La Junta de Revisión Institucional (IRB) de suny Upstate Medical University aprobó este protocolo.
1. Selección de participantes
- Realizar todos los métodos de investigación con la aprobación del IRB por la Declaración de Helsinki.
- Reclutar adultos no discapacitados que no tienen ningún problema neurológico o musculoesquelético que prevenga el rendimiento de la tarea motora de las extremidades superiores.
- Reclutar sobrevivientes crónicos de accidente cerebrovascular cuyo inicio del accidente cerebrovascular es por lo menos seis meses antes de la participación en el estudio y que tienen un deterioro motor de la extremidad superior de leve a moderado, indicado por Fugl-Meyer Evaluación de la puntuación de la extremidad superior de 19 a 60 de 66, y puede extender la muñeca hemiparetic y los dedos por lo menos 10 grados voluntariamente.
- Programe a los participantes potenciales para que asistan a una sesión de recopilación de datos.
- Obtener el consentimiento informado por escrito de todos los participantes de la investigación antes de iniciar cualquier procedimiento experimental.
- Examine a todos los participantes para determinar la elegibilidad para participar en el estudio utilizando cuestionarios con respecto a sus datos demográficos, historial previo de lesiones en el brazo, dominio de la mano y confianza en tareas específicas de habilidad motora de la mano fina.
2. Medidas de resultado motor de extremidades superiores
- Realice la prueba de clavija perdue con el procedimiento estándar10.
- Realizar la evaluación Fugl-Meyer del motor de las extremidades superiores (FMA-UE) utilizando el procedimiento estándar11,12.
3. Evaluaciones psicosociales y cognitivo-conductuales
- Haga que los participantes completen los siguientes cuestionarios utilizando la plataforma de encuestas en línea: Edinburg Handedness Inventory; un cuestionario para la experiencia previa en el uso de palillos.; y un cuestionario de autoeficacia para el uso de palillos.
4. Preparación de tareas de alcance de brazos dirigidas a objetivos
- Prepare el sistema de cámara de captura de movimiento para la grabación cinemática.
- Calibre la cámara de captura de movimiento utilizando el software de estación de trabajo de captura de movimiento.
- Establezca el origen de la coordenada del mundo utilizando el software de estación de trabajo de captura de movimiento.
- Coloque todas las tríadas de marcadores en una mesa en el campo de visión de las cámaras de captura de movimiento y compruebe si todas las tríadas de marcadores están dentro del campo de visión.
- Prepare el software de adquisición de datos de captura de movimiento para construir el modelo esquelético.
- Importe los conjuntos de marcadores del software de estación de trabajo de captura de movimiento al software de adquisición de datos de captura de movimiento.
- Activar sensores virtuales (es decir, tríadas de marcadores).
- Establecer ejes de mundo.
- Asigne sensores virtuales a los segmentos de cuerpo del modelo de esqueleto.
- Configure el brazo dirigido a la meta que alcanza condiciones de la tarea.
- Coloque una mesa en el centro del campo de visión de las cámaras de captura de movimiento.
- Coloque el brazo laminado dirigido a la meta que alcanza el papel de la plantilla en el área designada en la mesa.
- Prepare un par de palillos en la mesa.
- Prepárese para reproducir el archivo de audio de señal auditiva.
- Prepare los scripts de instrucciones de tarea.
- Pruebe el sistema de captura de movimiento para asegurarse de que funciona correctamente.
- Configure el participante.
- Coloque las tríadas de marcador reflectantes a la piel de los brazos, las manos y el tronco del participante. Utilice la siguiente descripción para las ubicaciones de la tríada de marcadores:
Una tríada marcadora para el tronco: entre los bordes mediales de las escápulas
Una tríada de marcador para cada brazo superior: en el centro de la superficie lateral de la parte superior del brazo
Una tríada marcadora para cada antebrazo: en el centro de la superficie dorsal del antebrazo
Una tríada marcadora para cada mano: en el centro de la superficie dorsal del3º hueso metacarpiano
- Prepare un palillo con una tríada marcadora.
- Coloque una tríada de marcadores en una mesa ubicada en el centro del campo de visión de las cámaras de captura de movimiento.
- Digitalice los segmentos del cuerpo del participante utilizando un modelo de articulaciones de extremidades superiores y esqueleto del tronco que incluya los siguientes puntos de referencia utilizando el software de adquisición de datos de captura de movimiento:
Tronco superior: un punto entre las vértebras C7 y T1
Tronco inferior: un punto entre las vértebras T12 y L1
Hombro (articulación glenohumeral), dos manchas de equidistancia desde el centro de la cabeza del húmero
Codo: dos manchas en el codo medial y lateral que son equidistantes del centro de la articulación
Muñeca: dos manchas en la muñeca medial y lateral que son equidistantes del centro de la articulación
Mano: la punta de la tercera falange de cada mano
- Digitalice la punta del palillo con una tríada de marcadores utilizando el software de adquisición de datos de captura de movimiento.
