경직성이 있는 뇌졸중 환자의 스트레치 반사 측정을 위한 테스트 재검사 및 평가자 간 신뢰성을 향상시키는 이소키네틱 로봇 장치

Summary

이 프로토콜은 근전도(EMG) 측정이 있는 로봇 이소키네틱 장치를 사용하여 이소키네틱 모션 자체가 경미한 팔꿈치 굴곡 경련을 가진 뇌졸중 환자의 캐치 측정 각도에 대한 간 평가자 신뢰성을 향상시킬 수 있음을 보여줍니다.

Abstract

경련을 측정하는 것은 치료 계획 및 치료 후 효능을 결정하는 데 중요합니다. 그러나, 임상 설정에서 사용되는 현재 의 도구는 평가자 간 신뢰성이 제한되는 것으로 나타났다. 이 불량한 간 평가자 신뢰성의 한 가지 요인은 캐치(AoC) 측정의 각도를 측정하는 동안 수동 동작의 가변성입니다. 따라서, 수동 조인트 모션을 표준화하기 위해 이소키네틱 장치가 제안되었다; 그러나 AoC 측정을 위한 이소키네틱 운동의 이점은 표준화된 방식으로 테스트되지 않았습니다. 이 프로토콜은 아이소키네틱 모션 자체가 AoC 측정을 위한 평가자 간 신뢰성을 향상시킬 수 있는지 여부를 조사합니다. 이를 위해 표면 근전도(EMG)와 결합된 로봇 이소키네틱 장치가 개발되었습니다. 수동 및 이소키네틱 모션이라는 두 가지 조건이 표준화된 방법과 비교하여 캐치의 각도와 주관적인 느낌을 측정합니다. 가벼운 팔꿈치 굴곡 경련을 가진 17명의 뇌졸중 환자에서, 이소키네틱 운동은 EMG에 의해 AoC 측정의 상호 평가자 신뢰성에 대한 계급 간 상관계(ICC)를 0.890 [95% 신뢰 구간(CI): 0.685-0.961]으로 개선한 것으로 나타났습니다. 수동 동작으로 0.788(95% CI: 0.493-0.920)에서 토크 기준에 따라 0.931(95% CI: 0.791-0.978)을 기준으로 합니다. 결론적으로, 이소키네틱 운동 자체는 경미한 경련을 가진 뇌졸중 환자에서 AoC 측정의 평가자 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 이 시스템이 더 큰 표준화된 각도 측정 및 느낌 캐치를 제공할 수 있다는 점을 감안할 때, 임상 환경에서 경련을 평가하는 데 좋은 옵션이 될 수 있습니다.

Introduction

뇌졸중 후 경련은 일반적이며 통증과 수축을 포함한 합병증을 유발하는 것으로 나타났으며,그 결과 삶의 질이 1, 2,^3. 경직의 측정은 치료 과정을 적절하게 계획하고 치료의 효능을 결정하는 데 중요합니다. 임상 설정에서 일반적으로 사용되는 도구는 수동 운동에 대한 저항성을 위한 명목 측정 시스템인 수정 된 애쉬 워스 스케일 (MAS)⁴및 캐치 각도를 측정하는 수정 된 Tardieu 스케일 (MTS)입니다. 속도 의존적 특성 의 경련⁵. 그러나, 이러한 측정 도구는 만족스러운 신뢰성을 유지하기위해 이러한 테스트를 수행하기 위해 동일한 평가자가 요구하는 제한된 평가자 신뢰성 6,^7을가지는 것으로^{나타났다.}

MTS 측정 동안 (1) 고니오측정에 의한 각도 측정의 오차를 포함하여 세 가지 요인이 AoC에서 가변성을 유도하는 것으로 나타났습니다. (2) 평가자 들 사이의 수동으로 이동된 조인트 모션 프로파일의 가변성; 및 (3) 평가자 사이의 캐치를 감지하는 가변성⁹. 토크 센서가 있는 새로운 이소키네틱 로봇 장치가 이 프로토콜에 제시되어 있습니다. 이 장치는 표면 근전도(EMG) 측정^10을사용하여 경증 팔꿈치 굴곡 경련을 가진 뇌졸중 환자에게 적용된다. 팔꿈치 관절 운동의 표준화가 팔꿈치 굴곡 스트레치 반사에 의해 유도 된 AoC 측정에 대한 교차 평가자 신뢰성을 향상시킬 것이라고 가설했다. 이를 증명하기 위해, 표면 EMG에 의해 측정된 AoC에 대한 신뢰성을 이소키네틱 패시브와 수동 고속 팔꿈치 확장 간에 계산하고 비교하였으며, 이 개발한 로봇 장치와 EMG를 사용하였다. 도 1은 전체 실험 절차에 대한 개요를 나타낸다. 구체적으로, MTS 측정 단계는 2명의 평가자에 의해 수행되었고, 실험 순서(수동 대 이소키네틱 모션)와 채점자의 순서가 무작위로 결정되었으며, 각 피험자에 대해 약 50분이 소요되었다(도 1).

Protocol

1. 실험적인 설정 환자 모집참고: 모든 절차는 서울대학교 분당병원 기관심사위원회에서 검토 및 승인했습니다. 이 과목은 지역에 있는 4개의 재활 병원에서 치기 진단을 가진 입원환자 또는 외래환자이었습니다. 다음 포함 기준을 사용하여 스크리닝 과정을 수행: (1) 뇌졸중으로 인한 상지 편두통; (2) 20세 이상; (3) MAS 1-2의 경미한 팔꿈치 관절 경련; (4) 뇌졸중을 제외?…

Representative Results

신뢰성은 ICC 값에 따라 4 가지 등급으로 나뉩니다 : 매우 우수 (>0.90), 우수 (0.75 & ICC ≤ 0.90), 공정한 (0.40 & ICC ≤ 0.75), 그리고 가난한 (&0.40). 측정의 표준 오차(SEM)는 분산의 오차 성분을 결정하기 위해 계산되었습니다. 가장 작은 검출 가능한 차이(SDD)는 테스트 재테스트 데이터의 SEM에서 계산되었습니다. 정규화된 평가 운동 지수(NAMI): 이소키네틱 모션 동안의 NAMI 점수는 항상 1?…

Discussion

이 연구는 로봇 이소키네틱 장치를 사용하여 MTS 측정을 표준화하려고 시도했습니다. 평가 운동의 일관성이 MTS 측정 결과에 미치는 영향을 조사했습니다.

NAMI 값은 평가 동작의 가변성을 나타내기 위해 제안되었다. 예상대로, 가변성이 없는 이소키네틱 모션 방식과 달리, 수동 방법은 테스트와 평가자 간의 가변성을 보였으며, 그결과 이전 연구 7,<sup …

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