تحليل الحركية باستخدام 3D الحركة التقاط المهمة مياه الشرب في الناس مع ودون ضعف في الطرف العلوي

Neuroscience

Your institution must subscribe to JoVE's Neuroscience section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

ويصف هذا البروتوكول طريقة موضوعية لتقييم أداء الحركة ووظيفة حسي حركي من الطرف العلوي المطبقة على الأفراد المصابين بالسكتة الدماغية، وضوابط صحية. إجراء اختبار موحد، يتم توفير متغيرات التحليل والنتيجة الحركية لالتقاط الحركة ثلاثية الأبعاد للشرب المهمة.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Alt Murphy, M., Murphy, S., Persson, H. C., Bergström, U. B., Sunnerhagen, K. S. Kinematic Analysis Using 3D Motion Capture of Drinking Task in People With and Without Upper-extremity Impairments. J. Vis. Exp. (133), e57228, doi:10.3791/57228 (2018).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

تحليل الحركية وسيلة قوية لإجراء تقييم موضوعي لحركة الطرف العلوي في الفضاء ثلاثي الأبعاد (3D). التقاط الحركة ثلاثية الأبعاد مع نظام كاميرا البصرية الإلكترونية يعتبر بمثابة المعيار الذهبي لتحليل حركة الحركية ويزداد يستخدم كقياس نتائج تقييم أداء الحركة ونوعية بعد الإصابة أو المرض تشمل حركات الطرف العلوي. توضح هذه المقالة بروتوكول موحد لتحليل الحركية للشرب المهمة المطبقة في الأفراد المصابين بضعف الطرف العلوي بعد السكتة الدماغية. تتضمن المهمة شرب التوصل إلى استيعاب ورفع كوب من طاولة تناول مشروب، وضع الكأس مرة أخرى، وإعادة نقل يده إلى حافة الجدول. يتم توحيد موقف الجلوس إلى حجم الجسم للفرد ويتم تنفيذ المهمة في سرعة وتيرة مريحة والحركات التعويضية غير مقيدة. القصد إبقاء المهمة الطبيعية وبالقرب من حالة الحياة الحقيقية لتحسين صحة البيئية للبروتوكول. يتم استخدام نظام التقاط حركة الكاميرا 5 لجمع 3D تنسيق المواقف من 9 علامات الانعكاسية المتمركزة على المعالم التشريحية للذراع والجذع والوجه. موضع علامة واحدة بسيطة تستخدم للتأكد من إمكانية البروتوكول في إعدادات السريرية. مصنوعة خصيصا Matlab البرنامج يوفر تحليلات بيانات حركة تلقائية وسريعة. يتم حساب الكينماتيكا الزمني من وقت الحركة، السرعة، السرعة القصوى، ووقت الذروة السرعة والنعومة (عدد وحدات الحركة) جنبا إلى جنب مع الكينماتيكا الزاوي المكانية من الكتف والكوع، فضلا عن حركات الجذع. مياه الشرب والمهمة إجراء تقييم صحيح للأشخاص ذوي الإعاقة في الطرف العلوي متوسطة وخفيفة. بناء، صلاحية التمييزية والمتزامنة مع الاستجابة (الحساسية لتغيير) تم إنشاء المتغيرات الحركية التي تم الحصول عليها من مياه الشرب للمهام.

Introduction

ويصف التحليل الحركية حركات الجسم عبر المكان والزمان، بما في ذلك التشريد الخطي والزاوي والسرعات والتسارع. أنظمة التقاط الحركة الإلكترونية البصرية تستخدم عدة كاميرات عالية السرعة التي وضعها أما إرسال إشارات الأشعة تحت الحمراء الخفيفة لالتقاط الأفكار من علامات سلبية على الجسم أو نقل بيانات الحركة من علامات النشطة التي تحتوي على الأشعة تحت الحمراء الصمامات الثنائية التي ينبعث منها قدر. وتعتبر هذه الأنظمة 'المعيار الذهبي' للحصول على البيانات الحركية1. وتقدر قيمة هذه الأنظمة على درجة عالية من الدقة والمرونة في قياسات مهام المتنوعة. التدابير الحركية أظهرت أن تكون فعالة في التقاط التغييرات الصغيرة في أداء الحركة والمقاييس النوعية التي قد تكون دون أن تكتشف مع التقليدية السريرية2،3. ويقترح أن الكينماتيكا ينبغي أن تستخدم للتمييز بين الانتعاش الحقيقي (استعادة خصائص حركة بريموربيد) واستخدام أنماط حركة التعويضية (البديلة) أثناء إنجاز المهمة4، 5.

