Waiting
Login processing...

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

Behavior

En standardisert metode for måling av albue kinestesi

Published: October 10, 2020 doi: 10.3791/61391
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1
1Department of Physical Therapy, The College of St. Scholastica

Summary

Her presenterer vi en standardisert metode for måling av albue passiv kinestesi ved hjelp av terskelen til påvisning av passiv bevegelse (TDPM) som passer for en forskningsinnstilling.

Abstract

Proprioception er en viktig komponent i kontrollert bevegelse. Terskelen for påvisning av passiv bevegelse (TDPM) er en vanlig metode for å kvantifisere slektestesiens proprioceptive submodalitet i forskningsinnstillinger. TDPM-paradigmet har vist seg å være gyldig og pålitelig; Utstyret og metodene som brukes til TDPM varierer imidlertid mellom studiene. Spesielt er forskningslaboratoriet apparater for å produsere passiv bevegelse av en ekstremitet ofte tilpasset designet av individuelle laboratorier eller utilgjengelige på grunn av høye kostnader. Det er behov for en standardisert, gyldig og pålitelig metode for måling av TDPM ved hjelp av lett tilgjengelig utstyr. Formålet med denne protokollen er å gi en standardisert metode for måling av TDPM ved albuen som er økonomisk, enkel å administrere, og som gir kvantitative resultater for måleformål i forskningsbaserte innstillinger. Denne metoden ble testet på 20 friske voksne uten nevrologisk svekkelse, og åtte voksne med kronisk hjerneslag. Resultatene som er oppnådd tyder på at denne metoden er en pålitelig måte å kvantifisere albue TDPM hos friske voksne, og gir innledende støtte for gyldighet. Forskere som søker en balanse mellom utstyr rimelig og måling presisjon er mest sannsynlig å finne denne protokollen av nytte.

Introduction

Proprioceptive informasjon er en viktig bidragsyter til kontroll av menneskelig bevegelse. Proprioceptive underskudd følger med et bredt spekter av nevrologiske tilstander somhjerneslag 1,,2,,3,,4,,5,,6,Parkinsons sykdom7og sensoriske nevropatier8. Ortopediske skader som leddbånd og muskeltårer har også vist seg å redusere proprioceptive funksjon9. Konstruksjonen av proprioception er ofte testet i kliniske utfallstiltak ved påvisning av leverandøranvendte små endringer i finger- eller tåposisjon10,,11,,12,,13,,14. Slike tiltak gir relativt grove målinger: "fraværende", "svekket", "normal"12. Selv om det er tilstrekkelig for påvisning av brutto proprioceptive funksjonsnedsettering, er laboratoriemekaniske testmetoder nødvendig for å nøyaktig måle subtile proprioceptive funksjonsnedsetteninger14,,15,,16.

Forskere og klinikere deler ofte proprioception i submodaliteter for måling. De mest undersøkte submodaliteter av proprioception er felles posisjon følelse (JPS) og kinestesi, vanligvis definert som følelse avbevegelse 3,16,17. Felles posisjonsfølelse testes ofte via aktive samsvarende oppgaver, hvor enkeltpersoner replikerer en referanseleddvinkel18,,19. Kinestesi måles vanligvis ved hjelp av terskelen for påvisning av passiv bevegelse (TDPM), hvorved en deltakers lem er passivt beveget sakte, med deltakeren som indikerer punktet der bevegelse først oppdages16,17,19. Måling av TDPM krever vanligvis bruk av spesialisert utstyr for å gi langsom passiv bevegelse og betegne punktet for deteksjon17.

Gyldige og pålitelige resultater er funnet ved forskjellige ledd ved hjelp av TDPMmetoder 9,16,19,20,21,22. Det er imidlertid stor variasjon i TDPM-utstyr og metoder, noe som skaper en utfordring for sammenligning av funn på tvers avstudie 16,,17. Laboratorier utvikler ofte sine egne lembevegelses- og måleenheter, eller bruker dyre kommersielle enheter og programvare16. Passive bevegelseshastigheter varierer også; bevegelseshastighet er kjent for å påvirke deteksjonsterskler7,16,23. En standardisert, lett reproduserbar metode som kan kvantifisere TDPM på tvers av en rekke verdifallsnivåer er nødvendig. Fordi anatomien og fysiologien til hvert ledd er forskjellig, bør protokoller være felles spesifikke19. Protokollen skissert her er spesifikk for albueleddet. Metodene for denne protokollen kan imidlertid være nyttige for å etablere protokoller for andre ledd.

