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Behavior

Un essai d’arrachement instrumenté pour caractériser les réponses posturales

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

Atteinte des réflexes posturaux, appelé instabilité posturale, est difficile à quantifier. Évaluations cliniques tels que l’essai de traction souffrent de problèmes avec fiabilité et mise à l’échelle. Nous présentons ici une version instrumentée de l’essai de traction pour caractériser objectivement réponses posturales.

Abstract

Atteinte des réflexes posturaux, appelé instabilité posturale, est un déficit commun et invalidant de la maladie de Parkinson. Afin d’évaluer les réflexes posturaux, cliniciens emploient généralement l’essai de traction à réponses correctives grade à une perturbation en arrière au niveau des épaules. Cependant, l’essai de traction est sujette à des problèmes avec la fiabilité et la mise à l’échelle (score/4). Nous présentons ici une version instrumentée de l’essai de traction pour quantifier plus précisément les réponses posturales. Semblable à l’essai clinique, les tire est administrés manuellement sauf force de traction est également enregistrée. Les déplacements du tronc et des pieds sont capturés par un système de suivi de mouvement semi-portatifs. Données brutes représentent la distance parcourue (en unités de millimètre), ce qui analyse et interprétation ultérieure de l’intuitif. L’essai de traction instrumenté détecte également les variabilités confond influant sur administration de test de traction, comme force de traction, ainsi identifier et quantifier les potentiel qui peuvent être expliquées par des techniques statistiques. L’essai de traction instrumenté pourrait s’appliquer dans études cherchant à capturer des anomalies tôt dans les réponses posturales, suivre l’instabilité posturale dans le temps et détecter les réponses au traitement.

Introduction

Réflexes posturaux agissent pour maintenir l’équilibre et la posture verticale en réponse aux perturbations1. Altération de ces réponses posturales dans des affections comme la maladie de Parkinson se traduit par une instabilité posturale, et communément mène à la tombe, réduit la confiance à pied et diminue la qualité de vie,2,3,4. En pratique clinique, les réflexes posturaux sont généralement évalués avec l’essai de traction, où un examinateur vigoureusement tire le patient vers l’arrière au niveau des épaules et grades visuellement la réaction de6,5,7, 8. instabilité posturale est habituellement marquée à l’aide de l’Unified Parkinson maladie Rating Scale (UPDRS) (0 - normal à 4 - grave), publié par la société de trouble pour le mouvement International5. Cette méthode a été largement utilisée dans l’évaluation des personnes atteintes de la maladie de Parkinson, mais souffre de manque de fiabilité et très limitée mise à l’échelle (score/4)6,7,9. Résultats de tests de traction souvent ne concordent pas avec les résultats cliniques importants tels que les chutes et la notation basé sur des entiers manque de sensibilité pour détecter des changements posturaux fine10,11.

Laboratoire de mesures objectives d’offrir des informations précises sur la nature de la réponse de balance en quantifiant la cinétique (par exemple, le centre de pression), cinématique (p. ex., en collaboration avec déplacement de goniométrie/limb) et neurophysiologiques (p. ex., muscle points de terminaison de recrutement)12. Ces méthodes peuvent identifier les anomalies avant l’instabilité posturale est cliniquement évidente et suivre l’évolution au fil du temps, y compris les réponses au traitement13,14.

