Waiting
Login processing...

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

Behavior

Postural yanıt-e doğru tanımlamak için bir Araçlı çekme testi

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 istikrarsızlık, olarak adlandırdığı postürel refleks bozukluğu ölçmek zordur. Çekme Testi gibi klinik Değerlendirmeler güvenilirlik ve ölçekleme ile sorunları muzdarip. Burada, objektif olarak postural yanıt-e doğru tanımlamak için çekme testi Araçlı bir sürümü mevcut.

Abstract

Postural istikrarsızlık, olarak adlandırdığı postürel refleks bozukluğu Parkinson hastalığı bir ortak ve devre dışı bırakma açığı var. Klinisyenler postürel refleks değerlendirmek için genellikle sınıf düzeltici yanıt-e doğru omuzlar geriye dönük bir pertürbasyon çekme testine istihdam. Ancak, çekme test güvenilirlik ve ölçekleme (skor/4) ile ilgili sorunlar için yatkın. Burada, daha doğrusu postural yanıtları ölçmek için çekme test Araçlı bir sürümü mevcut. Çekme kuvveti de kaydedilir dışında klinik test benzer-e doğru çeker el ile yönetilir. Gövde ve ayak talebiyle takip sistemi yarı taşınabilir bir hareket tarafından yakalanır. Ham verileri sonraki yorum ve analiz sezgisel yapma (milimetre birimlerini), kat edilen mesafeyi temsil eder. Araçlı çekme testi için istatistiksel tekniklerle oluşturuyor etkileyen çekme test yönetimi, çekme gücü, böylece belirlenmesi ve potansiyel miktarının gibi zihnimi karıştıran variabilities de algılar. Araçlı çekme testi uygulama çalışmaları erken anormallikleri postural yanıt-e doğru esir alma, zaman içinde postural istikrarsızlık izlemek ve terapi yanıtlarını bulmak isteyen olabilir.

Introduction

Denge ve yanıt tedirginlikler1olarak dik duruş korumak için postürel refleks hareket. Bozukluğu bozuklukları Parkinson hastalığı gibi postural bu tepkilerin postural instabilite sonuçlar ve yaygın olarak götürmek-e doğru düşüyor, yürüyen güven azaltılmış ve yaşam kalitesi2,3,4azaldı. Klinik uygulamada, postürel refleks genellikle nerede bir sınav briskly omuz hasta geri çeker ve görsel olarak yanıt5,6,7, sınıflarda çekme test ile değerlendirilmesi 8. postural istikrarsızlık genellikle Birleşik Parkinson hastalığı değerlendirme ölçeği (UPDRS) (0 - 4 normale - ağır),5uluslararası hareket bozukluğu toplum tarafından yayımlanan olarak kullanarak attı. Bu yöntem yoğun Parkinson hastalığı olan bireylerin değerlendirmede kullanılan ama zavallı güvenilirlik ve çok sınırlı ölçeklendirme (skor/4)6,7,9uğrar. Çekme test puanları kez düşme gibi önemli klinik bitiş noktaları ile ilişkilendirmek değil ve tamsayı tabanlı derece duyarlılık iyi postural değişiklikler10,11algılamak için yoksun.

Objektif önlemler laboratuvar tabanlı teklif hassas yapısı hakkında bilgi denge yanıtının Kinetik miktarının tarafından (örneğin, basınç merkezi), kinematik (örneğin, goniometry/bacak deplasman ortak) ve nörofizyolojik (örneğin, kas İşe Alım) bitiş noktaları12. Bu yöntemler postural istikrarsızlık klinik olarak belirgin olmadan anormallikleri belirlemek ve tedavi13,14yanıt dahil olmak üzere, zaman içinde değişiklikleri izlemek.