- Digitalice la posición de inicio y la posición de destino utilizando la tríada de marcadores ubicada en la mesa utilizando el software de adquisición de datos de captura de movimiento.
5. Realización de tareas de alcance de brazo dirigidas a objetivos
- Coloque al participante en una posición sentada.
- Pídale al participante que alcance hacia adelante sin movimiento del tronco, luego ubique la mesa para colocar el objetivo en aproximadamente el 80% de la distancia máxima de alcance del brazo del participante.
- Indique al participante que mantenga la postura vertical del tronco al principio de la ejecución de cada tarea. No habrá ninguna restricción en los movimientos del tronco durante la ejecución de la tarea.
- Instruya al participante cómo usar palillos usando un video de Youtube (https://youtu.be/2Bns2m5Bg4M) para estandarizar la forma de usar los palillos.
- Realice la condición de tarea 1: alcanzar y señalar a un destino grande.
- Instruya al participante a sostener un palillo con la mano dominante (adultos no discapacitados) o la mano parética (participantes con accidente cerebrovascular). El participante colocará la punta de un palillo tocando en el centro de la posición de inicio. Instruya al participante para que mantenga la postura vertical del tronco al principio.
- Fije el papel de la plantilla de condición de tarea en el área designada de la tabla. El documento de plantilla incluye dos cuadrados con una cruz en el centro de cada cuadrado: uno para la posición de inicio y el otro para el área de destino. Para esta tarea, el tamaño cuadrado objetivo es de 1 x 1 cm2. La posición objetivo se encuentra 20 delante de la posición de inicio.
- Describa las instrucciones de la tarea.
- Indique lo siguiente: "El objetivo de esta tarea es alcanzar y tocar el área objetivo con la punta del palillo lo más rápido y preciso posible. Sostendrá un palillo con su derecha (o izquierda) [indique la mano que realiza]. Coloque la punta del palillo en la posición de inicio [indique la posición de inicio]. Cuando escuche una señal 'GO', alcance y toque el objetivo [indique el objetivo] con la punta del palillo lo más rápido posible. Trate de tocar el centro del objetivo tanto como puedas. Tendrás tres segundos para tocar el objetivo. Te daré una señal 'STOP' 3 segundos después de la señal 'GO'. Si no toque el objetivo en 3 segundos, lleve la punta del palillo a la posición de inicio y espere a la siguiente prueba. Usted realizará diez ensayos con un descanso de 10 segundos entre los ensayos. ¿Tienes alguna pregunta? [Aborde cualquier pregunta que tenga el participante, luego proceda al ensayo de familiarización] Usted tendrá tres ensayos como práctica. [Después de los ensayos de práctica, proceder a los ensayos reales] Ahora, vamos a realizar ensayos reales. Trate de alcanzar y tocar lo más rápido que pueda".
- Reproduzca el archivo de audio de la señal de señal auditiva con una computadora para familiarizar al participante con la señal.
- Realice tres ensayos de familiarización.
- Indique al participante que esté listo para el rendimiento de la tarea. Asegúrese de que el participante entiende completamente el procedimiento de rendimiento de la tarea.
- Inicie la grabación de captura de movimiento con el software de adquisición de datos de captura de movimiento.
- Reproduzca el archivo de audio de señal auditiva con un ordenador.
- Realizar 10 ensayos.
- Grabación de captura de stop motion.
- Tómese un descanso de 2 minutos.
- Realice la condición de tarea 2: alcanzar y señalar a un destino pequeño.
- Instruya al participante a sostener un palillo con la mano dominante (adultos no discapacitados) o la mano parética (participantes con accidente cerebrovascular). El participante colocará la punta de un palillo tocando en el centro de la posición de inicio. Pida al participante que mantenga la postura vertical del tronco al principio.
- Fije el papel de la plantilla de condición de tarea en el área designada de la tabla. Para esta tarea, el tamaño cuadrado objetivo es de 0,3 X 0,3 cm2. La posición objetivo se encuentra 20 delante de la posición de inicio.
- Describa la instrucción de tarea.
- Indique lo siguiente: "El objetivo de esta tarea es el mismo que la tarea anterior: alcanzar y tocar con la punta del palillo el objetivo de la manera más rápida y precisa posible. Usaremos un objetivo más pequeño [indicar el objetivo]. La instrucción es la misma que la tarea anterior. Cuando escuche una señal 'GO', alcance y toque el objetivo [indique el objetivo] con la punta del palillo lo más rápido posible. Trate de tocar el centro del objetivo tanto como puedas. ¿Tienes alguna pregunta? [Aborde cualquier pregunta que tenga el participante, luego proceda al ensayo de familiarización] Usted tendrá tres ensayos como práctica. [Después de los ensayos de familiarización, proceder a los ensayos reales] Ahora, vamos a realizar ensayos reales. Trate de alcanzar y tocar lo más rápido que pueda".