حركات الطرف العلوي يمكن قياسها كمياً باستخدام الكينماتيكا نقطة النهاية، الحصول على صورة عامة من علامة يد، والكينماتيكا الزاوي من المفاصل وشرائح (أي.، الجذع). الكينماتيكا نقطة النهاية توفر معلومات حول مسارات والسرعة، واستراتيجيات الحركة الزمانية، الدقة، الاستقامة والنعومة، بينما الكينماتيكا الزاوي تميز أنماط الحركة من حيث المشترك الزماني والمكاني وزوايا الجزء، سرعات الزاوي، والتنسيق إينتيرجوينت. الكينماتيكا نقطة النهاية، مثل وقت الحركة والسرعة والنعومة فعالة لالتقاط حالات العجز وتحسينات في أداء الحركة بعد السكتة الدماغية6،،من78 وإظهار الكينماتيكا الزاوي عما إذا كان حركات المفاصل وأجزاء الجسم الأمثل لمهمة محددة. غالباً ما تتم مقارنة الكينماتيكا من ذوي العاهات مع أداء الحركة في الأفراد دون العاهات8،9. نقطة النهاية والكينماتيكا الزاوي ترتبط بطريقة أن حركة يؤديها مع سرعة فعالة، والنعومة، وسوف تتطلب دقة مراقبة حركة جيدة والتنسيق، واستخدام أنماط الحركة الفعالة والأمثل. على سبيل المثال، مريض بالسكتة الدماغية الذي يتحرك ببطء عادة وانخفضت أيضا يظهر النعومة (زيادة عدد وحدات الحركة)، تخفيض السرعة القصوى، وازداد الجذع تشريد8. من ناحية أخرى، قد تحدث بشكل مستقل عن تغيرات الاستراتيجيات التعويضية الحركة من الجذع التحسينات في نقطة النهاية الكينماتيكا، مثل سرعة الحركة والنعومة وتسليح10. وقد ثبت أن تحليل الحركية قد توفر معلومات إضافية وأكثر دقة حول كيف يتم إنجاز هذه المهمة بعد الإصابة أو المرض، الذي بدوره ضروري للعلاج الفعال فردية للوصول إلى استرداد السيارات الأمثل 11-تحليل الحركية متزايدة يستخدم في الدراسات السريرية لوصف الحركات في الأشخاص الذين لديهم ضعف الطرف العلوي بعد السكتة الدماغية8،9، لتقييم استرداد السيارات7، 12،13 أو تحديد مدى فعالية التدخلات العلاجية10،14.

مهام الحركة كثيرا ما درس في السكتة الدماغية هي الإشارة والتوصل، على الرغم من تزايد استخدام المهام الوظيفية التي تتضمن معالجة الكائنات الحقيقية اليومية1. منذ الكينماتيكا التوصل إلى تعتمد على القيود التجريبية مثل اختيار الكائنات وهدف المهمة15، من الضروري تقييم الحركات أثناء مهام وظيفية وهادفة فيها الصعوبات الحقيقية في الفرد وسوف تنعكس الحياة اليومية على نحو أوثق.

وهكذا، الهدف من هذه الورقة تقديم وصف مفصل لبروتوكول موحد بسيط يستخدم لتحليل الحركية لمهمة وظيفية وهادفة، شرب المهمة، وتطبيقها على الأفراد المصابين بضعف الطرف العلوي في المراحل الحادة والمزمنة بعد السكتة الدماغية. وسوف يمكن تلخيص النتائج من المصادقة على هذا البروتوكول للأفراد المصابين بإعاقة دماغية خفيفة ومتوسطة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وكانت جميع الأساليب الموصوفة هنا جزءا من الدراسات التي وافق عليها "مجلس المراجعة الأخلاقية الإقليمية" في غوتنبرغ، السويد (318-04، 225-08).

1-إعداد "نظام التقاط الحركة"

  1. جبل 4 كاميرات على الجدار حوالي 1.5-3 م بعيداً عن منطقة القياس في ذروة من 1.5-2.5 متر التي تواجه في مجال القياس. جبل كاميرا واحدة في السقف فقط فوق منطقة القياس (الشكل 1). بدء تشغيل نظام الكاميرا.
  2. وضع الإطار المعايرة L-شكل في الجدول مع والمحور القصير تمشيا مع حافة الجدول الطويل مشيراً إلى الأمام.
    ملاحظة: يتم تعريف نظام الإحداثيات مع X-axes الموجهة إلى الأمام (الأسفل في الطائرة السهمي)، والمحور الصادي موجها أفقياً (في الطائرة أمامي) ومحور ع موجها نحو الأعلى (ﻷسلحته، عمودي على الطائرة مستعرضة).
  3. فتح 3D تتبع والبيانات اقتناء البرمجيات (إدارة المسار)، وبدء المعايرة عن طريق تحديد التقاط | معايرة، أدخل الوقت معايرة 30 s وانقر فوق موافق.
  4. حرك العصا في جميع الاتجاهات في جميع أنحاء منطقة القياس الكامل (75 × 75 × 65 سم) فوق كرسي والجدول التأكد من أن جميع الكاميرات 5 التقاط العصا في العديد من التوجهات ك ممكن16،17. وبعد المعايرة، تظهر النتائج على الشاشة. تقبل البواقي المعايرة أدناه 0.5 مم.
  5. لها الموضوع، يرتدي اكمام الأعلى، والجلوس في في كرسي قابل لتعديل ارتفاع مع ظهورهم ضد chair´s إلى الوراء، القسم العلوي من الذراع في موقف محايد أدوكتيد، كف يد يستريح في الجدول والمعصم الانحياز إلى حافة الجدول. تحقق من الركبة، والورك، وزوايا الكوع حوالي 90 درجة.
  6. وضع علامات سلبية الانعكاسية بشريط لاصق مزدوج على معالم الهيكل العظمى18 من ناحية اختبار (المشتركة الثالثة ميتاكاربوفالانجيل)، المعصم (styloid عملية الزند)، والكوع (epicondyle الأفقي)، والكتف الأيمن والأيسر (الجزء الأوسط من الأخرم)، الصدر (الجزء العلوي من عظم القص)، وجبهته (الدرجة بين الحاجبين).
  7. وضع علامات اثنين على الكأس (الحافة العلوية والسفلية).

