Стандартизированный метод измерения локоть Киестезия

Резюме

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

Аннотация

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.

Введение

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,}болезнь^{Паркинсона 7}, и сенсорные невропатии⁸. Ортопедические травмы, такие как связки и мышечные слезы также было показано, уменьшить проприоцептивную^{функцию 9.} Конструкция проприоцепции часто тестируется в клинических показателей исхода через обнаружение поставщика применяется небольшие изменения в палец или палец^{позиции 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 проприоцептивных^{нарушений 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 соединения^{ссылки 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 впервые^{обнаруживается 16,17,19}. Измерение TDPM обычно требует использования специализированного оборудования для обеспечения медленного пассивного движения и обозначения точки обнаружения^17.

Действительные и достоверные результаты были найдены в различных суставах с использованием методов TDPM^{9,,16,,19,,20,,21,,22}. Тем не менее, существует значительная разница в TDPM оборудования и методов, создавая проблемы для сравнения выводов по^{исследованиям 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 пороги^{обнаружения 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 количественных^{лабораторных 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.

протокол

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 движение^{начнется 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 обнаружения^{движения 19,31}.

6. 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).
7. 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 шпинделя^27,28. Поместите руку обратно в машину CPM для следующего испытания.
8. 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.
9. 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.

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.

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

Результаты

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 л?...

Обсуждение

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 исслед...

Материалы

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
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.