Summary
Hier presenteren we een gestandaardiseerde methode voor het meten van elleboog passieve kinesthesie met behulp van de drempel voor de detectie van passieve beweging (TDPM) die geschikt is voor een onderzoeksomgeving.
Abstract
Proprioceptie is een belangrijk onderdeel van gecontroleerde beweging. De drempel voor detectie van passieve beweging (TDPM) is een veelgebruikte methode voor het kwantificeren van de proprioceptieve submodaliteit van kinesthesie in onderzoeksomgevingen. Het TDPM-paradigma blijkt geldig en betrouwbaar te zijn; de apparatuur en methoden die voor TDPM worden gebruikt, verschillen echter per studie. In het bijzonder worden de onderzoekslaboratoriumapparatuur voor het produceren van passieve beweging van een extremiteit vaak op maat ontworpen door individuele laboratoria of ontoegankelijk vanwege hoge kosten. Er is behoefte aan een gestandaardiseerde, geldige en betrouwbare methode voor het meten van TDPM met behulp van direct beschikbare apparatuur. Het doel van dit protocol is om een gestandaardiseerde methode voor de meting van TDPM op de elleboog die zuinig is, gemakkelijk te beheren, en dat kwantitatieve resultaten produceert voor meetdoeleinden in onderzoek-gebaseerde instellingen. Deze methode werd getest op 20 gezonde volwassenen zonder neurologische stoornis, en acht volwassenen met een chronische beroerte. De verkregen resultaten suggereren deze methode is een betrouwbare manier om elleboog TDPM kwantificeren bij gezonde volwassenen, en biedt initiële ondersteuning voor de geldigheid. Onderzoekers op zoek naar een evenwicht tussen apparatuur betaalbaarheid en meetprecisie zijn het meest waarschijnlijk om dit protocol van voordeel te vinden.
Introduction
Proprioceptieve informatie is een belangrijke bijdrage aan de controle van de menselijke beweging. Proprioceptieve tekorten begeleiden een breed scala van neurologische aandoeningen, zoals beroerte1,2,3,4,5,6, de ziekte van Parkinson7, en zintuiglijke neuropathieën8. Orthopedische verwondingen zoals ligament en spierscheuren is ook aangetoond dat proprioceptieve functie te verminderen9. De constructie van proprioceptie wordt vaak getest in klinische uitkomstmaatregelen via detectie van door de aanbieder aangebrachte kleine wijzigingen in vinger - of teenpositie10,11,12,13,14. Dergelijke maatregelen leveren relatief grove metingen op: "afwezig", "verminderd", "normaal"12. Hoewel voldoende voor de detectie van grove proprioceptieve stoornissen , zijn laboratoriummechanische testmethoden nodig om subtiele proprioceptieve stoornissen14,15,,16nauwkeurig te meten .
Onderzoekers en clinici verdelen proprioceptie vaak in submodaliteiten voor meting. De meest onderzochte submodaliteiten van proprioceptie zijn gezamenlijke positie zin (JPS) en kinesthesie, meestal gedefinieerd als het gevoel van beweging3,16,17. Gezamenlijke positie zin wordt vaak getest via actieve matching taken, waar individuen repliceren een referentie gezamenlijke hoek18,19. Kinesthesie wordt vaak gemeten met behulp van de drempel tot detectie van passieve beweging (TDPM), waarbij de ledemaat van een deelnemer passief langzaam wordt bewogen, waarbij de deelnemer het punt aangeeft waarop beweging voor het eerst wordt gedetecteerd16,17,19. Meting van TDPM vereist doorgaans het gebruik van gespecialiseerde apparatuur om de langzame passieve beweging te bieden en het detectiepunt aan te duiden17.