Outils pour quantifier l’instabilité posturale

Les techniques conventionnelles de posturographie dynamique emploient couramment plates-formes mobiles. Des réponses posturales qui en résultent sont quantifiés en utilisant une combinaison de posturographie, électromyographie (EMG) et accélérométrie12,15,16. Toutefois, les réponses de bas en haut des perturbations de la plateforme - qui évoquent une réponse comme glisser sur un sol humide, sont fondamentalement différents des réponses posturales descendante de l’essai de traction clinique - comme peut se produire lorsque étant heurté dans une foule. Des preuves nouvelles suggèrent des perturbations du tronc donnent différentes caractéristiques posturales à celles des plates-formes17,18,19en mouvement. En conséquence, d’autres ont essayé des perturbations du tronc en laboratoire au moyen de techniques complexes, y compris les moteurs, poulies et pendules15,20,21,22. Méthodes de mesure sont souvent chers et inaccessibles et comprennent de capture de mouvement axée sur la vidéo qui nécessite un espace dédié à des laboratoires spécialisés20,21. Idéalement, une méthode objective pour caractériser les réponses de test de traction doit possèdent d’excellentes propriétés psychométriques, être facile à administrer, portable, simple à utiliser et largement accessibles. Ceci est important afin de faciliter l’adoption généralisée de la technique comme un outil d’évaluation alternatives pour évaluer les réponses posturales dans la recherche et, éventuellement, les milieux cliniques.

L’essai de traction instrumenté

Le but du présent protocole est d’offrir des chercheurs une technique pour l’évaluation objective des réponses posturales à l’essai de traction. Un système de capture de mouvement électromagnétique semi-portatifs et largement disponible sous-tend la technique. La perturbation implique des tractions manuelles qui ne nécessitent pas de systèmes mécaniques spécialisés. Cette méthode a une sensibilité suffisante pour détecter de petites différences dans les temps de réaction posturales et l’amplitude de la réponse ; par conséquent, il est adapté afin de pouvoir saisir les anomalies potentiels évalués de la normale jusqu'à l’instabilité posturale de catégorie 1 selon le UPDRS (instabilité posturale avec rétablissement de l’équilibre sans aide)5. Cette méthode peut également être utilisée pour examiner les effets du traitement sur l’instabilité posturale. Le protocole décrit ici est dérivé de celle de Tan et al.,23.

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Protocol

Toutes les méthodes décrites ont été examinés et approuvés par le Comité d’éthique de la recherche humaine locale à Melbourne santé. Le consentement éclairé a été obtenu par le participant avant l’étude.

1. installation de l’équipement

  1. Préparer le tracker motion électromagnétique avec 3 détecteurs de mouvement miniature selon les directives du fabricant. Avant la collecte de données, s’assurer que chaque capteur est échantillonné à un minimum 250 Hz, déplacement est mesurée en unités millimètre et rotations (tangage, roulis et lacet) sont exprimés en degrés. S’assurer que tous les filtrages internes sont désactivées, et la position des capteurs définie pour faire référence à une origine statique (habituellement l’émetteur électromagnétique).
  2. Apposer un peson (plage de tension minimale 100 N, type S recommandé) sur le faisceau de patients au niveau de l’épaule à l’aide d’une corde d’un diamètre minimum de 10 mm.
    Remarque : Le système de harnais et de la corde sont utilisables dans les participants pouvant peser jusqu'à 120 kg.
  3. Connecter la cellule de charge à l’unité d’acquisition de données (convertisseur a/n).
  4. Raccorder le déclencheur de sortie de l’unité d’acquisition de données dans une entrée de déclenchement du tracker motion pour enregistrement synchronisé. Taux d’échantillonnage pour correspondre le tracker de mouvement et de désactiver le filtrage de tous les la valeur unité d’acquisition de données.
  5. Faire l’expérience dans une salle tranquille pour minimiser les distractions pendant l’évaluation. Laissez un espace pour les participants à prendre diverses mesures correctives pour rétablir l’équilibre.
    NOTE : Patients atteints de la maladie de Parkinson et rétropulsion sont connus pour prendre 5-6 étapes vers l’arrière pendant l’essai de traction.
  6. Place tombe tapis sur le sol par mesure de précaution.
  7. Nettoyer les harnais, les capteurs et les fils avec une lingette désinfectante de grade hôpital avant l’essai de chaque participant.
    NOTE : Enregistrement vidéo (p. ex., en utilisant une caméra portable sur un trépied) de l’essai de traction instrumenté procédure est recommandée afin que toute irrégularité au cours du traitement de données peut être référencées contre les données vidéo d’un procès.