For å øke generalizability på tvers av sensoriske forskningslaboratorier, ville det foretrukne apparatet for å gi passiv bevegelse for albue TDPM-testing være kommersielt tilgjengelig til en rimelig pris. For dette formål ble en albue kontinuerlig passiv bevegelse (CPM) maskin (tilgjengelig hastighetsområde 0,23°/s – 2,83°/s) valgt for å produsere den motoriserte, konsekvente bevegelsen. CPM-maskiner finnes vanligvis i rehabiliteringssykehus og medisinske forsyningsbutikker og kan leies eller lånes for å redusere forskningskostnader. Ytterligere utstyrskrav inkluderer elementer som vanligvis finnes i sensoriske laboratorier (f.eks. elektrogoniometer og elektromyografi (EMG) sensorer), og maskinvareforretninger (f.eks PVC rør, streng og tape).

To forskjellige grupper ble testet for å utforske måleegenskapene til denne TDPM-protokollen: friske voksne og voksne med kronisk slag. For voksne med kronisk slag ble den ipsilesional (det vil vil vil, mindre berørte) armen testet. Kinestetisk forstand hos ipsilesional albue hos voksne med kronisk slag kan virke normalt med klinisk testing, men svekket når evaluert ved hjelp av kvantitativelaboratoriemetoder 5,15. Dette eksemplet illustrerer viktigheten av å utvikle og bruke sensitive og presise tiltak for nedsatt somatosensorisk verdifall og gjør dette til en nyttig populasjon for testformål. For validering av denne protokollen brukte vi den kjente gruppemetoden24. Vi sammenlignet TDPM med et annet kvantitativt mål på kinestesi, Brief Kinesthesia Test (BKT). BKT har vist seg å være følsom for ipsilesional øvre lem svekkelse etter hjerneslag25. Den tablettbaserte versjonen (tBKT) ble brukt i denne studien fordi det er den samme testen som BKT, administrert på en tablett med flere studier. TBKT har vist seg å være stabil i en ukes test-retest måling og følsom for proprioceptive knockdown26. Det ble hypotetisk at albuen TDPM og tBKT utfall ville være korrelert som sensorisk kontroll av albuen bidrar til BKT ytelse26.

Formålet med dette papiret er å skissere en standardisert metode for måling av albue TDPM som er reproduserbar ved hjelp av felles utstyr. Data presenteres om pålitelighet og innledende gyldighetstesting av metoden, samt mulighet for bruk for personer uten kjent patologi, og de som ble hypotetiske for å ha mild somatosensorisk svekkelse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Institutional Review Board ved The College of St. Scholastica har godkjent studien der denne protokollen ble utviklet og testet.

1. Fabrikasjon av den visuelle skjermen

  1. Skjær PVC-røret med diameter på 1,9 cm (3/4 tommer) i forskjellige lengder: to 76,2 cm (skjermbase); to 20,3 cm (skjermbase); en 44 tommer (111,8 cm) stykke (vertikal skjermstøtte); og en 32 tommer (81,3 cm) stykke (skjerm stoffholder).
  2. Plasser en endehette på den ene enden av hver 76,2 cm (30 tommer) og en 90° PVC albue i den andre enden. Sett 20,3 cm sytestykker inn i de gjenværende åpne endene av begge albuene. Koble åpne ender av de to 20,3 cm stykkene (8 tommer) med PVC-t-skjorten for å lage en skjermbase.
  3. Sett 111,8 cm PVC-stykket inn i den vertikale delen av PVC-t-skjorten for å skape en vertikal støtte for skjermen. Plasser den 45° PVC albuen på den åpne enden av 44 tommers (111,8 cm) stykke. Sett 81,3 cm (32 tommer) inn i den åpne enden av den 45° PVC albuen for å lage en skjermstoffholder. Sett en endehette på den åpne enden av 81,3 cm (32 tommer) .
  4. Plasser dishtowels oppå hverandre for å sikre stoff tetthet. Fest til 81,3 cm (32 tommer) med atletisk tape. Den ferdig monterte skjermen kan ses i figur 1.

