de linha vertical e horizontal no chão. Observe a posição de pés do participante. Pergunta o participante a Observe também que seus próprios pés posicionar para reverter para a mesma posição após cada tração. Monitorar o posicionamento de pés do participante após cada julgamento e pedir o participante a retornar à posição original de pés, se todos os desvios são observados.
  7. Instrua o participante a concentrar-se na arte de 1,5 m em frente a nível olho com as mãos ao seu lado para minimizar distrações entre trações.

3. procedimento de ensaio de tração instrumentado

  1. Realize o teste de tração instrumentado em conformidade com as diretrizes de teste de tração clínico descrito por UPDRS5.
  2. Explicar o procedimento de teste e avise o participante que piso tem permissão para recuperar o equilíbrio após a puxar para trás. Desencorajar respostas antecipatórias como flexão do tronco para a frente, enrijecimento na postura ou joelho flexão antes do puxar. Observe estas respostas se eles ocorrerem durante o experimento.
  3. Antes de cada tração, certifique-se do que participante está atento, pedindo o participante a se concentrar em um quadro pendurado na parede. Certifique-se o participante é pé na posição vertical, com os olhos abertos, mãos ao seu lado, e os pés colocados sobre os marcadores designados em uma posição confortável.
  4. Fique atrás do participante. Aplica uma tração acelerada de força suficiente para gerar uma resposta de tronco e passo via a corda e mantida perpendicular ao nível do ombro do participante de célula de carga.
  5. Depois de garantir que cada puxar o participante retorna aos pés originais posicionamento. Redefinir a posição designadas marcadores no chão e repita 35 vezes.
    Nota: O número de ensaios pode ser variado de acordo com o projeto experimental e população clínica.
  6. Permitir que os participantes um curto descanso de 2 min após cada 10 ensaios ou conforme necessário para reduzir os efeitos da fadiga e garantir a atenção está voltada para a tarefa. Os participantes podem optar por sentar ou ficar. Solicite que os participantes se abstenham de falar entre as trações, a não ser solicitando uma pausa ou expressar desconforto durante o procedimento.
  7. Como uma precaução de segurança adicional, certifique-se de que o assessor e assistente são em pé com as costas perto de uma parede, permitindo espaço para o participante a dar vários passos para trás.
    Nota: O avaliador deve estar sempre preparado para pegar o paciente. Um assistente é necessário para a segurança quando os participantes com instabilidade postural conhecido são avaliados.
  8. Desanexar sensores e auxiliar o participante fora do arnês após a conclusão do procedimento de ensaio de tração instrumentado.

4. processamento de sinal

Nota: Utilize uma plataforma de ciência de dados apropriado como MATLAB, R ou Python. Comandos mostrados aqui são para MATLAB e código de exemplo está disponível como Arquivo suplementar.

  1. Importar dados registrados durante a etapa de 3.4 em uma plataforma de ciência de dados apropriado: csvread().
  2. Alinhar os movimento tracker e carga de celular dados usando sinais de gatilho e resample para uma maior taxa de amostragem: função de resample() de 1 kHz se necessário.
  3. Passa-alta filtrar todos os movimento rastreamento e carregar dados da célula com uma frequência de corte de 0,05 Hz para remover deriva da linha de base: butter() e filtfilt().
  4. Dobro, diferenciar o tronco rastreamento de movimento dados de deslocamento para obter tronco velocidade e aceleração: diff().
  5. Usando um algoritmo de pico-deteção aplicada aos dados de célula de carga ou o sinal de gatilho, fatia gravações para obter épocas de cada individual pull teste julgamento: findpeaks() função.
  6. Detectar e rejeitar os ensaios com o movimento de tronco antecipatória. Um deslocamento do tronco para a frente imediatamente antes da administração de tração geralmente apresenta-se como um pico pelo menos três desvios-padrão acima da média da linha de base do sensor de porta-malas: STD () e mean().
  7. Determinar o tempo de reação postural como a diferença entre o início do deslocamento do tronco (3 desvios-padrão acima da média da linha de base) após o puxar e o ponto de viragem da curva de velocidade de tronco (indicando o início da desaceleração do tronco): Diferencie, diff() e detector de cruzamento de uso zero, zcd().
  8. Determinar a magnitude da resposta postural como a desaceleração do pico do tronco: tembém ou Max ().
  9. Calcular o tempo de reação de passo como a diferença entre o início do deslocamento do tronco (conforme 4.7) ao movimento inicial do membro passo a passo: 3 desvios-padrão acima da média da linha de base.
  10. Determine a magnitude da resposta passo calculando o deslocamento total do pé em milímetros (mm), de pé inicial descolagem contatar do piso membro prendendo para trás retropulsão. Excluir os passos menos de 50 mm, como a alteração da base de apoio é considerada negligenciável24: tembém ou Max ().
  11. Calcular a força de tração máxima e taxa de desenvolvimento de força da célula de carga: Max () para puxar; Max () e diff() para a taxa de força.
    Nota: A força de tração de pico indica a força máxima instantânea entregue, Considerando que a taxa de força é a inclinação da força contra a curva do tempo indica quão rapidamente a força foi gerada.