2. préparation et sélection des participants

  1. Identifier les participants appropriés pour une étude : les participants peuvent comprennent tout un éventail d’âges, des maladies et la gravité où réponses posturales sont d’un intérêt et évaluation de l’équilibre emploie généralement l’essai d’arrachement en clinique. Veiller à ce que les participants peuvent se tenir indépendamment et générer une réponse corrective balance ne pas ayant besoin d’aide pour récupérer (jusqu'à 1 Grade instabilité posturale selon l’UPDRS).
  2. Exclure une personne souffrant de cardiovasculaire, vestibulaire, vision et troubles musculo-squelettiques (y compris les personnes ayant besoin d’orthèses plantaires ou attelles), qui risqueraient de performance balance sauf si c’est l’objet de l’enquête, ceux au contact précautions à prendre et ceux sur les médicaments susceptibles d’affecter l’équilibre ou l’attention (p. ex., antidépresseurs, neuroleptiques, benzodiazépines, antiépileptiques, antiarythmiques et diurétiques).
  3. Ont le participant de porter des vêtements confortables et lâche le jour de l’expérience et déchausser avant la procédure d’essai de traction.
  4. Aider le participant à la mise sur le harnais de coffre sur mesure avec la cellule de pesage. Cliquez sur les boucles autour de la poitrine et la taille. S’assurer que les sangles de réglage du harnais sont serrés mais confortables. Ne laissez pas plus de 50 mm de mou dans le harnais lorsque vous tirez sur la corde. Chez les participants avec une instabilité posturale connue, veiller à ce qu’un assistant est présent lorsque le faisceau est appliqué alors que le participant est debout.
  5. Fixer les détecteurs de mouvement à l’aide de ruban adhésif médical jusqu'à l’encoche sternal (au niveau de la vertèbre de deuxième et troisième thoracique) et sur les pieds à la malléole de la cheville droite et gauche.
    Remarque : Appliquer des capteurs sur les participants avec une instabilité posturale connue en séance. Tous les câbles doivent passer soigneusement pour éviter les risques de voyage.
  6. Demander au participant de se tenir les pieds nus, dans une position confortable (fonction préféré base du participant de soutien) le long de marquage de ligne horizontale et verticale sur le sol. Notez la position des pieds du participant. Demander au participant de noter également que leurs propres pieds position afin de revenir à la même position après chaque extraction. Contrôler le placement des pieds du participant après toutes les épreuves et demander au participant de revenir à la position initiale des pieds si tous les écarts sont observés.
  7. Demandez aux participants de se concentrer sur 1,5 m avant au niveau des yeux avec des mains d’oeuvre à leurs côtés afin de minimiser les distractions entre tire.

3. procédure d’essai de traction instrumenté

  1. Effectuer l’essai de traction instrumenté conformément aux directives cliniques pull test décrit par l' UPDRS5.
  2. Expliquer le mode opératoire et laisser le participant sait que marcher est autorisée à retrouver équilibre suite au tirer vers l’arrière. Décourager les réponses anticipées comme la flexion du tronc vers l’avant, des raidisseurs en posture ou genou flexion avant la traction. Notez ces réponses s’ils se produisent pendant l’expérience.
  3. Avant chaque tir, s’assurer que le participant est attentif en demandant aux participants de se concentrer sur un tableau accroché au mur. S’assurer que le participant est debout, les yeux ouverts, mains à leurs côtés, et leurs pieds placés sur les marqueurs désignés dans une position confortable.
  4. Debout derrière le participant. Appliquer une traction rapide d’une force suffisante pour générer une réponse tronc et étape par l’intermédiaire de la corde et capteur tenue perpendiculairement au niveau de l’épaule du participant.
  5. Après chaque tir, assurez-vous le participant retourne aux pieds originaux de positionnement. Réinitialiser la position des marqueurs désignés sur le sol et répéter 35 fois.
    Remarque : Le nombre d’essais peut varier selon la conception expérimentale et de la population clinique.
  6. Permettre aux participants d’une pause de 2 min après chaque 10 essais ou tel que requis pour réduire les effets de la fatigue et assurer l’attention est concentrée sur la tâche. Les participants peuvent choisir de rester assis ou debout. Demande que les participants s’abstenir de parler entre tire à moins que demande une pause ou exprimant l’inconfort au cours de la procédure.
  7. Une mesure de sécurité supplémentaire, veiller à ce que l’évaluateur et l’assistant sont debout dos près d’un mur tout en laissant suffisamment d’espace pour le participant à prendre diverses mesures vers l’arrière.
    Remarque : L’évaluateur doit toujours être prêt à attraper le patient. Un assistant est nécessaire pour la sécurité lorsque les participants avec une instabilité posturale connue sont évalués.
  8. Détacher les capteurs et assister le participant sur la sellette après l’achèvement de la procédure d’essai de traction instrumenté.

