Summary
Her præsenterer vi en standardiseret metode til måling af albue passiv kinesthesia ved hjælp af tærsklen til påvisning af passiv bevægelse (TDPM), der er passende for en forskning indstilling.
Abstract
Proprioception er en vigtig del af kontrolleret bevægelse. Tærsklen til påvisning af passiv bevægelse (TDPM) er en almindeligt anvendt metode til kvantificering af kinestesias proprioceptive submodalitet i forskningsmiljøer. TDPM-paradigmet har vist sig at være gyldigt og pålideligt; det udstyr og de metoder, der anvendes til TDPM, varierer dog fra til studie. Især er forskningslaboratoriets apparater til fremstilling af passiv bevægelse af en ekstremitet ofte specialdesignet af de enkelte laboratorier eller utilgængelige på grund af høje omkostninger. Der er behov for en standardiseret, gyldig og pålidelig metode til måling af TDPM ved hjælp af let tilgængeligt udstyr. Formålet med denne protokol er at give en standardiseret metode til måling af TDPM ved albuen, der er økonomisk, let at administrere, og som giver kvantitative resultater til målingsformål i forskningsbaserede indstillinger. Denne metode blev testet på 20 raske voksne uden neurologisk svækkelse, og otte voksne med kronisk slagtilfælde. De opnåede resultater tyder på denne metode er en pålidelig måde at kvantificere albue TDPM hos raske voksne, og giver indledende støtte til gyldighed. Forskere, der søger en balance mellem udstyr overkommelige priser og måling præcision er mest tilbøjelige til at finde denne protokol til gavn.
Introduction
Proprioceptive oplysninger er en vigtig bidragyder til kontrollen af den menneskelige bevægelse. Proprioceptive underskud ledsage en bred vifte af neurologiske tilstande såsomslagtilfælde 1,,2,3,,4,,5,,6,Parkinsons sygdom7, og sensoriske neuropatier8., Ortopædiske skader såsom ledbånd og muskel tårer har også vist sig at reducere proprioceptive funktion9. Konstruktionen af proprioception testes ofte i kliniske resultatforanstaltninger ved påvisning af leverandørpåsøgte små ændringer i finger- eller tåposition10,11,12,13,14. Sådanne foranstaltninger giver relativt grove målinger: "fraværende", "nedsat", "normal"12. Selv om det er tilstrækkeligt til påvisning af bruttoproprioceptive funktionsnedsættelser, er laboratorietekniske testmetoder nødvendige for præcist at måle subtile proprioceptivefunktionsnedsættelser 14,15,16.
Forskere og klinikere deler ofte proprioception i submodaliteter til måling. De mest almindeligt undersøgte submodaliteter af proprioception er fælles holdning forstand (JPS) og kinesthesia, typisk defineret som følelsen af bevægelse3,16,17. Fælles positionsfornepning testes ofte via aktive matchningsopgaver, hvor enkeltpersoner replikerer enreferenceledkelvinkel 18,19. Kinesthesia måles almindeligvis ved hjælp af tærsklen til påvisning af passiv bevægelse (TDPM), hvorved en deltagers lemmer passivt bevæges langsomt, hvor deltageren angiver det punkt, hvor bevægelsen først opdages16,17,19. Måling af TDPM kræver typisk brug af specialiseret udstyr til at give den langsomme passive bevægelse og betegne detektionspunktet17.
Der er fundet gyldige og pålidelige resultater ved forskellige led ved hjælp af TDPM-metoderne9,16,19,20,21,22. Der er imidlertid betydelige forskelle i TDPM-udstyr og -metoder, hvilket skaber en udfordring for sammenligningen af resultaterne på tværs afstudie 16,17. Laboratorier ofte udvikle deres egne lemmer bevægelse og måleenheder, eller bruge dyre kommercielle enheder og software16. Passive bevægelseshastigheder varierer også; bevægelseshastighed vides at påvirke detektionstærsklerne7,,16,23. Der er behov for en standardiseret, let reproducerbar metode, der kan kvantificere TDPM på tværs af en række nedskrivningsniveauer. Da anatomi og fysiologi af hver fælles adskiller sig, protokoller bør være fælles specifikke19. Den protokol, der er skitseret her, er specifik for albueleddet. Metoderne i denne protokol kan dog være nyttige til at etablere protokoller for andre samlinger.
For at øge generalizability på tværs af sensoriske forskningslaboratorier, det foretrukne apparat til at give den passive bevægelse for albue TDPM test ville være kommercielt tilgængelige til en overkommelig pris. Til dette formål blev en albue kontinuerlig passiv bevægelse (CPM) maskine (tilgængeligt hastighedsområde 0,23°/s – 2,83°/s) valgt til at producere den motoriserede, ensartede bevægelse. CPM maskiner er almindeligt forekommende i rehabilitering hospitaler og medicinsk forsyning butikker og kan lejes eller lånes til at reducere forskningsomkostningerne. Yderligere krav til udstyr omfatter elementer, der almindeligvis findes i sensoriske laboratorier (dvs. elektrogoniometer- og emg-sensorer (elektromyografi) og isenkræmmere (f.eks. PVC-rør, snor og tape).
