Le Conseil d’examen institutionnel (IRB) de l’Université médicale SUNY Upstate a approuvé ce protocole.
1. Sélection des participants
- Effectuer toutes les méthodes de recherche avec l’approbation de la CISR par la Déclaration d’Helsinki.
- Recruter des adultes non handicapés qui n’ont pas de problèmes neurologiques ou musculo-squelettiques qui empêchent l’exécution des tâches motrices du membre supérieur.
- Recruter des survivants d’AVC chroniques dont l’AVC commence au moins six mois avant la participation à l’étude et qui ont une déficience motrice légère à modérée du membre supérieur, indiquée par l’évaluation de Fugl-Meyer du score du membre supérieur de 19 à 60 sur 66, et peut étendre le poignet hémiparétique et les doigts d’au moins 10 degrés volontairement.
- Planifiez des participants potentiels pour assister à une séance de collecte de données.
- Obtenir le consentement éclairé écrit de tous les participants à la recherche avant d’entreprendre toute procédure expérimentale.
- Examiner l’admissibilité de tous les participants à l’étude à l’aide de questionnaires concernant leurs données démographiques, leurs antécédents de blessures au bras, leur dominance de la main et leur confiance dans des tâches précises de motricité fine de la main.
2. Mesures des résultats moteurs du membre supérieur
- Effectuez le test Perdue Pegboard avec la procédure standard10.
- Effectuer l’évaluation Fugl-Meyer du moteur du membre supérieur (FMA-UE) en utilisant la procédure standard11,12.
3. Évaluations psychosociales et cognitivo-comportementales
- Demandez aux participants de remplir les questionnaires suivants à l’aide de la plateforme de sondage en ligne : Edinburg Handedness Inventory; un questionnaire pour l’expérience antérieure sur l’utilisation des baguettes. et un questionnaire d’auto-efficacité pour l’utilisation de baguettes.
4. Préparation des tâches d’atteinte des bras dirigées vers les objectifs
- Préparez le système de caméra de capture de mouvement pour l’enregistrement cinématique.
- Calibrez la caméra de capture de mouvement à l’aide du logiciel de la station de travail de capture de mouvement.
- Définissez l’origine de la coordonnée mondiale à l’aide du logiciel de station de travail de capture de mouvement.
- Placez toutes les triades de marqueurs sur une table dans le champ de vision des caméras de capture de mouvement et vérifiez si toutes les triades de marqueurs se trouvent dans le champ de vision.
- Préparez le logiciel d’acquisition de données de capture de mouvement pour construire le modèle squelettique.
- Importez les jeux de marqueurs du logiciel de la station de travail de capture de mouvement vers le logiciel d’acquisition de données de capture de mouvement.
- Activer des capteurs virtuels (c.-à-d. des triades de marqueurs).
- Définissez des axes d’univers.
- Affectez des capteurs virtuels aux segments de corps du modèle squelette.
- Mettre en place des conditions de tâche d’atteinte de bras dirigées vers l’objectif.
- Placez une table au centre du champ de vision des caméras de capture de mouvement.
- Mettez le papier modèle stratifié pour atteindre le bras orienté vers l’objectif à la zone désignée sur la table.
- Préparez une paire de baguettes sur la table.
- Préparez-vous à lire le fichier audio du repère auditif.
- Préparez les scripts d’instructions de tâche.
- Testez le système de capture de mouvement pour vous assurer qu’il fonctionne correctement.
- Configurez le participant.
- Fixez les triades de marqueurs réfléchissants à la peau des bras, des mains et du tronc du participant. Utilisez la description suivante pour les emplacements des triades de marqueurs :
Une triade marqueur pour le tronc : entre les bordures médiales des omoplates
Une triade de marqueurs pour chaque bras supérieur : au milieu de la surface latérale du bras supérieur
Une triade marqueur pour chaque avant-bras : au milieu de la surface dorsale de l’avant-bras
Une triade marqueur pour chaque main : au milieu de la surface dorsale du3ème os métacarpien
- Préparez une baguette avec une triade de marqueur.
- Placez une triade de marqueurs sur une table située au centre du champ de vision des caméras de capture de mouvement.
- Numérisez les segments du corps du participant à l’aide d’un modèle d’articulations du membre supérieur et de squelette de tronc qui comprend les points de repère suivants à l’aide du logiciel d’acquisition de données de capture de mouvement :
Tronc supérieur : une tache entre les vertèbres C7 et T1
Tronc inférieur : une tache entre les vertèbres T12 et L1
Épaule (articulation gléno-humérale), deux taches équidistance du centre de la tête de l’humérus
Coude : deux taches sur le coude médial et latéral qui sont équidistantes du centre de l’articulation
Poignet : deux taches sur le poignet médial et latéral qui sont équidistantes du centre articulaire
Main : la pointe de la troisième phalange de chaque main
- Numérisez la pointe de la baguette avec une triade de marqueurs à l’aide du logiciel d’acquisition de données de capture de mouvement.