Op verschillende gewrichten zijn geldige en betrouwbare resultaten gevonden met tdpm-methoden9,16,19,20,21,22. Er is echter een aanzienlijke variatie in TDPM-apparatuur en -methoden , waardoor een uitdaging ontstaat voor de vergelijking van de bevindingen in studies16,17. Laboratoria ontwikkelen vaak hun eigen ledematen beweging en meetapparatuur, of gebruik maken van dure commerciële apparaten en software16. Passieve bewegingssnelheden variëren ook; van invloed is op de bewegingssnelheid op detectiedrempels7,16,23. Er is een gestandaardiseerde, gemakkelijk reproduceerbare methode nodig die TDPM kan kwantificeren over een reeks bijzondere waardeverminderingsniveaus. Omdat de anatomie en fysiologie van elk gewricht verschilt, moeten protocollen gezamenlijk specifiek19zijn. Het hier geschetste protocol is specifiek voor het ellebooggewricht. De methoden van dit protocol kunnen echter nuttig zijn om protocollen voor andere gewrichten vast te stellen.
Om de generaliability voor sensorimotorische onderzoekslaboratoria te vergroten, zou het voorkeursapparaat voor het verstrekken van de passieve beweging voor elleboog-TDPM-tests commercieel beschikbaar zijn tegen een betaalbare prijs. Daartoe werd gekozen voor een elleboog continue passieve beweging (CPM) machine (beschikbare snelheidsbereik 0,23°/s – 2,83°/s) om de gemotoriseerde, consistente beweging te produceren. CPM machines worden vaak gevonden in revalidatie ziekenhuizen en medische aanbod winkels en kan worden gehuurd of geleend om onderzoekskosten te verlagen. Aanvullende apparatuurvereisten zijn onder andere items die vaak worden aangetroffen in sensorimotorische laboratoria (d.w.z. elektrogoniometer- en elektromyografie (EMG)-sensoren) en bouwmarkten (bijvoorbeeld PVC-pijp, snaar en tape).
Twee verschillende groepen werden getest om de meeteigenschappen van dit TDPM-protocol te onderzoeken: gezonde volwassenen en volwassenen met een chronische beroerte. Voor de volwassenen met een chronische beroerte werd de ipsilesional (d.w.z., minder aangetaste) arm getest. Kinesthetische zin in de ipsilesional elleboog bij volwassenen met een chronische beroerte kan normaal lijken bij klinische testen, maar verminderd bij de evaluatie met behulp van kwantitatieve laboratoriummethoden5,15. Dit voorbeeld illustreert het belang van het ontwikkelen en gebruiken van gevoelige en nauwkeurige maatregelen van somatosensorische stoornissen en maakt dit een nuttige populatie voor testdoeleinden. Voor de validatie van dit protocol hebben we de bekende groepenmethode24gebruikt. We vergeleken TDPM met een andere kwantitatieve maatregel van kinesthesie, de Brief Kinesthesia Test (BKT). De BKT is aangetoond gevoelig te zijn voor ipsilesional bovenste ledematen bijzondere waardevermindering na beroerte25. De tablet-gebaseerde versie (tBKT) werd gebruikt in deze studie, omdat het dezelfde test als de BKT, toegediend op een tablet met meer proeven. De tBKT is aangetoond stabiel te zijn in een week test-hertest meting en gevoelig voor proprioceptive knockdown26. Het was verondersteld dat de elleboog TDPM en tBKT resultaten zou worden gecorreleerd als sensorimotorische controle van de elleboog bijdraagt aan BKT prestaties26.
Het doel van dit document is om een gestandaardiseerde methode voor het meten van elleboog TDPM die reproduceerbaar is met behulp van gemeenschappelijke apparatuur schetsen. Er worden gegevens gepresenteerd met betrekking tot betrouwbaarheid en initiële validiteitstesten van de methode, evenals de haalbaarheid van gebruik voor personen zonder bekende pathologie, en degenen die werden verondersteld een milde somatosensorische stoornis te hebben.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
De Institutional Review Board van het College van St. Scholastica heeft de studie goedgekeurd waaronder dit protocol is ontwikkeld en getest.
1. Fabricage van het visuele scherm
- Snijd de PVC-pijp met een diameter van 1,9 cm in verschillende lengtes: twee 30 inch (76,2 cm) stukken (schermbasis); twee 8 inch (20,3 cm) stukken (schermbasis); een stuk van 44 inch (111,8 cm) (verticale schermondersteuning); en een stuk van 81,3 cm (schermstofhouder).