To forskellige grupper blev testet for at udforske måleegenskaberne i denne TDPM-protokol: raske voksne og voksne med kronisk slagtilfælde. For voksne med kronisk slagtilfælde blev den ipsilesional (dvs. mindre berørte) arm testet. Kinæstetisk forstand i ipsilesionsalbuen hos voksne med kronisk slagtilfælde kan forekomme normal med kliniske test, men nedsat ved vurdering ved hjælp af kvantitativelaboratoriemetoder 5,15. Dette eksempel illustrerer vigtigheden af at udvikle og bruge følsomme og præcise målinger af somatosensorisk svækkelse og gør dette til en nyttig population til testformål. Til validering af denne protokol brugte vi metoden "kendte grupper"24. Vi sammenlignede TDPM med et andet kvantitativt mål for kinesthesia, Brief Kinesthesia Test (BKT). BKT har vist sig at være følsom over for ipsilesional øvre lemmer værdiforringelse post slagtilfælde25. Den tabletbaserede version (tBKT) blev anvendt i denne undersøgelse, fordi det er den samme test som BKT, administreret på en tablet med flere forsøg. TBKT har vist sig at være stabil i en uges test-retest måling og følsomme over for proprioceptive knockdown26. Det var en hypotese, at albuen TDPM og tBKT resultater ville være korreleret som sensorisk kontrol af albuen bidrager til BKT ydeevne26.
Formålet med dette papir er at skitsere en standardiseret metode til måling af albue TDPM, der er reproducerbar ved hjælp af fælles udstyr. Data præsenteres vedrørende pålidelighed og indledende validitetstest af metoden, samt muligheden for brug for personer uden kendt patologi, og dem, der var hypotese at have mild somatosensorisk svækkelse.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
The Institutional Review Board på The College of St. Scholastica har godkendt den undersøgelse, hvorefter denne protokol blev udviklet og testet.
1. Fremstilling af den visuelle skærm
- Skær 3/4 tommer (1,9 cm) diameter PVC rør i forskellige længder: to 30 tommer (76,2 cm) stykker (skærm base); to 8 tommer (20,3 cm) stykker (skærm base); en 44 tommer (111,8 cm) stykke (lodret skærm støtte); og en 81,3 cm (skærmstofholder).
- Placer en ende hætte i den ene ende af hver 30 tommer (76,2 cm) stykke, og en 90 ° PVC albue på den anden ende. Sæt 20,3 cm stykker i de resterende åbne ender af begge albuer. Tilslut åbne ender af de to 8 tommer (20,3 cm) stykker med PVC tee at skabe en skærm base.
- Sæt PVC-stykket på 111,8 cm i den lodrette del af PVC-tee'en for at skabe en lodret understøttelse af skærmen. Placer 45° PVC-albuen på den åbne ende af 111,8 cm stykket. Sæt 81,3 cm stykket i den åbne ende af 45° PVC-albuen for at skabe en skærmstofholder. Placer en endehætte på den åbne ende af 81,3 cm stykke.
- Placer viskestykker oven på hinanden for at sikre stof opacitet. Sikker på 32 tommer (81,3 cm) stykke med atletisk tape. Den fuldt samlede skærm kan ses i figur 1.
2. Klargøring af prøvningsudstyret
- Kalibrer elektrogoniometer- og elektromyografisensorer (EMG) i henhold til producentens anvisninger.
- Tænd for den kontinuerlige passive bevægelsesmaskine (CPM), og aktivér forlængelses-/flexiontilstand. Programmer CPM-maskinen til at bevæge sig gennem 90° til 130° albueforlængelse med en hastighed på 0,23°/s.
3. Forberedelse af deltageren til TDPM-test
- Sæt deltageren i en standard højde stol (18 tommer/45,7 cm), hvilket sikrer sidder med en lige ryg og fødder fladt på gulvet.
- Forbereder deltageren verbalt til EMG-sensoren og elektrogoniometerplaceringen ved hjælp af et standardiseret script: "Til at begynde vil jeg forberede din hud til at fastgøre sensorer. De vil hjælpe med at registrere bevægelse og sikre dine muskler er afslappet under testen. Jeg markerer landemærker på din arm og begynder at fastgøre sensorerne, så du bare kan slappe af i den position, jeg placerer dig i."
- Fastgør biceps brachii og triceps brachii EMG sensorer.
- Manuelt modstå albue fleksion for at finde biceps brachii muskel mave og markere det centrale punkt i muskel mave med en lille prik af vaskbar markør til at betegne placeringen for EMG sensor placering. Forbered huden ved at fjerne de døde hudceller efterfulgt af skrubbe med en alkohol podning, og derefter vedhæfte EMG sensor.