2. Utarbeidelse av testutstyret

  1. Kalibrer elektrogoniometre- og elektromyografisensorer (EMG) i henhold til produsentens instruksjoner.
  2. Slå på den kontinuerlige passive bevegelsesmaskinen (CPM), og aktiver forlengelses-/fleksjonsmodus. Programmer CPM-maskinen til å bevege seg gjennom 90° til 130° albueforlengelse med en hastighet på 0,23°/s.

3. Utarbeidelse av deltakeren for TDPM-testing

  1. Sett deltakeren i en standard høydestol (18 tommer/45,7 cm), noe som sikrer å sitte med rett rygg og føtter flatt på gulvet.
  2. Verbalt forberede deltakeren for EMG sensor og elektrogoniometer plassering ved hjelp av en standardisert script: "For å begynne, jeg kommer til å forberede huden din til å feste sensorer. De vil bidra til å registrere bevegelse og sikre at musklene dine er avslappet under testen. Jeg skal markere landemerker på armen din og begynne å feste sensorene, slik at du bare kan slappe av i den posisjonen jeg plasserer deg i."
  3. Fest biceps brachii og triceps brachii EMG sensorer.
    1. Motstå albuefleksjon manuelt for å finne biceps brachii muskelmagen og markere det sentrale punktet i muskelmagen med en liten prikk vaskbar markør for å betegne plasseringen for EMG-sensorplasseringen. Forbered huden ved å fjerne de døde hudcellene etterfulgt av skrubbing med en spritserviett, og fest deretter EMG-sensoren.
    2. Motstå albueforlengelsen manuelt for å finne muskelmagen i det laterale hodet på triceps brachii og markere det sentrale punktet i hoveddelen av muskelmagen med en liten prikk vaskbar markør for å betegne plasseringen for EMG-sensorplasseringen. Forbered huden ved å fjerne døde hudceller etterfulgt av skrubbing med en spritserviett, og fest deretter EMG-sensoren.
    3. Test EMG-funksjonen ved å fremkalle en isometrisk biceps brachii sammentrekning, etterfulgt av en isometrisk triceps brachii sammentrekning, og observere for EMG aktivering.
  4. Fest elektrogonometeret til deltakeren.
    1. Bestem midtpunktet i det dorsale aspektet av håndleddet og merk med en vaskbar markør.
    2. Palpate det mest fremtredende aspektet av den laterale epicondyle og merke med en vaskbar markør.
    3. Palpate større tuberkel av humerus og merke med en vaskbar markør. Kontroller den større tuberkelplasseringen ved passivt å flytte testarmen gjennom intern og ekstern rotasjon av humerus etter behov.
    4. Fest den ene enden av strengen til det laterale epicondylemerket ved hjelp av papirtape. Trekk strengen stram, koble den til dorsal håndleddet midtpunkt.
    5. Spor en linje langs den proksimale underarmen på linje med strengen ved hjelp av en vaskbar markør.
    6. Flytt den frie enden av strengen til det større knollmerket og trekk strengen stramt.
    7. Spor en linje langs den distale humerus på linje med strengen ved hjelp av en vaskbar markør, og fjern deretter strengen.
    8. Plasser den distale padle av elektrogonometeret langs banen til den sporede linjen, 3,8 cm (1,5 tommer) distally fra sideveis epikondyle merket.
    9. Plasser den proksimale padle av elektrogoniometre langs banen til den sporede linjen, 3,8 cm proksimalt fra det laterale epicondylemerket. Fest de gjenværende komponentene i elektrogonometeret til huden ved hjelp av papirtape.
  5. Plasser deltakerens øvre ekstremitet komfortabelt i CPM-maskinen.
    1. Juster høyden og retningen på CPM-maskinen for å oppnå en posisjon på 90° sagittalplan skulderfleksjon, 90° albuefleksjon og en nøytral underarm. Juster deltakerens laterale epicondyle etter rotasjonsaksen til CPM-maskinen.
    2. Juster CPM-maskinstøtten slik at den passer komfortabelt med håndflaten på deltakerens hånd og fest underarmen via en håndleddsstropp. Figur 1 viser det endelige deltakeroppsettet for TDPM-testing.