Postural istikrarsızlık miktarının için Araçlar

Dinamik posturography geleneksel teknikleri yaygın olarak hareketli platformlar istihdam. Elde edilen postural yanıt-e doğru posturography, Elektromiyografi (EMG) ve accelerometry12,15,16' in birleşimiyle sayılabilir. Ancak, ıslak zemin üzerinde kayma gibi bir yanıt uyandırmak, platform tedirginlikler - aşağıdan yukarıya yanıt kalabalıkta çarptı ortaya çıkabilir gibi temelde farklı klinik çekme testi - yukarıdan aşağıya postural yanıt vardır. Kanıt ortaya çıkan farklı postural özellikleri bu hareketli platformlar17,18,19truncal tedirginlikler verim öneriyor. Buna göre diğerleri truncal tedirginlikler motorlar, makaralar ve sarkaçlar15,20,21,22de dahil olmak üzere karmaşık yöntemlerle laboratuarda denediniz. Ölçüm yöntemleri genellikle pahalı ve ulaşılmaz ve uzmanlaşmış laboratuvarlar20,21özel alanı gerektirir video tabanlı hareket yakalama oluşmaktadır. İdeal olarak, çekme test yanıt karakterize etmek için objektif bir yöntem basit çalıştırmak, yaygın olarak erişilebilir ve taşınabilir yönetecek kolay mükemmel psikometrik özellikleri olmalıdır. Bu teknik olarak postural yanıt-e doğru araştırma içinde ve büyük olasılıkla, değerlendirmek için bir alternatif değerlendirme aracı klinik ayarları yaygınlaşmasının kolaylaştırmak önemlidir.

Araçlı çekme testi

Bu iletişim kuralının amacı bir teknik çekme testine postural tepkilerin objektif değerlendirmesi için araştırmacılar sunmaktır. Bir yarı taşınabilir ve yaygın olarak kullanılan elektromanyetik hareket yakalama sistemi teknik destekler. Pertürbasyon özel mekanik sistemleri gerektirmeyen el ile çeker içerir. Bu yöntem postural tepki süreleri ve yanıt genlikleri küçük farklılıkları algılamak için yeterli duyarlılığa sahiptir; Bu nedenle, potansiyel anormallikler grade 1 postural istikrarsızlık UPDRS (postural istikrarsızlık ile desteksiz denge kalkınma)5göre kadar normal üzerinden puanlarına yakalamak için uygundur. Bu yöntem aynı zamanda tedavisinin postural istikrarsızlık araştırmak için yararlı. Burada açıklanan protokol bundan Tan vd.23' te türetilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Açıklanan tüm yöntemleri gözden geçirilmiş ve Melbourne sağlık itibariyle yerel insan araştırma Etik Komitesi tarafından onaylanmış. Aydınlatılmış onam çalışma öncesinde katılımcıdan elde edildi.

1. ekipman kurulumu

  1. Elektromanyetik hareket izleyici'yi ile 3 minyatür devinim duyumsal başı olarak üreticinin yönergeleri hazırlamak. Veri toplama önce her sensör en az 250 Hz de örneklenir, milimetre deplasman ölçülür ve rotasyonlar (, rulo, rota ve yuvarlanma) derece olun. Tüm iç filterings devre dışı bırakılır ve statik kaynak (genellikle elektromanyetik verici) başvurmak için sensörler konumunu ayarlamak emin olun.
  2. Yük hücresi (minimum gerilim aralığı 100 N, S-type önerilir), en küçük çapı 10 mm ile bir ip kullanılarak omuz düzeyinde hasta koşum yapıştırmayın.
    Not: Emniyet kemeri sistemi ve ip 120 kg ağırlıklı katılımcılar kullanım için uygun.
  3. Yük hücresi veri edinme birimine (A/D Converter) bağlayın.
  4. Hareket İzleyici'yi emin olmak için bir tetikleyici girdi veri edinme biriminden çıkış tetikleyici kayıt senkronize bağlayın. Veri toplama birimini hareket izleyici'yi maç ve tüm filtrelemesini devre dışı örnekleme hızı ayarlayın.
  5. Sessiz bir odada dikkat dağıtıcı değerlendirme sırasında en aza indirmek için deneme yapmak. Denge yeniden elde etmek için birkaç düzeltici adımlar atmaya katılımcılar için yeterli alan sağlar.
    Not: Parkinson hastalığı ve retropulsion hastalarda 5-6 çekme test sırasında geriye doğru adımlar olduğu bilinmektedir.
  6. Yer minderi bir önlem olarak yere düşer.
  7. Emniyet kemeri, sensörler ve her katılımcı test önce hastane sınıf dezenfektan mendil ile tel temiz.
    Not: Video kayıt (örneğin, taşınabilir bir kamera bir tripod üzerinde kullanarak) Araçlı çekme test veri işleme sırasında herhangi bir usulsüzlük bir deneme video verileri karşı başvurulabilen için yordam önerilir.