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Representative Results

Para investigar respostas tronco e passo em uma coorte de jovem, saudável,23, foi utilizado o teste de tração instrumentado (Figura 1). Trinta e cinco ensaios foram apresentados em série, com um estímulo auditivo entregado simultaneamente com cada tração (Figura 2). O estímulo auditivo foi 116 dB (alto) ou 90 dB (normal). O estímulo de alto tem sido demonstrado como suficiente para provocar efeitos de StartReact, onde respostas pré-preparadas são liberadas mais cedo por uma surpreendente de estímulo auditivo25. Efeitos de StartReact podem ser usados como uma sonda para explorar mecanismos subjacentes preparação motor26. O primeiro julgamento foi mantido para analisar as respostas unhabituated e quatro julgamentos subsequentes descartados para permitir efeitos de prática, que têm sido mostrados para se habituar ao longo de cinco ensaios iniciais27. Subsequentes testes habituados composta normal 20-intensidade e 10 ensaios altos misturaram aleatoriamente. Intervalos inter experimentais (10-15 s) eram variável. A análise foi feita utilizando modelos mistos lineares devido a vários fatores contribuintes que poderiam influenciar o tronco e passo respostas posturais (por exemplo, a variabilidade da força de tração entre ensaios ou participante altura e peso). Análise de modelos mistos lineares foi realizado utilizando a seguinte equação:

Equation 1

onde Yij é o tempo de reação do participante ou magnitude de resposta para julgamento eu, β0-5 são os coeficientes de efeito fixo, θ0j é o efeito aleatório para participante j (intercepção aleatória) , Εij e é o termo de erro.

A tração instrumentada testar respostas distintos do primeiro julgamento e efeitos de StartReact a uma perturbação para trás. Durante o primeiro julgamento, passo tempo de reação foi mais lento (primeiro-julgamento vs ensaios subsequentes significar diferença: 36,9 ms, p = 0,009), e piso tamanho era maior (primeiro-julgamento vs ensaios subsequentes significar diferença: 60 mm, p = 0,002) (tabela 1 ). Tempo de reação do porta-malas e a magnitude da resposta permaneceram inalteradas. StartReact efeitos apenas estiveram presentes no porta-malas para trações habituadas subsequentes. Um estímulo auditivo alto acelerou o tempo de reação do tronco (alto vs diferença média normal estímulos: 10,2 ms, p = 0,002) e aumento da amplitude de resposta de tronco (alto vs diferença média normal estímulos: 588 mm.s-2, p < 0,001) ( Figura 3 e tabela 2). Variáveis que contribuem para as respostas do teste de tração foram exploradas. Notavelmente, força de tração do examinador pico foi encontrada para influenciar o tamanho das respostas (p < 0,001) e tempos de reação de tronco (p < 0,001) piso (tabelas 3 e 4). Peso participante influenciado passo tempos de reação (p = 0,008) (tabela 3). Caso contrário, peso e altura participante não influenciou os resultados.