4. Administrasjon av TDPM-testen

  1. Informer deltakeren om testprosedyren med følgende standardiserte verbale informasjon: "Under denne testen kommer maskinen til å bevege seg veldig sakte for å enten rette eller bøye albuen. Vi vil si "begynne" i begynnelsen av hver rettssak, vil det være åtte prøvelser. Når jeg sier begynne, kan maskinen eller ikke flytte armen. Trykk på knappen så snart du føler at armen beveger seg, men bare når du føler bevegelse. Hvis du ikke føler bevegelse, vil vi stoppe rettssaken etter en periode; prøve å ta hensyn til vi stopper rettssaken. Dette er knappen du skal bruke. Vennligst trykk på knappen akkurat nå for å teste den."
  2. Gi deltakeren elektrogonometerets hendelsesmerkingsbryter og test bryteren.
  3. Informer deltakeren om flere aspekter ved prosedyren: "I mellom hver studie, enten armen flyttet eller ikke, vil vi ta armen ut av maskinen og rette den, og deretter plassere den tilbake i maskinen. Vær avslappet. Har du spørsmål om testen? Vi vil bruke denne gardinen til å blokkere visjonen din under denne testen og plassere denne hørselsvernet over ørene dine for å minimere eventuelle lyder du måtte høre under testingen."
  4. Okklur visuell inngang ved å blokkere visningen av armen som testes og CPM-maskinen ved hjelp av en visuell skjerm. Draper skjermmateriale på deltakerens skulder for å unngå sensorisk inngang under armbevegelse. Avstår hørselsinnspill ved å plassere støyreduserende hodetelefoner på deltakeren (se figur 1).
  5. Si høyt "begynn", og vent den tilsvarende tiden per studie før du starter bevegelse av CPM-maskinen for å redusere deltakeren gjette når bevegelsen vil begynne19. Standardiserte forsinkelsestider vises i tabell 1.
Prøvenummer 1 2 3 4 5 6 7 8
Forsinkelse (er) 1 Fange 3 1 2 Fange 3 1

Tabell 1: Standardiserte tidsforsinkelser og prøvesteder for fangst. Varierte starttidsforsinkelser for prøveversjon er inkludert for å hindre at deltakerforsøkene gjetter når bevegelsen vil begynne. Catch forsøk er inkludert for å teste om deltakeren faktisk oppdager bevegelse19,31.

  1. Vær oppmerksom på aktivering av biceps brachii og triceps brachii muskler ved å overvåke EMG sensor feedback målinger for å sikre at deltakeren ikke forsøker å bruke aktiv bevegelse for å bistå i bevegelsesdeteksjon.
    1. Hvis muskelaktivering er notert, stoppe rettssaken og bruke følgende standardiserte skript: "Musklene aktiverer. Vennligst prøv å holde armen avslappet under testen." Denne studien bør noteres for utelukkelse fra dataanalyse, med forskeren fortsetter med tilbakestilling deltakeren og CPM for å starte neste studie (protokoll trinn 4.7).
  2. Fjern deltakerens testarm mellom hver prøve fra CPM-maskinen og sett CPM-maskinen tilbake til en 90° startposisjon. Passivt flytte deltakerens albue gjennom full forlengelse og deretter tilbake til 90 ° fleksjon for å standardisere muskel spindel bevegelse historie27,28. Plasser armen tilbake i CPM-maskinen for neste prøveperiode.
  3. Fullfør åtte forsøk, inkludert to "catch" forsøk der deltakerens arm ikke flyttes19. Avslutt hver prøve (fangst og ikke-fangst) når deltakeren trykker på utløserbryteren, eller etter 15 sekunder hvis utløserbryteren ikke er trykket inn.
  4. Hvis en deltaker muntlig rapporterer at de ikke kan føle bevegelse eller trykker på utløserbryteren, bruker du følgende standardiserte respons: "Armen din beveger seg faktisk ikke under denne studien. Jeg vet det er vanskelig å føle, maskinen beveger seg veldig sakte; konsentrer deg og trykk på knappen så snart du føler at armen beveger seg eller at armposisjonen har endret seg."

