Waiting
Login processing...

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

Behavior

Стандартизированный метод измерения локоть Киестезия

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

Здесь мы представляем стандартизированный метод измерения пассивной киестезии локтя с использованием порога обнаружения пассивного движения (TDPM), который подходит для исследовательской среды.

Abstract

Проприоцепция является важным компонентом контролируемого движения. Порог обнаружения пассивного движения (TDPM) является широко используемым методом количественной оценки проприоцептивной субмодальности киестезии в исследовательских условиях. Было установлено, что парадигма TDPM является действительной и надежной; однако оборудование и методы, используемые для TDPM, различаются в зависимости от результатов исследований. В частности, исследовательские лабораторные аппараты для производства пассивного движения конечностей часто специально разработаны отдельными лабораториями или недоступны из-за высокой стоимости. Существует необходимость в стандартизированном, действительном и надежном методе измерения TDPM с использованием легкодоступного оборудования. Цель этого протокола заключается в предоставлении стандартизированного метода измерения TDPM на локте, который является экономичным, простым в управлении, и который дает количественные результаты для целей измерения в научно-исследовательских условиях. Этот метод был протестирован на 20 здоровых взрослых без неврологических нарушений, и восемь взрослых с хроническим инсультом. Полученные результаты свидетельствуют о том, что этот метод является надежным способом количественной оценки TDPM локтя у здоровых взрослых, и обеспечивает первоначальную поддержку действительности. Исследователи, стремящиеся найти баланс между доступностью оборудования и точностью измерений, скорее всего, найдут этот протокол выгоды.

Introduction

Проприоцептивная информация является важным фактором контроля за движением человека. Проприоцептивный дефицит сопровождает широкий спектр неврологических состояний,таких как инсульт 1,,2,,3,,4,,5,,6,болезньПаркинсона 7, и сенсорные невропатии8. Ортопедические травмы, такие как связки и мышечные слезы также было показано, уменьшить проприоцептивнуюфункцию 9. Конструкция проприоцепции часто тестируется в клинических показателей исхода через обнаружение поставщика применяется небольшие изменения в палец или палецпозиции 10,,11,12,13,14. Такие меры производят относительно грубые измерения: "отсутствующие", "поврежденные", "нормальные"12. Хотя достаточно для обнаружения грубых проприоцептивных нарушений, лабораторные механические методы тестирования необходимы для точного измерения тонких проприоцептивныхнарушений 14,,15,,16.

Исследователя и клиницисты часто делят proprioception в submodalities для измерения. Наиболее часто исследуемые субмодалисти проприоцепции являются чувство совместного положения (JPS) и киестезия,обычно определяется как чувство движения 3,,16,17. Чувство совместного положения часто проверяется с помощью активных соответствующих задач, где люди повторяют угол соединенияссылки 18,19. Киестезия обычно измеряется с помощью порога для обнаружения пассивного движения (TDPM), при котором конечность участника пассивно перемещается медленно, при этом участник указывает точку, в которой движение впервыеобнаруживается 16,17,19. Измерение TDPM обычно требует использования специализированного оборудования для обеспечения медленного пассивного движения и обозначения точки обнаружения17.

Действительные и достоверные результаты были найдены в различных суставах с использованием методов TDPM9,,16,,19,,20,,21,,22. Тем не менее, существует значительная разница в TDPM оборудования и методов, создавая проблемы для сравнения выводов поисследованиям 16,17. Лаборатории часто разрабатывают свои собственные устройства движения конечностей и измерения, или использовать дорогие коммерческие устройства и программное обеспечение16. Пассивные скорости движения также различаются; скорость движения, как известно, влияет на порогиобнаружения 7,,16,,23. Необходим стандартизированный, легко воспроизводимый метод, способный количественно оценить TDPM по широкому кругу уровней обесценения. Поскольку анатомия и физиология каждого сустава отличается, протоколы должны быть совместными конкретными19. Протокол, изложенный здесь, специфичен для локтевого сустава. Однако методы этого протокола могут быть полезны для создания протоколов для других суставов.

