Стандартизированный метод измерения локоть Киестезия
Summary
Здесь мы представляем стандартизированный метод измерения пассивной киестезии локтя с использованием порога обнаружения пассивного движения (TDPM), который подходит для исследовательской среды.
Abstract
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.
Introduction
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,болезньПаркинсона 7, и сенсорные невропатии8. Ортопедические травмы, такие как связки и мышечные слезы также было показано, уменьшить проприоцептивнуюфункцию 9. Конструкция проприоцепции часто тестируется в клинических показателей исхода через обнаружение поставщика применяется небольшие изменения в палец или палецпозиции 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 проприоцептивныхнарушений 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 соединенияссылки 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 впервыеобнаруживается 16,17,19. Измерение TDPM обычно требует использования специализированного оборудования для обеспечения медленного пассивного движения и обозначения точки обнаружения17.
Действительные и достоверные результаты были найдены в различных суставах с использованием методов TDPM9,,16,,19,,20,,21,,22. Тем не менее, существует значительная разница в TDPM оборудования и методов, создавая проблемы для сравнения выводов поисследованиям 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 порогиобнаружения 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 количественныхлабораторных 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.
Protocol
Representative Results
Discussion
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…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы хотели бы поблагодарить д-ра Джона Нельсона за техническую поддержку эмГ и электрогониометрного оборудования, используемого здесь.
Materials
| 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. |
References
- Coderre, A. M., et al. Assessment of upper-limb sensorimotor function of subacute stroke patients using visually guided reaching. Neurorehabilitation and Neural Repair. 24 (6), 528-541 (2010).
- Dukelow, S. P., et al. Quantitative assessment of limb position sense following stroke. Neurorehabilitation and Neural Repair. 24 (2), 178-187 (2010).
- Semrau, J. A., Herter, T. M., Scott, S. H., Dukelow, S. P. Robotic identification of kinesthetic deficits after stroke. Stroke. 44 (12), 3414-3421 (2013).
- Meyer, S., Karttunen, A. H., Thijs, V., Feys, H., Verheyden, G. How do somatosensory deficits in the arm and hand relate to upper limb impairment, activity, and participation problems after stroke? A systematic review. Physical Therapy. 94 (9), 1220-1231 (2014).
- Desrosiers, J., Bourbonnais, D., Bravo, G., Roy, P. M., Guay, M. Performance of the ‘unaffected’ upper extremity of elderly stroke patients. Stroke. 27 (9), 1564-1570 (1996).
- Carey, L. M., Matyas, T. A. Frequency of discriminative sensory loss in the hand after stroke in a rehabilitation setting. Journal of Rehabilitation Medicine. 43 (3), 257-263 (2011).
- Konczak, J., Krawczewski, K., Tuite, P., Maschke, M. The perception of passive motion in Parkinson’s disease. Journal of Neurology. 254 (5), 655 (2007).
- Van Deursen, R. W. M., Simoneau, G. G. Foot and ankle sensory neuropathy, proprioception, and postural stability. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. 29 (12), 718-726 (1999).
- Reider, B., et al. Proprioception of the knee before and after anterior cruciate ligament reconstruction. Arthroscopy: The Journal of Arthroscopic & Related Surgery. 19 (1), 2-12 (2003).
- Hizli Sayar, G., Unubol, H. Assessing Proprioception. The Journal of Neurobehavioral Sciences. 4 (1), 31-35 (2017).
- Fugl-Meyer, A. R., Jääskö, L., Leyman, I., Olsson, S., Steglind, S. The post-stroke hemiplegic patient. 1. a method for evaluation of physical performance. Scandinavian journal of Rehabilitation Medicine. 7 (1), 13-31 (1975).
- Stolk-Hornsveld, F., Crow, J. L., Hendriks, E., Van Der Baan, R., Harmeling-van Der Wel, B. The Erasmus MC modifications to the (revised) Nottingham Sensory Assessment: a reliable somatosensory assessment measure for patients with intracranial disorders. Clinical Rehabilitation. 20 (2), 160-172 (2006).
- Winward, C. E., Halligan, P. W., Wade, D. T. The Rivermead Assessment of Somatosensory Performance (RASP): standardization and reliability data. Clinical Rehabilitation. 16 (5), 523-533 (2002).
