שיטה מתוקנת למדידה של קינסתזיה מרפק
Summary
כאן, אנו מציגים שיטה מתוקנת למדידה של קינתזיה פסיבית מרפק באמצעות הסף לזיהוי תנועה פסיבית (TDPM) המתאימה להגדרת מחקר.
Abstract
Proprioception הוא מרכיב חשוב של תנועה מבוקרת. הסף לזיהוי תנועה פסיבית (TDPM) הוא שיטה נפוצה לכמת את תת-מודליות ההנעה של קינתזיה בהגדרות מחקר. הפרדיגמה של TDPM נמצאה כתקפה ואמינה; עם זאת, הציוד והשיטות המשמשים ל- TDPM משתנים בין מחקרים. בפרט, מכשירי מעבדת המחקר לייצור תנועה פסיבית של גפיים הם לעתים קרובות מותאמים אישית על ידי מעבדות בודדות או נגיש בשל עלות גבוהה. יש צורך בשיטה מתוקמת, חוקית ואמינה למדידת TDPM באמצעות ציוד זמין. מטרת פרוטוקול זה היא לספק שיטה מתוקנה למדידת TDPM במרפק חסכוני, קל לניהול, ומייצרת תוצאות כמותיות למטרות מדידה בהגדרות מבוססות מחקר. שיטה זו נבדקה על 20 מבוגרים בריאים ללא ליקוי נוירולוגי, ושמונה מבוגרים עם שבץ כרוני. התוצאות שהתקבלו מצביעות על כך ששיטה זו היא דרך אמינה לכמת את המרפק TDPM אצל מבוגרים בריאים, ומספקת תמיכה ראשונית בתקפות. חוקרים המחפשים איזון בין ציוד affordability ודיוק מדידה נוטים ביותר למצוא פרוטוקול זה של תועלת.
Introduction
מידע פרופריוסקטיבי הוא תורם חשוב לשליטה בתנועה האנושית. ליקויים פרופריו-ceptive ללוות מגוון רחב של מצבים נוירולוגיים כגוןשבץ 1,,2,,3,,4,,5,,6,מחלתפרקינסון 7, ונוירופתיותחושיות 8. פציעות אורתופדיות כגון רצועה וקרעים שרירים הראו גם להפחית את תפקוד proprioceptive9. המבנה של proprioception נבדק לעתים קרובות באמצעים תוצאה קלינית באמצעות זיהוי של שינויים קטנים מוחל על ידי ספק בעמדה אצבע או בהון10,11,12,13,14. אמצעים כאלה מייצרים מדידות גסות יחסית: “נעדר”, “לקוי”, “נורמלי”12. בעוד מספיק לזיהוי ליקויים proprioceptive ברוטו, שיטות בדיקה מכנית מעבדה נדרשים כדי למדוד במדויק ליקויים proprioceptiveעדין 14,,15,16.
חוקרים ורופאים לעתים קרובות לחלק proprioception לתוך תתמודים למדידה. תת-מודלים הנחקרים הנפוצים ביותר של proprioception הם חוש מיקום משותף (JPS) וkinesthesia, המוגדר בדרך כללכתחושת תנועה 3,,16,17. חוש מיקום משותף נבדק לעתים קרובות באמצעות משימות תואמות פעילות, שבו אנשים לשכפלזווית משותפת הפניה 18,19. Kinesthesia נמדדת בדרך כלל באמצעות הסף לזיהוי תנועה פסיבית (TDPM), לפיה איבר של משתתף נע באופן פסיבי לאט, כאשר המשתתף מציין את הנקודה שבה התנועהמזוהה לראשונה 16,17,19. מדידה של TDPM דורשת בדרך כלל שימוש בציוד מיוחד כדי לספק תנועה פסיבית איטית ולציין את נקודת הגילוי17.