Для повышения обыкоденности в научно-исследовательских лабораториях сенсоримотора предпочтительный аппарат для обеспечения пассивного движения для тестирования локтя TDPM будет коммерчески доступен по доступной цене. С этой целью для производства моторизованного, последовательного движения был выбран автомат непрерывного пассивного движения (CPM) (доступный диапазон скорости 0,23 евро/с - 2,83 евро/с). Машины CPM обычно находятся в реабилитационных больницах и магазинах медицинских принадлежностей и могут быть сданы в аренду или заимствованы для снижения расходов на исследования. Дополнительные требования к оборудованию включают предметы, обычно встречаемые в сенсорных лабораториях (т.е. электрогониометр и электромиографические (ЭМГ) датчики), а также аппаратные магазины (например, трубы ПВХ, струны и ленты).

Были протестированы две различные группы для изучения измерительных свойств этого протокола TDPM: здоровые взрослые и взрослые с хроническим инсультом. Для взрослых с хроническим инсультом была протестирована ipsilesional (т.е. менее пораженная) рука. Кинестоническое чувство в ipsilesional локоть у взрослых с хроническим инсультом может показаться нормальным с клиническим тестированием, но нарушения при оценке с помощью количественныхлабораторных методов 5,15. Этот пример иллюстрирует важность разработки и использования чувствительных и точных мер соматозенсорных нарушений и делает эту популяцию полезной для целей тестирования. Для проверки этого протокола мы использовали метод известных групп24. Мы сравнили TDPM с другой количественной мерой киестезии, Кратким тестом Киестезии (BKT). BKT было показано, что чувствительны к ipsilesional верхней конечности нарушения после инсульта25. Таблетка на основе версии (tBKT) был использован в этом исследовании, потому что это тот же тест, как BKT, вводят на таблетке с большим испытанием. TBKT было показано, чтобы быть стабильным в одну неделю тест-тест измерения и чувствительны к проприоцептивной нокдаун26. Было предпо гипотеза, что локть TDPM и tBKT результаты будут коррелировать, как сенсорный контроль локтя способствует BKT производительности26.

Цель настоящего документа состоит в том, чтобы изложить стандартизированный метод измерения локтя TDPM, который воспроизводится с помощью общего оборудования. Представлены данные о надежности и первоначальной проверке достоверности метода, а также о целесообразности использования для лиц без известной патологии, а также тех, у кого были выдвинуты гипотезы о легком соматосенсном нарушении.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Институциональный совет по обзору в колледже Санкт-Схоластика одобрил исследование, в соответствии с которым этот протокол был разработан и протестирован.

1. Изготовление визуального экрана

  1. Разрежьте трубу ПВХ диаметром 3/4 дюйма (1,9 см) на различные длины: две 30 дюймов (76,2 см) части (основание экрана); две 8-дюймовые (20,3 см) части (база экрана); один 44-дюймовый (111,8 см) кусок (вертикальная поддержка экрана); и один 32-дюймовый (81,3 см) кусок (держатель ткани экрана).
  2. Поместите конец крышки на одном конце каждого 30 дюймов (76,2 см) кусок, и 90 "ПВХ локоть на другом конце. Вставьте 8 дюймов (20,3 см) штук в оставшиеся открытые концы обоих локтей. Подключите открытые концы двух 8-дюймовых (20,3 см) частей с ПВХ тройник для создания базы экрана.
  3. Вставьте 44 дюйма (111,8 см) ПВХ кусок в вертикальной части ПВХ тройник для создания вертикальной поддержки экрана. Поместите 45 "ПВХ локоть на открытом конце 44 дюймов (111,8 см) кусок. Вставьте 32 дюйма (81,3 см) кусок в открытый конец 45 "ПВХ локоть, чтобы создать держатель ткани экрана. Поместите конец крышки на открытом конце 32 дюймов (81,3 см) кусок.
  4. Поместите dishtowels друг на друга, чтобы обеспечить непрозрачность ткани. Безопасный до 32 дюймов (81,3 см) кусок с спортивной лентой. Полностью собранный экран можно увидеть на рисунке 1.

