Summary
Aqui, apresentamos um método padronizado para medição da cinestesia passiva do cotovelo utilizando o limiar para detecção de movimento passivo (TDPM) adequado para uma configuração de pesquisa.
Abstract
Propriocepção é um componente importante do movimento controlado. O limiar para detecção do movimento passivo (TDPM) é um método comumente utilizado para quantificar a submodalidade proprioceptiva da cinestesia em ambientes de pesquisa. O paradigma TDPM tem sido considerado válido e confiável; no entanto, os equipamentos e métodos utilizados para tdpm variam entre estudos. Em particular, os aparelhos de laboratório de pesquisa para a produção de movimento passivo de uma extremidade são muitas vezes personalizados por laboratórios individuais ou inacessíveis devido ao alto custo. Há necessidade de um método padronizado, válido e confiável para medir o TDPM usando equipamentos prontamente disponíveis. O objetivo deste protocolo é fornecer um método padronizado para medição de TDPM no cotovelo que seja econômico, fácil de administrar, e que produza resultados quantitativos para fins de medição em configurações baseadas em pesquisa. Este método foi testado em 20 adultos saudáveis sem comprometimento neurológico, e oito adultos com derrame crônico. Os resultados obtidos sugerem que este método é uma maneira confiável de quantificar o TDPM do cotovelo em adultos saudáveis, e fornece suporte inicial para a validade. Pesquisadores que buscam um equilíbrio entre a acessibilidade dos equipamentos e a precisão da medição são mais propensos a encontrar esse protocolo de benefício.
Introduction
A informação proprioceptiva é um importante contribuinte para o controle do movimento humano. Os déficits proprioceptivos acompanham uma ampla gama de condições neurológicas como o AVC1,,2,,3,,4,5,6, doença de Parkinson7e neuropatias sensoriais8. Lesões ortopédicas como ligamentos e lágrimas musculares também têm sido demonstradas para reduzir a função proprioceptiva9. A construção da propriocepção é frequentemente testada em medidas de desfecho clínico através da detecção de pequenas alterações aplicadas pelo provedor na posição do dedo ou do dedo do dedo10,,11,,12,,13,,14. Tais medidas produzem medidas relativamente grosseiras: "ausente", "prejudicado", "normal"12. Embora suficientes para detecção de prejuízos proprioceptivos brutos, os métodos de teste mecânicos laboratoriais são necessários para medir com precisão os prejuízos proprioceptivos sutis14,,15,16.
Pesquisadores e médicos frequentemente dividem a propriocepção em submodalidades para medição. As submodalidades mais comumente investigadas da propriocepção são o sentido de posição articular (JPS) e a cinestésia, tipicamente definida como o sentido de movimento3,,16,17. O sentido de posição articular é frequentemente testado através de tarefas de correspondência ativas, onde os indivíduos replicam um ângulo conjunto de referência18,19. A cinestésia é comumente medida usando o limiar para detecção do movimento passivo (TDPM), pelo qual o membro do participante é movido passivamente lentamente, com o participante indicando o ponto em que o movimento é detectado pela primeira vez16,,17,19. A medição do TDPM normalmente requer o uso de equipamentos especializados para fornecer o movimento passivo lento e denotar o ponto de detecção17.
Resultados válidos e confiáveis foram encontrados em diferentes articulações utilizando os métodos TDPM9,,16,19,20,21,22. No entanto, há uma variação considerável nos equipamentos e métodos TDPM, criando um desafio para a comparação dos achados entre os estudos16,17. Os laboratórios frequentemente desenvolvem seus próprios dispositivos de movimento e medição de membros, ou usam dispositivos comerciais caros e software16. As velocidades de movimento passivo também variam; A velocidade de movimento é conhecida por afetar os limiares de detecção7,,16,23. Um método padronizado e facilmente reprodutível capaz de quantificar o TDPM em uma variedade de níveis de comprometimento é necessário. Como a anatomia e a fisiologia de cada articulação diferem, os protocolos devem ser específicos da articulação19. O protocolo aqui traçado é específico para a articulação do cotovelo. No entanto, os métodos deste protocolo podem ser úteis para estabelecer protocolos para outras articulações.