4. traitement du signal

Remarque : Utilisez une plate-forme scientifique de données adéquates tels que MATLAB, R ou Python. Commandes indiquées ici sont pour MATLAB et l’exemple de code est disponible en tant que Fichier supplémentaire.

  1. Importer des données enregistrées au cours de l’étape 3.4 dans une plate-forme scientifique de données approprié : csvread().
  2. Aligner les données motion tracker et charge cellulaire utilisant des signaux de déclenchement et de ré-échantillonner à une fréquence d’échantillonnage plus élevée : fonction de resample() 1kHz si nécessaire.
  3. Toutes les données de motion tracking et charge de cellule avec une fréquence de coupure de 0,05 Hz à supprimer la dérive de la ligne de base du filtre passe-haut : butter() et filtfilt().
  4. Double de différencier la requête tronc déplacement de données de suivi pour obtenir le tronc vitesse et accélération : diff().
  5. Utilisez le signal de déclenchement ou un algorithme de détection de crête appliqué aux données de cellule de charge, tranche enregistrements pour obtenir des époques de chaque tir individuel test essai : findpeaks() fonction.
  6. Détecter et rejeter les essais avec le mouvement du tronc anticipée. Un déplacement du tronc vers l’avant immédiatement avant l’administration de tirer, habituellement présente un pic au moins trois écarts-types au-dessus de la moyenne de référence du capteur tronc : std() et mean().
  7. Déterminer les temps de réaction posturale comme étant la différence entre le début du déplacement de tronc (3 écarts-types au-dessus de moyenne base) suite à la traction et le tournant de la courbe de vitesse de tronc (indiquant le début de la décélération du tronc) : différencier, diff() et utilisation zéro détecteur de passage, zcd().
  8. Déterminer l’ampleur de la réponse posturale comme la décélération maximale du tronc : min() ou max().
  9. Calculer la durée de réaction de l’étape comme étant la différence entre le début du déplacement du tronc (conformément au point 4.7) au mouvement initial du gué membre : 3 écarts-types au-dessus de la moyenne de référence.
  10. Déterminer l’amplitude de réponse d’étape en calculant le déplacement total du pied en millimètres (mm), d’arraché pied initial contact du gué membre arrêtant rétropulsion vers l’arrière. Exclure les étapes moins de 50 mm, car la modification dans la base de soutien est considéré comme négligeable24: min() ou max().
  11. Calculer la force de traction maximale et le taux de développement de la force de la cellule de pesage : max() pour tirer ; Max() et diff() taux de force.
    Remarque : La force de traction maximale indique la force maximale instantanée livré, alors que la force est la pente de la force contre la courbe de temps indiquant comment rapidement la force a été générée.