- Plaats een einddop aan het ene uiteinde van elk stuk van 76,2 cm en aan de andere kant een 90° PVC-elleboog. Steek 8 inch (20,3 cm) stukken in de resterende open uiteinden van beide ellebogen. Sluit open uiteinden van de twee 8 inch (20,3 cm) stukken met het PVC-t-shirt om een schermbasis te creëren.
- Plaats het PVC-stuk van 44 inch (111,8 cm) in het verticale gedeelte van het PVC-t-shirt om een verticale ondersteuning voor het scherm te creëren. Plaats de 45° PVC elleboog op het open uiteinde van het 111,8 cm grote stuk. Plaats het 32 inch (81,3 cm) stuk in het open uiteinde van de 45° PVC elleboog om een scherm stof houder te creëren. Plaats een einddop op het open uiteinde van het 32 inch (81,3 cm) stuk.
- Plaats schoteltowels op elkaar om stof dekking te garanderen. Zet het 81,3 cm grote stuk vast met atletische tape. Het volledig geassembleerde scherm is te zien in figuur 1.
2. Voorbereiding van de testapparatuur
- Kalibreren elektrogoniometer en elektromyografie (EMG) sensoren volgens de instructies van de fabrikanten.
- Schakel de CPM-machine (Continuous Passive Motion) in en activeer de extensie/flexionmodus. Programmeer de CPM-machine om 90° tot 130° elleboogverlenging te doorlopen bij een snelheid van 0,23°/s.
3. Voorbereiding van de deelnemer voor TDPM-tests
- Plaats de deelnemer in een standaard hoogtestoel (18 inch/45,7 cm), zodat hij met een rechte rug en voeten plat op de vloer zit.
- Bereid de deelnemer mondeling voor op de EMG-sensor en de elektrogoniometerplaatsing met behulp van een gestandaardiseerd script: "Om te beginnen ga ik je huid voorbereiden om sensoren te bevestigen. Ze zullen helpen bij het opnemen van beweging en ervoor zorgen dat uw spieren ontspannen tijdens de test. Ik ga oriëntatiepunten op je arm markeren en beginnen met het bevestigen van de sensoren, zodat je gewoon ontspannen in de positie waarin ik je plaats.
- Bevestig de biceps brachii en de triceps brachii EMG sensoren.
- Handloos weerstand elleboog flexie om de biceps brachii spierbuik te lokaliseren en markeer het centrale punt van de spierbuik met een kleine stip van wasbare marker om de locatie voor de EMG sensor plaatsing aan te duiden. Bereid de huid door het verwijderen van de dode huidcellen, gevolgd door schrobben met een alcoholuitstrijkje, en bevestig vervolgens de EMG-sensor.
- Verzet zich handmatig tegen elleboogverlenging om de spierbuik van het zijhoofd van de triceps brachii te lokaliseren en markeer het centrale punt in het grootste deel van de spierbuik met een kleine stip van wasbare marker om de locatie voor de EMG-sensorplaatsing aan te duiden. Bereid de huid door het verwijderen van dode huidcellen, gevolgd door schrobben met een alcoholuitstrijkje, en bevestig vervolgens de EMG-sensor.
- Test de EMG-functie door een isometrische biceps brachii-contractie op te roepen, gevolgd door een isometrische triceps brachii-contractie en observeren voor EMG-activering.
- Bevestig de elektrogoniometer aan de deelnemer.
- Bepaal het middelpunt van het dorsale aspect van de pols en markeer met een wasbare marker.
- Palpate het meest prominente aspect van de laterale epicondyle en merk met een wasbare marker.
- Palpate de grotere knol van het opperarmbeen en markeer met een wasbare marker. Controleer de grotere tuberkellocatie door de testarm passief door interne en externe rotatie van het opperarmbeen te bewegen indien nodig.
- Bevestig het ene uiteinde van de snaar aan het laterale epicondyle-merk met behulp van papiertape. Trek de string strak, het aansluiten met de dorsale pols middelpunt.