2-إجراءات طلب التقاط المهمة مياه الشرب

  1. ضع كأس بلاستيك صلب (يبلغ قطرها 7 سم، الطول 9.5 سم) مع 100 مل من المياه 30 سم من حافة الجدول، في خط الوسط للجسم. يتم تحديد موضع كأس على الطاولة عمدا للحفاظ على أداء المهام الطبيعية وبالقرب من حالة الحياة الحقيقية.
  2. اسأل موضوع القيام بشرب مهمة في سرعة وتيرة مريحة عن ط) بلوغ وتتشبث بكأس، ثانيا) رفع الكأس من الجدول نحو الفم، ثالثا) مع مشروب (المسبار واحد)، رابعا) وضع الكأس مرة أخرى على الطاولة خلف خط ملحوظ (30 سم من علامة التبويب حافة جنيه)، والخامس) العودة إلى الموقف المبدئي باليد على حافة الجدول.
  3. التأكد من هذا الموضوع وتفهم التعليمات ويمكن الوصول إلى الكأس بشكل مريح مع الذراع المتأثرة بأقل دون أن يميل إلى الأمام.
  4. قبل كل تسجيل، ضمان أن موضع البدء (موضع) بشكل صحيح، اسأل هذا الموضوع يكون جاهزاً وبدء الالتقاط يدوياً وإعطاء تعليمات شفهية "يمكنك البدء الآن."
  5. عندما ينتهي هذا الموضوع المهمة, إيقاف التسجيل يدوياً.
  6. تسجيل خمس محاكمات مع وقفه قصيرة بين كل محاكمة (حوالي 30 ثانية)، بدءاً من الذراع المتأثرة بأقل.
  7. تحقق من أنه تم الحصول على البيانات بنجاح (95-100% والبيانات لكل علامة المحددة).
    ملاحظة: يتم نقل علامة البيانات تلقائياً في الوقت الحقيقي للبيانات اقتناء البرمجيات (إدارة المسار). يتم استخدام نموذج تحديد علامة تلقائية (هدف) معرفة مسبقاً للتعرف الآلي علامات.
  8. عندما يتم الكشف عن بيانات غير كاملة، إجراء تجارب إضافية بعد تحديد المشكلة وضبط مواقف الجلوس أو علامة لضمان الرؤية الكاملة للعلامات بغية الحصول على مالا يقل عن 3 تجارب ناجحة.
    ملاحظة: المشاكل المحتملة التي قد تحدث هي أن علامات قد تسقط أو أنها هي تغطي من الكاميرات زاوية، الذي ينتج بيانات غير مكتملة. ومع ذلك، تنتج الكاميرا وعلامة التشكيل، كما هو مستخدم في هذا البروتوكول، فقدان البيانات بسبب الثغرات إلا في مناسبات نادرة جداً. الدورة التقاط الحركة على وجه الإجمال، يستغرق حوالي 10-15 دقيقة لإتمام.

3-بيانات التحليل

  1. نقل البيانات المسجلة من إدارة المسار مباشرة في Matlab بالنقر فوق الملف | تصدير | مباشرة في Matlab.
  2. استخدم الأمر Matlab في موجه الأوامر: (>> مساحة العمل) لمشاهدة مجموعة المتغيرات Matlab.
    ملاحظة: متغيرات Matlab المفتاح الذي يحتوي على البيانات لاستخدامها في التعليمات وتهيئة التحليل:
    QTMmeasurements.Frames-عدد الإطارات التي تم التقاطها
    QTMmeasurements.FrameRate-عدد الإطارات التي تم التقاطها في الثانية (240)
    QTMmeasurements.Trajectories.Labeled.Count-عدد التسميات (10)
    QTMmeasurements.Trajectories.Labeled.Labels--التسميات حسب التعريف الوارد في إدارة المسار
    QTMmeasurements.Trajectories.Labeled.Data--قياس البيانات في صفيف ثلاثي الأبعاد لعدد الإطارات، حيث تسجل إحداثيات 3 لكل إطار وكل تسمية x 10 x 3
  3. في Matlab، تصفية x، y، قيم z باستخدام (الزبدة) والتعليمات (فيلتفيلت) مع 6 هرتز الدرجة ثانية بتروورث تصفية في على حد سواء إلى الأمام وعكس الاتجاهات، إعطاء تشويه المرحلة صفر والتصفية المنصوص عليها في النظام.
    ملاحظة: المثال
    [ب،] = زبدة (2، 6/240/2)؛ قطع التردد هرتز 6 في المائة، وفيما يتعلق بتواتر أخذ العينات ½
    إكسفيلتيريد = فيلتفيلت (ب، أ، QTMmeasurements.Trajectories.Labeled(1,1,:))؛
  4. في Matlab، إنشاء برنامج لاستخدام x، y، قيم z لكل عينة الإطار وكل تسمية على حساب المتغيرات الحركية مثل سرعة عرضية من جهة، وزوايا المشتركة. المتغيرات الحركية مبينة في الجدول 2.
  5. في Matlab، إنشاء برنامج لكسر سلسلة العينات إلى 5 مراحل منطقية: بلوغ، تحيل النقل والشرب والنقل مرة أخرى وتعود اليد إلى الموقف المبدئي (الشكل 2). هي تبين التعاريف لبداية ونهاية كل مرحلة بالتفصيل في الجدول 1.
  6. في Matlab، استخدم التعليمات (الأرض) لإنشاء قطع من مواقف والسرعات وزوايا المفاصل ورسومات تخطيطية لزاوية زاوية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