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Representative Results

L’essai de traction instrumenté (Figure 1) a été utilisé pour étudier les réponses tronc et étape dans une cohorte de jeunes, en bonne santé23. Trente-cinq essais ont été présentés en série, avec un stimulus auditif envoyée simultanément à chaque tir (Figure 2). Le stimulus auditif était de 90 dB (normal) ou 116 dB (bruyant). Le fort stimulus a été démontré comme suffisantes pour déclencher des effets de StartReact, où préparés à l’avance les réponses sont libérés au début par une surprenante de stimulus auditif25. StartReact effets permet d’explorer les mécanismes qui sous-tendent la préparation moteur26comme sonde. Le premier procès a été gardé pour analyser les réponses unhabituated et quatre essais subséquents mis au rebut pour permettre des effets de la pratique, qui sont sont révélés d’habituer sur les cinq premiers essais27. Des essais ultérieurs dénaturés comprenant intensité normale 20 et 10 essais forts mélangés au hasard. Intervalles entre essai (10-15 s) étaient variables. L’analyse a été réalisée à l’aide de modèles linéaires mixtes en raison de plusieurs facteurs qui peuvent influer sur le tronc et étape réponses posturales (p. ex., la variabilité de la force de traction entre les essais ou participant hauteur et poids). Modèles linéaires mixtes a analysé à l’aide de l’équation suivante :

Equation 1

où Yij est temps de réaction du participant ou l’ampleur de la réponse pour l’essai j’ai, β0-5 sont les coefficients des effets fixes, θ0j est l’effet aléatoire pour les participants j (ordonnée à l’origine au hasard) , Εij et est le terme d’erreur.

La traction instrumentée tester distingués premier essai réponses et StartReact les effets d’une perturbation en arrière. Pendant le procès-première étape temps de réaction est plus lente (différence moyenne de premier procès contre des procès subséquents : 36,9 ms, p = 0,009), et progression de taille était plus grande (premier procès contre des procès subséquents différence moyenne : 60 mm, p = 0,002) (tableau 1 ). Temps de réaction de tronc et de l’ampleur de la réaction est demeurée inchangées. StartReact effets étaient uniquement présents dans le coffre à tire dénaturés ultérieures. Un fort stimulus auditif accéléré le temps de réaction du tronc (fort vs différence moyenne de stimuli normaux : 10,2 ms, p = 0,002) et augmenté l’ampleur réponse tronculaire (fort vs différence moyenne de stimuli normaux : 588 mm.s-2, p < 0,001) () Figure 3 et tableau 2). Variables qui contribuent aux réponses d’essai de traction ont été explorées. En particulier, force de traction de crête de l’examinateur s’est avérée pour influencer la taille de la progression des réponses (p < 0,001) et temps de réaction de tronc (p < 0,001) (tableaux 3 et 4). Poids participant influencé pas les temps de réaction (p = 0,008) (tableau 3). Dans le cas contraire, poids et taille participant n’influencent pas les résultats.

Figure 1
Figure 1 . Mise en place du test de traction instrumenté. L’essai de traction instrumenté permet un évaluateur d’appliquer une perturbation de niveau de l’épaule vers l’arrière à l’aide d’une corde et harnais (a). La force de la perturbation est enregistrée à l’aide d’une jauge de force (b); la réponse du tronc grâce à un capteur placé à l’encoche sternal (c); et pas à pas par l’intermédiaire de capteurs sur le malléole de la cheville gauche et droite (d). La proposition de système de suivi comprend une unité de traitement (e) qui permet de calculer des positions en trois dimensions des capteurs jusqu'à quatre en ce qui concerne un émetteur électromagnétique (f). Des stimuli auditifs sont envoyées via un casque. Ce chiffre a été modifié par23. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 . Données recueillies auprès d’un représentant du procès depuis le test de traction instrumenté. Les pointillés verticaux indiquent des marqueurs sur l’axe du temps (t). L’apparition de la traction se produit au marqueur 0 avec apparition ultérieure du déplacement du tronc au repère 1. Déplacement positif tronculaire indique le déplacement vers l’arrière. Le stimulus auditif commence au front descendant de la détente sonore, au sein de 21 ± 6 ms de la force de traction maximale. Le début de la décélération du tronc au repère 2 se produit à l’inversion de la vitesse de pointe tronc. La réponse posturale (c'est-à-dire, le temps de réaction du tronc) est définie comme la différence entre les marqueurs 2 et 1. . Ce chiffre a été modifié par23. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3 . StartReact effets du tronc réponses posturales. Données brutes représentante d’essais unique associés à un stimulus normal à 90 dB (normal), indiquée par les lignes grises et fort stimulus auditif à 116 dB (fort), indiquée par les lignes bleues. Les pointillés verticaux indiquent des marqueurs sur l’axe du temps. StartReact se manifeste par des temps de réaction plus rapides en vitesse de tronc au fort stimulus auditif, indiquée par la ligne verticale bleue cassée, comparée avec le stimulus auditif normal, indiqué par la ligne verticale brisée grise (A). Amplitude de la réponse à la tâche posturale est dérivé d’une accélération du tronc. Horizontaux pointillés indiquent des marqueurs sur l’axe d’accélération de tronc. La plus grande ampleur réponse apparaît dans le procès de fort, comme indiqué par le bleu brisé ligne horizontale représentant le point minimum de la courbe d’accélération, par rapport à l’essai normale, représenté par la ligne grise horizontale (B). Ce chiffre a été modifié par23. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Temps de réaction d’étape Grandeur de réponse étape
Comparaison de l’essai de Type Moyenne Δ
(ms)		 IC À 95 % p-valeur Veut dire Δ (mm.s-2) IC À 95 % p-valeur
Tout d’abord par rapport à la normale 36,9 4.7, 69,2 0,009 60 17, 103 0,002
Tout d’abord vs fort 46,1 13.1, 79,2 0,002 53 9, 97 0,005
Normal vs fort 9.2 -3,1, 21,5 0,072 -7 -23, 9 0,315