2. katılımcı seçimi ve hazırlık

  1. Çalışma için uygun katılımcı tanımlamak: Katılımcıların çeşitli yaş, hastalık koşulları ve nereye postural yanıt ilgi ve denge değerlendirme genellikle klinik çekme test istihdam önem oluşturan. Katılımcılar bağımsız olarak stand ve (yani, en Grade 1 postural istikrarsızlık göre UPDRS) kurtarmak için yardım gerektirmeyen bir düzeltici dengesi yanıt oluşturmak emin olun.
  2. Herhangi bir kişi kalp-damar, Vestibüler, vizyon ve (ayak Ortez veya sübeklerini gerektiren kişi dahil olmak üzere), kas-iskelet koşullar hariç bu-zarar dengesi performansı bu konu araştırma çalışmaları, bu temas olmadığı sürece önlemler ve bu denge veya dikkat (örneğin, antidepresanlar, nöroleptikler, benzodiazepinler, antiepileptikler, antiarrhythmics ve diüretikler) etkileyen bilinen ilaç kullanıyor.
  3. Katılımcı denemenin gün rahat gevşek giysiler giymek ve çekme test prosedürü önce ayakkabılarını çıkarmak var.
  4. Yük hücresi ile özelleştirilmiş gövde koşum koyarak katılımcı yardımcı olmak. Göğüs ve bel tokaları'ı tıklatın. Koşum üzerinde ayarlama askıları sıkı ama rahat olduğundan emin olun. Daha--dan 50 mm bolluk koşum ipe çekerek izin vermez. Bilinen Postür istikrarsızlık ile katılımcılar, asistan katılımcı ayakta iken koşum uygulandığında mevcut olduğundan emin olun.
  5. Hareket sensörleri (ikinci ve üçüncü torasik vertebra düzeyde), sternal çentik için tıbbi bant kullanarak eklemek ve sağ ve sol ayak bileği fibula, ayakları üzerinde.
    Not: sensörler bilinen Postür istikrarsızlık katılımcılarıyla oturuşta uygulayın. Tüm kabloların gezi tehlikeleri önlemek için dikkatli bir şekilde yönlendirilmesi gerekir.
  6. Çıplak ayak, dikey ve yatay çizgi işaretleri yerde boyunca (göre katılımcının tercih edilen temel destek) rahat bir duruş durmak için Katılımcı sormak. Katılımcının ayak konum unutmayın. Ayrıca Not her çekme sonra aynı konuma dönmek için kendi ayakları konumlandırmak için Katılımcı sormak. Katılımcının ayak yerleşim her davadan sonra izlemek ve herhangi bir sapma gözlenir, ilk ayak yerine döndürmek için Katılımcı sormak.
  7. Katılımcı sanat 1,5 m elle göz hizasında devam dikkat dağıtıcı çeker arasında en aza indirmek için onların yanında odaklanmak için talimat.

3. Araçlı çekme test prosedürü

  1. Araçlı çekme testi UPDRS5tarafından açıklanan klinik çekme testi yönergelere uygun olarak gerçekleştirmek.
  2. Test prosedürü açıklamak ve adım geriye çekme takip denge yeniden elde etmek için izin verildiğini biliyorum katılımcı izin. Ön gövde fleksiyon, duruş veya diz fleksiyon çekme önce sertleşme gibi beklentili yanıt vazgeçirmek. Deneme sırasında oluşursa bu yanıtları unutmayın.
  3. Her çek önce katılımcı duvarda asılı bir resim üzerinde odaklanmak için Katılımcı sorarak özenli olduğundan emin olun. Katılımcı dik, gözler açık, elleri onların yanında duruyor ve ayakları rahat bir duruş belirlenen işaretleri yerleştirilmiş olun.
  4. Katılımcı dur. Tempolu bir çekme halatı ile gövde ve adım yanıt üretmek ve katılımcı omuz seviyesine dik tutulan hücre yüklemek için yeterli güç uygulanır.
  5. Her çekme emin olduktan sonra katılımcının konumlandırma özgün metreye döndürür. Geri yerde belirlenen işaretleri için konumu sıfırlayın ve 35 kez tekrarlayın.
    Not: Denemeler sayısı deneysel tasarım ve klinik nüfus göre değiştirilebilir.
  6. Katılımcıların kısa kalan 2 dk her 10 denemeler sonra ya da yorgunluk etkilerini azaltmak ve dikkat görev odaklı sağlamak için gerekli izin. Katılımcılar oturmak ya da durmak isteyebilirsiniz. Katılımcılar arasında çeker bir mola isteyen sürece konuşmak veya işlem sırasında rahatsızlık ifade kaçınmak istiyorum.
  7. Bir ek güvenlik önlemi olarak değerlendirme uzmanı ve Yardımcısı ile sırtlarını duvara yakın katılımcı birkaç adım geri almak için yeterli oda izin verirken duruyorsun ki emin olun.
    Not: Vergi her zaman hasta yakalamak hazır olması gerekir. Katılımcılar bilinen Postür istikrarsızlık ile değerlendirirken asistan güvenliği için gereklidir.
  8. Sensörler bağlantısını kesin ve katılımcı Araçlı çekme testi yordamının tamamlanmasının ardından emniyet kemeri dışarı yardımcı olmak.