5. Beregning av deltakerens TDPM-poengsum

  1. Ved hjelp av elektrogonometersporingen identifiserer du måling av elektrogonometervinkel for det punktet hvor CPM-maskinbevegelsen startet, og for det punktet hvor deltakeren trykket inn utløserbryteren som indikerer bevegelse ble følt. Se figur 2 for et representativt eksempel.

Figure 2
Figur 2: Eksempel elektrogonometersporing med deteksjonspunkt. Elektrogonometerlinjesporingen (grønn linje), startpunktet for den kontinuerlige passive bevegelsesmaskinbevegelsen (CPM), og punktet der deltakeren indikerte bevegelse ble oppdaget (første blå topp) vises. Forskjellen mellom elektrogoniometeravlesninger ved starten av studien (rosa sirkel) og ved deteksjonspunkt (oransje sirkel) bestemmer TDPM-verdien for den studien. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

  1. Trekk startvinkelen fra den endelige vinkelen, og dermed identifisere antall grader CPM flyttet; Dette er deltakerens albue TDPM verdi for den studien.
  2. Hvis du vil fastslå deltakerens totale TDPM-poengsum, fjerner du de minste og største TDPM-verdiene fra de seks ikke-catch-forsøkene, og deretter gjennomsnitter du de resterende fireprøveresultatene 29.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Deltakere:
Ved hjelp av protokollen som presenteres her, ble albueN TDPM målt i et akademisk forskningslaboratorium for to forskjellige grupper av individer: 20 friske voksne og åtte voksne med kronisk slag. Deltakere for begge gruppene ble rekruttert fra samfunnet ved hjelp av flygere, e-poster og jungeltelegrafen. De friske voksne (14 kvinner, seks menn, gjennomsnittsalder (SD) = 28 (7,9) år; 19 høyre- og en venstrehendt) ble testet for å generere representative resultater for en uhindret befolkning. Inklusjonskriteriene var: alder fra 18 til 85 år; evne til å følge to-trinns retninger som bestemmes av screening på første møte. Ekskluderingskriteriene var: historie med sykdom eller tilstander som påvirker nevromuskulær funksjon i øvre lemmer basert på selvrapport; rapportert allergi mot metall eller lateks. Handedness ble vurdert ved hjelp av Edinburgh Handedness Inventory30. Halvparten av de friske voksne deltakerne hadde TDPM av høyre albue testet, og halvparten fikk sin venstre albue testet (blokk randomisering). For å fastslå test-retest påliteligheten av denne protokollen, sunn voksen deltaker albue TDPM ble målt to ganger, en uke fra hverandre. TBKT ble fullført på dag 1 etter TDPM-testing. Ingen bivirkninger forekom for noen deltaker i den friske deltakergruppen.

Albuen til ipsilesional (det vil si mindre påvirket) øvre lem av individer med kronisk slag (fem menn, tre kvinner; gjennomsnittsalder (SD) = 69 (11,3) år; fem høyre halvkule slag, tre venstre halvkule slag) ble testet for å representere protokollens evne til å oppdage og kvantitativt diskriminerende TDPM hos personer med mistanke om mild proprioceptive svekkelse. Inklusjonskriteriene for denne gruppen var de samme som for den friske voksengruppen, med tillegg av: hjerneslaghistorie som oppsto mer enn seks måneder før det påvirket øvre ekstremitetsfunksjon. Ekskluderingskriteriene var: enhver historie med ipsilesional øvre ekstremitetssmerter eller muskel- og skjelettskade; rapportert allergi mot metall eller lateks. Deltakere med kronisk slag fullført en albue TDPM testing økt. TBKT ble fullført etter albue TDPM testing. En deltaker med slag rapporterte mild irritasjon fra EMG-sensorlimet; ingen andre bivirkninger oppstod.