תוצאות תקפות ואמינה נמצאו במפרקים שונים באמצעות שיטות TDPM9,16,19,20,21,22. עם זאת, קיימת שונות ניכרת בציוד ובשיטות TDPM, מה שיוצר אתגר להשוואה בין ממצאיםעל פני מחקרים 16,17. מעבדות מפתחות לעתים קרובות את תנועת הגפיים והתקני המדידה שלהן, או משתמשות במכשירים מסחריים יקרים ובתוכנה16. גם מהירויות התנועה הפסיביות משתנות; מהירות תנועה ידועה כמשפיעה על סףזיהוי 7,16,23. נדרשת שיטה מתוקוננת, קלה לשחזור המסוגלת לכמת את TDPM במגוון רמות ליקויים. מכיוון שהאנטומיה והפיזיולוגיה של כל מפרק שונה, הפרוטוקולים צריכים להיות ספציפיים משותפים19. הפרוטוקול המתואר כאן הוא ספציפי למפרק המרפק. עם זאת, השיטות של פרוטוקול זה עשויות להיות שימושיות כדי ליצור פרוטוקולים עבור מפרקים אחרים.
כדי להגדיל את הכללות במעבדות מחקר sensorimotor, ההתאמה המועדפת על מתן תנועה פסיבית לבדיקת TDPM מרפק יהיה זמין מסחרית במחיר סביר. כך נבחרה מכונת תנועה פסיבית רציפה (CPM) (טווח מהירות זמין 0.23°/s – 2.83°/s) כדי לייצר את התנועה הממונעת והעקבית. מכונות CPM נמצאות בדרך כלל בבתי חולים שיקומיים וחנויות אספקה רפואית ותוכלות לשכור או לשאול כדי להפחית את עלויות המחקר. דרישות ציוד נוספות כוללות פריטים הנפוצים במעבדות sensorimotor (כלומר, חיישני אלקטרוגוניומטר ואלקטרומיוגרפיה (EMG) וחנויות חומרה (לדוגמה, צינור PVC, מחרוזת וקלטת).
שתי קבוצות שונות נבדקו כדי לחקור את מאפייני המדידה של פרוטוקול TDPM זה: מבוגרים בריאים ומבוגרים עם שבץ כרוני. עבור מבוגרים עם שבץ כרוני, הזרוע ipsilesional (כלומר, פחות מושפע) זרוע נבדקה. חוש קינסתטי במרפק ipsilesional אצל מבוגרים עם שבץ כרוני עשוי להיראות נורמלי עם בדיקות קליניות, אבל לקוי כאשר מוערך באמצעות שיטותמעבדהכמותית 5,15. דוגמה זו ממחישה את החשיבות של פיתוח ושימוש באמצעים רגישים ומדויקים של פגיעה somatosensory והופך את זה אוכלוסייה שימושית למטרות בדיקה. לאימות פרוטוקול זה, השתמשנו בשיטה24של קבוצות מוכרות . השווינו את TDPM למדד כמותי נוסף של קינתזיה, מבחן קינתזיה קצרה (BKT). BKT כבר הראה להיות רגיש לליקוי איפסינלי בגפיים העליונות לאחר שבץ25. הגרסה מבוססת מחשב הלוח (tBKT) שימש במחקר זה כי זה אותו מבחן כמו BKT, מנוהל על לוח עם ניסויים נוספים. TBKT כבר הראו להיות יציב במדידה מבחן-בדיקה מחדש של שבוע אחד ורגיש לנוק-דאון proprioceptive26. זה היה שיער כי המרפק TDPM ו tBKT תוצאות יהיה בקורלציה כמו בקרת sensorimotor של המרפק תורם ביצועי BKT26.
מטרת נייר זה היא מתאר שיטה מתוקבת למדידת TDPM מרפק כי הוא לשחזור באמצעות ציוד משותף. נתונים מוצגים לגבי אמינות ובדיקות תוקף ראשוני של השיטה, כמו גם היתכנות של שימוש עבור אנשים ללא פתולוגיה ידועה, ואלה שהיו שיערו שיש ליקוי somatosensory מתון.
Protocol
Representative Results
Discussion
הפרוטוקול המוצג מתאר כיצד למדוד את המרפק TDPM באופן מתוקן באמצעות מכונת CPM משותפת כדי לספק את התנועה הפסיבית. על פני 20 משתתפים בריאים מדידת TDPM המרפק הממוצע נמצא דומה לערך הממוצע שזוהה במחקרים קודמים באמצעות הגדרות מדידה TDPMאחרות 7,19,32, והניב ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים רוצים להודות לד”ר ג’ון נלסון על התמיכה הטכנית של EMG וציוד אלקטרוגוניומטר המשמשים כאן.
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).