- Traceer een lijn langs de proximale onderarm in lijn met de string met behulp van een wasbare marker.
- Verplaats het vrije uiteinde van de tekenreeks naar het grotere tuberkelteken en trek de string strak.
- Traceer een lijn langs het distale opperarmbeen in lijn met de snaar met behulp van een wasbare marker en verwijder vervolgens de snaar.
- Plaats de distale peddel van de elektrogoniometer langs het pad van de getraceerde lijn, 3,8 cm (3,8 cm) van het laterale epicondyle-merk.
- Plaats de proximale peddel van elektrogoniometer langs het pad van de getraceerde lijn, 1,5 inch (3,8 cm) proximaal van de laterale epicondyle merk. Zet de resterende componenten van de elektrogoniometer op de huid met behulp van papiertape.
- Plaats de bovenste extremiteit van de deelnemer comfortabel in de CPM-machine.
- Pas de hoogte en oriëntatie van de CPM-machine aan om een positie van 90° sagittale vlakschouderflexie, 90° elleboogflexie en een neutrale onderarm te bereiken. Lijn de laterale epicondyle van de deelnemer uit met de rotatieas van de CPM-machine.
- Pas de handondersteuning van de CPM-machine aan om comfortabel te passen met de handpalm van de deelnemer en bevestig de onderarm via een polsbandje. Figuur 1 toont de uiteindelijke deelnemersopstelling voor TDPM-testen.
4. Administratie van de TDPM-test
- Informeer de deelnemer van de testprocedure met de volgende gestandaardiseerde verbale informatie: "Tijdens deze test zal de machine heel langzaam bewegen om uw elleboog recht te trekken of te buigen. We zullen zeggen "begin" aan het begin van elke proef, zullen er acht proeven. Als ik zeg begin, kan de machine wel of niet bewegen je arm. Druk op de knop zodra je je arm voelt bewegen, maar alleen als je beweging voelt. Als u zich geen beweging voelt, zullen we het proces na een bepaalde periode stoppen; Probeer op te letten tot we het proces stoppen. Dit is de knop die u zult gebruiken. Druk nu op de knop om het te testen."
- Geef de deelnemer de elektrogoniometer gebeurtenis markering trigger switch en test de schakelaar.
- Informeer de deelnemer over extra aspecten van de procedure: "Tussen elke proef door, of uw arm nu bewogen of niet, zullen we uw arm uit de machine halen en rechtzetten en deze vervolgens terug in de machine plaatsen. Blijf alsjeblieft ontspannen. Heeft u vragen over de test? We zullen dit gordijn gebruiken om uw visie tijdens deze test te blokkeren en deze gehoorbescherming over uw oren te plaatsen om alle geluiden die u tijdens het testen zou kunnen horen, te minimaliseren."
- Occlude visuele input door het blokkeren van de weergave van de arm wordt getest en de CPM machine met behulp van een visueel scherm. Drapeer schermmateriaal aan de schouder van de deelnemer om zintuiglijke input tijdens armbeweging te vermijden. Verklein de auditieve invoer door een ruisonderdrukkende hoofdtelefoon op de deelnemer te plaatsen (zie figuur 1).
- Luid staat "beginnen", en wacht de overeenkomstige hoeveelheid tijd per proef voor het initiëren van beweging van de CPM-machine om de deelnemer te laten gissen wanneer de beweging zal beginnen19. Gestandaardiseerde vertragingstijden worden weergegeven in tabel 1.
| Proefnummer | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Vertraging (en) | 1 | Vangen | 3 | 1 | 2 | Vangen | 3 | 1 |
Tabel 1: Gestandaardiseerde vertragingen en proeflocaties. Gevarieerde trial start tijd vertragingen zijn opgenomen om te voorkomen dat de deelnemer pogingen om te raden wanneer de beweging zal beginnen. Vangstproeven zijn opgenomen om te testen of de deelnemer daadwerkelijk beweging19,31detecteert .