- Numérisez la position d’accueil et la position cible à l’aide de la triade de marqueurs située sur la table à l’aide du logiciel d’acquisition de données de capture de mouvement.
5. Exécution des tâches d’atteinte des bras dirigées vers les objectifs
- Placez le participant en position assise.
- Demandez au participant d’avancer sans mouvement du tronc, puis localisez la table pour positionner la cible à environ 80% de la distance maximale du bras du participant.
- Demandez au participant de maintenir la posture verticale du tronc au début de chaque exécution de tâche. Il n’y aura aucune restriction aux mouvements de tronc pendant l’exécution de la tâche.
- Indiquez au participant comment utiliser des baguettes à l’aide d’une vidéo Youtube (https://youtu.be/2Bns2m5Bg4M) pour normaliser la façon d’utiliser les baguettes.
- Exécutez la condition de tâche 1 - Atteindre et pointer vers une cible de grande taille.
- Demandez au participant de tenir une baguette avec la main dominante (adultes non handicapés) ou la main parétique (participants à l’AVC). Le participant placera le bout d’une baguette qui se touche au centre de la position d’origine. Demandez au participant de maintenir la posture verticale du tronc au début.
- Fixez le papier du modèle de condition de tâche à la zone désignée sur la table. Le papier modèle comprend deux carrés avec une croix au centre de chaque carré: un pour la position de la maison et l’autre pour la zone cible. Pour cette tâche, la taille carrée cible est de 1 x 1 cm2. La position cible est située à 20 en face de la position d’origine.
- Décrivez les instructions de la tâche.
- Déclarez ce qui suit: « Le but de cette tâche est d’atteindre et d’appuyer sur la zone cible avec la pointe de la baguette aussi rapidement et précisément que possible. Vous tivrez une baguette avec votre droite (ou votre gauche) [indiquez la main qui effectue]. Placez la pointe de la baguette sur la position d’accueil [indiquer la position d’accueil]. Lorsque vous entendez un signal « GO », atteignez et appuyez sur la cible [indiquer la cible] avec la pointe de la baguette le plus rapidement possible. Essayez d’appuyer sur le centre de la cible autant que vous le pouvez. Vous aurez trois secondes pour appuyer sur la cible. Je vais vous donner un signal 'STOP' 3 secondes après le signal 'GO'. Si vous n’avez pas tapé sur la cible dans les 3 secondes, apportez la pointe de la baguette à la position d’origine et attendez le prochain essai. Vous effectuerez dix essais avec une pause de 10 secondes entre les essais. Avez-vous des questions? [Répondre à toutes les questions du participant, puis passer à l’essai de familiarisation] Vous aurez trois épreuves comme pratique. [Après les essais pratiques, passez aux essais proprement dits] Maintenant, nous allons effectuer des essais réels. Essayez d’atteindre et de taper le plus rapidement possible.
- Lisez le fichier audio du signal de repère auditif avec un ordinateur pour familiariser le participant avec le signal.
- Effectuez trois essais de familiarisation.
- Demandez au participant d’être prêt pour l’exécution de la tâche. Assurez-vous que le participant comprend parfaitement la procédure d’exécution des tâches.
- Démarrez l’enregistrement de capture de mouvement avec le logiciel d’acquisition de données de capture de mouvement.
- Lisez le fichier audio du repère auditif avec un ordinateur.
- Effectuer 10 essais.
- Enregistrement de capture stop motion.
- Faites une pause de 2 minutes.
- Exécutez la condition de tâche 2 - Atteindre et pointer vers une petite cible.
- Demandez au participant de tenir une baguette avec la main dominante (adultes non handicapés) ou la main parétique (participants à l’AVC). Le participant placera le bout d’une baguette qui se touche au centre de la position d’origine. Demandez au participant de maintenir la posture verticale du tronc au début.
- Fixez le papier du modèle de condition de tâche à la zone désignée sur la table. Pour cette tâche, la taille carrée cible est de 0,3 X 0,3 cm2. La position cible est située à 20 en face de la position d’origine.
- Décrivez l’instruction de tâche.
- Déclarez ce qui suit: « L’objectif de cette tâche est le même que la tâche précédente: atteindre et appuyer avec la pointe de la baguette la cible aussi rapidement et précisément que possible. Nous utiliserons une cible plus petite [indiquer la cible]. L’instruction est identique à la tâche précédente. Lorsque vous entendez un signal « GO », atteignez et appuyez sur la cible [indiquer la cible] avec la pointe de la baguette le plus rapidement possible. Essayez d’appuyer sur le centre de la cible autant que vous le pouvez. Avez-vous des questions? [Répondre à toutes les questions du participant, puis passer à l’essai de familiarisation] Vous aurez trois épreuves comme pratique. [Après les essais de familiarisation, passez aux essais proprement dits] Maintenant, nous allons effectuer des essais réels. Essayez d’atteindre et de taper le plus rapidement possible.
