Summary

만성 뇌졸중 생존자의 운동학 및 트렁크 보상에 도달하는 목표 지향 팔에 대한 모터 작업 조건의 영향

Published: May 02, 2021
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Summary

이 프로토콜은 만성 뇌졸중 생존자의 운동 전략에 대한 작업 조건의 영향을 조사하기위한 것입니다. 또한, 이 프로토콜은 신경 근육 전기 자극에 의해 유도된 팔꿈치 확장에 있는 제한이 비장애인 성인에 있는 목표 지시된 무기 도중 트렁크 보상을 일으키는 원인이 되는지 검사하기 위하여 이용될 수 있습니다.

Abstract

트렁크 보상은 만성 뇌졸중 생존자의 상부 사지 (UE) 모터 적자를 대체하는 가장 일반적인 운동 전략입니다. 작업 조건이 트렁크 보상과 목표 방향 팔이 운동학에 도달하는 방법에 미치는 영향을 조사하는 증거가 부족합니다. 이 프로토콜은 작업 난이도 및 복잡성을 포함한 작업 조건의 영향을 목표 지향 팔이 운동학에 도달하는 것을 목표로합니다. 비장애인 청년 2명과 경증 UE 운동 장애를 가진 만성 뇌졸중 생존자 2명이 프로토콜 테스트를 위해 모집되었습니다. 각 참가자는 목표 방향 암 도달을 네 가지 작업 조건(2작업 난이점 [큰 대상과 작은 대상] X 2 작업 복잡성[가리키기 대 픽업])으로 수행했습니다. 과제 목표는 청각 큐에 대한 응답으로 대상에 도달하고 가리키거나 홈 위치 20cm 앞에 있는 물체를 가능한 한 빨리 스타일러스 또는 젓가락한 쌍으로 선택하는 것이었습니다. 참가자들은 작업 조건당 10개의 도달을 수행했습니다. 트렁크와 암 운동학을 기록하는 데 3차원 모션 캡처 카메라 시스템이 사용되었습니다. 대표적인 결과는 작업 복잡성의 기능으로 이동 지속 시간, 운동 경련 및 트렁크 보상이 크게 증가했지만 모든 참가자에게 는 어려운 일이 아니라는 것을 보여주었습니다. 만성 뇌졸중 생존자는 비장애인 성인보다 훨씬 느리고, 더 느리고, 더 많은 피드백 의존적인 팔이 도달하고, 훨씬 더 많은 보상 트렁크 움직임을 보였다. 우리의 대표적인 결과는 이 프로토콜이 온화한 UE 운동 손상을 가진 만성 치기 생존자에 있는 모터 통제 전략에 작업 조건의 충격을 조사하기 위하여 이용될 수 있다는 것을 지원합니다.

Introduction

트렁크 운동은 뇌졸중 후 상부 극단 (UE) 모터 적자1,2를가진 개인의 팔꿈치와 어깨에 제한된 자유도를 보상하기 위한 가장 일반적인 전략이다. 이전 연구는 뇌졸중 후 개인이 다른 모터 작업 환경에서 다른 운동 전략을 사용하는 것으로 나타났습니다3,4,5. 동적 시스템 모터 제어 이론은 동작 조건 및 환경6과같은 내부 개별 요인 및 외부 요인에서 움직임이 나타난다고 설명합니다. 또한 Fitt의 법칙은 느린 속도7로더 어려운 작업을 수행하는 경향이 있는 작업 난이도와 이동 속도 사이의 관계를 설명합니다. 골 지향 팔 도달 작업의 관점에서, Gentilucci는 사람들이 도달 하는 움직임을 느리게 보고 그들은 도달 하 고 더 큰 개체에 비해 작은 개체를 파악8. 그러나, 만성 뇌졸중 생존자의 운동학 및 보상 운동 전략에 도달하는 목표 지향 팔에 작업 복잡성의 영향은 잘 이해되지 않습니다. 만성 뇌졸중 생존자의 지적 및 파악 작업을 조사한 이전 연구는 Fugl-Meyer 상부 외사 점수9에의해 측정된 UE 운동 장애의 차이를 설명하는 두 가지 작업 사이의 운동 변수의 차이가 있음을 입증했습니다. 그러나 이 연구는 포인팅과 파악 작업 사이의 운동 변수 측면에서 운동 전략이 어떻게 다른지 직접 비교하지 는 않았습니다. 개별 모터 손상 수준을 고려하여 작업 조건이 보상 운동 전략에 미치는 영향에 대한 더 잘 이해하려면 보상 움직임을 최소화하고 모터 손상의 보상을 극대화하기 위해 효과적인 치료 세션을 설계하는 것이 중요합니다. 따라서 작업 조건, 특히 작업 복잡성, 뇌졸중 후 운동 장애가있는 개인의 운동 전략에 미치는 영향을 조사하는 것이 필수적입니다. 이 제안된 연구 프로토콜은 비장애인 성인과 뇌졸중 생존자의 운동학에 도달하는 목표 지향 팔에 대한 작업 조건의 영향을 조사할 것입니다. 이 프로토콜의 목표는 두 배입니다 : 1) 작업 복잡성이 만성 뇌졸중 생존자의 운동학에 도달하는 트렁크 보상과 목표 지향 팔에 영향을 미치는지 여부를 조사하기 위해; 2) 이 프로토콜이 비장애인 성인과 만성 뇌졸중 생존자 사이의 목표 지향 팔 도달의 운동학을 구별할 수 있는지 를 결정한다.