- Let op activering van biceps brachii en triceps brachii spieren door het toezicht op EMG sensor feedback lezingen om ervoor te zorgen dat de deelnemer niet probeert om actieve beweging te gebruiken om te helpen bij bewegingsdetectie.
- Als spieractivering wordt opgemerkt, stop de proef en gebruik het volgende gestandaardiseerde script: "Uw spieren activeren. Probeer je arm ontspannen te houden tijdens de test." Deze studie moet worden opgemerkt voor uitsluiting van gegevensanalyse, waarbij de onderzoeker verder gaat met het resetten van de deelnemer en CPM om de volgende proef te starten (protocolstap 4.7).
- Verwijder tussen elke proef de testarm van de deelnemer uit de CPM-machine en breng de CPM-machine terug naar een 90° startpositie. Beweeg passief de elleboog van de deelnemer door volledige uitbreiding en vervolgens terug naar 90° flexie om de spierspindelbewegingsgeschiedenis27,28te standaardiseren . Plaats de arm terug in de CPM-machine voor de volgende proef.
- Voltooi acht proeven, waaronder twee "catch" proeven waarbij de arm van de deelnemer niet wordt verplaatst19. Beëindig elke proef (catch and non-catch) wanneer de deelnemer de triggerschakelaar drukt, of na 15 seconden als de triggerschakelaar niet wordt ingedrukt.
- Als een deelnemer tijdens een catch-trial mondeling meldt dat hij geen beweging kan voelen of de triggerswitch kan indrukken, gebruik dan de volgende gestandaardiseerde reactie: "Je arm heeft tijdens die proef niet echt bewegen. Ik weet dat het moeilijk te voelen is, de machine beweegt heel langzaam; probeer je te concentreren en druk op de knop zodra je je arm voelt bewegen of dat je armpositie is veranderd."
5. Berekening van de TDPM-score van de deelnemer
- Identificeer met behulp van de elektrogoniometertracering de elektrogoniometerhoekmeting voor het punt waarop de CPM-machinebeweging begon, en voor het punt waarop de deelnemer de triggerschakelaar drukte die aangeeft dat beweging werd gevoeld. Zie figuur 2 voor een representatief voorbeeld.
Figuur 2: Voorbeeld elektrogoniometertracering met detectiepunt. De elektrogoniometerlijntracering (groene lijn), het beginpunt van de continue passieve beweging (CPM) en het punt waarop de deelnemer aangegeven beweging werd gedetecteerd (eerste blauwe piek) worden weergegeven. Het verschil tussen elektrogoniometermetingen aan het begin van de proef (roze cirkel) en bij detectiepunt (oranje cirkel) bepaalt de TDPM-waarde voor die proef. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
- Trek de starthoek af vanuit de laatste hoek, waardoor het aantal graden wordt geïdentificeerd dat de CPM heeft verplaatst; dit is de elleboog TDPM-waarde van de deelnemer voor die proef.
- Als u de totale TDPM-score van de deelnemer wilt bepalen, verwijdert u de kleinste en grootste TDPM-waarden uit de zes niet-vangstproeven en bedraagt u vervolgens de resterende vier proefscores29.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Deelnemers:
Met behulp van het protocol hier gepresenteerd, elleboog TDPM werd gemeten in een academisch onderzoekslaboratorium voor twee verschillende groepen individuen: 20 gezonde volwassenen, en acht volwassenen met een chronische beroerte. Deelnemers voor beide groepen werden aangeworven uit de gemeenschap met behulp van flyers, e-mails en mond-tot-mondreclame. De gezonde volwassenen (14 vrouwtjes, zes mannen; gemiddelde leeftijd (SD) = 28 (7,9) jaar; 19 rechts- en één linkshandige) werden getest om representatieve resultaten te genereren voor een onbelemmerde populatie. Inclusiecriteria waren: leeftijd van 18 tot 85 jaar; het vermogen om tweestapsrichtingen te volgen, zoals bepaald door screening tijdens de eerste vergadering. Uitsluitingscriteria waren: voorgeschiedenis van ziekten of aandoeningen die de neuromusculaire functie van de bovenste ledematen beïnvloeden op basis van zelfrapportage; gemelde allergie voor metaal of latex. Handigheid werd beoordeeld aan de hand van de Edinburgh Handedness Inventory30. De helft van de gezonde volwassen deelnemers had TDPM van hun rechterelleboog getest, en de helft had hun linkerelleboog getest (blok randomisatie). Om de betrouwbaarheid van dit protocol opnieuw te testen, werd gezonde volwassen deelnemer elleboog TDPM twee keer gemeten, een week na elkaar. De tBKT werd voltooid op dag 1 na TDPM testen. Er hebben zich geen bijwerkingen voorgedaan voor een deelnemer in de groep gezonde deelnemers.
