ההשפעה של תנאי משימה מוטוריים על זרוע מכוונת מטרה להגיע Kinematics ופיצוי תא המטען בניצולי שבץ כרוני
Summary
פרוטוקול זה נועד לחקור את ההשפעה של תנאי המשימה על אסטרטגיות תנועה אצל ניצולי שבץ כרוני. כמו כן, פרוטוקול זה יכול לשמש כדי לבחון אם הגבלה בהארכת המרפק הנגרמת על ידי גירוי חשמלי neuromuscular גורם פיצוי תא המטען במהלך זרוע מכוונת מטרה מגיע אצל מבוגרים שאינם נכים.
Abstract
פיצוי תא מטען היא אסטרטגיית התנועה הנפוצה ביותר להחליף את הליקויים המוטוריים בגפיים העליונות (UE) בניצולי שבץ כרוניים. קיים מחסור בראיות הבוחנות כיצד תנאי המשימה משפיעים על פיצוי תא המטען ועל זרוע מכוונת מטרה המגיעה לקינאמטיקה. פרוטוקול זה נועד לחקור את ההשפעה של תנאי המשימה, כולל קושי במשימה ומורכבות, על זרוע מכוונת מטרה המגיעה לקינאמטיקה. שני צעירים שאינם נכים ושני ניצולי שבץ כרוניים עם ליקוי מוטורי UE קל גויסו לבדיקת הפרוטוקול. כל משתתף ביצע קצוות זרוע מכווני מטרה עם ארבעה תנאי משימה שונים (2 קשיי משימה [יעדים גדולים לעומת קטנים] מורכבויות משימה X 2 [הצבעה לעומת איסוף]). מטרת המשימה הייתה להגיע ולהצביע על יעד או להרים אובייקט הממוקם 20 ס”מ מול עמדת הבית מהר ככל האפשר עם חרט או זוג מקלות אכילה, בהתאמה, בתגובה לסימן שמיעתי. המשתתפים ביצעו עשרה תותים לכל תנאי משימה. מערכת מצלמה תלת מימדית ללכידת תנועה שימשה לתיעוד קינטיקה של תא המטען והזרוע. התוצאות הייצוגיות הראו כי חלה עלייה משמעותית משך התנועה, jerkiness התנועה, ופיצוי תא המטען כפונקציה של מורכבות המשימה, אבל לא קושי במשימה בכל המשתתפים. ניצולי שבץ כרוני הראו באופן משמעותי לאט יותר, קופצני יותר, זרוע תלויה משוב יותר מגיע באופן משמעותי יותר תנועות תא המטען פיצוי מאשר מבוגרים שאינם נכים. התוצאות הייצוגיות שלנו תומכות בכך שניתן להשתמש בפרוטוקול זה כדי לחקור את ההשפעה של תנאי משימה על אסטרטגיות בקרה מוטורית אצל ניצולי שבץ כרוני עם פגיעה מוטורית קלה של UE.