- Manuelt modstå albue forlængelse for at finde muskel mave af lateral hovedet af triceps brachii og markere det centrale punkt i hovedparten af musklen maven med en lille prik af vaskbar markør til at betegne placeringen for EMG sensor placering. Forbered huden ved at fjerne døde hudceller efterfulgt af skrubning med en spritserviet, og fastgør derefter EMG-sensoren.
- Test EMG-funktionen ved at fremkalde en isometrisk biceps brachii sammentrækning efterfulgt af en isometrisk triceps brachii sammentrækning og observere for EMG-aktivering.
- Fastgør elektrogoniometeret til deltageren.
- Bestemme midtpunktet af dorsale aspekt af håndleddet og mærke med en vaskbar markør.
- Palpere den mest fremtrædende aspekt af den laterale epicondyle og mærke med en vaskbar markør.
- Palper den større tuberkel af humerus og mærke med en vaskbar markør. Kontroller det større tuberkelsted ved passivt at flytte testarmen gennem den interne og eksterne rotation af humerus efter behov.
- Fastgør den ene ende af strengen til det laterale epicondyle-mærke ved hjælp af papirtape. Træk strengen stramt, forbinder det med dorsal håndled midtpunkt mærke.
- Spor en linje langs den proksimale underarm i overensstemmelse med strengen ved hjælp af en vaskbar markør.
- Flyt den frie ende af strengen til den større tuberkel mærke og træk strengen stramt.
- Spor en linje langs den distale humerus i overensstemmelse med strengen ved hjælp af en vaskbar markør, og fjern derefter strengen.
- Placer den distale padle af elektrogoniometeret langs stien til den sporede linje, 1,5 inches (3,8 cm) distalt fra den laterale epicondyle mærke.
- Placer den proksimale padle af elektrogoniometer langs stien til den sporede linje, 1,5 inches (3,8 cm) proksimalt fra den laterale epicondyle mærke. Fastgør de resterende komponenter i elektrogoniometeret til huden ved hjælp af papirtape.
- Placer deltagerens øverste ende komfortabelt i CPM-maskinen.
- Juster CPM-maskinens højde og retning for at opnå en position på 90° sagittal skulderfleksion, 90° albuefleksitivion og en neutral underarm. Juster deltagerens laterale epicondyle med CPM-maskinens rotationsakse.
- Juster CPM-maskinens håndstøtte, så den passer komfortabelt med håndfladen, og fastgør underarmen via en håndledsrem. Figur 1 viser den endelige deltageropsætning til TDPM-test.
4. Administration af TDPM-testen
- Informer deltageren i testproceduren med følgende standardiserede verbale oplysninger: "Under denne test vil maskinen bevæge sig meget langsomt for enten at rette eller bøje albuen. Vi vil sige "begynde" i starten af hver retssag, vil der være otte forsøg. Når jeg siger til at begynde, kan maskinen eller måske ikke bevæge din arm. Tryk på knappen, så snart du føler din arm bevæge sig, men kun når du føler bevægelse. Hvis du ikke føler bevægelse, vil vi stoppe retssagen efter en periode; forsøge at være opmærksom, indtil vi stopper retssagen. Dette er den knap, du skal bruge. Tryk på knappen lige nu for at teste den."
- Giv deltageren udløserkontakten til elektrogoniometerets hændelsesmarkering, og test kontakten.
- Informer deltageren om yderligere aspekter af proceduren: "I mellem hver prøveperiode, uanset om din arm er flyttet eller ej, vil vi tage din arm ud af maskinen og rette den ud, og derefter placere den tilbage i maskinen. Vær venlig at forblive afslappet. Har du spørgsmål til testen? Vi vil bruge dette gardin til at blokere dit syn under denne test og placere denne høreværn over ørerne for at minimere alle lyde, du måtte høre under testen."
- Okklusiv visuel indgang ved at blokere visningen af den arm, der testes, og CPM-maskinen ved hjælp af en visuel skærm. Drapere skærmmateriale på deltagerens skulder for at undgå sensorisk indgang under armbevægelse. Afsnæd auditive input ved at placere støjreducerende hovedtelefoner på deltageren (se figur 1).
- Højt tilstand "begin", og vent den tilsvarende tid pr. forsøg, før du påbegynder flytning af CPM-maskinen for at mindske deltagerens gætte, hvornår bevægelsen begynder19. Standardiserede forsinkelsestider er vist i tabel 1.
| Prøvenummer | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Forsinkelse (er) | 1 | Fange | 3 | 1 | 2 | Fange | 3 | 1 |
Tabel 1: Standardiserede tidsforsinkelser og fangstforsøgssteder. Varierede forsinkelser i prøvestart er inkluderet for at forhindre deltagerforsøg på at gætte, hvornår bevægelsen begynder. Fangstforsøg er inkluderet for at teste , om deltageren faktisk registrerer bevægelse19,31.