Resultater:
Ingen statistisk forskjell ble funnet mellom høyre og venstre albue TDPM score for friske voksne(p = 0,86, to-tailed); dataene ble kombinert for senere analyser. Gjennomsnittlig albue TDPM for friske voksne deltakere (n = 20) var 1,19 (± 1,02) grader. Spearman-korrelasjonen og intraklassekorrelasjonskoeffisienten (ICC) ble beregnet for å evaluere testtestpå nytt påliteligheten til TDPM; det ble funnet et positivt og statistisk signifikant forhold (rs = 0,72, p < 0,001), (ICC 2,4 = 0,84), noe som tyder på moderat til god pålitelighet av tiltaket blant friske voksnedeltakere 24 ( figur3).

Gjennomsnittlig ipsilesional albue TDPM for deltakere med kronisk slag (n = 8) var 8,24 (±4,53) grader (tabell 2). Deltakere med kronisk slag var mer variabel enn friske voksne deltakere (figur 4A). Ved hjelp av en to-tailed t-test, TDPM av friske voksne og kroniske slag grupper ble funnet å være statistisk forskjellig, med voksne med kronisk slag som krever en større albue forlengelse utflukt før bevegelse blir oppdaget (t = 4,4, p = 0,003, to-tailed) (Tabell 2). Spearman korrelasjon mellom albue TDPM og feil i målrettet nå målt ved tBKT viste en moderat sammenheng mellom disse to tiltakene (rs = 0,63, p < 0,001) (figur 5). Deltaker tBKT score er vist i figur 4B.

Figure 1
Figur 1: Deltakeroppsett for albueterskel for påvisning av testing av passiv bevegelse (TDPM). Den kontinuerlige passive bevegelsesmaskinen (CPM) utvidet deltakerens albue med en konstant hastighet på 0,23°s. Legg merke til den visuelle skjermen som er plassert for å okkludere visjonen til testarmen. Ikke synlig er hørselsnokklusjonshodetelefoner, og en utløserbryter for deltakerindikasjon av bevegelsesdeteksjon. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 3
Figur 3: Test-retest påliteligheten av albueterskelen til påvisning av passiv bevegelse (TDPM) metode hos friske voksne. Spearman korrelasjon og intraklasse korrelasjonskoeffisient (ICC) på dag 1 og dag 2 (testet en uke fra hverandre) ble brukt til å sammenligne TDPM score. Tall viser linje med passform med 95% konfidensintervall (skyggelagt område) og en tetthetsellipse. Det ble funnet et positivt og statistisk signifikant forhold (rs = 0,72, p < 0,001). Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 4
Figur 4: Representative resultater for albueterskelen for påvisning av passiv bevegelse (TDPM) (A) og tablettversjonen av Brief Kinesthesia Test (B) for friske voksne kontrollpersoner versus deltakere med kronisk slag. Merk at en person med kronisk slag ikke var i stand til å oppdage bevegelse på noen studie; den maksimale angitte TDPM-verdien på 15° ble tildelt. Den samme personen hadde størst feil under tBKT-testing. Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 5
Figur 5: Albueterskelen for påvisning av score for passiv bevegelse (TDPM) sammenlignet med tablettversjon av kort kinestesitest (tBKT) hos friske voksne og voksne med kronisk slag. Spearman korrelasjon mellom albue TDPM og feil i målrettet nå målt ved tablettversjonen av Brief Kinesthesia Test (tBKT) vises. Det var en moderat positiv relasjon (rs = 0,63, p < 0,001). Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Alder sex Hjerneslag Kronisk Handedness Fugl-Meyer TDPM tBKT Feil
Gjennomsnitt (SD) i år Gjennomsnitt (SD) i måneder Gjennomsnitt (SD) av skulder-albue subscore/36 Gjennomsnitt (SD) i grader Gjennomsnitt (SD) i cm
Friske voksne (kontroll) 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 slag 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 = Standardavvik; F = Kvinne; M = Mann; R = Høyre; L = Venstre; CVA = Cerebrovaskulær ulykke; NA = Ikke anvendelig; cm = centimeter t = 4,4, p = 0,003 (to-tailed) t = 4,15, p = 0,004