Introduction
תנועת תא המטען היא האסטרטגיה הנפוצה ביותר כדי לפצות על דרגות מוגבלות של חופש במרפק ובכתף אצל אנשים עם גפיים עליונות לאחר שבץ (UE) גירעונות מנוע1,2. מחקרים קודמים הראו כי אנשים שלאחר שבץ משתמשים באסטרטגיותתנועהשונות בסביבות משימה מוטוריות שונות 3,4,5. תורת הבקרה המוטורית של מערכות דינמיות מסבירה כי תנועות נובעות מגורמים אינדיבידואליים פנימיים וגורמים חיצוניים, כגון תנאי משימה וסביבה6. יתר על כן, החוק של פיט מסביר את הקשר בין קושי במשימה ומהירות תנועה, עם נטייה לבצע משימות קשות יותר במהירויות איטיות יותר7. במונחים של זרוע מכוונת מטרה להגיע למשימות, ג’נטילוצ’י דיווח כי אנשים להאט את תנועות ההגעה שלהם כאשר הם מגיעים לתפוס אובייקט קטן יותר לעומת אובייקט גדוליותר 8. עם זאת, ההשפעה של מורכבות המשימה על זרוע מכוונת מטרה להגיע קינמטיקה ואסטרטגיות תנועה פיצוי ניצולי שבץ כרוני אינו מובן היטב. מחקר קודם שבדק משימות הצבעה ותפיסה אצל ניצולי שבץ כרוניים הראה כי הבדלים במשתנים קינמטיים בין שתי משימות שונות הסבירו הבדלים בפגיעה במנוע UE כפי שנמדדו על ידי ציון הקיצוני העליון Fugl-Meyer9. עם זאת, מחקר זה לא השווה ישירות את האופן שבו אסטרטגיות התנועה שונות מבחינת משתנים קינמטיים בין הצבעה ותפיסת משימות. הבנה טובה יותר של ההשפעה של תנאי המשימה על אסטרטגיות תנועה פיצוי בהתחשב ברמת פגיעה מוטורית בודדים חיונית לתכנון מפגשי טיפול יעילים כדי למזער תנועות פיצוי ולמקסם את הפיצוי של פגיעה מוטורית. לכן, זה הכרחי כדי לחקור כיצד תנאי המשימה, במיוחד מורכבות המשימה, להשפיע על אסטרטגיות תנועה אצל אנשים עם פגיעה מוטורית לאחר שבץ. פרוטוקול מחקר מוצע זה יחקור את ההשפעה של תנאי המשימה על זרוע מכוונת מטרה המגיעה לקינאמטיקה אצל מבוגרים שאינם נכים וניצולי שבץ. מטרות פרוטוקול זה הן כפולות: 1) כדי לחקור אם מורכבות המשימה משפיעה על פיצוי תא המטען וזרוע מכוונת מטרה המגיעה לקינטיקה אצל ניצולי שבץ כרוניים; 2) כדי לקבוע אם פרוטוקול זה יכול להבדיל בין קינמטיקה של זרוע מכוונת מטרה מגיע בין מבוגרים שאינם נכים ניצולי שבץ כרוני.
Protocol
Representative Results
Discussion
תוצאות ראשוניות תומכות בכך שפרוטוקול זה עשוי להיות מתאים כדי לחקור את ההשפעה של מורכבות המשימה על פיצוי תא המטען וזרוע מכוונת מטרה המגיעה לקיינמטיקה הן אצל מבוגרים שאינם נכים והן אצל ניצולי שבץ כרוני.
תוצאות מייצגות אלה תומכות גם בכך שפרוטוקול זה עשוי להיות מתאים כדי לקבוע…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מבקשים להעריך את כריסטופר נוויל, ג’ירולמו ממוליטו ו פ. ג’רום פבוליאן על תרומתם החיונית לפיתוח פרוטוקול זה ואיסוף נתונים.
Materials
| A pair of chopsticks | NA | NA | 20 cm length, one chopstick had the passive motion capture markers (custom made) |
| Auditory cues for motor tasks | NA | NA | Custom made audio file are played on a smart phone |
| Matlab R2018b software | Mathworks | ||
| MotionMonitor v 8.52 Software | Innovative Sports Training, Inc., Chicago, IL | ||
| Perdue Pegboard Test | |||
| Plastic cubes (0.3 cm on edge) | NA | NA | Custom made plastic cubes with 0.3 cm on edge. These were made using 3D printer |
| Plastic cubes (1cm on edge) | NA | NA | Custom made plastic cubes with 1 cm on edge. These were made using 3D printer |
| Template print | NA | NA | Custom made templates of the motor tasks, including home position, outlines of target positions. |
| Vicon 512 Motion-analysis System and Work station v5.2 software | OMG plc, Oxford, UK |
Riferimenti
- Spinazzola, L. Impairments of trunk movements following left or right hemisphere lesions: dissociation between apraxic errors and postural instability. Brain. 126 (12), 2656-2666 (2003).
- Michaelsen, S. M., Jacobs, S., Roby-Brami, A., Levin, M. F. Compensation for distal impairments of grasping in adults with hemiparesis. Experimental Brain Research. 157 (2), 162-173 (2004).
- Saposnik, G., Levin, M. SORCan SORC. Virtual Reality in Stroke Rehabilitation A Meta-Analysis and Implications for Clinicians. Stroke. 42 (5), 1380-1386 (2011).