Tableau 1. Différences (Δ) moyennes entre le premier essai de traction et les essais ultérieurs avec 90 dB (normal) ou 116 dB des stimuli auditifs (forts) pour les temps de réaction d’étape et de l’ampleur de la réponse. Cette table a été modifiée du23.

Temps de réaction de tronc Grandeur de réponse de tronc
Comparaison de l’essai de Type Moyenne Δ
(ms)		 IC À 95 % p-valeur Veut dire Δ (mm.s-2) IC À 95 % p-valeur
Tout d’abord par rapport à la normale -6 -31.1, 19,0 0,692 162 -412, 737 0,497
Tout d’abord vs fort 4.2 -21,2, 29,6 0,692 -425 -1008, 158 0,12
Normal vs fort 10.2 3.0, 17,5 0,002 -588 -750,-425 < 0,001

Le tableau 2. Différences moyennes (Δ) entre le premier essai de traction et les essais ultérieurs avec 90 dB (normal) ou 116 dB des stimuli auditifs (fort) pour les temps de réaction de tronc et de l’ampleur de la réponse. Cette table a été modifiée du23.

Temps de réaction d’étape Grandeur de réponse étape
Predictor Estimation IC À 95 % p-valeur Estimation IC À 95 % p-valeur
Force maximale -0,12 -0,44, 0,19 0.436 1.02 0,55, 1,49 < 0,001
Taux de force -0,01 -0,04, 0,02 0,575 0,01 -0,03, 0,06 0.528
Hauteur -64.65 -283.98, 154.69 0,542 240.26 -797.51, 1278.03 0,629
Poids 2.37 0,72, 4.03 0,008 -2.51 -10.56, 5,55 0,518

Tableau 3. Estimations des coefficients, intervalles de confiance 95 % (IC) et signification statistique instrumenté pull tester prédicteurs résultant des modèles linéaires mixtes pour réponse indicielle. Cette table a été modifiée du23.

Temps de réaction de tronc Grandeur de réponse de tronc
Predictor Estimation IC À 95 % p-valeur Estimation IC À 95 % p-valeur
Force maximale 0,36 0,22, 0,51 < 0,001 0,98 -2.95, 4,91 0,623
Taux de force -0,01 -0,03, 0.00 0,062 -0,12 -0,47, 0,22 0,486
Hauteur 45,97 -31.16, 123,11 0,233 -708.94 -3362.70, 1944.82 0,587
Poids -0,17 -0,75, 0,42 0.566 2.08 -18.04, 22.19 0,834

Tableau 4. Estimations des coefficients, intervalles de confiance 95 % (IC) et signification statistique instrumenté pull tester prédicteurs résultant des modèles linéaires mixtes pour la réponse tronculaire. Cette table a été modifiée du23.