Figure 1
Figura 1 . Inicia-se a teste de tração instrumentados O teste de tração instrumentados permite que um assessor aplicar uma perturbação para trás do ombro-nível usando uma corda e aproveitar (a). A força da perturbação é gravada usando um medidor de força (b); a resposta do tronco através de um sensor colocado no entalhe esternal (c); e pisar através de sensores de maléolo do tornozelo esquerdo e direito (d). O sistema de rastreamento de movimento engloba uma unidade de processamento (e) que calcula a posição tridimensional de até quatro sensores em relação a um transmissor eletromagnético (f). Estímulos auditivos são entregues via fones de ouvido. Esta figura foi modificada em23. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 2
Figura 2 . Os dados coletados de julgamento do teste instrumentado puxar um representante Linhas verticais tracejadas indicam marcadores no eixo tempo (t). O aparecimento de tração ocorre no marcador 0 com posterior início do deslocamento do tronco no marco 1. Deslocamento do tronco positivo indica movimento para trás. O estímulo auditivo começa na borda de queda do gatilho som, 21 ± 6 ms de força de tração de pico. O início da desaceleração do tronco no marcador 2 ocorre na reversão da velocidade do porta-malas de pico. A resposta postural (ou seja, tempo de reação do tronco) é definida como a diferença entre marcadores 2 e 1. . Esta figura foi modificada em23. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figure 3
Figura 3 . Efeitos StartReact em respostas posturais de tronco. Dados brutos representativos dos ensaios único associados com o estímulo normal em 90 dB (normal), indicado pelas linhas cinzentas e estímulo auditivo alto em 116 dB (alto), indicado pelas linhas azuis. Linhas verticais tracejadas indicam marcadores no eixo de tempo. StartReact é demonstrado pelos tempos de reação mais rápida em velocidade de tronco ao estímulo auditivo alto, indicado pelo partido vertical linha azul, em comparação com o estímulo auditivo normal, indicado pela linha vertical quebrada cinza (A). Magnitude de resposta para a tarefa postural é derivada de aceleração de tronco. Linhas horizontais tracejadas indicam marcadores no eixo de aceleração de tronco. A maior magnitude de resposta é mostrada no julgamento do alto, conforme indicado pelo azul quebrado a linha horizontal que representa o ponto mínimo da curva de aceleração, em comparação com o julgamento normal, representado pela linha horizontal quebrada cinza (B). Esta figura foi modificada em23. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Tempo de reação de passo Magnitude de resposta de etapa
Comparação de tipo experimental Quer dizer Δ
(ms)		 IC 95% p-valor Quer dizer Δ (mm.s-2) IC 95% p-valor
Primeiro vs Normal 36,9 4.7, 69,2 0,009 60 17, 103 0,002
Primeiro vs alto 46,1 13.1, 79,2 0,002 53 9, 97 0.005
Normal vs alto 9.2 -3.1, 21.5 0.072 -7 -23, 9 0,315

Tabela 1. Quer dizer diferenças (Δ) entre o primeiro julgamento de teste de tração e ensaios subsequentes com 90 dB (normal) ou 116 dB estímulos auditivos (altos) para o tempo de reação do passo e a magnitude da resposta. Esta tabela foi modificada em23.

Tempo de reação do porta-malas Magnitude de resposta do porta-malas
Comparação de tipo experimental Quer dizer Δ
(ms)		 IC 95% p-valor Quer dizer Δ (mm.s-2) IC 95% p-valor
Primeiro vs Normal -6 -31.1, 19,0 0.692 162 -412, 737 0.497
Primeiro vs alto 4.2 -21.2, 29,6 0.692 -425 -1008, 158 0.12
Normal vs alto 10.2 3.0, 17,5 0,002 -588 -750,-425 < 0,001

Tabela 2. Quer dizer as diferenças (Δ) entre o primeiro julgamento de teste de tração e ensaios subsequentes com 90 dB (normal) ou 116 dB de estímulos auditivos (alto) para o tempo de reação do porta-malas e a magnitude da resposta. Esta tabela foi modificada em23.

Tempo de reação de passo Magnitude de resposta de etapa
Predictor Estimativa IC 95% p-valor Estimativa IC 95% p-valor
Força máxima -0.12 -0.44, 0,19 0.436 1,02 0.55, 1,49 < 0,001
Taxa de força -0.01 -0.04, 0,02 0.575 0.01 -0.03, 0.06 0.528
Altura -64.65 -283.98, 154.69 0.542 240.26 -797.51, 1278.03 0.629
Peso 2.37 0.72, 4.03 0,008 -2.51 -10.56, 5,55 0.518

Tabela 3. Estimativas de coeficiente, intervalos de confiança de 95% (CI) e significância estatística de pull instrumentado preditores resultantes de modelos mistos lineares para resposta de etapa de teste. Esta tabela foi modificada em23.