- Overhold for aktivering af biceps brachii og triceps brachii muskler ved at overvåge EMG sensor feedback aflæsninger for at sikre, at deltageren ikke forsøger at bruge aktiv bevægelse til at hjælpe med bevægelsesdetektering.
- Hvis muskel aktivering er noteret, stoppe forsøget og bruge følgende standardiserede script: "Dine muskler er aktiverende. Prøv at holde din arm afslappet under testen." Dette forsøg skal bemærkes for udelukkelse fra dataanalyse, hvor forskeren fortsætter med at nulstille deltageren og CPM for at starte det næste forsøg (protokoltrin 4.7).
- Mellem hver prøve skal du fjerne deltagerens testarm fra CPM-maskinen og returnere CPM-maskinen til en 90° startposition. Passivt flytte deltagerens albue gennem fuld forlængelse og derefter tilbage til 90 ° fleksion at standardisere muskel spindel bevægelsehistorie 27,28. Placer armen tilbage i CPM-maskinen til næste prøveperiode.
- Gennemfør otte forsøg, herunder to "fangst" forsøg, hvor deltagerens arm ikke flyttes19. Afslut hver prøveversion (fangst og ikke-fangst), når deltageren trykker på udløserkontakten, eller efter 15 sekunder, hvis udløserkontakten ikke trykkes ned.
- Hvis en deltager under en fangstforsøg verbalt rapporterer, at de ikke kan føle bevægelse eller trykker på udløserkontakten, skal du bruge følgende standardiserede svar: "Din arm bevægede sig faktisk ikke under forsøget. Jeg ved, det er svært at føle, maskinen bevæger sig meget langsomt; forsøge at koncentrere sig og trykke på knappen, så snart du føler din arm bevæge sig, eller at din arm position har ændret sig."
5. Beregning af deltagerens TDPM-score
- Ved hjælp af elektrogoniometersporingen identificeres målingen af elektrogoniometerets vinkel for det punkt, hvor CPM-maskinens bevægelse startede, og for det punkt, hvor deltageren trykkede på udløserkontakten, der indikerede bevægelse. Se figur 2 for et repræsentativt eksempel.
Figur 2: Eksempel electrogoniometer sporing med detektionspunkt. Elektrogoniometerledningssporingen (grøn linje), startpunktet for den kontinuerlige passive bevægelse (CPM) maskinebevægelse og det punkt, hvor deltageren indikerede bevægelse blev detekteret (første blå top), vises. Forskellen mellem elektrogoniometeraflæsninger i starten af forsøget (lyserød cirkel) og ved detektionspunktet (orange cirkel) bestemmer TDPM-værdien for det pågældende forsøg. Klik her for at se en større version af dette tal.
- Træk startvinklen fra den sidste vinkel og identificerer dermed antallet af grader, som CPM'en flyttede. Dette er deltagerens TDPM-albueværdi for den pågældende prøveversion.
- Hvis du vil bestemme deltagerens samlede TDPM-score, skal du fjerne de mindste og største TDPM-værdier fra de seks ikke-fangstforsøg og derefter gennemsnitlige de resterende fireprøvescorer 29.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Deltagere:
Ved hjælp af protokollen præsenteret her, albue TDPM blev målt i en akademisk forskningslaboratorium for to forskellige grupper af individer: 20 raske voksne, og otte voksne med kronisk slagtilfælde. Deltagere til begge grupper blev rekrutteret fra samfundet ved hjælp af løbesedler, e-mails og mund-til-mund. De raske voksne (14 hunner, seks hanner; gennemsnitsalder (SD) = 28 (7,9) år, 19 højre- og en venstrehåndet) blev testet for at skabe repræsentative resultater for en upågn befolkning. Inklusionskriterierne var: alder på 18 til 85 år; evne til at følge totrinsanvisninger som bestemt ved screening på det første møde. Udelukkelseskriterier var: sygdomshistorie eller tilstande, der påvirkede de øvre lemmers neuromuskulære funktion baseret på selvrapport; rapporteret allergi over for metal eller latex. Handedness blev vurderet ved hjælp af Edinburgh Handedness Inventory30. Halvdelen af de raske voksne deltagere havde TDPM af deres højre albue testet, og halvdelen havde deres venstre albue testet (blok randomisering). For at bestemme test-retest pålideligheden af denne protokol, sund voksen deltager albue TDPM blev målt to gange, en uge fra hinanden. TBKT blev afsluttet på dag 1 efter TDPM-test. Der forekom ingen bivirkninger for nogen deltager i gruppen raske deltagere.