Para aumentar a generalizabilidade entre os laboratórios de pesquisa sensorimotores, o aparelho preferido para fornecer o movimento passivo para testes de TDPM de cotovelo estaria disponível comercialmente a um custo acessível. Para isso, foi escolhida uma máquina de movimento passivo contínuo de cotovelo (CPM) (faixa de velocidade disponível de 0,23°/s – 2,83°/s) para produzir o movimento motorizado e consistente. As máquinas cpm são comumente encontradas em hospitais de reabilitação e lojas de suprimentos médicos e podem ser alugadas ou emprestadas para reduzir os custos de pesquisa. Requisitos adicionais de equipamentos incluem itens comumente encontrados em laboratórios sensoriais (ou seja, eletrogoniômetro e eletromígrafo (EMG) e lojas de hardware (por exemplo, tubo de PVC, corda e fita).
Dois grupos diferentes foram testados para explorar as propriedades de medição deste protocolo TDPM: adultos saudáveis e adultos com derrame crônico. Para os adultos com AVC crônico, foi testado o braço ipsilesional (ou seja, menos afetado). O sentido cinestésico no cotovelo ipsilesional em adultos com derrame crônico pode parecer normal com testes clínicos, mas prejudicado quando avaliado utilizando métodos laboratoriais quantitativos5,,15. Este exemplo ilustra a importância de desenvolver e utilizar medidas sensíveis e precisas de comprometimento somatossensorial e torna esta uma população útil para fins de teste. Para validação deste protocolo, utilizamos o método de gruposconhecidos 24. Comparamos o TDPM com outra medida quantitativa de cinestésia, o Breve Teste de Cinestesia (BKT). O BKT mostrou-se sensível ao comprometimento ipsilesional do membro superior após o derrame25. A versão baseada em tablet (tBKT) foi usada neste estudo porque é o mesmo teste do BKT, administrado em um tablet com mais ensaios. O tBKT mostrou-se estável na medição de teste de uma semana e sensível ao knockdown proprioceptivo26. Foi a hipótese de que os resultados do cotovelo TDPM e tBKT estariam correlacionados, pois o controle sensorial do cotovelo contribui para o desempenho da BKT26.
O objetivo deste artigo é traçar um método padronizado de medição do TDPM cotovelo que seja reprodutível usando equipamento comum. Os dados são apresentados quanto à confiabilidade e aos testes iniciais de validade do método, bem como a viabilidade de uso para pessoas sem patologia conhecida, e aquelas que foram hipóteses de ter leve comprometimento somatosensorial.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
O Conselho de Revisão Institucional do Colégio St. Scholastica aprovou o estudo no qual este protocolo foi desenvolvido e testado.
1. Fabricação da tela visual
- Corte o tubo de PVC de 1,9 cm de diâmetro de 3/4 polegadas (base de tela); duas peças de 20,3 cm (base de tela); uma peça de 111,8 cm (suporte vertical de tela); e uma peça de 81,3 cm (porta-tecido de tela).
- Coloque uma tampa final em uma extremidade de cada peça de 76,2 cm e um cotovelo de PVC de 90° na outra extremidade. Insira peças de 20,3 cm nas extremidades abertas restantes de ambos os cotovelos. Conecte as extremidades abertas das duas peças de 20,3 cm com a camiseta de PVC para criar uma base de tela.
- Insira a peça de PVC de 111,8 cm na parte vertical do tee de PVC para criar um suporte vertical para tela. Coloque o cotovelo de PVC de 45° na extremidade aberta da peça de 111,8 cm. Insira a peça de 81,3 cm na extremidade aberta do cotovelo de PVC de 45° para criar um suporte de tecido de tela. Coloque uma tampa final na extremidade aberta da peça de 81,3 cm.
- Coloque toalhas de prato em cima uma da outra para garantir a opacidade do tecido. Fixar-se na peça de 81,3 cm com fita atlética. A tela totalmente montada pode ser vista na Figura 1.