- Lincoln, N. B., et al. The unreliability of sensory assessments. Clinical rehabilitation. 5 (4), 273-282 (1991).
- Sartor-Glittenberg, C. Quantitative measurement of kinesthesia following cerebral vascular accident. Physiotherapy Canada. 45, 179-186 (1993).
- Hillier, S., Immink, M., Thewlis, D. Assessing proprioception: a systematic review of possibilities. Neurorehabilitation and Neural Repair. 29 (10), 933-949 (2015).
- Han, J., Waddington, G., Adams, R., Anson, J., Liu, Y. Assessing proprioception: a critical review of methods. Journal of Sport and Health Science. 5 (1), 80-90 (2016).
- Goble, D. J. Proprioceptive acuity assessment via joint position matching: from basic science to general practice. Physical Therapy. 90 (8), 1176-1184 (2010).
- Juul-Kristensen, B., et al. Test-retest reliability of joint position and kinesthetic sense in the elbow of healthy subjects. Physiotherapy Theory and Practice. 24 (1), 65-72 (2008).
- Deshpande, N., Connelly, D. M., Culham, E. G., Costigan, P. A. Reliability and validity of ankle proprioceptive measures. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (6), 883-889 (2003).
- Boerboom, A., et al. Validation of a method to measure the proprioception of the knee. Gait & Posture. 28 (4), 610-614 (2008).
- Nagai, T., Sell, T. C., Abt, J. P., Lephart, S. M. Reliability, precision, and gender differences in knee internal/external rotation proprioception measurements. Physical Therapy in Sport. 13 (4), 233-237 (2012).
- Refshauge, K. M., Chan, R., Taylor, J. L., McCloskey, D. Detection of movements imposed on human hip, knee, ankle and toe joints. The Journal of Physiology. 488 (1), 231-241 (1995).
- Portney, L. G., Watkins, M. P. . Foundations of Clinical Research: Applications to Practice. 892, (2009).
- Borstad, A., Nichols-Larsen, D. S. The Brief Kinesthesia test is feasible and sensitive: a study in stroke. Brazilian Journal of Physical Therapy. 20 (1), 81-86 (2016).
- Vernoski, J. L. J., Bjorkland, J. R., Kramer, T. J., Oczak, S. T., Borstad, A. L. A Simple Non-invasive Method for Temporary Knockdown of Upper Limb Proprioception. Journal of Visualized Experiments. (133), e57218 (2018).
- Proske, U., Tsay, A., Allen, T. Muscle thixotropy as a tool in the study of proprioception. Experimental Brain Research. 232 (11), 3397-3412 (2014).
- Wise, A. K., Gregory, J. E., Proske, U. Detection of movements of the human forearm during and after co-contractions of muscles acting at the elbow joint. The Journal of Physiology. 508, 325 (1998).
- Wilcox, R. R., Granger, D. A., Clark, F. Modern robust statistical methods: Basics with illustrations using psychobiological data. Universal Journal of Psychology. 1 (2), 21-31 (2013).
- Oldfield, R. C. The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory. Neuropsychologia. 9 (1), 97-113 (1971).
- Piriyaprasarth, P., Morris, M. E., Delany, C., Winter, A., Finch, S. Trials needed to assess knee proprioception following stroke. Physiotherapy Research International. 14 (1), 6-16 (2009).
- Juul-Kristensen, B., et al. Poorer elbow proprioception in patients with lateral epicondylitis than in healthy controls: a cross-sectional study. Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 17 (1), 72-81 (2008).
- Skinner, H. B., Barrack, R. L., Cook, S. D. Age-related decline in proprioception. Clinical Orthopaedics and Related Research. (184), 208-211 (1984).
- Pai, Y. C., Rymer, W. Z., Chang, R. W., Sharma, L. Effect of age and osteoarthritis on knee proprioception. Arthritis & Rheumatism. 40 (12), 2260-2265 (1997).
- Dunn, W., et al. Measuring change in somatosensation across the lifespan. American Journal of Occupational Therapy. 69 (3), (2015).
- Alghadir, A., Zafar, H., Iqbal, Z., Al-Eisa, E. Effect of sitting postures and shoulder position on the cervicocephalic kinesthesia in healthy young males. Somatosensory & Motor Research. 33 (2), 93-98 (2016).