طبق البروتوكول، المذكورة في هذه المادة على الأفراد المصابين بالسكتة الدماغية، وضوابط صحية2،،من68،19،،من2021. وفي المجموع، قد تم تحليلها البيانات الحركية من الأفراد 111 مع السكتة الدماغية وضوابط صحية 55 في دراسات مختلفة. ضعف الطرف العلوي بعد السكتة الدماغية كانت محددة بأنها متوسطة (الدلع-UE نقاط 32-57) أو معتدل (الدلع-UE نقاط 58-66)8،22،،من2324. في ضوابط صحية، تم العثور على أية اختلافات هامة بين الذراع المهيمنة وغير المهيمنة باستثناء سرعة الذروة ولذلك تم اختيار الذراع غير المهيمنة للمقارنة 2،8. تم جمع معظم البيانات ضمن دراسة الأتراب طولية كبيرة، هذه الدراسة "السكتة الدماغية الذراع الطولي" في جامعة غوتنبرغ (سالجوت)، الذي يتضمن عينة غير المحددة من الأفراد 122 بالسكتة الدماغية، وينطوي على التقييمات على بعد 3 أيام السكتة الدماغية ومتابعتها في 10 أيام، 4 أسابيع، 3، 6 و 12 شهرا25.

في ملخص، تظهر النتائج التي توصلنا إليها أن البروتوكول ممكن في إعدادات السريرية حيث تم اختبار عدد كبير من المرضى أقرب وقت السكتة الدماغية بعد 3 أيام في وحدة السكتة الدماغية الحادة في المستشفيات. كما ثبتت الجدوى من حقيقة أن اثنين من أخصائيي العلاج الطبيعي خبرة تمكنوا من معايرة واستخدام نظام التقاط الحركة على أساس يومي دون أي مشاكل فنية أكبر (لا من موفري النظام بحاجة إلى الدعم خلال 3 سنوات البيانات جمع). نوعية البيانات جيدة وعموما يمكن أن تطبق إجراءات تلقائية مبرمجة مسبقاً للتحليلات. إلا في عدد قليل من التسجيلات، المراحل لا اكتشفت بشكل صحيح، غالباً بسبب حركات إضافية في البداية/النهاية الحركة أو عند سرعة الحركة كانت منخفضة للغاية في المرضى الذين يعانون من إعاقات حادة أكثر. وفي هذه الحالات، وكثيراً ما استخدمت محاكمات إضافية بعد تفتيش يدوي للبيانات المرسومة. بروتوكول اختبار أظهرت وجود اتساق جيد في الاختبار-إعادة اختبار في الأشخاص الأصحاء وقدمت نتائج واضحة ودقيقة19.

الحركات في كل مرحلة مهمة مياه الشرب، والمهمة بأكملها هي أبطأ في الأشخاص المصابين بالسكتة الدماغية (الجدول 3)، على الرغم من قضاء الوقت النسبي في كل مرحلة مشابهة إلى عناصر التحكم21. وبالمثل، تقل السرعات سواء كانت عرضية أو الزاوي في الناس بالسكتة الدماغية مقارنة بضوابط صحية (الجدول 3). السرعة القصوى وقع حوالي 38 في المائة من مجموع التوصل إلى الوقت في السكتة الدماغية و 46% في عناصر التحكم، مما يعني أن استغرقت وقتاً طويلاً في مرحلة تباطؤ في السكتة الدماغية. وهذا يشير إلى أن الأفراد المصابين بالسكتة الدماغية بحاجة إلى زيادة الاعتماد على ردود الفعل مدفوعة مراقبة الحركة خلال النصف الثاني من الوصول إلى.

لمحات السرعة في الأشخاص المصابين بالسكتة الدماغية، وهي مجزأة تظهر قمم متعددة، مما ينعكس في العدد الكبير من وحدات الحركة (نمو). القيمة الوسطية لنمو أكبر بشكل ملحوظ في الأفراد بالسكتة الدماغية مقارنة بعناصر التحكم. الأفراد مع السكتة الدماغية تصل إلى الكأس مع كوع القرفصاء أكثر (أقل تمديد الكوع) والكتف أكثر اختطف أثناء الشرب مقارنة بالمشاركين صحية، مما يعكس نمط حركة تعويضية بالسكتة الدماغية. حتى ولو تم وضع الزجاج في متناول الذراع، تميل الأفراد المصابين بالسكتة الدماغية إلى الأمام (جذع التشرد) 8 سم تقريبا بالمقارنة مع 3 سم في عناصر التحكم أثناء أداء مهمة مياه الشرب. ولوحظ انخفاض التنسيق إينتيرجوينت بين الكتف والكوع المشتركة في التوصل إلى فقط في الأفراد مع ارتفاع درجة الإعاقة (السكتة الدماغية معتدلة) بالمقارنة مع عناصر التحكم. يتم عرض القيم الدقيق لعلم الحركة وضخامة أحجام تأثير لجميع الفئات في الجدول 3.