2. Подготовка испытательного оборудования

  1. Калибровка электрогониометра и электромиографических датчиков (ЭМГ) в соответствии с инструкциями производителей.
  2. Включите машину непрерывного пассивного движения (CPM) и активируйте режим расширения/сгибания. Запрограммировать машину CPM для перемещения через 90 "до 130" расширения локтя со скоростью 0,23 "/с.

3. Подготовка участника к тестированию TDPM

  1. Сиденье участника в стандартной высоте стула (18 дюймов / 45,7 см), обеспечивая сидя с прямой спиной и ногами плашмя на пол.
  2. Устно подготовь участника к датчику ЭМГ и электрогониометру с помощью стандартизированного сценария: «Для начала я подготовлю кожу к прикреплению датчиков. Они помогут записать движение и обеспечить ваши мышцы расслаблены во время теста. Я собираюсь отметить ориентиры на вашей руке и начать прикреплять датчики, так что вы можете просто расслабиться в положении, я по месту вас дюйма "
  3. Прикрепите бицепс brachii и трицепс brachii EMG датчиков.
    1. Вручную противостоять сгибания локтя, чтобы найти бицепс brachii мышечного живота и пометить центральную точку мышечного живота с небольшой точкой моютого маркера для обозначения местоположения для размещения датчика ЭМГ. Подготовьте кожу, удалив мертвые клетки кожи с последующим очисткой с помощью спиртового тампона, а затем прикрепите датчик ЭМГ.
    2. Вручную сопротивляйтесь расширению локтя, чтобы найти мышечный живот боковой головы трицепса brachii и пометить центральную точку в основной части мышечного живота с небольшой точкой моютого маркера, чтобы обозначить место для размещения датчика EMG. Подготовьте кожу, удалив мертвые клетки кожи с последующим очисткой с помощью спиртового тампона, а затем прикрепите датчик ЭМГ.
    3. Проверьте функцию ЭМГ, вызывая изометрическое сокращение бицепса брахия, а затем изометрическое сокращение трицепса брахия, и наблюдая за активацией ЭМГ.
  4. Прикрепите электрогониометр к участнику.
    1. Определите середину спинного аспекта запястья и отметте моемым маркером.
    2. Palpate наиболее заметным аспектом боковой epicondyle и знак с моютым маркером.
    3. Пальпировать большую клубень плечевой кости и отметь с моютым маркером. Проверить большее расположение клубней, пассивно перемещая руку тестирования через внутреннее и внешнее вращение плечевой кости по мере необходимости.
    4. Прикрепите один конец строки к боковой отметке epicondyle с помощью бумажной ленты. Потяните строку тугой, соединяя его с спинной запястье середине знака.
    5. Отслеживайте линию вдоль проксимального предплечья в соответствии со строкой с помощью моютого маркера.
    6. Переместите свободный конец строки на большую трубчатую отметку и потяните затяговую струну.
    7. Отслеживайте линию вдоль дистальной плечевой кости в соответствии со строкой с помощью моютого маркера, а затем удалите строку.
    8. Поместите дистальный весло электрогониометра вдоль траектории трассировки, 1,5 дюйма (3,8 см) в сторону от боковой эпикондайл знак.
    9. Поместите проксимальное весло электрогониометра вдоль траектории трассировки, 1,5 дюйма (3,8 см) проксимально от боковой эпикондильной отметки. Защитите оставшиеся компоненты электрогониометра к коже с помощью бумажной ленты.
  5. Удобно распоить верхнюю конечность участника в машине CPM.
    1. Отрегулируйте высоту и ориентацию машины CPM, чтобы достичь позиции 90 "sagittal плоскости сгибания плеча, 90" сгибание локтя, и нейтральное предплечье. Согласовать боковой эпикондайл участника с оси вращения машины CPM.
    2. Отрегулируйте поддержку руки машины CPM, чтобы удобно соответствовать ладони участника и закрепнть предплечье через запястье ремень. На рисунке 1 показана окончательная настройка участника для тестирования TDPM.