Protocol

SUNY 업스테이트 의과 대학의 기관 검토 위원회 (IRB)는이 프로토콜을 승인했습니다. 1. 참가자 심사 헬싱키 선언에 의해 IRB 승인으로 모든 연구 방법을 수행합니다. 상부 사지 운동 작업 성능을 방지하는 신경학적 또는 근골격계 문제가없는 비장애인 성인을 모집하십시오. 뇌졸중 발병이 연구 참여 6개월 이상이고 66점 만점에 19~60점의 상사 점수에 대한 Fug…

Representative Results

이 결과는 2명의 비장애인 젊은 성인과 온화한 운동 장애를 가진 2명의 만성 치기 생존자에게서 예비 데이터입니다 (이 2명의 참가자의 Fugl-Meyer 점수는 66의 60 이상이었습니다). 비장애인 참가자들은 오른손에 오른손으로 작업을 수행했습니다. 뇌졸중 참가자는 또한 뇌졸중 전에 오른손잡이였고 둘 다 오른쪽 편도체가 있었습니다. 그들은 또한 오른손으로 작업을 수행했습니다. 인구와 대상 조건 ?…

Discussion

예비 결과는 이 프로토콜이 비장애인 성인과 만성 뇌졸중 생존자 모두에서 트렁크 보상과 목표 방향 팔이 운동학에 미치는 영향을 조사하는 것이 적절할 수 있음을 뒷받침합니다.

이러한 대표적인 결과는 또한 이 프로토콜이 비장애인 성인과 만성 뇌졸중 생존자 사이의 목표 지향 암 도달에 있는 운동적인 다름을 결정하기 위하여 적일지도 모르다는 것을 지원합니다. 이러한…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

저자들은 크리스토퍼 네빌, 지롤라모 맘몰리토, F. 제롬 파부야안이 이 프로토콜 및 데이터 수집 개발에 중요한 기여를 한 것에 대해 감사하고자 합니다.

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

  1. 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).
  2. 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).
  3. Saposnik, G., Levin, M. SORCan SORC. Virtual Reality in Stroke Rehabilitation A Meta-Analysis and Implications for Clinicians. Stroke. 42 (5), 1380-1386 (2011).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Harris, C. M., Wolpert, D. M. Signal-dependent noise determines motor planning. Nature. 394, 780-784 (1998).
  8. Gentilucci, M. Object motor representation and reaching-grasping control. Neuropsychologia. 40 (8), 1139-1153 (2002).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
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Citazione di questo articolo
Girnis, J., Agag, T., Nobiling, T., Sweet, V., Kim, B. The Impact of Motor Task Conditions on Goal-Directed Arm Reaching Kinematics and Trunk Compensation in Chronic Stroke Survivors. J. Vis. Exp. (171), e61940, doi:10.3791/61940 (2021).

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