Tempo de reação do porta-malas Magnitude de resposta do porta-malas
Predictor Estimativa IC 95% p-valor Estimativa IC 95% p-valor
Força máxima 0.36 0.22, 0,51 < 0,001 0,98 -2.95, 4,91 0.623
Taxa de força -0.01 -0.03, 0.00 0,062 -0.12 -0.47, 0.22 0.486
Altura 45.97 -31.16, 123.11 0,233 -708.94 -3362.70, 1944.82 0.587
Peso -0.17 -0,75, 0.42 0.566 2.08 -18.04, 22,19 0.834

Tabela 4. Estimativas de coeficiente, intervalos de confiança de 95% (CI) e significância estatística instrumentado pull test preditores resultantes de modelos mistos lineares para a resposta do tronco. Esta tabela foi modificada em23.

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Discussion

Aqui, temos demonstrado o protocolo para a instrumentação do ensaio clínico de tração, tendo um método amplamente utilizado na prática clínica e produzindo uma medida objetiva das respostas posturais além o aspecto importante da administração puxar. Usando o rastreamento de movimento semi portátil, este método oferece um meio de medida que é mais acessível em comparação a técnicas de laboratório convencional28. Usando esse método, pesquisadores podem explorar características de respostas posturais para uma perturbação de cima para baixo através das populações de diferentes idades e condições.

Enquanto o protocolo foi usado com sucesso, várias limitações devem notar-se. Rastreamento de movimento detecta o movimento do líquido em vez do início de recrutamento muscular, geralmente medido pela EMG29,30,31. Se desejado, EMG (por exemplo, medido a partir de músculos incluindo o tibial anterior, sóleo, isquiotibiais, quadríceps, músculo reto abdominal e lombar paraspinals) poderiam ser integrados em protocolo com relativa facilidade. Os sensores de movimento que utilizamos são conectados por fios à unidade base. Estes fios são de comprimento suficiente no laboratório para gravar cinemática de teste de tração, ainda que um sistema sem fio seria mais prático, particularmente em um ambiente clínico. Mais validade e confiabilidade teste em coortes de Estados diferentes da doença e da gravidade é necessária antes que esse método pode encontrar credibilidade como uma ferramenta de avaliação padronizada para avaliar respostas posturais marcadas até um grau 1, de acordo com a UPDRS (postural instabilidade com recuperação de equilíbrio não assistidas)5.

O teste de tração instrumentado como uma ferramenta de avaliação para a instabilidade Postural

Rastreamento de movimento eletromagnético é relativamente barato e semi portátil em comparação com outras soluções que relatório deslocamento dados21,de32,33. Gravação de deslocamento em unidades milímetro é crucial para a simplicidade da técnica como ele nega a exigência de processamento de sinais complexos, então os dados podem ser compreendidos intuitivamente. Outros usados técnicas tais como accelerometry não pode ser facilmente convertido em deslocamento, sem o uso de técnicas de fusão-sensor adequados para remover vários confunde (artefato gravitacional, deriva ao longo do tempo, erro de calibração)28, 34,35.

Passos críticos foram discernidos neste protocolo para garantir a coleta precisa dos dados. Importante, definimos tempo de reação postural no teste instrumentado puxar o início do deslocamento do tronco, em vez do início da atração iniciada pelo examinador. Isto foi crucial para excluir qualquer movimento do arnês e corda no momento da tração que contribui para a latência da resposta. Em trabalho anterior, a aceleração máxima de respostas posturais ocorreu mais cedo e com maiores amplitudes na parte superior do corpo em relação ao Sacro em resposta a uma perturbação de tronco17. A força da força não-padronizada foi provocada manualmente, da mesma forma para o teste de tração clínico. Pisando é definida como o pé passando o postura de pé na direção com versões anteriores, excluindo o movimento em qualquer outra direção. Encontramos o pico de força significativamente afectada passo e tronco respostas. Gravação da força, portanto, é imperativa para a metodologia e resultados podem responder pela força da tração usando modelos de efeitos mistos. Dependendo das especificações de célula de carga uma fonte de alimentação do pré-amplificador e separado pode ser necessária. Use a curva de calibração fornecida pelo fabricante para converter a tensão gravada a força de tração (Newtons). O gatilho também pode ser utilizado para cronometrar a estímulos auditivos ou visuais para mais caracterização dos mecanismos de equilíbrio.