4. Администрация теста TDPM

  1. Сообщите участнику процедуры тестирования следующую стандартизированную словесную информацию: «Во время этого теста машина будет двигаться очень медленно, чтобы либо выпрямить, либо согнуть локоть. Мы скажем "начать" в начале каждого судебного разбирательства, будет восемь судебных процессов. Когда я говорю начать, машина может или не может двигаться рукой. Пожалуйста, нажмите на кнопку, как только вы чувствуете, что ваша рука двигаться, но только тогда, когда вы чувствуете движение. Если вы не чувствуете движения, мы остановим судебное разбирательство через некоторое время; старайтесь обращать внимание, пока мы не остановим судебное разбирательство. Это кнопка, которую вы будете использовать. Пожалуйста, нажмите кнопку прямо сейчас, чтобы проверить его ".
  2. Рука участника электрогониометр событие маркировки триггер переключатель и проверить переключатель.
  3. Сообщите участнику о дополнительных аспектах процедуры: «В период между каждым испытанием, двигалась ваша рука или нет, мы вынули вашу руку из машины и выпрямим ее, а затем пометим ее обратно в машину. Пожалуйста, оставайтесь расслабленными. У вас есть вопросы по поводу теста? Мы будем использовать этот занавес, чтобы заблокировать ваше зрение во время этого теста и поместить эту защиту слуха над ушами, чтобы свести к минимуму любые звуки, которые вы можете услышать во время тестирования ".
  4. Occlude визуального ввода, блокируя вид руки проходят испытания и CPM машины с помощью визуального экрана. Drape экран материала на плече участника, чтобы избежать сенсорного ввода во время движения руки. Уменьшение слухового ввода путем размещения шумоподавляющих наушников на участника (см. рисунок 1).
  5. Громко состояние "начать", и ждать соответствующего количества времени за пробную версию, прежде чем инициировать движение машины CPM, чтобы уменьшить участника угадать, когда движениеначнется 19. Стандартизированные времени задержки отображаются в таблице 1.
Пробный номер 1 2 3 4 5 6 7 8
Задержка (ы) 1 Поймать 3 1 2 Поймать 3 1

Таблица 1: Стандартизированные задержки времени и места пробного ловли. Разнообразные задержки времени начала судебного разбирательства включены, чтобы предотвратить попытки участника угадать, когда движение начнется. Поймать испытания включены, чтобы проверить, является ли участник на самом деле обнаружениядвижения 19,31.

  1. Наблюдайте за активацией мышц бицепса brachii и triceps brachii путем мониторинга показаний обратной связи датчика EMG, чтобы гарантировать, что участник не пытается использовать активное движение, чтобы помочь в обнаружении движения.
    1. Если мышечная активация отмечается, остановить судебное разбирательство и использовать следующий стандартизированный сценарий: "Ваши мышцы активизируются. Пожалуйста, постарайтесь, чтобы ваша рука расслабленной во время теста ". Это испытание следует отметить для исключения из анализа данных, с исследователем приступить к сбросу участника и CPM, чтобы начать следующее испытание (протокол шаг 4.7).
  2. В период между каждой пробной версией удалите тестовую руку участника из машины CPM и верните машину CPM в 90-дюймовое начало. Пассивно переместить локоть участника через полное расширение, а затем вернуться к 90 "сгибание стандартизировать историю движения мышц шпинделя27,28. Поместите руку обратно в машину CPM для следующего испытания.
  3. Завершите восемь испытаний, в том числе два "поймать" испытания, где рука участника не переехал19. Прекратите каждую пробную версию (поймать и не поймать), когда участник угнетает переключатель триггера, или через 15 секунд, если переключатель триггера не подавлен.
  4. Если во время испытания улова участник устно сообщает, что он не чувствует движения или угнетает выключатель триггера, используйте следующий стандартизированный ответ: «Ваша рука на самом деле не двигаться во время этого испытания. Я знаю, что это трудно почувствовать, машина движется очень медленно; попытаться сконцентрироваться и нажать на кнопку, как только вы чувствуете, что ваша рука двигаться или что ваша рука позиция изменилась ".