2. Preparação do equipamento de teste
- Calibrar os sensores de eletrogoniômetro e eletromografia (EMG) de acordo com as instruções dos fabricantes.
- Ligue a máquina de movimento passivo contínuo (CPM) e ative o modo Extensão/Flexão. Programe a máquina CPM para mover-se através de 90° a 130° de extensão do cotovelo a uma velocidade de 0,23°s.
3. Preparação do participante para o teste de TDPM
- Sente o participante em uma cadeira de altura padrão (18 polegadas/45,7 cm), garantindo sentar-se com uma reta para trás e pés lisos no chão.
- Prepare verbalmente o participante para o sensor EMG e a colocação do eletrogoniômetro usando um script padronizado: "Para começar, vou preparar sua pele para anexar sensores. Eles ajudarão a registrar o movimento e garantir que seus músculos estejam relaxados durante o teste. Vou marcar pontos no seu braço e começar a anexar os sensores, para que você possa relaxar na posição em que eu colocá-lo."
- Conecte os bíceps braquii e os sensores de brachii EMG tríceps.
- Resista manualmente à flexão do cotovelo para localizar a barriga do músculo braquii bíceps e marcar o ponto central da barriga muscular com um pequeno ponto de marcador lavável para denotar a localização para a colocação do sensor EMG. Prepare a pele removendo as células mortas da pele seguidas de esfregar com um cotonete de álcool e, em seguida, anexar o sensor EMG.
- Resista manualmente à extensão do cotovelo para localizar a barriga muscular da cabeça lateral do tríceps braquii e marcar o ponto central na maior parte da barriga muscular com um pequeno ponto de marcador lavável para denotar a localização para a colocação do sensor EMG. Prepare a pele removendo células mortas da pele seguidas de esfregar com um cotonete de álcool e, em seguida, conecte o sensor EMG.
- Teste a função EMG evocando uma contração de bíceps isométricos, seguida de uma contração de braquii tríceps isométrico, e observando para ativação emG.
- Anexe o eletrogoniômetro ao participante.
- Determine o ponto médio do aspecto dorsal do pulso e marque com um marcador lavável.
- Palpate o aspecto mais proeminente do epicôndyle lateral e marca com um marcador lavável.
- Palpar o tubérculo maior do úmero e marque com um marcador lavável. Verifique a localização do tubérculo maior movendo passivamente o braço de ensaio através da rotação interna e externa do úmero conforme necessário.
- Conecte uma extremidade da corda à marca epicôndil lateral usando fita de papel. Puxe a corda esticada, conectando-a com a marca do pulso dorsal.
- Trace uma linha ao longo do antebraço proximal em linha com a corda usando um marcador lavável.
- Mova a extremidade livre da corda para a marca do tubérculo maior e puxe a corda esticada.
- Trace uma linha ao longo do úmero distal em linha com a corda usando um marcador lavável e, em seguida, remova a corda.
- Coloque a pá distal do eletrogoniômetro ao longo do caminho da linha traçada, 3,8 cm distally da marca de epicôndyle lateral.
- Coloque a pá proximal de eletrogoniômetro ao longo do caminho da linha traçada, 3,8 cm proximalmente a partir da marca epicôndyle lateral. Fixar os demais componentes do eletrogoniômetro na pele usando fita de papel.
- Posicione a extremidade superior do participante confortavelmente na máquina CPM.
- Ajuste a altura e a orientação da máquina CPM para alcançar uma posição de flexão do ombro do avião sagital de 90°, flexão de cotovelo de 90° e um antebraço neutro. Alinhe o epicôndyle lateral do participante com o eixo rotacional da máquina CPM.
- Ajuste o suporte manual da máquina CPM para caber confortavelmente com a palma da mão do participante e fixe o antebraço através de uma correia de pulso. A Figura 1 mostra a configuração final do participante para o teste de TDPM.