- Reproduzca el archivo de audio de la señal de señal auditiva con una computadora para familiarizar al participante con la señal.
- Realice tres ensayos de familiarización.
- Indique al participante que esté listo para el rendimiento de la tarea. Asegúrese de que el participante entiende completamente el procedimiento de rendimiento de la tarea.
- Inicie la grabación de captura de movimiento con el software de adquisición de datos de captura de movimiento.
- Reproduzca el archivo de audio de señal auditiva con un ordenador.
- Realizar 10 ensayos.
- Grabación de captura de stop motion.
- Tómese un descanso de 2 minutos.
- Realizar la condición de tarea 3: alcanzar y recoger un objeto de destino grande.
- Instruya al participante a sostener un par de palillos con la mano dominante (adultos no discapacitados) o la mano parética (participantes con accidente cerebrovascular). El participante colocará las puntas de los palillos tocando en el centro de la posición de casa. Pídale al participante que mantenga la postura vertical del tronco al principio.
- Fije el papel de la plantilla de condición de tarea en el área designada de la tabla. Para esta tarea, el objeto objetivo es un cubo de plástico de 1 cm en el borde. El objeto de destino se encuentra 20 delante de la posición inicial.
- Coloque el objeto de destino en el área de destino.
- Describa las instrucciones de la tarea.
- Indique lo siguiente: "El objetivo de esta tarea es alcanzar y recoger un cubo de plástico [indicar el cubo] con un par de palillos lo más rápido posible, alrededor de una pulgada de altura sin caer. Sostendrá un par de palillos con su derecha (o izquierda) [indique la mano que realiza]. Coloque las puntas de los palillos en la posición de inicio [indique la posición de inicio]. Cuando escuche una señal 'GO', alcance y recoja el cubo [indique el objetivo] con los palillos lo más rápido que pueda, aproximadamente una pulgada de altura. Tendrás tres segundos para recoger el objetivo. Te daré una señal 'STOP' 3 segundos después de la señal 'GO'. Si no recogió el objetivo en 3 segundos, lleve las puntas de los palillos a la posición de casa y espere a la próxima prueba. Usted realizará diez ensayos con un descanso de 10 segundos entre los ensayos. ¿Tienes alguna pregunta? [Aborde cualquier pregunta que tenga el participante, luego proceda al ensayo de familiarización] Usted tendrá tres ensayos como práctica. [Después de los ensayos de familiarización, proceder a los ensayos reales] Ahora, vamos a realizar ensayos reales. Trata de llegar y recoger lo más rápido que puedas".
- Reproduzca el archivo de audio de la señal de señal auditiva con una computadora para familiarizar al participante con la señal.
- Realice tres ensayos de familiarización.
- Indique al participante que esté listo para el rendimiento de la tarea. Asegúrese de que el participante entiende completamente el procedimiento de rendimiento de la tarea.
- Inicie la grabación de captura de movimiento con el software de adquisición de datos de captura de movimiento.
- Reproduzca el archivo de audio de señal auditiva con un ordenador.
- Realizar 10 ensayos.
- Grabación de captura de stop motion.
- Tómese un descanso de 2 minutos.
- Realizar la condición de tarea 4 - Alcanzar y recoger un objeto de destino pequeño.
- Instruya al participante a sostener un par de palillos con la mano dominante (adultos no discapacitados) o la mano parética (participantes con accidente cerebrovascular). El participante colocará las puntas de los palillos tocando en el centro de la posición de casa. Pídale al participante que mantenga la postura vertical del tronco al principio.
- Fije el papel de la plantilla de condición de tarea en el área designada de la tabla. Para esta tarea, el objeto objetivo es un cubo de plástico de 0,3 cm en el borde. El objeto de destino se encuentra 20 delante de la posición inicial.
- Coloque el objeto de destino en el área de destino.
- Describa las instrucciones de la tarea.
- Indique lo siguiente: "El objetivo de esta tarea es el mismo que la tarea anterior: alcanzar y recoger un cubo de plástico con un par de palillos lo más rápido posible. Usaremos un cubo de plástico más pequeño [indicar el objetivo]. La instrucción es la misma que la tarea anterior. Cuando escuche una señal 'GO', alcance y recoja el cubo [indique el objetivo] con palillos lo más rápido posible. ¿Tienes alguna pregunta? [Aborde cualquier pregunta que tenga el participante, luego proceda al ensayo de familiarización] Usted tendrá tres ensayos como práctica. [Después de los ensayos de familiarización, proceder a los ensayos reales] Ahora, vamos a realizar ensayos reales. Trate de alcanzar y tocar lo más rápido que pueda".