وأظهر تحليل صلاحية إنشاء المتغيرات الحركية من شرب المهمة أن أنماط الحركات بعد السكتة الدماغية يمكن أن يوصف بعاملين رئيسيين، ونقطة النهاية الكينماتيكا وتصف حركة الزاوي الكينماتيكا8. بالإجمال، شرح التدابير الخمسة (وقت الحركة، السرعة القصوى، عدد وحدات الحركة، السرعة الزاوية ذروة الكوع، وتشرد الجذع) 86% التباين في البيانات الحركية8. هذه النتائج تتوافق مع تحليلات صحة المتزامنة، في أي من المتغيرات الحركية الثلاثة، حركة الوقت (MT)، حركة نعومة (نمو) والجذع التشرد (الدفتيريا)، معا شرح 67% من مجموع الفرق في عشرات تقييمات السريرية حسب تقييم مع الذراع البحثية عمل اختبار20. صحة التمييزية بين المجموعات مع ضعف الذراع خفيفة ومتوسطة بعد السكتة الدماغية، وضوابط كانت جيدة لغالبية الكينماتيكا، ولكن لوحظت في أحجام أكبر من تأثير النعومة، وحركة إجمالي الوقت، السرعة الزاوية الذروة من الكوع (تمهيد) والجذع التشرد (الجدول 3)8. اختطاف الكتف أثناء الشرب أيضا التمييزية بين المجموعات السكتة الدماغية معتدلة وخفيفة. وبالإضافة إلى ذلك، نفس المتغيرات الحركية أربعة: طن متري، نمو، تمهيد، والدفتيريا أظهرت أن تكون فعالة في الكشف عن التحسن الحقيقي السريرية خلال الأشهر الثلاثة الأولى بعد السكتة الدماغية6. وهكذا، يمكن استنتاج أن هذه المتغيرات الحركية أربعة (طن متري، نمو، تمهيد، TD) موثوقة وصحيحة وحساسية للتغيرات (استجابة) من أجل تقييم الدالة الطرف العلوي والنشاط بعد السكتة الدماغية.

Figure 1
رقم 1: إنشاء نظام التقاط الحركة 5-كاميرا للشرب المهمة. من كل كاميرا، الوصول إلى علامات عاكسة ومضات ضوء الأشعة تحت الحمراء وتتكاثر 2D وضع العلامة في الكاميرات صورة الاستشعار عالية الدقة المكانية والدقة في الوقت الحقيقي. إحداثيات ثلاثي الأبعاد من العلامة يتم إنشاؤها عند اثنين من الكاميرات بعرض نفس علامة من زاويتين مختلفتين. وتقام أربع كاميرات على الجدران حول منطقة التجارب التي تواجه قليلاً إلى الأسفل مسافة 2 متر تقريبا وشنت كاميرا واحدة أسفل من السقف فوق منطقة القياس. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
رقم 2: لمحات السرعة الممثل لعنصر تحكم صحية (A) وفرد مع المعتدلين ضعف السكتة الدماغية (ب)- ويبين مراحل مهمة مياه الشرب. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

اسم المرحلة بدء تشغيل الكشف عنها بواسطة نهاية الكشف عنها بواسطة
التوصل إلى
(ويشمل استيعاب)
تبدأ حركة اليد سرعة علامة اليد يتجاوز 2% السرعة القصوى (البحث إلى الخلف من السرعة القصوى)؛ إذا كانت هذه القيمة أكبر من 20 مم/s البدء تعقب الخلف إلى نقطة حيث السرعة ليست أقل أو يساوي 20 ملم/ثانية اليد يبدأ التحرك نحو الفم بالزجاج تجاوز سرعة الزجاج 15 ملم/ثانية
النقل إلى الأمام
(الزجاج إلى الفم)
اليد يبدأ التحرك نحو الفم بالزجاج تجاوز سرعة الزجاج 15 ملم/ثانية الشرب يبدأ المسافة بين علامة الوجه والزجاج أقل من 15% من حالة ثابتة * أثناء الشرب
شرب الشرب يبدأ المسافة بين علامة الوجه والزجاج أقل من 15% حالة ثابتة أثناء الشرب شرب ينتهي المسافة بين علامة الوجه والزجاج يتجاوز 15% حالة ثابتة أثناء الشرب
عودة النقل (الزجاج للجدول، ويشمل الإفراج عن فهم) تبدأ اليد للانتقال إلى وضع الزجاج العودة إلى طاولة المسافة بين علامة الوجه والزجاج يتجاوز 15% حالة ثابتة أثناء الشرب اليد إصدارات الزجاج، ويبدأ في الانتقال للخلف إلى الموقف المبدئي سرعة الزجاج أقل من 10 مم/s
العودة
(من ناحية العودة إلى الموقف المبدئي)
اليد إصدارات الزجاج، ويبدأ في الانتقال للخلف إلى الموقف المبدئي سرعة الزجاج أقل من 10 مم/s اليد هو يستريح في الموقف المبدئي السرعة علامة اليد وعاد إلى 2% السرعة القصوى
* حالة ثابتة في مرحلة شرب يشير إلى قيمة متوسط 100 إطارات حول أقصر مسافة بين علامة الوجه والزجاج

الجدول 1: التعاريف مرحلة لبداية ونهاية كل مرحلة من مراحل المهمة مياه الشرب.