De elleboog van de ipsilesional (d.w.z., minder beïnvloed) hogere lid van de individuen met chronische slag (vijf mannetjes, drie wijfjes; gemiddelde leeftijd (SD) = 69 (11.3) jaar; vijf rechter hersenhelftslag, drie linker hersenhelftslag) werd getest om het vermogen van het protocol voor het ontdekken en kwantitatief discrimineren van TDPM bij personen met vermoedelijke milde proprioceptieve stoornis te vertegenwoordigen. Inclusiecriteria voor deze groep waren hetzelfde als voor de gezonde volwassen groep, met de toevoeging van: de geschiedenis van een beroerte die zich meer dan zes maanden eerder voordeed en de functie van het bovenste uiteinde beïnvloedde. Uitsluitingscriteria waren: elke voorgeschiedenis van ipsilesional bovenste extremiteitspijn of spier- en skeletletsel; gemelde allergie voor metaal of latex. Deelnemers met chronische beroerte voltooid een elleboog TDPM testsessie. De tBKT werd voltooid na elleboog TDPM testen. Een deelnemer met een beroerte meldde lichte irritatie van de EMG sensor lijm; er zijn geen andere bijwerkingen opgetreden.
Resultaten:
Er werd geen statistisch verschil gevonden tussen tdpm-scores met een rechter- en linkerelleboog voor gezonde volwassenen(p = 0,86, tweestaart); de gegevens werden gecombineerd voor latere analyses. De gemiddelde elleboog TDPM voor gezonde volwassen deelnemers (n = 20) was 1.19 (±1.02) graden. De Spearman correlatie en intraclass correlatiecoëfficiënt (ICC) werden berekend om de betrouwbaarheid van de TDPM opnieuw te testen; een positieve en statistisch significante relatie werd gevonden(rs = 0,72, p < 0,001), (ICC 2,4 = 0,84), wat wijst op matige tot goede betrouwbaarheid van de maatregel onder gezonde volwassen deelnemers24 (figuur 3).
De gemiddelde ipsilesional elleboog TDPM voor deelnemers met een chronische beroerte (n = 8) was 8,24 (±4,53) graden (Tabel 2). Deelnemers met een chronische beroerte waren meer variabel dan gezonde volwassen deelnemers (Figuur 4A). Met behulp van een tweestaart t-test, de TDPM van de gezonde volwassen en chronische beroerte groepen bleken te zijn statistisch verschillend, met de volwassenen met een chronische beroerte die een grotere elleboog uitbreiding excursie voorafgaand aan de beweging wordt gedetecteerd (t = 4,4, p = 0,003, tweestaart) (Tabel 2). Spearman correlatie tussen elleboog TDPM en fout in gerichte bereiken zoals gemeten door de tBKT toonde een gematigd verband tussen deze twee maatregelen (rs = 0,63, p < 0,001) (Figuur 5). De tBKT-scores van deelnemers worden weergegeven in figuur 4B.