Albuen af ipsilesional (dvs. mindre påvirket) overekstremiteter af personer med kronisk slagtilfælde (fem mænd, tre hunner; gennemsnitsalder (SD) = 69 (11,3) år; fem højre halvkugle slagtilfælde, tre venstre halvkugle slagtilfælde) blev testet til at repræsentere protokollens evne til at opdage og kvantitativt diskriminere TDPM hos personer med mistanke om mild propceptiv svækkelse. Inklusionskriterier for denne gruppe var de samme som for den raske voksne gruppe, med tilføjelsen af: historien om slagtilfælde forekommer mere end seks måneder før, at påvirket øvre ende funktion. Udelukkelseskriterier var: enhver historie af ipsilesional øvre ende smerte eller muskel-og knogleskader; rapporteret allergi over for metal eller latex. Deltagere med kronisk slagtilfælde afsluttet en albue TDPM test session. TBKT blev afsluttet efter elbow TDPM test. En deltager med slagtilfælde rapporterede mild irritation fra EMG sensor klæbemiddel; der ikke indkom andre bivirkninger.
Resultater:
Der blev ikke fundet nogen statistisk forskel mellem TDPM-scorer for raske voksne til højre og venstre albue (p = 0,86, tosidet); dataene blev kombineret til efterfølgende analyser. Den gennemsnitlige albue TDPM for raske voksne deltagere (n = 20) var 1,19 (± 1,02) grader. Spearman-korrelationen og intraklassekorrelationskoefficienten (ICC) blev beregnet til at evaluere TDPM's testtestsikkerhed. der blev fundet et positivt og statistisk signifikant forhold (rs = 0,72, p < 0,001), (ICC 2,4 = 0,84), hvilket tyder på, at foranstaltningen er moderat til god pålidelighed blandt raske voksnedeltagere 24 ( Figur3).
Den gennemsnitlige ipsilesional albue TDPM for deltagere med kronisk slagtilfælde (n = 8) var 8,24 (±4,53) grader (Tabel 2). Deltagere med kronisk slagtilfælde var mere variable end raske voksne deltagere (Figur 4A). Ved hjælp af en to-tailed t-test, TDPM af de raske voksne og kroniske slagtilfælde grupper blev anset for at være statistisk forskellige, med de voksne med kronisk slagtilfælde kræver en større albue forlængelse udflugt før bevægelse opdages (t = 4,4, p = 0,003, to-tailed) (Tabel 2). Spearman korrelation mellem albue TDPM og fejl i målrettet nå som målt ved tBKT viste en moderat sammenhæng mellem disse to foranstaltninger (rs = 0,63, p < 0,001) (Figur 5). Deltager tBKT-scorer vises i figur 4B.
Figur 1: Deltageropsætning for albuetærskel til påvisning af test af passiv bevægelse (TDPM). Den kontinuerlige passive bevægelse (CPM) maskinen forlængede deltagerens albue med en konstant hastighed på 0,23°/s. Bemærk den visuelle skærm placeret til okklud vision af testarmen. Ikke synlige er hørende okklusionshovedtelefoner og en udløserkontakt til deltagerindikation af bevægelsesdetektering. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: Test-retest pålidelighed albue tærskel til påvisning af passiv bevægelse (TDPM) metode hos raske voksne. Spearman korrelation og intraklasse korrelationskoefficient (ICC) af dag 1 og dag 2 (testet med en uges mellemrum) blev brugt til at sammenligne TDPM-scorer. Tallene viser linje af pasform med 95% konfidensinterval (skraveret område) og en ellipse. Der blev fundet en positiv og statistisk signifikant relation (rs = 0,72, p < 0,001). Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: Repræsentative resultater for albuetærskel til påvisning af passiv bevægelse (TDPM) (A) og tabletversionen af Brief Kinesthesia Test (B) for raske voksne kontrolpersoner versus deltagere med kronisk slagtilfælde. Bemærk, at en person med kronisk slagtilfælde ikke var i stand til at opdage bevægelse på ethvert forsøg; den maksimale angivne TDPM-værdi på 15° blev tildelt. Den samme person havde den største mængde fejl under tBKT test. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5: Albuetærskel til påvisning af passive bevægelser (TDPM) scorer sammenlignet med tabletversionen af Brief Kinesthesia Test (tBKT) score hos raske voksne og voksne med kronisk slagtilfælde. Spearman korrelation mellem albue TDPM og fejl i målrettet nå som målt ved tabletten version af Brief Kinesthesia Test (tBKT) er vist. Der var et moderat positivt forhold (rs = 0,63, p < 0,001). Klik her for at se en større version af dette tal.