4. sinyal işleme

Not: MATLAB, R veya Python gibi uygun veri bilim platformu kullanın. Burada gösterilen komutları için MATLAB ve kod örneği Ek dosyaolarak kullanılabilir.

  1. Uygun veri bilim platformu içine adım 3.4 sırasında kaydedilmiş verilerini alma: csvread().
  2. Tetikleyici sinyallerini kullanarak hareket izci ve yük hücre verileri hizalama ve yeniden örneklemek için daha yüksek örnekleme oranı: gerekirse 1 kHz resample() işlev.
  3. Yüksek geçiren Filtre tüm hareket izleme ve yük hücre veri taban çizgisinin drift kaldırmak için 0,05 Hz kesme frekans: butter() ve filtfilt().
  4. Çift gövde hareket gövde hız ve ivme elde etmek için yer değiştirme veri izleme ayırt etmek: diff().
  5. Tetikleyici sinyal ya da yük hücre veri için uygulanan bir tepe-algılama algoritması kullanarak, her çekmeli dönemini elde etmek için dilim kayıtları test deneme: findpeaks() işlev.
  6. Algılamak ve beklenti truncal hareketi ile denemeler reddetmek. Ön gövde deplasman çekme yönetim hemen önce genellikle bir uç aynı derecede en az üç sunar standart sapmalar gövde sensör temel ortalaması yukarıda: std() ve mean().
  7. Gövde deplasman (3 standart sapmalar temel ortalama yukarıda) başlangıcı arasındaki fark olarak postural reaksiyon zamanı belirlemek aşağıdaki çekme ve (Bagaj yavaşlama başlangıcını gösteren) gövde hız eğrinin dönüm noktası: ayırt etmek, diff() ve kullanım sıfır geçiş dedektörü, zcd().
  8. Bagajı tepe yavaşlama postural yanıt büyüklüğünü belirlemek: MIN() veya max().
  9. Adım bacak ilk hareketi truncal öteleme (4,7 göre) başlangıcı arasındaki fark olarak adım tepki süresini Hesapla: 3 standart sapmalar temel ortalama yukarıda.
  10. Adım yanıt büyüklüğü ve ayak milimetre (mm), toplam yerinden hesaplayarak belirlemek ilk ayak kalkış adım bacak geriye dönük retropulsion tutukluyor başvurun. Dışlama adımlar 50 mm'den az değişim destek tabanındaki ihmal edilebilir24olarak kabul edilir gibi: MIN() veya max().
  11. En yüksek çekme kuvveti ve yük hücresi kuvvet gelişme oranını hesaplamak: max() için çekme; Max() ve diff() gücü oranı.
    Not: güç oranı nasıl hızla kuvvet oluşturulan gösteren zaman eğri karşı kuvvet eğimi ise en yüksek çekme kuvvetleri anlık maksimum güç teslim, gösterir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Araçlı çekme testi (şekil 1) gövde ve adım yanıt-e doğru genç, sağlıklı kohort23yılında araştırmak için kullanıldı. Otuz beş denemeler seri olarak, her çekme (Şekil 2) ile aynı anda teslim bir işitsel uyarıcı ile sunuldu. İşitsel uyarıcı 90 dB (normal) veya 116 dB (yüksek sesle) oldu. Yüksek sesle uyaran StartReact etkileri, nerede önceden hazırlanmış yanıt-e doğru erken bir şaşırtıcı işitsel uyarıcı25tarafından yayımlanan tetiklemek yeterli kanıtlanmıştır. StartReact etkileri bir sonda motor hazırlık26altında yatan mekanizmaları keşfetmek için kullanılabilir. İlk deneme unhabituated yanıt ve beş ilk denemeler27alıştırmak için gösterilen pratik etkileri için izin vermek için atılan dört sonraki denemeler analiz etmek için tutuldu. Sonraki habituated denemeler 20 normal yoğunluklu oluşur ve 10 yüksek sesle denemeler rastgele karışıyor. Arası deneme aralıkları (10-15 s) değişken vardı. Analiz gövde ve adım postural yanıt (örneğin, çekme kuvvetleri denemeler veya katılımcı boy ve kilo arasındaki değişkenliği) etkileyebilir birden çok katkıda bulunan faktörler nedeniyle doğrusal karışık modeller kullanılarak yapılmıştır. Doğrusal karışık modeller analizi aşağıdaki Denklem kullanılarak yapılmıştır:

Equation 1

YIJ katılımcının reaksiyon süresi veya yanıt büyüklüğü için deneme ben, nerede β0-5 sabit etkisi katsayıları, θ0j katılımcı j (rasgele kesişim noktası) için rasgele etkisi , εIJ ve hata terimdir.

Araçlı çekme test ayırt edici ilk deneme yanıt-e doğru ve geriye dönük pertürbasyon StartReact etkileri. İlk duruşmada, adım tepki süresi yavaş (ilk-duruşma sonraki denemeler vs demek fark: 36.9 ms, p 0,009 =), ve adım boyutu daha büyük (ilk-duruşma sonraki denemeler vs demek fark: 60 mm, p = 0,002) (Tablo 1 ). Gövde reaksiyon zamanı ve yanıt büyüklüğü değişmemiştir. StartReact efektleri yalnızca sonraki habituated çeker için bagaja hazır bulundu. Yüksek sesle bir işitsel uyarıcı hızlandırılmış truncal reaksiyon zamanı (normal uyaranlara ortalama fark vs yüksek sesle: 10,2 ms, p = 0,002) ve artan truncal yanıt büyüklüğü (normal uyaranlara ortalama fark vs yüksek sesle: 588 mm.s-2, p < 0.001) () Şekil 3 ve Tablo 2). Çekme test yanıt-e doğru katkıda bulunmak değişkenleri keşfedilmeyi. Özellikle, sınav en yüksek çekme kuvvetleri yanıt (p < 0.001) ve gövde tepki süreleri (p < 0.001) stepping büyüklüğü etkilemeye bulundu (Tablo 3 ve 4). Katılımcı ağırlık etkisinde adım tepki süreleri (p = 0.008) (Tablo 3). Aksi takdirde, katılımcı boy ve kilo sonuçları etkiler değil.