متغير مواصفات
الكينماتيكا نقطة النهاية حساب من علامة اليد
حركة الساعة, s تحسب لكل مرحلة ووقت الحركة الإجمالية للمهمة بأكملها؛ وترد التعاريف للبدء والتوقف في الجدول 1
السرعة ذروة عرضية، mm/s يحسب للتوصل إلى المرحلة، يجمع بين حركة الذراع والجذع
وقت الذروة من ناحية السرعة, s % القيم المطلقة والنسبية للوصول إلى، تشاراكتيرايزيس حركة استراتيجية (الوقت تسارع وتباطؤ)
المرة الأولى السرعة القصوى، s، % القيم المطلقة والنسبية للوصول إلى، تشاراكتيريزيس جهد الحركة الأولى
عدد وحدات الحركة، ن مرة أخرى المحسوبة للوصول إلى، النقل إلى الأمام، والنقل، ومرحلة العودة. يتم تعريف وحدة حركة واحدة كفرق بين الحد الأدنى المحلي وقيمة السرعة القصوى التالية التي يتجاوز حد السعة 20 مم/s، والفترة الزمنية بين القمم اللاحقة اثنين يجب أن تكون السيدة مالا يقل عن 150 قيمة الحد الأدنى للشرب المهمة هو 4 ، وحدة واحدة على الأقل لكل مرحلة الحركة. تعكس تسارع المتكررة والتباطؤ أثناء الوصول إلى تلك القمم وتتوافق مع حركة نعومة والكفاءة.
الزاوي الكينماتيكا، درجات يحسب للكتف والكوع
تمديد الكوع زاوية الحد الأدنى من الانحناء الكوع الكشف في مرحلة التوصل إلى، تحددها الزاوية بين ناقلات الانضمام إلى علامات الكوع والرسغ والكوع والكتف العلامات
اختطاف الكتف الزاوية القصوى في الطائرة أمامي المكتشفة أثناء الوصول والشرب المرحلة، على التوالي؛ تحددها الزاوية بين ناقلات الانضمام إلى علامات الكتف والكوع ومتجه عمودي من علامة الكتف نحو الورك
انثناء الكتف الزاوية القصوى في الطائرة السهمي المكتشفة أثناء الوصول والشرب، على التوالي؛ تحددها الزاوية بين ناقلات الانضمام إلى علامات الكتف والكوع ومتجه عمودي من علامة الكتف نحو الورك
السرعة الزاوية ذروة الكوع المشتركة، درجة/ثانية السرعة الذروة لتمديد الكوع خلال مرحلة التوصل إلى الكشف عن
تنسيق إينتيرجوينت، والبحث والتطوير الزمنية عبر الارتباط من الصفر الفترة الزمنية الفاصلة بين تمديد الكتف الانحناء والكوع أثناء مرحلة التوصل إلى. معامل ارتباط Pearson أقرب إلى 1 يشير إلى علاقة أقوى، ويشير إلى أن الحركة المشتركة في المفاصل اثنين يقترن محكم.
جذع التشرد، مم تشريد أقصى العلامة القفص الصدري من الموقف المبدئي أثناء المهمة بأكملها مياه الشرب

الجدول 2: تعريفات المتغيرات الحركية المستخدمة في الدراسات التي قدمت في نتائج تمثيلية.

المتغيرات الحركية، يعني (SD) صحية السكتة الدماغية حجم التأثير (مقابل صحية السكتة الدماغية) خفيف
السكتة الدماغية
حجم التأثير
(مقابل صحية خفيفة السكتة الدماغية)
السكتة الدماغية معتدل حجم التأثير
(مقابل دماغية خفيفة معتدلة السكتة الدماغية)
الكينماتيكا نقطة النهاية
حركة إجمالي الوقت, s 6.49 (0.83) 11.4 (3.1) 0.54* 9.30 (1.68) 0.46* 13.3 بوصة (2.9) 0.44*
عدد "وحدات الحركة"، (نعومة), n 2.3 (0.3) 8.4 (4.2) 0.54* 5.4 (2.1) 0.42* 11.1 (3.6) 0.50*
السرعة القصوى في متناول اليد، mm/s 616 (93.8) 431 (82.7) 0.54* 471 (87.7) 0.37* 395 (62.0) 0.22*
ذروة السرعة الزاوية الكوع في متناول اليد، °/ق 121.8 (25.3) 64.9 (20.5) 0.62* 78.0 (19.3) 0.57* 53.3 (13.6) 0.38*
الوقت بالسرعة القصوى في متناول اليد، % 46.0 (6.9) 38.4 (8.6) 0.20* 39.5 (8.7) 0.15* 37.5 (8.8) 0.01
وقت الذروة الأولى في متناول اليد، % 42.5 (6.9) 27.1 (12.2) 0.39* 33.0 (9.9) 0.25* 21.8 (11.9) 0.22*
الكينماتيكا المشتركة الزاوي
تمديد الكوع في الوصول إلى فهم، درجة 53.5 (7.8) 64.1 (11.5) 0.24* 60.5 (10.4) 0.13 67.2 (11.9) 0.09
اختطاف الكتف في الشرب ودرجة 30.1 (10.1) 47.6 (14.9) 0.33* 37.2 (5.3) 0.07 57.1 (14.5) 0.47*
جذع التشرد، مم 26.7 (16.8) 77.2 (48.6) 0.34* 50.1 (22.9) 0.26* 101.7 (53.4) 0.30*
إينتيرجوينت التنسيق، r بيرسون 0.96 (0.02) 0.82 (0.35) 0.08 0.95 (0.02) 0.03 0.69 (0.46) 0.14
* ف < 0.05؛ إحصاءات حجم تأثير تحسب تربيع إيتا, η2