| Alder | Køn | Slagtilfælde Chronicitet | Handedness | Fugl-Meyer | TDPM | tBKT-fejl | |
| Middelværdi(SD) i år | Middelværdi(SD) i måneder | Gennemsnit (SD) af skulder-albue subscore/36 | Middelværdi (SD) i grader | Middelværdi (SD) i cm | |||
| Raske voksne (kontrol) n = 20 | 28(7.9) | 14 F; 6 M. | Na | 19 - R 1- L | Na | 1.19 (1.02) | 1.12 (0.26) |
| Voksne med kronisk slagtilfælde n = 8 | 69(11.3) | 3 F; 5 M | 33(19) | 7 - R 1- L | 23.9(8.5) 5 - R CVA 3 - L CVA | 8.24 (4.53) | 2.85 (1.16) |
| SD = Standardafvigelse; F = Kvinde; M = Mand; R = Højre; L = Venstre; CVA = Cerebrovaskulær ulykke; NA = Ikke relevant; cm = centimeter | t = 4,4, p = 0,003 (tosidet) | t = 4,15, p = 0,004 | |||||
Tabel 2: Deltagerbeskrivelse, gennemsnitlig albuetærskel til påvisning af passive bevægelser (TDPM) scorer (grader) og gennemsnitlig tabletversion af Brief Kinesthesia Test (tBKT) scorer. En signifikant forskel blev fundet i den gennemsnitlige albue TDPM mellem sunde kontroller og voksne med kronisk slagtilfælde, samt i den gennemsnitlige tBKT score.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den præsenterede protokol beskriver, hvordan du måler albue TDPM på en standardiseret måde ved hjælp af en fælles CPM-maskine til at give den passive bevægelse. På tværs af 20 raske deltagere viste den gennemsnitlige TDPM-måling af albuen at svare til den gennemsnitligeværdi,der blev identificeret i tidligere undersøgelser ved hjælp af andre TDPM-måleopsætninger7,19,32, og gav pålidelige resultater på tværs af testsessioner. TDPM af ipsilesional albue blandt de otte deltagere med kronisk slagtilfælde i gennemsnit afveg betydeligt, og måske klinisk meningsfuldt, fra den sunde voksne befolkning, som tidligere er blevetvist 5,15. Det er sandsynligt , at en del af forskellen i TDPM mellem grupper kan tilskrivesaldersforskelle 21,33,34,35 ogpotentielle reaktionstidsforskelle1. Uanset, resultaterne viser denne metode er i stand til at diskriminere mellem grupper, der har subtile forskelle i ydeevne.
Valg af CPM-maskinens bevægelseshastighed er et kritisk protokoltrin, der påvirker TDPM-scorer (protokoltrin 2.2). Tidligere undersøgelser har vist , at TDPM stiger med faldende passivbevægelseshastighed 7,16,23. Den hastighed, der er valgt til denne protokol, 0,23°/s, svarer til værdier, der er testet i tidligereundersøgelser 7,22,28, og er tæt på bøjningspunktet, hvor TDPM eksponentielt stiger i vanskeligheder for raske forsøgspersoner7. Som nævnt i de repræsentative resultater, en deltager med kronisk slagtilfælde var ude af stand til at føle bevægelse i ethvert forsøg, hvilket tyder på CPM maskinens bevægelseshastighed på 0.23 ° / s har en potentiel gulveffekt og kan være nødvendigt at øges for test af personer med mere alvorlige kinæstetiske funktionsnedsættelser. Rækken af tilgængelige hastigheder varierer på tværs af CPM-maskinproducenter. forskere bør vælge en model, der opfylder deres undersøgelsesbehov. At give klar deltagerinstruktion med bekræftelse af forståelse er også et kritisk protokolelement, der understøtter en nøjagtig udførelse af TDPM-opgaven.
Alle deltagere med kronisk slagtilfælde var i stand til at trykke på aftrækkeren skifte med deres mere berørte øvre ende; alternative metoder til angivelse af, hvornår der kan mærkes bevægelse, kan være nødvendige for deltagere, der ikke er i stand til at gøre det. Det er muligt en større stil af switch kunne anvendes. Yderligere ændringer af protokollen kan omfatte eliminering af biceps og triceps EMG sensorer. EMG brug blev indarbejdet i protokollen for at bekræfte muskelsammentrækning ikke forekommer under forsøg, som aktiv muskelsammentrækning og muskelsammentrækning historie har vist sig at påvirke proprioceptive tærskler på grund af thixotropic egenskaber af muskelfibre og spindles27,28. Men, muskel aktivering blev ikke bemærket under nogen retssag for enhver deltager, tyder EMG overvågning kan være unødvendig.
En mulig begrænsning af denne protokol er testpositionen på 90° skulder- og albuefleksion, da nogle personer kan være ude af stand til at opnå eller tolerere denne position. Ændring af testpositionen er kendt for at ændre kinesthesia36. Et aspekt af TDPM paradigme, der ikke er enestående for denne protokol er den høje attentional efterspørgsel af opgaven, som begrænser hensigtsmæssigheden af denne målemetode for personer med opmærksomhed underskud. For at reducere fejl på grund af uopmærksomhed ellertræthed 19, vi bevidst designet denne protokol til at tage ikke mere end 15 minutter pr lemmer. Denne protokol kontrollerer ikke for potentielle forskelle i reaktionstiden mellem deltagerne, hvilket er en potentiel begrænsning. Den langsomme passive bevægelseshastighed, der anvendes i denne protokol, reducerer reaktionstidens forholdsmæssige bidrag til en deltagers TDPM-score.