Figuur 1: Deelnemersinstelling voor elleboogdrempel voor detectie van passieve beweging (TDPM) testen. De continu passieve bewegingsmachine (CPM) verlengde de elleboog van de deelnemer bij een constante snelheid van 0,23°/s. Let op het visuele scherm geplaatst om het zicht van de testarm af te beelden. Niet zichtbaar zijn het horen van occlusie hoofdtelefoons, en een trigger schakelaar voor de deelnemer indicatie van bewegingsdetectie. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 3: Test-hertest betrouwbaarheid van elleboogdrempel aan detectie van passieve beweging (TDPM) methode bij gezonde volwassenen. Spearman correlatie en intraclass correlatiecoëfficiënt (ICC) van dag 1 en dag 2 (getest een week uit elkaar) werden gebruikt om TDPM scores te vergelijken. De cijfers tonen de pasvorm met 95% betrouwbaarheidsinterval (gearceerd gebied) en een dichtheidslip. Er werd een positieve en statistisch significante relatie gevonden(rs = 0,72, p < 0,001). Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 4: Representatieve resultaten voor elleboogdrempel voor detectie van passieve beweging (TDPM) (A) en de tabletversie van Brief Kinesthesia Test (B) voor gezonde proefpersonen bij de controle van volwassenen versus deelnemers met een chronische beroerte. Merk op dat een persoon met een chronische beroerte niet in staat was om beweging te detecteren op een proef; de maximaal opgegeven TDPM-waarde van 15° is toegewezen. Deze zelfde persoon had de grootste hoeveelheid fout tijdens tBKT testen. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 5: Elleboogdrempel voor detectie van passieve bewegingsscores (TDPM) vergeleken met tabletversie van de Brief Kinesthesia Test (tBKT) scores bij gezonde volwassenen en volwassenen met een chronische beroerte. Spearman correlatie tussen elleboog TDPM en fout in gerichte bereiken zoals gemeten door de tablet-versie van de Brief Kinesthesia Test (tBKT) wordt getoond. Er was een matige positieve relatie(rs = 0,63, p < 0,001). Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
| Leeftijd | Sex | Beroerte Chroniciteit | Handigheid | Fugl-Meyer (Fugl-Meyer) | TDPM | tBKT- fout | |
| Gemiddelde (SD) in jaren | Gemiddelde(SD) in maanden | Gemiddelde (SD) van schouder-elleboog subscore/36 | Gemiddelde (SD) in graden | Gemiddelde (SD) in cm | |||
| Gezonde volwassenen (controle) n = 20 | 28(7.9) | 14 F; 6 M | NA | 19 - R 1- L | NA | 1.19 (1.02) | 1.12 (0.26) |
| Volwassenen met een chronische beroerte 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 = Standaarddeviatie; F = Vrouw; M = Man; R = Juist; L = Links; CVA = Cerebrovasculair Ongeval; NA = Niet van toepassing; cm = centimeter | t = 4,4, p = 0,003 (tweestaart) | t = 4,15, p = 0,004 | |||||
Tabel 2: Beschrijving van de deelnemers, gemiddelde elleboogdrempel voor detectie van passieve beweging (TDPM) scores (graden) en gemiddelde tabletversie van de Brief Kinesthesia Test (tBKT) scores. Een significant verschil werd gevonden in de gemiddelde elleboog TDPM tussen gezonde controles en volwassenen met een chronische beroerte, evenals in de gemiddelde tBKT scores.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Het gepresenteerde protocol beschrijft hoe te meten elleboog TDPM op een gestandaardiseerde manier met behulp van een gemeenschappelijke CPM machine om de passieve beweging te bieden. Over 20 gezonde deelnemers bleek de gemiddelde elleboog TDPM-meting vergelijkbaar te zijn met de gemiddelde waarde die in eerdere studies werd vastgesteld met behulp van andere TDPM-meetopstellingen7,,19,32en betrouwbare resultaten opleverden tijdens testsessies. TDPM van de ipsilesional elleboog onder de acht deelnemers met een chronische beroerte gemiddeld aanzienlijk, en misschien klinisch zinvol, van de gezonde volwassen bevolking zoals eerder is aangetoond5,15. Het is waarschijnlijk dat een deel van het verschil in TDPM tussen groepen kan worden toegeschreven aan leeftijdsverschillen21,33,34,35 en aan mogelijke verschillen in reactietijd1. Hoe dan ook, de bevindingen geven aan dat deze methode in staat is om onderscheid te maken tussen groepen die subtiele verschillen in prestaties hebben.