الجدول 3: المتغيرات الحركية للأفراد المصابين بالسكتة الدماغية، لمجموعات فرعية ضعف الطرف العلوي متوسطة وخفيفة جنبا إلى جنب مع ضوابط صحية- وتتميز أحجام تأثير للتمييز بين مجموعات أعلاه 0.4 (تأثير كبير) جريئة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

يمكن استخدام البروتوكول بنجاح قياس أداء الحركة والنوعية في الأفراد ذوي العاهات حسي حركي الطرف العلوي متوسطة وخفيفة في جميع مراحل بعد السكتة الدماغية. جدوى هذا البروتوكول قد أثبت في الإعداد السريرية أقرب 3 أيام ما بعد السكتة الدماغية، وأظهرت أن هذا النظام يمكن استخدامها من قبل المهنيين الصحيين المدربين دون مؤهلات تقنية محددة. ومع ذلك، مطلوب الخبرة التقنية لإنشاء وتطوير برنامج لتحليل البيانات. من هذا الجانب، والتقاط الحركة الطرف العلوي يختلف عن تحليل مشيه، فيه برامج تحليل الجاهزة عموما مباشرة تقدمها الشركات المصنعة. في الحياة اليومية، يمكن استخدام ذراعيه ويديه في العديد من المهام المختلفة التي تنطوي على التفاعل مع كائنات مختلفة في مختلف الأحجام، والمواقع و affordances والتلاعب. وهذا يجعل كل الإعداد فريدة من نوعها. أهداف أخرى، مختلفة والقيود المهمة سيؤثر أيضا على نتائج الحركية، منذ علم الحركة مهمة محددة جداً. في المستقبل، ينبغي بذل مزيد من الجهود إنشاء بروتوكول موحد لتحليل الحركية للمهام الأساسية، مثل الشرب، والأكل، وأخذ اليد إلى الفم، ومعالجة كائن بيمانوال، مما يتيح إجراء مقارنة أفضل النتائج بين دراسات مختلفة.

استناداً إلى تجاربنا المبكرة، مع نظام التقاط 3-الكاميرا، التي لوحظ المشكلة مع الانقسامات والثغرات، فإنه يمكن اقتراح أن نظام 5-الكاميرا التي تسمح المواقف المختلفة للكاميرات (وواحدة فوق منطقة القياس) الأمثل بالنسبة تحليل الطرف العلوي. لقياس مجدية سريرياً الهيكل، هيكل بسيط مع عدد محدود من علامات وتحليل مبسط، كما هو موضح في هذا البروتوكول يمكن أن تنادي. عند تقييم أداء الحركة وأهداف الجودة لمتابعة الانتعاش المرضى، تجعل التنبؤ بالنتائج المستقبلية، حدد خيارات العلاج الأمثل، أو تقييم فعالية التدخلات العلاجية وإعادة التأهيل، بسيطة وسهلة الاستخدام أسلوب سيكون كافياً. من ناحية أخرى، سيلزم إجراء تحليل أكثر شمولاً النشاط الحيوي باستخدام علامات الكتلة المستندة للنمذجة أكثر تفصيلاً، وعندما لا سيما تناوب المشترك المحوري والكتف المعقدة لمصلحة.

هو يدعو إلى زيادة الاستخدام السريري لتحليل الحركية بالعديد من الأبحاث في مجال إعادة تأهيل الأمراض العصبية والسكتة الدماغية. أساليب صحيحة وموضوعية لتقييم الدالة السيارات خلال الأنشطة الطبيعية والمهام ذات الفائدة العالية بين الأطباء والباحثين. وتوصي ورقة توافق آراء الأخيرة إضافة تدابير الحركية في المحاكمات المقبلة السكتة الدماغية جنبا إلى جنب مع التقييمات السريرية للتمييز بين الانتعاش الحقيقي وتعويض11. ما زالت هناك تحديات ولو، لتحديد مجموعة أساسية من نتائج الحركية والمهام لإدراجها في المحاكمات، وتشجيع توسيع نطاق التعاون بين المحققين للتوصل إلى توافق في الآراء11. بروتوكول التقاط 3D الحركة الحالي جنبا إلى جنب مع الدراسات المنشورة التحقق من الصحة لهذا البروتوكول يمكن أن تكون خطوة واحدة في هذا الاتجاه.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgements

خاص بفضل جوهنيلس بو، ناصر حسيني، وروى ترانبيرج وباتريك Almström لمساعدتك على البدء في هذا المشروع. وقد جمعت البيانات البحثية الواردة في هذا البروتوكول في مستشفى جامعة ساهلجرينسكا.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
5 camera optoelectronic ProReflex Motion capture system (MCU 240 Hz) Qualisys AB, Gthenburg, Sweden N/A Movement analysis system with passive retroreflective markers
Markers Qualisys AB, Gthenburg, Sweden N/A Retroleflective passive circular markers, diameter of 12 mm
Calibration frame and wand Qualisys AB, Gthenburg, Sweden N/A L-shape calibration frame (defines the origin and orientation of the coordinate system); T-shape wand (300 mm)
Qualisys Track Manager Qualisys AB, Gthenburg, Sweden N/A 3D Tracking software
Matlab Mathworks, Inc, Natick, Ca N/A Data analysis software