Tabell 2: Deltakerbeskrivelse, gjennomsnittlig albueterskel for påvisning av score for passiv bevegelse (TDPM) (grader) og gjennomsnittlig tablettversjon av kort kinestesitest (tBKT) score. En signifikant forskjell ble funnet i gjennomsnittlig albue TDPM mellom friske kontroller og voksne med kronisk hjerneslag, samt i gjennomsnittlig tBKT score.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Den presenterte protokollen beskriver hvordan man måler albueN TDPM på en standardisert måte ved hjelp av en vanlig CPM-maskin for å gi passiv bevegelse. Over 20 friske deltakere ble den gjennomsnittlige TDPM-målingen med albue funnet å være lik gjennomsnittsverdien som ble identifisert i tidligere studier ved hjelp av andre TDPM-måleoppsett7,,19,,32og ga pålitelige resultater på tvers av testøkter. TDPM av den ipsilesional albuen blant de åtte deltakerne med kronisk slag i gjennomsnitt skilte seg betydelig, og kanskje klinisk meningsfylt, fra den friske voksne befolkningen som tidligere har blitt vist5,15. Det er sannsynlig at en del av forskjellen i TDPM mellom grupper kan tilskrives aldersforskjeller21,,33,,34,,35 og til potensielle reaksjonstidsforskjeller1. Uansett indikerer funnene at denne metoden er i stand til å diskriminere mellom grupper som har subtile forskjeller i ytelse.

Hvis du velger CPM-maskinens bevegelseshastighet, er et kritisk protokolltrinn som påvirker TDPM-poengsummer (protokolltrinn 2.2). Tidligere studier har vist at TDPM øker med avtagende passiv bevegelseshastighet7,,16,,23. Hastigheten som er valgt for denne protokollen, 0,23°/s, ligner på verdier testet i tidligerestudier 7,,22,,28,og er nær bøyningspunktet der TDPM eksponentielt øker i vanskeligheter for friske personer7. Som nevnt i de representative resultatene, var en deltaker med kronisk slag ikke i stand til å føle bevegelse i noen studie, noe som tyder på at CPM-maskinens bevegelseshastighet på 0,23 ° / s har en potensiell gulveffekt og må kanskje økes for testing av personer med mer alvorlige kinestetiske funksjonsnedsettering. Utvalget av tilgjengelige hastigheter varierer mellom CPM-maskinprodusenter; forskere bør velge en modell som vil møte sine studiebehov. Å gi klar deltakerinstruksjon med verifisering av forståelse er også et kritisk protokollelement for å støtte nøyaktig ytelse for TDPM-oppgaven.

Alle deltakere med kronisk slag var i stand til å trykke på utløserbryteren med deres mer berørte øvre ekstremitet; alternative metoder for å indikere når bevegelse er følt kan være nødvendig for deltakere som ikke er i stand til å gjøre det. Det er mulig en større stil av bryteren kan brukes. Ytterligere endringer i protokollen kan omfatte eliminering av biceps og triceps EMG sensorer. EMG bruk ble innlemmet i protokollen for å bekrefte muskel sammentrekning ikke skjedde under studier, som aktiv muskel sammentrekning og muskel sammentrekning historie har vist seg å påvirke proprioceptive terskler på grunn av de tixotropiske egenskapene til muskelfibre og spindler27,28. Muskelaktivering ble imidlertid ikke notert under noen studie for noen deltaker, noe som tyder på at EMG-overvåking kan være unødvendig.