Figure 1
Resim 1 . Araçlı çekme test kurmak Araçlı çekme testi bir ip kullanarak bir omuz düzeyi geriye dönük pertürbasyon uygulamak ve (a)koşum bir vergi verir. Pertürbasyon güç kuvvet ölçer (b)kullanarak kaydedilir; truncal yanıt bir sensörü ile sternal çentik (c)yerleştirilir; ve sol ve sağ ayak bileği fibula (d)üzerinde sensörler vasıtasıyla stepping. Hareket sistemi izleme bir elektromanyetik verici (f)ile ilgili olarak en çok dört sensörler üç boyutlu konumlarını hesaplayan bir işleme birimi (e) kapsar. İşitsel uyaranlara kulaklık teslim edilir. Bu rakam23. modifiye Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Resim 2 . Veri toplanan bir temsilcisi Araçlı çekme test deneme Dikey kırık çizgiler işaretleri zaman (t) ekseni üzerinde gösterir. Çekme başlangıcı işaretçisi 0 gövde deplasman marker 1, sonraki başlangıcı ile oluşur. Pozitif truncal deplasman geriye doğru hareket gösterir. İşitsel uyarıcı ses tetikleyici 21 ± 6 ms en yüksek çekme kuvvetleri içinde düşen kenarında başlar. Bagaj yavaşlama işareti 2, başlangıcı pik gövde hızı ters olarak oluşur. Postural yanıt (yani, truncal reaksiyon zamanı) 2-1 işaretleri arasındaki fark olarak tanımlanır. . Bu rakam23değiştirildi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3 . StartReact etkileri truncal postural yanıtlarında. Ham veri tek denemeler 90 dB (normal), de normal uyarıcı ile ilişkili temsilcisi belirttiği gri çizgiler ve 116 dB (yüksek sesle), de yüksek sesle işitsel uyarıcı mavi çizgilerle gösterilir. Dikey kırık çizgiler işaretleri zaman ekseni üzerinde gösterir. StartReact gri kırık dikey çizgi(a)ile gösterilen normal işitsel uyarıcı ile karşılaştırıldığında mavi kırık dikey çizgi ile gösterilen yüksek sesle işitsel uyarana gövde hızı daha hızlı tepki süreleri gösterilmiştir. Yanıt büyüklüğü postural görev için gövde ivme türetilmiştir. Yatay kırık çizgiler gövde ivme eksen üzerindeki işaretleri gösterir. En büyük yanıt büyüklüğü yüksek sesle deneme olarak, normal mahkemeye göre ivme eğrinin en düşük noktası temsil eden yatay çizgiyi gri kırık yatay çizgi (B) tarafından temsil edilen kırık mavi tarafından belirtildiği şekilde gösterilir. Bu rakam23değiştirildi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Adım tepki süresi Adım yanıt büyüklüğü
Deneme türü karşılaştırma Δ demek
(ms)		 % 95 CI p-değeri Δ (mm.s-2) demek % 95 CI p-değeri
İlk Normal 36,9 4.7, 69.2 0,009 60 17, 103 0,002
İlk yüksek sesle vs 46,1 13,1, 79.2 0,002 53 9, 97 0,005
Normal yüksek sesle vs 9.2 -3.1, 21,5 0.072 -7 -23, 9 0.315

Tablo 1. Farklılıklar (Δ) ilk çekme test deneme ve 90 dB (normal) veya 116 dB ile sonraki deneme sürümleri arasında (yüksek sesle) işitsel uyaranlara adım tepki süresi ve yanıt büyüklüğü için demek. Bu tablo23değiştirildi.

Gövde reaksiyon Zamanı Gövde yanıt büyüklüğü
Deneme türü karşılaştırma Δ demek
(ms)		 % 95 CI p-değeri Δ (mm.s-2) demek % 95 CI p-değeri
İlk Normal -6 -31.1, 19,0 0.692 162 -412, 737 0.497
İlk yüksek sesle vs 4.2 -21.2, 29.6 0.692 -425 -1008, 158 0,12
Normal yüksek sesle vs 10,2 3.0, 17,5 0,002 -588 -750,-425 < 0,001

Tablo 2. Farklılıklar demek (Δ) ilk çekme test deneme ve 90 dB (normal) veya gövde reaksiyon zamanı ve yanıt büyüklüğü için 116 dB (yüksek sesle) işitsel çekim gücü ile sonraki deneme sürümleri arasında. Bu tablo23değiştirildi.

Adım tepki süresi Adım yanıt büyüklüğü
Predictor Tahmin % 95 CI p-değeri Tahmin % 95 CI p-değeri
En yüksek güç -0.12 -0.44, 0,19 0.436 1,02 0,55, 1.49 < 0,001
Güç oranı -0.01 -0.04, 0,02 0.575 0,01 -0.03, 0,06 0.528
Yükseklik -64.65 -283.98, 154.69 0.542 240.26 -797.51, 1278.03 0.629
Ağırlık 2.37 0,72, 4,03 0.008 -2.51 -10.56, 5,55 0.518

Tablo 3. Katsayı tahminleri, % 95 güven aralıkları (CI) ve doğrusal karışık modeller için adım yanıt kaynaklanan Öngördürücüleri test Araçlı çekme istatistiksel önemi. Bu tablo23değiştirildi.

Gövde reaksiyon Zamanı Gövde yanıt büyüklüğü
Predictor Tahmin % 95 CI p-değeri Tahmin % 95 CI p-değeri
En yüksek güç 0,36 0,22, 0.51 < 0,001 0,98 -2.95, 4.91 0.623
Güç oranı -0.01 -0.03, 0,00 0.062 -0.12 -0.47, 0,22 0.486
Yükseklik 45.97 -31.16, 123.11 0.233 -708.94 -3362.70, 1944.82 0.587
Ağırlık -0.17 -0.75, 0,42 0.566 2.08 -18.04, 22.19 0.834

Tablo 4. Katsayı tahminleri, % 95 güven aralıkları (CI) ve doğrusal karışık modeller truncal yanıt için kaynaklanan Öngördürücüleri test Araçlı çekme istatistiksel önemi. Bu tablo23değiştirildi.