Denne detaljerede albue TDPM protokol giver sensoriske forskere en følsom og præcis måling af kinesæsi. Dataene tyder på, at TDPM's opløsning er høj, hvilket giver mulighed for at opdage mild svækkelse eller måske være følsom over for ændringer, hvis de anvendes i en undersøgelse af inddrivelse af funktion. Fremtidig forskning kunne udføres for at bestemme den minimale klinisk vigtige forskel i TDPM. Det kan også være hensigtsmæssigt at tilpasse denne protokol til andre samlinger.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne erklærer, at de ikke har nogen konkurrerende finansielle interesser.
Acknowledgments
Forfatterne vil gerne takke Dr. Jon Nelson for teknisk støtte af EMG og elektrogoniometer udstyr, der anvendes her.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3/4 inch diameter PVC pipe | Charlotte Pipe | Pipe to be cut into lengths of: 30 inches/76.2 cm (x2); 8 inches/20.3 cm (x2); 44 inches/111.8 cm (x1); 32 inches/81.3 cm (x1). | |
| 3/4 inch diameter PVC pipe end caps (x3) | Charlotte Pipe | ||
| 3/4 inch diameter PVC tee (x1) | Charlotte Pipe | ||
| 45° PVC elbow (x1) | Charlotte Pipe | ||
| 90° PVC elbows (x2) | Charlotte Pipe | ||
| Athletic tape | 3M | ||
| Delsys acquisition software (EMGworks) | Delsys | ||
| Double-sided tape | 3M | ||
| Duct tape | 3M | Used to assist in removal of dead skin cells on participant's skin prior to EMG sensor placement. | |
| Elbow Continuous Passive Motion (CPM) Machine | Artromot | Chattanooga Artromot E2 Compact Elbow CPM; Model 2038 | |
| Electrogoniometer | Biometrics, Ltd | ||
| Flour sack dishcloths (x2) | Room Essentials | Fabric used for creation of visual screen. | |
| Handheld external trigger switch | Qualisys | Trigger switch used for electrogoniometer event marking. | |
| Hearing occlusion headphones | Coby | ||
| Isopropyl alcohol | Mountain Falls | ||
| Paper tape | 3M | ||
| Ruler with inch markings | Westcott | ||
| Standard height chair | KI | ||
| String | Quality Park | Approximately 15 inches of string needed. String used for standardization of electrogoniometer placement. | |
| Trigno Goniometer Adapter | Delsys | ||
| Trigno Wireless Electromyography Sensors | Delsys | ||
| Washable marker | Crayola | ||
| Washcloth | Aramark | Used in combination with isopropyl alcohol for cleaning participant's skin prior to EMG sensor placement. |
References
- Coderre, A. M., et al. Assessment of upper-limb sensorimotor function of subacute stroke patients using visually guided reaching. Neurorehabilitation and Neural Repair. 24 (6), 528-541 (2010).
- Dukelow, S. P., et al. Quantitative assessment of limb position sense following stroke. Neurorehabilitation and Neural Repair. 24 (2), 178-187 (2010).
- Semrau, J. A., Herter, T. M., Scott, S. H., Dukelow, S. P. Robotic identification of kinesthetic deficits after stroke. Stroke. 44 (12), 3414-3421 (2013).
- Meyer, S., Karttunen, A. H., Thijs, V., Feys, H., Verheyden, G. How do somatosensory deficits in the arm and hand relate to upper limb impairment, activity, and participation problems after stroke? A systematic review. Physical Therapy. 94 (9), 1220-1231 (2014).
- Desrosiers, J., Bourbonnais, D., Bravo, G., Roy, P. M., Guay, M. Performance of the 'unaffected' upper extremity of elderly stroke patients. Stroke. 27 (9), 1564-1570 (1996).
- Carey, L. M., Matyas, T. A. Frequency of discriminative sensory loss in the hand after stroke in a rehabilitation setting. Journal of Rehabilitation Medicine. 43 (3), 257-263 (2011).
- Konczak, J., Krawczewski, K., Tuite, P., Maschke, M. The perception of passive motion in Parkinson's disease. Journal of Neurology. 254 (5), 655 (2007).
- Van Deursen, R. W. M., Simoneau, G. G. Foot and ankle sensory neuropathy, proprioception, and postural stability. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. 29 (12), 718-726 (1999).
- Reider, B., et al. Proprioception of the knee before and after anterior cruciate ligament reconstruction. Arthroscopy: The Journal of Arthroscopic & Related Surgery. 19 (1), 2-12 (2003).
- Hizli Sayar, G., Unubol, H. Assessing Proprioception. The Journal of Neurobehavioral Sciences. 4 (1), 31-35 (2017).
- Fugl-Meyer, A. R., Jääskö, L., Leyman, I., Olsson, S., Steglind, S. The post-stroke hemiplegic patient. 1. a method for evaluation of physical performance. Scandinavian journal of Rehabilitation Medicine. 7 (1), 13-31 (1975).