Het selecteren van de cpm-machinebewegingssnelheid is een kritieke protocolstap die van invloed is op de TDPM-scores (protocolstap 2.2). Eerdere studies hebben aangetoond dat TDPM toeneemt met afnemende passieve bewegingssnelheid7,16,23. De voor dit protocol gekozen snelheid, 0,23°/s, is vergelijkbaar met waarden die in eerdere studies7,22,28zijn getest , en bevindt zich in de buurt van het buigpunt waar TDPM exponentieel in moeilijkheden toeneemt voor gezonde proefpersonen7.28 Zoals opgemerkt in de representatieve resultaten, een deelnemer met chronische beroerte was niet in staat om beweging te voelen in een studie, wat suggereert dat de CPM machine beweging snelheid van 0,23 ° / s heeft een potentieel vloereffect en kan moeten worden verhoogd voor het testen van personen met meer ernstige kinesthetische stoornissen. Het bereik van de beschikbare snelheden verschilt per CPM-machinefabrikanten; onderzoekers moeten een model selecteren dat aan hun studiebehoeften voldoet. Het verstrekken van duidelijke instructies van de deelnemers met verificatie van het begrip is ook een essentieel protocolelement ter ondersteuning van nauwkeurige prestaties van de TDPM-taak.
Alle deelnemers met een chronische beroerte waren in staat om de trigger switch te drukken met hun meer getroffen bovenste extremiteit; alternatieve methoden om aan te geven wanneer beweging wordt gevoeld, kunnen nodig zijn voor deelnemers die daartoe niet in staat zijn. Het is mogelijk dat een grotere stijl van de schakelaar zou kunnen worden gebruikt. Aanvullende wijzigingen in het protocol kunnen het verwijderen van de biceps en triceps EMG-sensoren omvatten. EMG gebruik werd opgenomen in het protocol om te bevestigen spiercontractie niet optreden tijdens studies, zoals actieve spiercontractie en spiercontractie geschiedenis is aangetoond dat proprioceptieve drempels als gevolg van de thixotropic eigenschappen van spiervezels en spindels27,28beïnvloeden . Echter, spieractivering werd niet opgemerkt tijdens een proef voor een deelnemer, wat suggereert EMG monitoring kan overbodig zijn.
Een mogelijke beperking van dit protocol is de testpositie van 90° schouder- en elleboogflexie, omdat sommige individuen deze positie niet kunnen bereiken of tolereren. Het is bekend dat de testpositie wordt gewijzigd en dat de kinesthesie36verandert. Een aspect van het TDPM-paradigma dat niet uniek is voor dit protocol is de hoge aandachtsvraag van de taak, die de geschiktheid van deze meetmethode beperkt voor personen met aandachtstekorten. Om fouten als gevolg van onoplettendheid of vermoeidheid19te verminderen, hebben we dit protocol opzettelijk ontworpen om niet meer dan 15 minuten per ledemaat te nemen. Dit protocol heeft geen controle over mogelijke verschillen in reactietijd tussen deelnemers, wat een potentiële beperking is. De langzame passieve bewegingssnelheid die in dit protocol wordt gebruikt, vermindert de evenredige bijdrage van reactietijdfouten aan de TDPM-score van een deelnemer.
Deze gedetailleerde elleboog TDPM protocol biedt sensorimotor onderzoekers een gevoelige en nauwkeurige maatregel van kinesthesie. De gegevens suggereren dat de resolutie van de TDPM hoog is en de mogelijkheid biedt om een lichte stoornis te detecteren of misschien gevoelig te zijn voor verandering als deze wordt gebruikt in een studie van herstel van de functie. Toekomstig onderzoek kan worden uitgevoerd om het minimale klinisch belangrijke verschil in TDPM te bepalen. Aanpassing van dit protocol aan andere gewrichten kan ook passend zijn.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen hebben.
Acknowledgments
De auteurs willen Dr Jon Nelson bedanken voor de technische ondersteuning van EMG en elektrogoniometer apparatuur die hier wordt gebruikt.
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).