Ek dosya kodlama. Bu dosyayı indirmek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Burada, biz klinik çekme test araçları için protokol bir yöntemi yaygın olarak klinik uygulamada kullanılan ve verimli yanı sıra önemli bir unsuru çekme yönetim, postural tepkilerin objektif bir ölçü alarak gösterdi. Yarı taşınabilir hareket izleme kullanarak, bu yöntem geleneksel laboratuvar teknikleri28için karşılaştırıldığında daha erişilebilir ölçüm aracı sunar. Bu yöntemi kullanarak, araştırmacılar arasında yaş ve koşulları değişen nüfus tepeden pertürbasyon postural yanıt özelliklerini keşfedebilirsiniz.

Protokol başarıyla kullanılan iken, bazı sınırlamaları belirtmek gerekir. Hareket izleme sık EMG29,30,31tarafından ölçülen kas işe başlangıcı yerine net hareketi algılar. Arzu edilirse EMG (örneğin, kas tibialis anterior dahil olmak üzere, soleus, hamstrings, kuadriseps, rektus karın ve bel paraspinals ölçülen) protokolü göreli kolaylıkla entegre olabilir. Biz istihdam hareket sensörleri temel birime teller bağlanır. Kablosuz bir sistemi özellikle klinik ortamda daha pratik olacaktır henüz laboratuvarda çekme testi kinematik, kaydetmek için yeterli uzunlukta bu teller vardır. Daha fazla geçerlilik ve güvenilirlik içinde farklı hastalık durumlarında ve önem tabur test bu yöntem bir sınıf 1 (postural UPDRS göre kadar attı postural yanıt-e doğru değerlendirmek için bir standart değerlendirme aracı olarak bulabilmeniz için önce gereklidir istikrarsızlık ile desteksiz denge kalkınma)5.

Postural istikrarsızlık için bir değerlendirme aracı olarak Araçlı çekme testi

Elektromanyetik hareket takibi nispeten ucuzdur ve yarı taşınabilir diğer çözümleri karşılaştırıldığında hangi rapor yer değiştirme veri21,32,33. Kayıt deplasman milimetre birimlerindeki verileri sezgisel anlaşılan bu yüzden karmaşık sinyal işleme, gereksinimin olumsuzlar gibi teknik basitlik için çok önemlidir. Diğer sık kullanılan teknikler (yerçekimi artifakı, drift zamanla, ayarlama hatası) birkaç kaldırmak için yeterli sensör-füzyon tekniklerin kullanılması şaşırtıyor olmadan accelerometry kolayca öteleme için dönüştürülemiyor gibi28, 34,35.

Kritik adımları doğru veriler topluluğu emin olmak için bu iletişim kurallarını ayırt. Önemlisi, biz postural reaksiyon zamanı Araçlı çekme testinde sınav tarafından başlatılan çekme başlangıcı yerine truncal deplasman başlangıcı tarafından tanımlanır. Bu zamanının yanıt gecikme katkıda bulunan, koşum takımı ve ip herhangi bir hareketi dışlamak çok önemli. Önceki çalışmalarda, postural yanıt-e doğru tepe ivme daha önce ve yanıt olarak bir truncal pertürbasyon17sakrum göre üst vücut içinde daha büyük genlikleri ile oluştu. Olmayan standart güç çekme el ile benzer klinik çekme testine elde edildi. Adım ayak duruş ayak geriye doğru yönde herhangi bir diğer yönde hareketi hariç geçmiş hareket olarak tanımlanır. En yüksek gücü önemli ölçüde etkilenen adım ve gövde yanıt bulduk. Kayıt kuvvet bu nedenle metodoloji için şarttır ve sonuçları çekme kuvvetleri için karma etkisi modelleri kullanarak hesap. Yük hücresi özellikleri bağlı olarak bir ön amfi ve ayrı güç kaynağı-ebilmek var olmak gerekli. Üretici tarafından sağlanan kalibrasyon eğrisi kaydedilen gerilim çekme kuvveti (Newton) dönüştürmek için kullanın. Tetiği de işitsel ya da görsel uyaranlara teslimi daha fazla denge mekanizmaları karakterizasyonu için zaman için kullanılabilir.