- Lisez le fichier audio du signal de repère auditif avec un ordinateur pour familiariser le participant avec le signal.
- Effectuez trois essais de familiarisation.
- Demandez au participant d’être prêt pour l’exécution de la tâche. Assurez-vous que le participant comprend parfaitement la procédure d’exécution des tâches.
- Démarrez l’enregistrement de capture de mouvement avec le logiciel d’acquisition de données de capture de mouvement.
- Lisez le fichier audio du repère auditif avec un ordinateur.
- Effectuer 10 essais.
- Enregistrement de capture stop motion.
- Faites une pause de 2 minutes.
- Exécutez la condition de tâche 3 - Atteindre et récupérer un objet cible volumineux.
- Demandez au participant de tenir une paire de baguettes avec la main dominante (adultes non handicapés) ou la main parétique (participants au avc). Le participant placera les pointes des baguettes qui se touchent au centre de la position d’origine. Demandez au participant de maintenir la posture verticale du tronc au début.
- Fixez le papier du modèle de condition de tâche à la zone désignée sur la table. Pour cette tâche, l’objet cible est un cube en plastique de 1 cm sur le bord. L’objet cible est situé 20 devant la position d’accueil.
- Placez l’objet cible sur la zone cible.
- Décrivez les instructions de la tâche.
- Déclarez ce qui suit: « Le but de cette tâche est d’atteindre et de ramasser un cube en plastique [indiquer le cube] avec une paire de baguettes le plus rapidement possible, environ un pouce de hauteur sans tomber. Vous tivrez une paire de baguettes avec votre droite (ou gauche) [indiquez la main exécutante]. Placez les pointes des baguettes sur la position d’accueil [indiquez la position d’accueil]. Lorsque vous entendez un signal « GO », atteignez et ramassez le cube [indiquez la cible] avec les baguettes aussi rapidement que possible, environ un pouce de hauteur. Vous aurez trois secondes pour ramasser la cible. Je vais vous donner un signal 'STOP' 3 secondes après le signal 'GO'. Si vous n’avez pas pris la cible dans les 3 secondes, apportez les pointes des baguettes à la position d’origine et attendez le prochain essai. Vous effectuerez dix essais avec une pause de 10 secondes entre les essais. Avez-vous des questions? [Répondre à toutes les questions du participant, puis passer à l’essai de familiarisation] Vous aurez trois épreuves comme pratique. [Après les essais de familiarisation, passez aux essais proprement dits] Maintenant, nous allons effectuer des essais réels. Essayez d’atteindre et de ramasser le plus rapidement possible.
- Lisez le fichier audio du signal de repère auditif avec un ordinateur pour familiariser le participant avec le signal.
- Effectuez trois essais de familiarisation.
- Demandez au participant d’être prêt pour l’exécution de la tâche. Assurez-vous que le participant comprend parfaitement la procédure d’exécution des tâches.
- Démarrez l’enregistrement de capture de mouvement avec le logiciel d’acquisition de données de capture de mouvement.
- Lisez le fichier audio du repère auditif avec un ordinateur.
- Effectuer 10 essais.
- Enregistrement de capture stop motion.
- Faites une pause de 2 minutes.
- Exécutez la condition de tâche 4 - Atteindre et ramasser un petit objet cible.
- Demandez au participant de tenir une paire de baguettes avec la main dominante (adultes non handicapés) ou la main parétique (participants au avc). Le participant placera les pointes des baguettes qui se touchent au centre de la position d’origine. Demandez au participant de maintenir la posture verticale du tronc au début.
- Fixez le papier du modèle de condition de tâche à la zone désignée sur la table. Pour cette tâche, l’objet cible est un cube en plastique de 0,3 cm sur le bord. L’objet cible est situé 20 devant la position d’accueil.
- Placez l’objet cible sur la zone cible.
- Décrivez les instructions de la tâche.
- Déclarez ce qui suit: « L’objectif de cette tâche est le même que la tâche précédente: atteindre et ramasser un cube en plastique avec une paire de baguettes aussi rapidement que possible. Nous utiliserons un cube en plastique plus petit [indiquer la cible]. L’instruction est identique à la tâche précédente. Lorsque vous entendez un signal « GO », atteignez et ramassez le cube [indiquez la cible] avec des baguettes le plus rapidement possible. Avez-vous des questions? [Répondre à toutes les questions du participant, puis passer à l’essai de familiarisation] Vous aurez trois épreuves comme pratique. [Après les essais de familiarisation, passez aux essais proprement dits] Maintenant, nous allons effectuer des essais réels. Essayez d’atteindre et de taper le plus rapidement possible.
- Lisez le fichier audio du signal de repère auditif avec un ordinateur pour familiariser le participant avec le signal.
- Effectuez trois essais de familiarisation.
- Demandez au participant d’être prêt pour l’exécution de la tâche. Assurez-vous que le participant comprend parfaitement la procédure d’exécution des tâches.
- Démarrez l’enregistrement de capture de mouvement avec le logiciel d’acquisition de données de capture de mouvement.
- Lisez le fichier audio du repère auditif avec un ordinateur.
- Effectuez les 10 essais réels.
- Enregistrement de capture stop motion.
- Faites une pause de 2 minutes.
- Effectuez l’inventaire de motivation intrinsèque (IMI) pour l’utilisation de baguettes à l’aide de la plate-forme d’enquête en ligne.
6. Analyse des données cinématiques
- Exportez les données des points de repère suivants à partir du logiciel d’acquisition de données de capture de mouvement. Exportez les données de position dans les axes x, y et z sous la forme d’un fichier texte pour chaque condition de tâche.
Pointe d’une baguette
Position à domicile sur la table
Position cible sur la table
mains
Articulations du coude
Articulations de l’épaule (articulations gléno-humérales)
Tronc (à C7)
- Prétraiter les données cinématiques.
- Utilisez un script de programmation personnalisé pour traiter les données cinématiques.
- Filtrez et lisser les données de position brutes à l’aided’un filtre passe-bas Butterworth de 3 rd ordre avec une coupure de 3 Hz.
- Calculez la position résultante des directions x, y et z de la main exécutante.
- Déterminer le début du mouvement et le décalage de chaque portée de bras dirigée vers l’objectif.
- Pour déterminer le début et le décalage du mouvement d’atteinte, utilisez la vitesse tangentielle (la première dérivée des données de position) à partir de la résultante de la position en 3 dimensions de la main exécutante.
- Définissez le début du mouvement comme la première image de la portée, où la vitesse tangentielle est supérieure à 0,01 m/s.
- Définissez le décalage de mouvement comme la dernière image de la portée, où la vitesse tangentielle est supérieure à 0,01 m/s.
- Inspectez la personne qui atteint le début du mouvement et le décalage visuel pour vous assurer que l’apparition et le décalage sont correctement étiquetés.
- Déterminez la vitesse maximale. La vitesse maximale est définie comme l’amplitude de vitesse tangentielle maximale de l’essai qui dépasse l’amplitude de 0,2 m/s, et l’intervalle de temps entre 2 pics doit être d’au moins 2 secondes13.
- Calculer les variables cinématiques des mouvements d’atteinte.
- Calculer la durée du mouvement (MD). Calculer la différence de temps entre le début du mouvement et le décalage13.
- Calculer la vitesse de crête (PV). Calculez la vitesse la plus élevée pendant chacune des portées.
- Calculer le temps absolu et relatif à la vitesse maximale (TTPV et TTPV % de la durée du mouvement)13.
- Calculer la différence de temps entre le début du mouvement et la vitesse maximale (VTTPV absolu).
- Calculer le pourcentage de TTPV par rapport à la durée du mouvement (TTPV relatif).
- Calculer le journal sans dimension jerk.
- Calculez la troisième dérivée à partir de la résultante de la position en 3 dimensions de la main exécutante, puis calculez la secousse sans dimension logarithmique de chaque mouvement d’atteinte du bras.
- Calculer le déplacement du tronc pendant le mouvement d’atteinte du bras dirigé versl’objectif 9,14.
- Calculez le déplacement du tronc.
- Calculez la différence de distance du point de repère du tronc entre le début du mouvement et le décalage. Utilisez l’équation suivante.

Où X, Y et Z sont les positions de point de repère du tronc dans les axes x, y et z, respectivement ; 1 est la période au début du mouvement d’atteinte; k est la période au décalage du mouvement d’atteinte.
- Calculer la longueur de la trajectoire de l’épaule.
- Calculez la distance de déplacement du repère de l’épaule entre le bras atteignant le début du mouvement et le décalage. Le repère de l’épaule est un point de repère virtuel numérisé à partir du logiciel d’acquisition de données de capture de mouvement à l’aide du modèle squelette du membre supérieur. Utilisez l’équation suivante pour le calcul de la longueur de la trajectoire de l’épaule.

Où X, Y et Z sont les positions du point de repère de l’épaule dans les axes x, y et z, respectivement; t est le délai; t=1 est la période au début du mouvement d’atteinte; t=k est la période au décalage de mouvement d’atteinte