5. Расчет баллов TDPM участника

  1. Используя электрогониометр трассировки, определить электрогониометр угол измерения для точки, в которой движение машины CPM начал, и для точки, в которой участник депрессии триггера переключатель, указывающий движение чувствовал. См. Рисунок 2 для репрезентативного примера.

Figure 2
Рисунок 2: Пример электрогониометра трассировки с точкой обнаружения. Показаны трассировка линии электрогониометра (зеленая линия), точка старта движения машины непрерывного пассивного движения (CPM) и точка, в которой было обнаружено движение участника (первый синий пик). Разница между показаниями электрогониометра в начале исследования (розовый круг) и точкой обнаружения (оранжевый круг) определяет значение TDPM для этого исследования. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

  1. Вычесть стартовый угол с конечного угла, таким образом, определив количество градусов CPM переехал; это значение TDPM локтя участника для этого судебного разбирательства.
  2. Чтобы определить общую оценку TDPM участника, удалите самые маленькие и самые большие значения TDPM из шести неуловимых испытаний, а затем в среднем оставшиеся четыре пробныхбалла 29.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Участников:
Используя представленный здесь протокол, локоть TDPM был измерен в лаборатории научных исследований для двух разных групп людей: 20 здоровых взрослых и восемь взрослых с хроническим инсультом. Участники для обеих групп были набраны из сообщества с использованием листовок, электронной почты и из уст в уста. Здоровые взрослые (14 женщин, шесть мужчин; средний возраст (SD) - 28 (7,9) лет; 19 правых и один левша) были протестированы для получения репрезентативных результатов для беспрепятственной популяции. Критериями включения были: возраст от 18 до 85 лет; способность следовать двухшаговому направлению, определяемому скринингом на первом заседании. Критериями исключения были: история заболевания или состояния, влияющие на нервно-мышечную функцию верхних конечностей на основе саморепортаций; сообщили аллергии на металл или латекс. Handedness была оценена с помощью Эдинбурга Handednessинвентаризации 30. Половина здоровых взрослых участников имели TDPM их правого локтя испытанного, и половина имела их левый локоть испытанный (рандомизация блока). Для определения тестовой проверки надежности этого протокола, здоровый взрослый участник локоть TDPM был измерен дважды, с одной недели друг от друга. TBKT был завершен на 1-й день после тестирования TDPM. Никаких неблагоприятных событий для любого участника группы здоровых участников не произошло.

Локоть ipsilesional (т.е. менее пострадавших) верхней конечности лиц с хроническим инсультом (пять мужчин, три женщины; средний возраст (SD) 69 (11,3) лет; пять инсульта правого полушария, три инсульта левого полушария) был протестирован, чтобы представить способность протокола для обнаружения и количественно TDPM у лиц с подозрением на мягкое проприоцептивное нарушение. Критерии включения для этой группы были такими же, как и для здоровой взрослой группы, с добавлением: история инсульта происходит более чем за шесть месяцев до этого, что повлияло на функцию верхних конечностей. Критерии исключения были: любая история ipsilesional верхней боли конечности или опорно-двигательного мозга; сообщили аллергии на металл или латекс. Участники с хроническим инсультом завершили одну сессию тестирования TDPM локтя. TBKT был завершен после испытания локтя TDPM. Один участник с инсультом сообщил легкое раздражение от клея датчика ЭМГ; никаких других неблагоприятных событий не произошло.

Результаты:
Статистической разницы между баллами TDPM правого и левого локтей дляздоровых взрослых не обнаружено (р 0,86, двуххвостый); данные были объединены для последующего анализа. Средний TDPM локтя для здоровых взрослых участников (n No 20) был 1.19 (±1.02) градусов. Коэффициент корреляции Спирмана и внутриклассовой корреляции (ICC) были рассчитаны для оценки тестовой достоверности TDPM; была обнаружена положительная и статистически значимая связь(rs s 0.72, p lt; 0.001), (ICC 2,4 и 0.84), что свидетельствует о умеренной и хорошей надежности показателя среди здоровыхвзрослых участников 24 (рисунок 3).