Quando 35 experimentações são realizadas, o procedimento de ensaio de tração instrumentado leva aproximadamente 20 minutos para ser concluído. Os usuários do presente protocolo serão necessário determinar se os prazos necessários para o experimento são apropriados em comparação com seus métodos usuais de avaliação de instabilidade postural. Durante a tarefa, os participantes são instruídos para focar a imagem, como atenção é conhecida por atenuar com exposição repetida a uma ameaça para equilibrar o controle36. Atenção a uma tarefa postural é associada com maior monitorização consciente da postura e a correspondente diminuição da amplitude de deslocamentos posturais37. Durante o teste, a segurança dos participantes e potencial risco de quedas ao avaliador e paciente são preocupação imperativa. Precauções de segurança adicionais incluem o uso de um assistente para pacientes com instabilidade postural conhecida e proximidade a uma parede salvaguardar o assessor de cair junto com o participante9.

StartReact e preparação de Motor

O teste de tração instrumentado tem demonstrado a capacidade de detectar pequenas alterações na latência de resposta das respostas posturais. Nos resultados do representante, nós entregamos estímulos auditivos simultâneos com a perturbação para avaliar para aceleração no tempo de reação que ocorre com alto (116 dB) comparado com menor intensidade (90 dB) estímulos, conhecido como o efeito de StartReact25 , 38. fomos capazes de detectar uma diferença média de latência de resposta tronco de cerca de 10 ms com o protocolo de teste instrumentado puxar em uma coorte de 33 participantes23. Aceleração de tais onsets movimento no sentido de StartReact normalmente ocorrem com uma magnitude de menos de 20 ms usando EMG15. Diferenças no reforço de latência também foram detectadas na primeiras respostas de julgamento, com respostas de passo maiores. Isto é consistente com a maior desestabilização encontrada em 'efeitos de primeira-julgamento' usando móveis plataformas39,40.

Esse método descrito neste manuscrito demonstrou a capacidade do teste de tração instrumentado para fornecer a quantificação precisa das respostas posturais em resposta ao teste de tração clínicos normalmente empregados. Neste momento, o teste de tração instrumentado destina-se como um método alternativo para avaliar as respostas posturais no cenário de pesquisa. Novos trabalhos em confiabilidade e validade é necessária antes da sua utilização na clínica. O número de testes de tração instrumentado pode ser ajustado em dependente de discrição do usuário em cálculos estatísticos de poder. Para aumentar o conforto do participante durante o teste, particularmente com as fêmeas, um arreio modificado que prende por trás poderia ser considerado em uma versão futura do teste de tração instrumentado. Uma pesquisa mais adicional é necessária para explorar plenamente estas respostas em populações de pacientes com anormalidades do equilíbrio (até instabilidade postural da classe 1 de acordo com a UPDRS) para investigar os efeitos da terapia e elucidar mecanismos contribuindo para postural instabilidade.

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Disclosures

Não há conflitos de interesses, financeiros ou outro, são declarados pelos autores.

Acknowledgments

Agradecemos sua assistência no protocolo de vídeo Angus Begg (Instituto biônica). Reconhecemos o Dr. Sue Finch (centro de consultoria estatística e Melbourne estatística consultoria plataforma, Universidade de Melbourne) que forneceu suporte estatístico. Este trabalho foi apoiado pelo financiamento através do National Health e Medical Research Council (1066565), a Fundação de Lions vitoriana e programa de apoio de infra-estrutura operacional do governo vitoriano.

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

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Este mês em JoVE edição 146 reflexo Postural instabilidade Postural controle Postural equilíbrio teste de puxar 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

Um teste de tração instrumentado para caracterizar respostas posturais
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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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