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Discussion

Ici, nous avons démontré le protocole pour l’instrumentation de l’essai d’arrachement en clinique, en prenant une méthode largement utilisée en pratique clinique et ce qui donne une mesure objective des réponses posturales en plus de l’aspect important de l’administration de tirer. À l’aide de semi-portatifs suivi de mouvement, cette méthode offre un moyen de mesure qui n’est plus accessible par rapport aux techniques de laboratoire classiques28. En utilisant cette méthode, les chercheurs peuvent explorer caractéristiques des réponses posturales à une perturbation du haut vers le bas parmi les populations de différents âges et conditions.

Alors que le protocole a été utilisé avec succès, on notera plusieurs limitations. Suivi de mouvement détecte le mouvement net plutôt que le début du recrutement musculaire, généralement mesurée par EMG29,30,31. Si vous le souhaitez, EMG (p. ex., mesurée du muscles, y compris le jambier antérieur, muscle soléaire, ischio-jambiers, quadriceps, rectus abdominis et paraspinals lombaire) pourrait être intégrée dans le protocole avec une relative facilité. Les détecteurs de mouvement, que nous avons utilisé sont reliés par des fils à l’unité de base. Ces fils sont d’une longueur suffisante dans le laboratoire d’enregistrer pull test cinématique, mais un système sans fil serait plus pratique surtout en milieu clinique. Supplémentaire de validité et de fiabilité test dans les cohortes de différentes maladies et de la gravité est nécessaire avant que cette méthode peut trouver crédibilité en tant qu’outil d’évaluation standardisés pour évaluer les réponses posturales a marqué jusqu'à un grade 1 selon l’UPDRS (posturale instabilité avec le rétablissement de l’équilibre sans aide)5.

L’essai de traction instrumentée comme outil d’évaluation pour l’instabilité posturale

Suivi de mouvement électromagnétique est relativement peu coûteuse et semi portable par rapport aux autres solutions dont rapport déplacement données21,32,33. Enregistrement des déplacements en unités millimètre est cruciale à la simplicité de la technique car il nie l’obligation pour le traitement des signaux complexes, ainsi que les données peuvent être intuitivement comprises. Autres couramment utilisés des techniques telles que l’accélérométrie ne peut être facilement converti en déplacement sans l’utilisation de techniques adéquates de capteur-fusion pour supprimer plusieurs confond (artefact gravitationnel, dérive au fil du temps, erreur de calibrage)28, 34,35.

Étapes essentielles ont été discernées dans le présent protocole pour assurer la perception exacte des données. Ce qui est important, nous avons défini des temps de réaction posturale dans l’essai de traction instrumenté par l’apparition du déplacement du tronc, plutôt que par l’apparition de la traction initiée par l’examinateur. C’était crucial d’exclure tout mouvement de la sellette et la corde au moment de la traction qui contribue à la latence de la réponse. Dans un travail antérieur, l’accélération des réactions posturales a eu lieu plus tôt et avec grandes amplitudes dans la partie supérieure du corps par rapport au sacrum en réponse à une perturbation de tronculaire17. L’attraction de force non normalisé a été obtenue manuellement, de même pour l’essai d’arrachement en clinique. Marcher est défini comme le pied dépasser le pied en position dans la direction vers l’arrière, à l’exclusion de mouvement dans toutes les autres directions. Nous avons trouvé pic force affectée de façon significative des réponses étape et le tronc. Enregistrement de force est donc impératif de la méthodologie et les résultats tiennent compte de la force de traction grâce à l’aide de modèles à effets mixtes. Selon les spécifications de cellule de charge une alimentation du préamplificateur et séparé peut être nécessaire. Utiliser la courbe d’étalonnage fournie par le fabricant pour convertir la tension enregistrée à force de traction (Newtons). Le déclencheur peut également être utilisé pour la livraison des stimuli auditifs ou visuels du temps pour plus de la caractérisation des mécanismes de l’équilibre.