Средний ipsilesional локоть TDPM для участников с хроническим инсультом (n No 8) составил 8,24 (±4,53) градусов(таблица 2). Участники с хроническим инсультом были более изменчивы, чем здоровые взрослые участники(рисунок 4A). Используя двуххвостый т-тест, TDPM здоровых взрослых и хронических групп инсульта было установлено, что статистически разные, со взрослыми с хроническим инсультом, требующих большего расширения локтя экскурсия до движения обнаруживаются (т 4,4, р 0,003, двуххвостый) (Таблица 2). Корреляция Спирмана между TDPM локтя и ошибкой в целевом достижении, измеряемом tBKT, показала умеренную связь между этими двумя мерами(rs 0.63, p lt; 0.001) (Рисунок 5). Оценки участника tBKT показаны на рисунке 4B.

Figure 1
Рисунок 1: Настройка участника для порога локтя для обнаружения пассивного движения (TDPM) тестирования. Машина непрерывного пассивного движения (CPM) продлила локоть участника на постоянной скорости 0,23 евро/с. Обратите внимание на визуальный экран, размещенный для окклюдного зрения испытательной руки. Не видны слуховые наушники окклюзии, и триггерный переключатель для участника указание обнаружения движения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 3
Рисунок 3: Тест-перепроверка надежности локтевого порога для обнаружения пассивного движения (TDPM) метод у здоровых взрослых. Для сравнения баллов TDPM использовались корреляция Спирмана и внутриклассный коэффициент корреляции (ICC) Дня 1 и Дня 2 (проверено с одной недели друг от друга). Цифры показывают линию соответствия с 95% интервалом доверия (затененная область) и эллипсом плотности. Обнаружена положительная и статистически значимаявзаимосвязь (rs s 0.72, p lt; 0.001). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 4
Рисунок 4: Репрезентативные результаты для локтевого порога для обнаружения пассивного движения (TDPM) (A) и таблетки версия Краткий тест kinesthesia (B) для здоровых взрослых субъектов контроля по сравнению с участниками с хроническим инсультом. Обратите внимание, что один человек с хроническим инсультом не смог обнаружить движение на любом испытании; было назначено максимальное указанное значение TDPM в 15 градусов. Этот же человек имел наибольшее количество ошибок во время тестирования tBKT. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 5
Рисунок 5: Локоть порог обнаружения пассивного движения (TDPM) оценки по сравнению с таблеткой версия Краткий тест Kinesthesia (tBKT) оценки у здоровых взрослых и взрослых с хроническим инсультом. Показана корреляция Спирмана между TDPM локтя и ошибкой в целевом достижении, измеряемой тестовой версией краткого Киестезия (tBKT). Были умеренные позитивные отношения(rs s 0.63, p lt; 0.001). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Возраст Секс Инсульт Хроника Handedness Фугл-Майер TDPM Ошибка tBKT
Среднее (SD) в годы Среднее (SD) в месяцах Средний (SD) подкора плечевого локтя/36 Среднее (SD) в градусах Среднее (SD) в см
Здоровые взрослые (контроль) n No 20 28(7.9) 14 F; 6 М Na 19 - R 1- L Na 1.19 (1.02) 1.12 (0.26)
Взрослые с хроническим инсультом n No 8 69(11.3) 3 F; 5 М 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 - Стандартное отклонение; F - женский; М и Мужчина; R - справа; L - слева; CVA - Цереброваскулярная авария; NA - Не применимо; см и сантиметр т 4,4, р 0,003 (двуххвостый) p т 4,15, р 0,004 p

Таблица 2: Описание участника, средний порог локтя для обнаружения пассивного движения (TDPM) оценки (градусы), и средняя версия таблетки Краткий тест Киестезия (tBKT) баллов. Значительная разница была обнаружена в среднем локтя TDPM между здоровыми контроля и взрослых с хроническим инсультом, а также в среднем tBKT баллов.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Представленный протокол описывает, как измерить локоть TDPM в стандартизированной форме с помощью общей машины CPM для обеспечения пассивного движения. Через 20 здоровых участников средний локоть TDPM измерения было установлено, что похож на среднее значение, выявленное в предыдущих исследованиях с использованием других TDPMизмерения установок 7,19,32, и дали надежные результаты в ходе испытаний сессий. TDPM ipsilesional локоть среди восьми участников с хроническим инсультом в среднем значительно отличается, и, возможно, клинически значимым, от здорового взрослого населения, как былоранее показано 5,15. Вполне вероятно, что часть разницы в TDPM между группами может быть отнесена к возрастнымразличиям 21,,33,,34,35 ипотенциальным различиям вовремени реакции 1. Несмотря на это, результаты показывают, что этот метод способен различать группы, которые имеют тонкие различия в производительности.