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Alt Murphy, M., Häger, C. K. Kinematic analysis of the upper extremity after stroke - how far have we reached and what have we grasped? Physical Therapy Reviews. 20, (3), 137-155 (2015).
  2. Bustren, E. L., Sunnerhagen, K. S., Alt Murphy, M. Movement Kinematics of the Ipsilesional Upper Extremity in Persons With Moderate or Mild Stroke. Neurorehab Neural Re. 31, (4), 376-386 (2017).
  3. Sivan, M., O'Connor, R. J., Makower, S., Levesley, M., Bhakta, B. Systematic review of outcome measures used in the evaluation of robot-assisted upper limb exercise in stroke. J Rehabil Med. 43, (3), 181-189 (2011).
  4. Demers, M., Levin, M. F. Do Activity Level Outcome Measures Commonly Used in Neurological Practice Assess Upper-Limb Movement Quality? Neurorehab Neural Re. 31, (7), 623-637 (2017).
  5. Levin, M. F., Kleim, J. A., Wolf, S. L. What do motor "recovery" and "compensation" mean in patients following stroke? Neurorehab Neural Re. 23, (4), 313-319 (2009).
  6. Alt Murphy, M., Willen, C., Sunnerhagen, K. S. Responsiveness of Upper Extremity Kinematic Measures and Clinical Improvement During the First Three Months After Stroke. Neurorehab Neural Re. 27, (9), 844-853 (2013).
  7. van Dokkum, L., et al. The contribution of kinematics in the assessment of upper limb motor recovery early after stroke. Neurorehab Neural Re. 28, (1), 4-12 (2014).
  8. Alt Murphy, M., Willen, C., Sunnerhagen, K. S. Kinematic variables quantifying upper-extremity performance after stroke during reaching and drinking from a glass. Neurorehab Neural Re. 25, (1), 71-80 (2011).
  9. Subramanian, S. K., Yamanaka, J., Chilingaryan, G., Levin, M. F. Validity of movement pattern kinematics as measures of arm motor impairment poststroke. Stroke. 41, (10), 2303-2308 (2010).
  10. Michaelsen, S. M., Dannenbaum, R., Levin, M. F. Task-specific training with trunk restraint on arm recovery in stroke: randomized control trial. Stroke. 37, (1), 186-192 (2006).
  11. Kwakkel, G., et al. Standardized measurement of sensorimotor recovery in stroke trials: Consensus-based core recommendations from the Stroke Recovery and Rehabilitation Roundtable. Int J Stroke. 12, (5), 451-461 (2017).
  12. Wagner, J. M., Lang, C. E., Sahrmann, S. A., Edwards, D. F., Dromerick, A. W. Sensorimotor impairments and reaching performance in subjects with poststroke hemiparesis during the first few months of recovery. Phys Ther. 87, (6), 751-765 (2007).
  13. van Kordelaar, J., van Wegen, E., Kwakkel, G. Impact of time on quality of motor control of the paretic upper limb after stroke. Arch Phys Med Rehab. 95, (2), 338-344 (2014).
  14. Thielman, G., Kaminski, T., Gentile, A. M. Rehabilitation of reaching after stroke: comparing 2 training protocols utilizing trunk restraint. Neurorehab Neural Re. 22, (6), 697-705 (2008).
  15. Armbruster, C., Spijkers, W. Movement planning in prehension: do intended actions influence the initial reach and grasp movement? Motor Control. 10, (4), 311-329 (2006).
  16. Qualisys. Qualisys Track Manager user manual. Qualisys Medical AB. Gothenburg. (2008).
  17. Alt Murphy, M., Banina, M. C., Levin, M. F. Perceptuo-motor planning during functional reaching after stroke. Exp Brain Res. (2017).
  18. Sint Jan, S. V. Color atlas of skeletal landmark definitions : guidelines for reproducible manual and virtual palpations. Churchill Livingstone. (2007).
  19. Alt Murphy, M., Sunnerhagen, K. S., Johnels, B., Willen, C. Three-dimensional kinematic motion analysis of a daily activity drinking from a glass: a pilot study. J Neuroeng Rehabil. 3, 18 (2006).
  20. Alt Murphy, M., Willen, C., Sunnerhagen, K. S. Movement kinematics during a drinking task are associated with the activity capacity level after stroke. Neurorehab Neural Re. 26, (9), 1106-1115 (2012).
  21. Alt Murphy, M. Development and validation of upper extremity kinematic movement analysis for people with stroke. Reaching and drinking from a glass. University of Gothenburg. Doctor of Philosophy (Medicine) thesis (2013).
  22. Persson, H. C., Alt Murphy, M., Danielsson, A., Lundgren-Nilsson, A., Sunnerhagen, K. S. A cohort study investigating a simple, early assessment to predict upper extremity function after stroke - a part of the SALGOT study. BMC Neurol. 15, 92 (2015).
  23. Hoonhorst, M. H., et al. How Do Fugl-Meyer Arm Motor Scores Relate to Dexterity According to the Action Research Arm Test at 6 Months Poststroke? Arch Phys Med Rehab. 96, (10), 1845-1849 (2015).
  24. Pang, M. Y., Harris, J. E., Eng, J. J. A community-based upper-extremity group exercise program improves motor function and performance of functional activities in chronic stroke: a randomized controlled trial. Arch Phys Med Rehab. 87, (1), 1-9 (2006).
  25. Alt Murphy, M., et al. SALGOT - Stroke Arm Longitudinal study at the University of Gothenburg, prospective cohort study protocol. BMC Neurol. 11, 56 (2011).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics