Изокинетическое роботизированное устройство для улучшения тест-тест-тест и межрейтинговая надежность для растяжек рефлекс измерений в инсульта пациентов с спастичность
Summary
Используя роботизированное изокинетическое устройство с измерениями электромиографии (ЭМГ), этот протокол иллюстрирует, что изокинетическое движение само по себе может повысить надежность межтарифного измерения угла измерения у пациентов с легким сгибателем локтя.
Abstract
Измерение спастичности имеет важное значение в планировании лечения и определении эффективности после лечения. Однако было показано, что современный инструмент, используемый в клинических условиях, ограничен в надежности межтарифов. Одним из факторов такой низкой межтарифной надежности является изменчивость пассивного движения при измерении угла измерений улова (AoC). Поэтому было предложено изокинетическое устройство для стандартизации ручного совместного движения; однако преимущества изокинетического движения для измерений AoC не были проверены стандартизированным образом. Этот протокол исследует, может ли изокинетическое движение само по себе повысить надежность межтарифов для измерений AoC. Для этого было разработано роботизированное изокинетическое устройство, которое сочетается с поверхностной электромиографией (ЭМГ). Два условия, ручные и изокинетические движения, сравниваются со стандартизированным методом измерения угла и субъективного ощущения улова. Показано, что у 17 пациентов с легким иступчивостью локтевого сгибателя изокинетическое движение улучшило коэффициент корреляции внутрикласса (ICC) для межрейтинговой надежности измерений AoC до 0,890 (95% доверительного интервала) (CI): 0,685-0.961) ЭмГ критерии, и 0,931 (95% ДИ: 0,791-0,978) по критериям крутящего момента, от 0,788 (95% ДИ: 0,493-0,920) по ручным движением. В заключение, изокинетическое движение само по себе может улучшить межтарифную надежность измерений AoC у пациентов с легким спастичностью. Учитывая, что эта система может обеспечить более стандартизированные измерения угла и поймать чувство, это может быть хорошим вариантом для оценки спастичности в клинических условиях.
Introduction
Спастичность после инсульта является распространенным явлением и было показано, чтобы вызвать осложнения,в том числе боль и контрактуры, в результате чего снижение качества жизни 1,2,3. Измерение спастичности важно правильно спланировать ход лечения и определить эффективность лечения. Обычно используемыми инструментами в клинических условиях являются модифицированная шкала Ashworth (MAS)4, которая является номинальной системой измерения устойчивости к пассивному движению, и модифицированная шкала Tardieu (MTS), которая измеряет угол улова (AoC), представляющий скорость-зависимая характеристика спастичности5. Тем не менее, эти инструменты измерения, какбыло показано, имеют ограниченную надежность межкоэффициентов 6,7, требуя того же оценщика для выполнения этих тестов для поддержания удовлетворительной надежности8.
Было показано, что три фактора вызывают изменчивость АОС при измерении МТС, включая (1) ошибки при измерениях угла гониометрией; (2) вариативность ручного перемещения совместного профиля движения между оценщиками; и (3) изменчивость в зондировании улова между оценщиками9. В этом протоколе представлено новое изокинетическое роботизированное устройство с датчиками крутящего момента. Это устройство применяется к инсульта пациентов с мягкой пастыря локтя сгибателя с помощью поверхностной электромиографии (ЭМГ) измерений10. Было предслоусужено что стандартизация движения соединения локтевого сустава улучшит межтарифную надежность для измерений AoC, вызванных рефлектором растяжения сгибателя локтя. Чтобы доказать это, надежность Для AoC, измеряемая по поверхности ЭМГ, была рассчитана и сравнена между изокинетическим пассивным и ручным быстрым расширением локтя, используя это разработанное роботизированное устройство и ЭМГ. На рисунке 1 показан обзор всей экспериментальной процедуры. Детально этап измерения МТС проводился двумя оценщиками, а порядок экспериментов (руководство против изокинетического движения) и порядок оценщиков были случайным образом определены, что требовало около 50 минут для каждого предмета (рисунок 1).
Protocol
Representative Results
Discussion
В этом исследовании была предпринята попытка стандартизировать измерение МТС с помощью роботизированного изокинетического устройства. Было исследовано, как согласованность движения оценки влияет на результаты измерения МТС.
Было предложено значение НАМИ, отражающее …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование было поддержано Сеульским национальным университетом Bundang больницы исследовательский фонд (14-2014 – 035) и Кореи и Национального исследовательского фонда Кореи (NRF) Грант финансируется корейским правительством (A100249). Мы хотели бы поблагодарить Со Хён Пак и Хэ Э Ким за помощь в подготовке и продолжении съемки видео.
Materials
| 3D printer | Lokit | 3Dison+ | FDA type 3D printer |
| Ball sprine shaft | Misumi | LBF15 | |
| Bridge Analog Input module | National Instruments | NI 9237 | |
| CAN communication module | National Instruments | NI 9853 | |
| Caster | Misumi | AC-50F | |
| Electromyography (EMG) device | Laxtha | WEMG-8 | |
| EMG electrode | Bioprotech | 1.8×1.2 mm Ag–AgCl | |
| Encoder | Maxon | HEDL 9140 | 500 CPT |
| Gearbox | Maxon | GP 81 | 51:1 ratio |
| Lab jack | Misumi | 99-1620-20 | |
| Linear slider | Misumi | KSRLC16 | |
| Motor | Maxon | EC-60 | brushless EC motor |
| Motor driver | Elmo | DC Whistle | |
| PLA | Lokit | 3D printer material | |
| Real-time processor | National Instruments | sbRIO-9632 | |
| Torque sensor | Transducer Techniques | TRS-1K |
Riferimenti
- Sommerfeld, D. K., Gripenstedt, U., Welmer, A. K. Spasticity after stroke: An overview of prevalence, test instruments, and treatments. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation. 91 (9), 814-820 (2012).
- Sommerfeld, D. K., Eek, E. U. B., Svensson, A. K., Holmqvist, L. W., von Arbin, M. H. Spasticity after Stroke: Its Occurrence and Association with Motor Impairments and Activity Limitations. Stroke. 35 (1), 134-139 (2004).
- Lundström, E., Terént, A., Borg, J. Prevalence of disabling spasticity 1 year after first-ever stroke. European Journal of Neurology. 15 (6), 533-539 (2008).
- Ashford, S., Turner-Stokes, L. Systematic Review of Upper-limb Function Measurement Methods in Botulinum Toxin Intervention for Focal Spasticity. Physiotherapy Research International. 18 (3), 178-189 (2013).
- Patrick, E., Ada, L. The Tardieu Scale differentiates contracture from spasticity whereas the Ashworth Scale is confounded by it. Clinical Rehabilitation. 20 (2), 173-189 (2006).
- Li, F., Wu, Y., Li, X. Test-retest reliability and inter-rater reliability of the Modified Tardieu Scale and the Modified Ashworth Scale in hemiplegic patients with stroke. European Journal of Physical and Rehabilitation Medicine. 50 (1), 9-15 (2014).
- Mehrholz, J., et al. Reliability of the Modified Tardieu Scale and the Modified Ashworth Scale in adult patients with severe brain injury: a comparison study. Clinical Rehabilitation. 19 (7), 751-759 (2005).
- Ansari, N. N., Naghdi, S., Hasson, S., Azarsa, M. H., Azarnia, S. The Modified Tardieu Scale for the measurement of elbow flexor spasticity in adult patients with hemiplegia. Brain Injury. 22 (13-14), 1007-1012 (2008).
- van den Noort, J. C., Scholtes, V. A., Harlaar, J. Evaluation of clinical spasticity assessment in Cerebral palsy using inertial sensors. Gait & Posture. 30 (2), 138-143 (2009).
- Sin, M., Kim, W. S., Cho, K., Cho, S., Paik, N. J. Improving the test-retest and inter-rater reliability for stretch reflex measurements using an isokinetic device in stroke patients with mild to moderate elbow spasticity. Journal of Electromyography and Kinesiology. 39 (1), 120-127 (2018).
- Grippo, A., et al. Biomechanical and electromyographic assessment of spastic hypertonus in motor complete traumatic spinal cord-injured individuals. Spinal Cord. 49 (1), 142-148 (2011).
- Rabita, G., Dupont, L., Thevenon, A., Lensel-Corbeil, G., Pérot, C., Vanvelcenaher, J. Differences in kinematic parameters and plantarflexor reflex responses between manual (Ashworth) and isokinetic mobilisations in spasticity assessment. Clinical Neurophysiology. 116 (1), 93-100 (2005).
- Lynn, B. O., et al. Comprehensive quantification of the spastic catch in children with cerebral palsy. Research in Developmental Disabilities. 34 (1), 386-396 (2013).
- Boyd, R. N., Graham, H. K. Objective measurement of clinical findings in the use of botulinum toxin type A for the management of children with cerebral palsy. European Journal of Neurology. 6 (1), 23-35 (1999).