- Reproduzca el archivo de audio de la señal de señal auditiva con una computadora para familiarizar al participante con la señal.
- Realice tres ensayos de familiarización.
- Pida al participante que esté listo para el desempeño de la tarea. Asegúrese de que el participante entiende completamente el procedimiento de rendimiento de la tarea.
- Inicie la grabación de captura de movimiento con el software de adquisición de datos de captura de movimiento.
- Reproduzca el archivo de audio de señal auditiva con un ordenador.
- Realice los 10 ensayos reales.
- Grabación de captura de stop motion.
- Tómese un descanso de 2 minutos.
- Realizar el inventario de motivación intrínseca (IMI) para el uso de palillos utilizando la plataforma de encuestas en línea.
6. Análisis cinemático de datos
- Exporte los datos de los siguientes puntos de referencia desde el software de adquisición de datos de captura de movimiento. Exporte los datos de posición en los ejes x, y y z como un archivo de texto para cada condición de tarea.
Punta de un palillo
Posición de inicio en la mesa
Posición de destino en la tabla
manos
Articulaciones del codo
Articulaciones de los hombros (articulaciones glenohumerales)
Tronco (en C7)
- Preprocese los datos cinemáticos.
- Utilice un script de programación personalizado para procesar los datos cinemáticos.
- Filtre y alimente los datos de posición sin procesar utilizando un filtro de paso bajo Butterworth de 3º orden con un límite de 3 Hz.
- Calcule el resultado de la posición de dirección x, y y z de la mano que realiza.
- Determine el inicio del movimiento y la compensación de cada alcance del brazo meta-dirigido.
- Para determinar el inicio y el desplazamiento del movimiento de alcance, utilice la velocidad tangencial (la primera derivada de los datos de posición) de la posición resultante de la posición de 3 dimensiones de la mano que realiza.
- Defina el inicio del movimiento como el primer fotograma del alcance, donde la velocidad tangencial está por encima de 0,01 m/s.
- Defina el desplazamiento de movimiento como el último fotograma del alcance, donde la velocidad tangencial está por encima de 0,01 m/s.
- Inspeccione el individuo que alcanza el inicio del movimiento y compense visualmente para asegurarse de que el inicio y el desplazamiento estén etiquetados correctamente.
- Determine la velocidad máxima. La velocidad de pico se define como la amplitud de velocidad tangencial máxima del ensayo que excede la amplitud de 0,2 m/s, y el intervalo de tiempo entre 2 picos debe ser de al menos 2 segundos13.
- Calcular variables cinemáticas de movimientos de alcance.
- Calcular la duración del movimiento (MD). Calcular la diferencia de tiempo entre el inicio del movimiento y el desplazamiento13.
- Calcular la velocidad máxima (PV). Calcula la velocidad más alta durante cada uno de los alcances.
- Calcular el tiempo absoluto y relativo hasta la velocidad máxima (TTPV y TTPV % de la duración del movimiento)13.
- Calcular la diferencia de tiempo entre el inicio del movimiento y la velocidad máxima (TTPV absoluto).
- Calcular el porcentaje de TTPV en relación con la duración del movimiento (TTPV relativo).
- Calcular el tirón adimensional del registro.
- Calcule la tercera derivada de la resultante de la posición de 3 dimensiones de la mano que realiza, luego calcule el tirón adimensional logarítmico de cada brazo que alcanza el movimiento.
- Calcular el desplazamiento del tronco durante el brazo dirigido por la meta alcanzando el movimiento9,14.
- Calcule el desplazamiento del tronco.
- Calcule la diferencia de distancia del punto de referencia del tronco entre el inicio del movimiento y el desplazamiento. Utilice la siguiente ecuación.

Donde X, Y y Z son las posiciones de punto de referencia del tronco en los ejes x, y y z, respectivamente; 1 es el marco de tiempo en el inicio del movimiento que alcanza; k es el marco de tiempo en el desplazamiento de movimiento de alcance.
- Calcular la longitud de la trayectoria del hombro.
- Calcule la distancia de viaje del punto de referencia del hombro entre el brazo que alcanza el inicio del movimiento y el desplazamiento. El hito del hombro es un punto de referencia virtual digitalizado a partir del software de adquisición de datos de captura de movimiento utilizando el modelo de esqueleto de extremidad superior. Utilice la siguiente ecuación para el cálculo de la longitud de la trayectoria del hombro.

Donde X, Y y Z son las posiciones del punto de referencia del hombro en los ejes x, y y z, respectivamente; t es el marco temporal; t=1 es el marco de tiempo en el inicio del movimiento que alcanza; t=k es el marco de tiempo en el desplazamiento del movimiento de alcance