35 denemeler gerçekleştirildiğinde, Araçlı çekme testi yordamı tamamlamak için yaklaşık 20 dakika sürüyor. Kullanıcıların bu İletişim postural istikrarsızlık değerlendirirken, her zamanki gibi kendi yöntemlerine göre deney için gerekli zaman dilimleri uygun olup olmadığını belirlemek gerekir. Dikkat ile denetim36dengelemek için bir tehdit tekrarlanan maruz kalma azaltmak için bilinen görev sırasında katılımcılar resim üzerinde odaklanmak için talimat. Postural görev dikkat duruş ve postural talebiyle37genliği karşılık gelen azalma artan bilinçli izleme ile ilişkilidir. Test sırasında katılımcılar ve potansiyel falls risk değerlendirme uzmanı ve hasta güvenliği şart endişe vardır. Ek güvenlik önlemleri ile birlikte katılımcı9düşmesini vergi korumak bilinen Postür istikrarsızlık ve bir duvara yakınlığı olan hastalar için bir asistan kullanımını içerir.

StartReact ve Motor hazırlık

Araçlı çekme testi postural yanıt-e doğru yanıt gecikme süresi içinde küçük değişiklikleri algılamak için yetenek göstermiştir. Temsilcisi sonuçlarında işitsel uyaranlara pertürbasyon ile eşzamanlı reaksiyon süresi yüksek sesle (116 dB) ile oluşan ivme uyaranlara, daha az yoğunluğu (90 dB) ile karşılaştırıldığında için değerlendirmek için teslim StartReact etkisi25 bilinen , 38. truncal yanıt gecikme süresi yaklaşık 10 ms ortalama bir fark Araçlı çekme test protokolü ile 33 katılımcılar23oluşan bir kohort tespit edebildik. Böyle hareket testis StartReact etkisi için ivme genellikle daha az 20 ms EMG15kullanarak bir büyüklüğü ile oluşur. Gecikme süresi adım farklılıklar da daha büyük adım yanıt ile ilk deneme yanıtlarında tespit edildi. Bu 'hareketli platformlar39,40kullanarak ilk deneme etkileri' bulundu daha fazla istikrarsızlık ile tutarlıdır.

Bu el yazması açıklanan bu yöntem Araçlı çekme testi kesin miktar postural yanıt genellikle istihdam klinik çekme testine yanıt-e doğru sağlamak yeteneği göstermiştir. Şu anda, Araçlı çekme test alternatif bir yöntem postural araştırma ayarı yanıt-e doğru değerlendirmek amaçlanmaktadır. Güvenilirlik ve geçerlilik daha fazla çalışma klinikte kullanımı önce gereklidir. Araçlı çekme test deneme sayısı kullanıcının takdirine bağlı olarak bağımlı ilgili istatistiksel güç hesaplamaları, ayarlanabilir. Test sırasında özellikle kadınlarla, katılımcının konforu artırmak için arkadan takılır değiştirilmiş bir koşum Araçlı çekme testi'nın gelecekteki bir sürümüne düşünülebilir. Daha fazla araştırma tam olarak tedavi etkilerini araştırmak ve postural için katkıda mekanizmaları aydınlatmak için hasta nüfus dengesi anormallikler (en çok grade 1 postural istikrarsızlık UPDRS göre) ile bu yanıtları keşfetmek için gereklidir dengesizlik.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Hiçbir çıkar çatışmaları, mali veya başka yazarlar tarafından bildirilir.

Acknowledgments

Angus Begg (biyonik Enstitüsü) video protokolündeki onun yardım için teşekkür. Doktor Sue istatistiksel destek sağlayan Finch (istatistiksel Danışmanlık Merkezi ve Melbourne istatistiksel danışmanlık platformu, Melbourne Üniversitesi) anıyoruz. Bu eser Ulusal Sağlık ve tıbbi araştırma Konseyi (1066565), Victoria aslanlar Vakfı ve Victoria Hükümeti'nın operasyonel altyapı destek programı fon tarafından desteklenmiştir.

Materials

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Tags

Aman Tanrım sayı: 146 postürel refleks Postural istikrarsızlık Postural kontrol Test çekin denge StartReact bu ay

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

Postural yanıt-e doğru tanımlamak için bir Araçlı çekme testi
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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

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

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

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

Waiting X
Simple Hit Counter