En mulig begrensning av denne protokollen er testposisjonen på 90° skulder og albuefleksjon, da noen individer kanskje ikke kan oppnå eller tolerere denne posisjonen. Modifisering av testposisjonen er kjent for å endre kinestesi36. Et aspekt av TDPM-paradigmet som ikke er unikt for denne protokollen, er den høye oppmerksomhetsetterspørselen til oppgaven, noe som begrenser hensiktsmessigheten av denne målemetoden for personer med oppmerksomhetsunderskudd. For å redusere feil på grunn av uoppmerksomheteller tretthet 19,designet vi med vilje denne protokollen for å ta ikke mer enn 15 minutter per lem. Denne protokollen kontrollerer ikke for potensielle forskjeller i reaksjonstid mellom deltakerne, noe som er en potensiell begrensning. Den langsomme passive bevegelseshastigheten som brukes i denne protokollen, reduserer det proporsjonale bidraget til reaksjonstidsfeilen til en deltakers TDPM-poengsum.

Denne detaljerte albueN TDPM-protokollen gir sensoriske forskere et følsomt og presist mål på kinestesi. Dataene tyder på at TDPM oppløsning er høy gir mulighet for å oppdage mild svekkelse eller kanskje være følsom for endring hvis det brukes i en studie av utvinning av funksjon. Fremtidig forskning kan utføres for å bestemme den minimale klinisk viktige forskjellen i TDPM. Tilpasning av denne protokollen til andre ledd kan også være hensiktsmessig.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne erklærer at de ikke har noen konkurrerende økonomiske interesser.

Acknowledgments

Forfatterne vil gjerne takke Dr. Jon Nelson for teknisk støtte fra EMG og elektrogoniometerutstyr som brukes 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.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. Dukelow, S. P., et al. Quantitative assessment of limb position sense following stroke. Neurorehabilitation and Neural Repair. 24 (2), 178-187 (2010).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Konczak, J., Krawczewski, K., Tuite, P., Maschke, M. The perception of passive motion in Parkinson's disease. Journal of Neurology. 254 (5), 655 (2007).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Hizli Sayar, G., Unubol, H. Assessing Proprioception. The Journal of Neurobehavioral Sciences. 4 (1), 31-35 (2017).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Lincoln, N. B., et al. The unreliability of sensory assessments. Clinical rehabilitation. 5 (4), 273-282 (1991).
  15. Sartor-Glittenberg, C. Quantitative measurement of kinesthesia following cerebral vascular accident. Physiotherapy Canada. 45, 179-186 (1993).
  16. Hillier, S., Immink, M., Thewlis, D. Assessing proprioception: a systematic review of possibilities. Neurorehabilitation and Neural Repair. 29 (10), 933-949 (2015).
  17. 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).
  18. Goble, D. J. Proprioceptive acuity assessment via joint position matching: from basic science to general practice. Physical Therapy. 90 (8), 1176-1184 (2010).
  19. 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).
  20. 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).
  21. Boerboom, A., et al. Validation of a method to measure the proprioception of the knee. Gait & Posture. 28 (4), 610-614 (2008).
  22. 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).
  23. 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).
  24. Portney, L. G., Watkins, M. P. Foundations of Clinical Research: Applications to Practice. 892, Pearson/Prentice Hall. Upper Saddle River, NJ. (2009).
  25. 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).
  26. 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).
  27. Proske, U., Tsay, A., Allen, T. Muscle thixotropy as a tool in the study of proprioception. Experimental Brain Research. 232 (11), 3397-3412 (2014).
  28. 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).
  29. 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).
  30. Oldfield, R. C. The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory. Neuropsychologia. 9 (1), 97-113 (1971).
  31. 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).
  32. 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).
  33. Skinner, H. B., Barrack, R. L., Cook, S. D. Age-related decline in proprioception. Clinical Orthopaedics and Related Research. (184), 208-211 (1984).
  34. 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).
  35. Dunn, W., et al. Measuring change in somatosensation across the lifespan. American Journal of Occupational Therapy. 69 (3), (2015).
  36. 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).

Tags

Atferd Problem 164 kinestese proprioception albue øvre ekstremitet måling protokoll somatosensasjon terskel for påvisning av passiv bevegelse TDPM
En standardisert metode for måling av albue kinestesi
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Watkins, M., Duncanson, E., Gartner, … More

Watkins, M., Duncanson, E., Gartner, E., Paripovich, S., Taylor, C., Borstad, A. A Standardized Method for Measurement of Elbow Kinesthesia. J. Vis. Exp. (164), e61391, doi:10.3791/61391 (2020).

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