4. Administração do teste TDPM
- Informe o participante do procedimento de teste com as seguintes informações verbais padronizadas: "Durante este teste, a máquina vai se mover muito lentamente para endireitar ou dobrar o cotovelo. Vamos dizer "começar" no início de cada julgamento, haverá oito julgamentos. Quando eu disser começar, a máquina pode ou não mover seu braço. Por favor, pressione o botão assim que sentir seu braço se mover, mas somente quando sentir movimento. Se você não sentir movimento, vamos parar o julgamento depois de um período de tempo; tente prestar atenção até pararmos o julgamento. Este é o botão que você vai usar. Por favor, pressione o botão agora para testá-lo."
- Entregue ao participante o interruptor de acionamento do evento eletrogoniômetro e teste o interruptor.
- Informe o participante de aspectos adicionais do procedimento: "Entre cada ensaio, se seu braço se moveu ou não, tiraremos seu braço da máquina e o endireitaremos, e então colocaremos de volta na máquina. Por favor, fique relaxado. Você tem alguma dúvida sobre o teste? Usaremos esta cortina para bloquear sua visão durante este teste e colocar essa proteção auditiva sobre seus ouvidos para minimizar quaisquer sons que você possa ouvir durante os testes."
- Oclui a entrada visual bloqueando a visão do braço que está sendo testado e a máquina CPM usando uma tela visual. Material de tela de cortina no ombro do participante para evitar entrada sensorial durante o movimento do braço. Diminua a entrada auditiva colocando fones de ouvido com cancelamento de ruído no participante (ver Figura 1).
- Em voz alta, "comece", e aguarde a quantidade correspondente de tempo por ensaio antes de iniciar o movimento da máquina CPM para diminuir a adivinhação dos participantes quando o movimento começará19. Os tempos de atraso padronizados são mostrados na Tabela 1.
| Número do teste | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Atraso (s) | 1 | Pegar | 3 | 1 | 2 | Pegar | 3 | 1 |
Tabela 1: Atrasos padronizados de tempo e locais de teste de captura. Atrasos variados no início do teste são incluídos para evitar que as tentativas dos participantes de adivinhar quando o movimento começará. Os testes de captura estão incluídos para testar se o participante está realmente detectando o movimento19,31.
- Observe para ativação dos músculos braquii e tríceps braquii, monitorando as leituras de feedback do sensor EMG para garantir que o participante não tente usar o movimento ativo para auxiliar na detecção do movimento.
- Se a ativação muscular for notada, pare o teste e use o seguinte script padronizado: "Seus músculos estão ativando. Por favor, tente manter seu braço relaxado durante o teste." Este estudo deve ser notado para exclusão da análise de dados, com o pesquisador procedendo com a redefinição do participante e do CPM para iniciar o próximo teste (protocolo passo 4.7).
- Entre cada ensaio, remova o braço de teste do participante da máquina CPM e devolva a máquina cpm para uma posição inicial de 90°. Mova passivamente o cotovelo do participante através de extensão completa e, em seguida, de volta à flexão de 90° para padronizar o histórico de movimento do eixo muscular27,28. Coloque o braço de volta na máquina cpm para o próximo teste.
- Complete oito ensaios, incluindo dois ensaios de "captura" onde o braço do participante não é movido19. Termine cada tentativa (pegar e não pegar) quando o participante deprimir o interruptor de gatilho ou depois de 15 segundos se o interruptor do gatilho não estiver pressionado.
- Se durante um teste de captura um participante relatar verbalmente que não pode sentir movimento ou deprimir o interruptor de gatilho, use a seguinte resposta padronizada: "Seu braço não se moveu durante esse teste. Eu sei que é difícil de sentir, a máquina se move muito lentamente; tente se concentrar e apertar o botão assim que sentir o braço se mover ou que a posição do braço tenha mudado."
5. Cálculo da pontuação do TDPM do participante
- Utilizando o rastreamento eletrogoniômetro, identifique a medição do ângulo eletrogoniômetro para o ponto em que o movimento da máquina CPM começou, e para o ponto em que o participante deprimiu o interruptor de gatilho indicando movimento foi sentido. Consulte a Figura 2 para obter um exemplo representativo.