Lorsque 35 essais sont effectués, la procédure d’essai de traction instrumenté prend environ 20 minutes à remplir. Utilisateurs du présent protocole devront déterminer si les délais nécessaires pour l’expérience sont appropriés par rapport à leurs méthodes habituelles d’évaluation instabilité posturale. Au cours de la tâche, les participants sont chargés de se concentrer sur l’image, comme attention est connue pour atténuer une exposition répétée à une menace pour l’équilibre entre contrôle36. Attention à une tâche posturale est associée à une surveillance accrue conscient de sa posture et la diminution correspondante dans l’amplitude des déplacements posturale37. Au cours des essais, la sécurité des participants et des risques de chutes pour l’évaluateur et le patient sont préoccupantes impératif. Précautions de sécurité supplémentaires comprennent l’utilisation d’un assistant pour les patients ayant connue instabilité posturale et la proximité d’un mur protéger l’évaluateur de tomber ainsi que les participants9.

StartReact et préparation moteur

L’essai de traction instrumenté a démontré la capacité de détecter les faibles variations de latence de la réponse des réponses posturales. Dans les résultats représentatifs, nous avons livré des stimuli auditifs simultanés avec la perturbation visant à évaluer pour l’accélération des temps de réaction qui se produit avec loud (116 dB) comparée à moindre intensité (90 dB) des stimuli, connu comme l' effet de StartReact25 , 38. nous avons pu détecter une différence moyenne de latence de réponse du tronc d’environ 10 ms avec le protocole d’essai de traction instrumenté dans une cohorte de 33 participants23. Accélération de ces seuils de mouvement à l’effet de StartReact surviendront de magnitude inférieure à 20 ms à l’aide de EMG15. Différences dans l’exécution pas à pas de latence ont aussi été détectés dans les premières réponses du procès, avec des réponses plus grandes étape. Ceci est conforme à la déstabilisation plue trouvée dans « effets de premier essai » utilisant mobiles plateformes39,40.

Cette méthode décrite dans ce manuscrit a démontré la capacité de l’essai de traction instrumenté à fournir une quantification précise des réponses posturales en réaction à l’essai de traction clinique généralement indépendants. À l’heure actuelle, l’essai de traction instrumenté est prévu comme une méthode alternative pour évaluer les réponses posturales dans le contexte de la recherche. Il faut poursuivre les travaux dans la fiabilité et la validité avant son utilisation en clinique. Le nombre d’essais de traction instrumenté test peut être ajusté à la personne à charge de discrétion de l’utilisateur sur des calculs de puissance statistique. Pour augmenter le confort du participant au cours des essais, en particulier avec les femmes, a mis à jour le harnais qui retient par-derrière pourrait être envisagée dans une future version de l’essai de traction instrumenté. Autres recherches sont nécessaires pour examiner en détail ces réactions chez des populations de patients présentant des anomalies de solde (jusqu'à l’instabilité posturale de catégorie 1 selon l’UPDRS) pour examiner les effets de la thérapie et d’élucider les mécanismes qui contribuent à la posture instabilité.

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Disclosures

Aucun conflit d’intérêts, financiers ou autres, ne sont déclarés par les auteurs.

Acknowledgments

Nous remercions Angus Begg (l’Institut bionique) pour son aide dans le protocole vidéo. Nous reconnaissons le Dr Sue Finch (Centre de consultation statistique et Melbourne plate-forme Consulting-statistiques, Université de Melbourne) qui a fourni un appui statistique. Ce travail a été soutenu par le financement par la National Health Medical Research Council (1066565), la Fondation des Lions victorienne et programme du gouvernement de l’époque victorienne le de soutien opérationnel Infrastructure.

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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Ce mois-ci dans le numéro 146 réflexe Postural JoVE instabilité posturale le contrôle Postural essai de tirer équilibre 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

Un essai d’arrachement instrumenté pour caractériser les réponses posturales
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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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