Выбор скорости движения машины CPM является критическим шагом протокола, который повлияет на баллы TDPM (протокольный шаг 2.2). Предыдущие исследования показали, что TDPM увеличивается с уменьшением пассивнойскорости движения 7,16,23. Скорость, выбранная для этого протокола, 0,23 "/с, похож на значения, проверенные впредыдущих исследованиях 7,22,28, и находится вблизи точки перегиба, где TDPM экспоненциально увеличивается в сложности для здоровыхсубъектов 7. Как отмечается в репрезентативных результатах, один участник с хроническим инсультом не смог почувствовать движение ни в одном испытании, предполагая, что скорость движения машины CPM 0,23 "/с имеет потенциальный эффект пола и, возможно, потребуется увеличить для тестирования лиц с более тяжелыми кинестичными нарушениями. Диапазон доступных скоростей отличается между производителями машин CPM; исследователи должны выбрать модель, которая будет отвечать их потребностям исследования. Обеспечение четкой инструкции участников с проверкой понимания также является важнейшим элементом протокола для поддержки точной производительности задачи TDPM.

Все участники с хроническим инсультом были в состоянии угнетать триггер переключатель с их более пострадавших верхних конечностей; альтернативные методы указания, когда движение ощущается может быть необходимо для участников, которые не в состоянии сделать это. Возможно, можно было бы использовать более широкий стиль коммутатора. Дополнительные изменения в протоколе могут включать устранение бицепсов и трицепсов датчиков ЭМГ. EmG использование было включено в протокол, чтобы подтвердить сокращение мышц не произошло во время испытаний, как активное сокращение мышц и истории сокращения мышц было показано влияние проприоцептивных порогов из-за thixotropic свойства мышечных волокон и шпинделей27,28. Тем не менее, активация мышц не была отмечена во время любого судебного разбирательства для любого участника, предполагая, что мониторинг ЭМГ может быть ненужным.

Возможным ограничением этого протокола является тестовое положение 90 "сгибания плеча и локтя, так как некоторые люди могут быть не в состоянии достичь или терпеть это положение. Модификация позиции тестирования, как известно, изменитькиестезия 36. Одним из аспектов парадигмы TDPM, которая не уникальна для этого протокола, является высокий спрос на эту задачу, что ограничивает уместноость этого метода для лиц с дефицитом внимания. Чтобы уменьшить ошибку из-за невнимательности илиусталости 19,мы намеренно разработали этот протокол, чтобы занять не более 15 минут на конечность. Этот протокол не контролирует потенциальные различия во времени реакции между участниками, что является потенциальным ограничением. Медленная пассивная скорость движения, используемая в этом протоколе, уменьшает пропорциональный вклад ошибки времени реакции в оценку TDPM участника.

Этот подробный протокол TDPM локтя обеспечивает исследователям сенсоримотора чувствительную и точную меру киестезии. Данные свидетельствуют о том, что разрешение TDPM является высоким, что дает возможность обнаружить легкое обесценение или, возможно, быть чувствительным к изменениям, если используется в исследовании восстановления функции. Будущие исследования могут быть проведены для определения минимального клинически важного различия в TDPM. Адаптация этого протокола к другим суставам также может быть уместной.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.

Acknowledgments

Авторы хотели бы поблагодарить д-ра Джона Нельсона за техническую поддержку эмГ и электрогониометрного оборудования, используемого здесь.

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

Поведение выпуск 164 кинестез проприоцепция локоть верхняя конечность измерение протокол соматосенсация порог обнаружения пассивного движения TDPM
Стандартизированный метод измерения локоть Киестезия
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