Figura 2: Exemplo de rastreamento eletrogoniômetro com ponto de detecção. O traçado da linha eletrogoniômetro (linha verde), o ponto de partida do movimento contínuo da máquina de movimento passivo (CPM) e o ponto em que o movimento indicado pelo participante foi detectado (primeiro pico azul) são mostrados. A diferença entre as leituras eletrogoniômetros no início do ensaio (círculo rosa) e no ponto de detecção (círculo laranja) determina o valor TDPM para esse ensaio. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
- Subtrair o ângulo de partida do ângulo final, identificando assim o número de graus que o CPM moveu; este é o valor TDPM do cotovelo do participante para esse teste.
- Para determinar a pontuação geral do TDPM do participante, remova os menores e maiores valores de TDPM dos seis ensaios não-captura e, em seguida, faça uma média das quatro pontuações restantes de teste29.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Participantes:
Utilizando o protocolo aqui apresentado, o TDPM de cotovelo foi medido em um laboratório de pesquisa acadêmica para dois grupos diferentes de indivíduos: 20 adultos saudáveis e oito adultos com AVC crônico. Os participantes de ambos os grupos foram recrutados da comunidade usando panfletos, e-mails e boca-a-boca. Foram testados os adultos saudáveis (14 mulheres, seis do sexo masculino; média idade (SD) = 28 (7,9) anos; 19 destros e um canhotos para gerar resultados representativos para uma população inseto. Os critérios de inclusão foram: idade de 18 a 85 anos; capacidade de seguir direções de dois passos conforme determinado pela triagem na reunião inicial. Os critérios de exclusão foram: histórico de doenças ou condições que afetam a função neuromuscular dos membros superiores com base no autorre relato; relatou alergia ao metal ou látex. A handedness foi avaliada utilizando-se o Inventário de Handedness de Edimburgo30. Metade dos participantes adultos saudáveis teve TDPM do cotovelo direito testado, e metade teve o cotovelo esquerdo testado (randomização de bloco). Para determinar a confiabilidade do teste-reteste deste protocolo, o paciente adulto saudável TDPM foi medido duas vezes, com uma semana de intervalo. O tBKT foi concluído no primeiro dia após o teste tdpm. Não ocorreu nenhum evento adverso para qualquer participante do grupo de participantes saudáveis.
O cotovelo do membro superior ipsilesional (ou seja, menos afetado) dos indivíduos com AVC crônico (cinco homens, três mulheres; idade média (DS) = 69 (11,3) anos; cinco derrames no hemisfério direito, três derrames no hemisfério esquerdo) foi testado para representar a capacidade do protocolo de detectar e discriminar quantitativamente o TDPM em indivíduos com suspeita de deficiência proprioceptiva. Os critérios de inclusão para esse grupo foram os mesmos do grupo adulto saudável, com a adição de: histórico de AVC ocorrido mais de seis meses antes que impactou a função extremidade superior. Os critérios de exclusão foram: qualquer histórico de dor de extremidade superior ipsilesional ou lesão musculoesquelético; relatou alergia ao metal ou látex. Os participantes com derrame crônico completaram uma sessão de teste tdpm de cotovelo. O tBKT foi concluído após o teste tdpm do cotovelo. Um participante com derrame relatou irritação leve do adesivo do sensor EMG; nenhum outro evento adverso ocorreu.
Resultados:
Não foi encontrada diferença estatística entre os escores TDPM do cotovelo direito e esquerdo para adultos saudáveis(p = 0,86, duas caudas); os dados foram combinados para análises subsequentes. A média do TDPM do cotovelo para os participantes adultos saudáveis (n = 20) foi de 1,19 (±1,02) graus. A correlação de Spearman e o coeficiente de correlação intraclasse (ICC) foram calculados para avaliar a confiabilidade do teste-reteste do TDPM; verificou-se relação positiva e estatisticamente significante (rs = 0,72, p < 0,001), (ICC 2,4 = 0,84), sugerindo confiabilidade moderada a boa da medida entre os participantes adultos saudáveis24 (Figura 3).