- Stolk-Hornsveld, F., Crow, J. L., Hendriks, E., Van Der Baan, R., Harmeling-van Der Wel, B. The Erasmus MC modifications to the (revised) Nottingham Sensory Assessment: a reliable somatosensory assessment measure for patients with intracranial disorders. Clinical Rehabilitation. 20 (2), 160-172 (2006).
- Winward, C. E., Halligan, P. W., Wade, D. T. The Rivermead Assessment of Somatosensory Performance (RASP): standardization and reliability data. Clinical Rehabilitation. 16 (5), 523-533 (2002).
- Lincoln, N. B., et al. The unreliability of sensory assessments. Clinical rehabilitation. 5 (4), 273-282 (1991).
- Sartor-Glittenberg, C. Quantitative measurement of kinesthesia following cerebral vascular accident. Physiotherapy Canada. 45, 179-186 (1993).
- Hillier, S., Immink, M., Thewlis, D. Assessing proprioception: a systematic review of possibilities. Neurorehabilitation and Neural Repair. 29 (10), 933-949 (2015).
- Han, J., Waddington, G., Adams, R., Anson, J., Liu, Y. Assessing proprioception: a critical review of methods. Journal of Sport and Health Science. 5 (1), 80-90 (2016).
- Goble, D. J. Proprioceptive acuity assessment via joint position matching: from basic science to general practice. Physical Therapy. 90 (8), 1176-1184 (2010).
- Juul-Kristensen, B., et al. Test-retest reliability of joint position and kinesthetic sense in the elbow of healthy subjects. Physiotherapy Theory and Practice. 24 (1), 65-72 (2008).
- Deshpande, N., Connelly, D. M., Culham, E. G., Costigan, P. A. Reliability and validity of ankle proprioceptive measures. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (6), 883-889 (2003).
- Boerboom, A., et al. Validation of a method to measure the proprioception of the knee. Gait & Posture. 28 (4), 610-614 (2008).
- Nagai, T., Sell, T. C., Abt, J. P., Lephart, S. M. Reliability, precision, and gender differences in knee internal/external rotation proprioception measurements. Physical Therapy in Sport. 13 (4), 233-237 (2012).
- Refshauge, K. M., Chan, R., Taylor, J. L., McCloskey, D. Detection of movements imposed on human hip, knee, ankle and toe joints. The Journal of Physiology. 488 (1), 231-241 (1995).
- Portney, L. G., Watkins, M. P. Foundations of Clinical Research: Applications to Practice. 892, Pearson/Prentice Hall. Upper Saddle River, NJ. (2009).
- Borstad, A., Nichols-Larsen, D. S. The Brief Kinesthesia test is feasible and sensitive: a study in stroke. Brazilian Journal of Physical Therapy. 20 (1), 81-86 (2016).
- Vernoski, J. L. J., Bjorkland, J. R., Kramer, T. J., Oczak, S. T., Borstad, A. L. A Simple Non-invasive Method for Temporary Knockdown of Upper Limb Proprioception. Journal of Visualized Experiments. (133), e57218 (2018).
- Proske, U., Tsay, A., Allen, T. Muscle thixotropy as a tool in the study of proprioception. Experimental Brain Research. 232 (11), 3397-3412 (2014).
- Wise, A. K., Gregory, J. E., Proske, U. Detection of movements of the human forearm during and after co-contractions of muscles acting at the elbow joint. The Journal of Physiology. 508, Pt 1 325 (1998).
- Wilcox, R. R., Granger, D. A., Clark, F. Modern robust statistical methods: Basics with illustrations using psychobiological data. Universal Journal of Psychology. 1 (2), 21-31 (2013).
- Oldfield, R. C. The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory. Neuropsychologia. 9 (1), 97-113 (1971).
- Piriyaprasarth, P., Morris, M. E., Delany, C., Winter, A., Finch, S. Trials needed to assess knee proprioception following stroke. Physiotherapy Research International. 14 (1), 6-16 (2009).
- Juul-Kristensen, B., et al. Poorer elbow proprioception in patients with lateral epicondylitis than in healthy controls: a cross-sectional study. Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 17 (1), 72-81 (2008).
- Skinner, H. B., Barrack, R. L., Cook, S. D. Age-related decline in proprioception. Clinical Orthopaedics and Related Research. (184), 208-211 (1984).
- Pai, Y. C., Rymer, W. Z., Chang, R. W., Sharma, L. Effect of age and osteoarthritis on knee proprioception. Arthritis & Rheumatism. 40 (12), 2260-2265 (1997).
- Dunn, W., et al. Measuring change in somatosensation across the lifespan. American Journal of Occupational Therapy. 69 (3), (2015).
- Alghadir, A., Zafar, H., Iqbal, Z., Al-Eisa, E. Effect of sitting postures and shoulder position on the cervicocephalic kinesthesia in healthy young males. Somatosensory & Motor Research. 33 (2), 93-98 (2016).