- Levin, M. F., Snir, O., Liebermann, D. G., Weingarden, H., Weiss, P. L. Virtual Reality Versus Conventional Treatment of Reaching Ability in Chronic Stroke: Clinical Feasibility Study. Neurology and Therapy. 1 (1), 3 (2012).
- Knaut, L. A., Subramanian, S. K., McFadyen, B. J., Bourbonnais, D., Levin, M. F. Kinematics of pointing movements made in a virtual versus a physical 3-dimensional environment in healthy and stroke subjects. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 90 (5), 793-802 (2009).
- Mastos, M., Miller, K., Eliasson, A. C., Imms, C., Mastos, M., Eliasson, A. C., Imms, C. M. K., Mastos Miller, K., Eliasson, A. C., Imms, C. M. Goal-directed training: linking theories of treatment to clinical practice for improved functional activities in daily life. Clinical Rehabilitation. 21 (1), 47-55 (2007).
- Harris, C. M., Wolpert, D. M. Signal-dependent noise determines motor planning. Nature. 394, 780-784 (1998).
- Gentilucci, M. Object motor representation and reaching-grasping control. Neuropsychologia. 40 (8), 1139-1153 (2002).
- Subramanian, S. K., Yamanaka, J., Chilingaryan, G., Levin, M. F. Validity of Movement Pattern Kinematics as Measures of Arm Motor Impairment Poststroke. Stroke. 41 (10), 2303-2308 (2010).
- Strenge, H., Niederberger, U., Seelhorst, U. Correlation between Tests of Attention and Performance on Grooved and Purdue Pegboards in Normal Subjects. Perceptual and Motor Skills. 95 (2), 507-514 (2002).
- Lin, J. -. H., Hsu, M. -. J., Sheu, C. -. F., et al. Psychometric comparisons of 4 measures for assessing upper-extremity function in people with stroke. Physical Therapy. 89 (8), 840-850 (2009).
- See, J., Dodakian, L., Chou, C., et al. A standardized approach to the fugl-meyer assessment and its implications for clinical trials. Neurorehabilitation and Neural Repair. 27 (8), 732-741 (2013).
- Murphy, M. A., Willén, C., Sunnerhagen, K. S. Kinematic Variables Quantifying Upper-Extremity Performance After Stroke During Reaching and Drinking From a Glass. Neurorehabilitation and Neural Repair. 25 (1), 71-80 (2011).
- Michaelsen, S. M., Jacobs, S., Roby-Brami, A., Levin, M. F. Compensation for distal impairments of grasping in adults with hemiparesis. Experimental Brain Research. 157, 162-173 (2004).
- Järveläinen, J., Schürmann, M., Hari, R., Jarvelainen, J., Schurmann, M., Hari, R. Activation of the human primary motor cortex during observation of tool use. Neuroimage. 23 (1), 187-192 (2004).
- Imazu, S., Sugio, T., Tanaka, S., Inui, T. Differences between actual and imagined usage of chopsticks: An fMRI study. Cortex. 43 (3), 301-307 (2007).
- Ishii, R., Schulz, M., Xjang, J., et al. MEG study of lang-term cortical reoganization of senorimotor areas with respect to using chopsticks. Neuroreport. 13 (16), 2155-2159 (2002).
- Chen, H. M., Chang, J. J. The skill components of a therapeutic chopsticks task and their relationship with hand function tests. Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 15 (12), 704-709 (1999).
- Shin, S., Demura, S., Aoki, H. Effects of prior use of chopsticks on two different types of dexterity tests: Moving Beans Test and Purdue Pegboard. Perceptual and Motor Skills. 108 (2), 392-398 (2009).
- Ma, H. -. i., Trombly, C. A., Robinson-Podolski, C. The Effect of Context on Skill Acquisition and Transfer. American Journal of Occupational Therapy. 53 (2), 138-144 (1999).
- Rosenbaum, D. A., Engelbrecht, S. E., Bushe, M. M., Loukopoulos, L. D. Knowledge Model for Selecting and Producing Reaching Movements. Journal of Motor Behavior. 25 (3), 217-227 (1993).