A média do cotovelo ipsilesional TDPM para participantes com AVC crônico (n = 8) foi de 8,24 (±4,53) graus(Tabela 2). Os participantes com AVC crônico foram mais variáveis do que os adultos saudáveis (Figura 4A). Utilizando-se um teste t de duas caudas, verificou-se que o TDPM dos grupos saudáveis de avc adulto e crônico foi estatisticamente diferente, com os adultos com derrame crônico exigindo uma maior excursão de extensão do cotovelo antes da mudança ser detectada (t = 4,4, p = 0,003, duas caudas)(Tabela 2). A correlação de Spearman entre o cotovelo TDPM e o erro no alcance direcionado medido pela tBKT mostrou uma relação moderada entre essas duas medidas (rs = 0,63, p < 0,001) (Figura 5). As pontuações tBKT participantes são mostradas na Figura 4B.
Figura 1: Configuração do participante para limiar de cotovelo para detecção de teste de movimento passivo (TDPM). A máquina de movimento passivo contínuo (CPM) estendeu o cotovelo do participante a uma velocidade constante de 0,23°/s. Observe a tela visual colocada para ocluir a visão do braço de teste. Não são visíveis fones de ouvido de oclusão auditiva e um interruptor de gatilho para indicação do participante de detecção de movimento. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: Teste reteste a confiabilidade do limiar do cotovelo para a detecção do método de movimento passivo (TDPM) em adultos saudáveis. A correlação de Spearman e o coeficiente de correlação intraclasse (ICC) do dia 1 e do dia 2 (testado com uma semana de intervalo) foram utilizados para comparar os escores de TDPM. Os números mostram linha de ajuste com intervalo de confiança de 95% (área sombreada) e uma elipse de densidade. Encontrou-se relação positiva e estatisticamente significante (rs = 0,72, p < 0,001). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4: Resultados representativos para limiar de cotovelo para detecção de movimento passivo (TDPM) (A) e a versão do tablet do Teste de Cinestésia Breve (B) para indivíduos de controle adulto saudável versus participantes com derrame crônico. Note que um indivíduo com derrame crônico foi incapaz de detectar movimento em qualquer ensaio; foi atribuído o valor máximo especificado de TDPM de 15°. Este mesmo indivíduo teve a maior quantidade de erro durante os testes tBKT. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 5: Limiar de cotovelo para detecção de escores de movimento passivo (TDPM) em comparação com a versão do tablet do Brief Kinesthesia Test (tBKT) escores em adultos saudáveis e adultos com derrame crônico. A correlação de Spearman entre o TDPM do cotovelo e o erro no alcance direcionado, medido pela versão do tablet do Brief Kinesthesia Test (tBKT) é mostrada. Houve relação positiva moderada (rs = 0,63, p < 0,001). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| Idade | Sexo | Crônica do AVC | Handedness | Fugl-Meyer | TDPM | TBKT Error | |
| Média (SD) em anos | Média (SD) em meses | Média (SD) do subscore ombro-cotovelo/36 | Média (SD) em graus | Média (SD) em cm | |||
| Adultos saudáveis (controle) n = 20 | 28(7.9) | 14 F; 6 M | NA | 19 - R 1- L | NA | 1.19 (1.02) | 1.12 (0.26) |
| Adultos com acidente vascular cerebral crônico 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 = Desvio padrão; F = Feminino; M = Masculino; R = Direito; L = Esquerda; CVA = Acidente Cerebrovascular; NA = Não aplicável; cm = centímetro | t = 4,4, p = 0,003 (duas caudas) | t = 4,15, p = 0,004 | |||||
Tabela 2: Descrição do participante, limiar médio do cotovelo para detecção de escores de movimento passivo (graus) e versão média do tablet das pontuações do Teste de Cinestésia Breve (tBKT). Uma diferença significativa foi encontrada no TDPM médio do cotovelo entre controles saudáveis e adultos com derrame crônico, bem como nos escores médios de TBKT.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
O protocolo apresentado descreve como medir o TDPM do cotovelo de forma padronizada usando uma máquina CPM comum para fornecer o movimento passivo. Em 20 participantes saudáveis, a medição média do TDPM do cotovelo foi semelhante ao valor médio identificado em estudos anteriores utilizando outras configurações de medição TDPM7,,19,,32, e produziu resultados confiáveis em sessões de teste. TDPM do cotovelo ipsilesional entre os oito participantes com derrame crônico em média difere significativamente, e talvez clinicamente significativamente, da população adulta saudável como foi mostrado anteriormente5,,15. É provável que uma parte da diferença no TDPM entre os grupos possa ser atribuída às diferenças de idade21,,33,,34,35 e às possíveis diferenças de tempo de reação1. Independentemente disso, os achados indicam que esse método é capaz de discriminar entre grupos que têm diferenças sutis de desempenho.
Selecionar a velocidade de movimento da máquina CPM é uma etapa crítica do protocolo que afetará as pontuações do TDPM (etapa 2.2 do protocolo). Estudos anteriores mostraram que o TDPM aumenta com a diminuição da velocidade de movimento passivo7,,16,23. A velocidade selecionada para este protocolo, 0,23°/s, é semelhante aos valores testados em estudos anteriores7,,22,,28, e está perto do ponto de inflexão onde o TDPM aumenta exponencialmente a dificuldade para indivíduos saudáveis7. Como observado nos resultados representativos, um participante com AVC crônico não sentiu movimento em nenhum ensaio, sugerindo que a velocidade de movimento da máquina CPM de 0,23°/s tem um efeito de piso potencial e pode precisar ser aumentada para testes de indivíduos com deficiências cinestésicos mais graves. A gama de velocidades disponíveis difere entre os fabricantes de máquinas CPM; os pesquisadores devem selecionar um modelo que atenda às suas necessidades de estudo. Fornecer instruções claras ao participante com verificação de entendimento também é um elemento de protocolo crítico para suportar o desempenho preciso da tarefa TDPM.
Todos os participantes com derrame crônico foram capazes de deprimir o interruptor de gatilho com sua extremidade superior mais afetada; métodos alternativos de indicar quando o movimento é sentido podem ser necessários para os participantes que não são capazes de fazê-lo. É possível que um estilo maior de switch possa ser usado. Modificações adicionais no protocolo podem incluir a eliminação dos sensores EMG de bíceps e tríceps. O uso do EMG foi incorporado ao protocolo para confirmar que a contração muscular não ocorreu durante os ensaios, uma vez que a contração muscular ativa e o histórico de contração muscular têm sido mostrados para impactar os limiares proprioceptivos devido às propriedades tioxrópicas das fibras musculares e dos fusos27,28. No entanto, a ativação muscular não foi observada durante qualquer teste para qualquer participante, sugerindo que o monitoramento emg pode ser desnecessário.
Uma possível limitação deste protocolo é a posição de teste de 90° de flexão do ombro e cotovelo, pois alguns indivíduos podem ser incapazes de alcançar ou tolerar essa posição. A modificação da posição de teste é conhecida por alterar a cinestésia36. Um aspecto do paradigma TDPM que não é exclusivo deste protocolo é a alta demanda de atenção da tarefa, que limita a adequação deste método de medição para indivíduos com déficits de atenção. Para reduzir o erro devido à desatenção ou fadiga19,projetamos intencionalmente este protocolo para não levar mais do que 15 minutos por membro. Este protocolo não controla possíveis diferenças no tempo de reação entre os participantes, o que é uma limitação potencial. A velocidade de movimento passivo lento utilizada neste protocolo diminui a contribuição proporcional do erro de tempo de reação para a pontuação TDPM do participante.
Este protocolo TDPM de cotovelo detalhado fornece aos pesquisadores sensoriais uma medida sensível e precisa da cinestesia. Os dados sugerem que a resolução do TDPM é alta proporcionando a possibilidade de detectar prejuízos leves ou talvez ser sensível à mudança se usado em um estudo de recuperação da função. Pesquisas futuras poderiam ser realizadas para determinar a diferença clinicamente importante mínima no TDPM. A adaptação deste protocolo para outras articulações também pode ser apropriada.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.
Acknowledgments
Os autores gostariam de agradecer ao Dr. Jon Nelson pelo suporte técnico do EMG e dos equipamentos eletrogoniômetros utilizados aqui.
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).
