تحليل الحركية باستخدام 3D الحركة التقاط المهمة مياه الشرب في الناس مع ودون ضعف في الطرف العلوي
Summary
ويصف هذا البروتوكول طريقة موضوعية لتقييم أداء الحركة ووظيفة حسي حركي من الطرف العلوي المطبقة على الأفراد المصابين بالسكتة الدماغية، وضوابط صحية. إجراء اختبار موحد، يتم توفير متغيرات التحليل والنتيجة الحركية لالتقاط الحركة ثلاثية الأبعاد للشرب المهمة.
Abstract
تحليل الحركية وسيلة قوية لإجراء تقييم موضوعي لحركة الطرف العلوي في الفضاء ثلاثي الأبعاد (3D). التقاط الحركة ثلاثية الأبعاد مع نظام كاميرا البصرية الإلكترونية يعتبر بمثابة المعيار الذهبي لتحليل حركة الحركية ويزداد يستخدم كقياس نتائج تقييم أداء الحركة ونوعية بعد الإصابة أو المرض تشمل حركات الطرف العلوي. توضح هذه المقالة بروتوكول موحد لتحليل الحركية للشرب المهمة المطبقة في الأفراد المصابين بضعف الطرف العلوي بعد السكتة الدماغية. تتضمن المهمة شرب التوصل إلى استيعاب ورفع كوب من طاولة تناول مشروب، وضع الكأس مرة أخرى، وإعادة نقل يده إلى حافة الجدول. يتم توحيد موقف الجلوس إلى حجم الجسم للفرد ويتم تنفيذ المهمة في سرعة وتيرة مريحة والحركات التعويضية غير مقيدة. القصد إبقاء المهمة الطبيعية وبالقرب من حالة الحياة الحقيقية لتحسين صحة البيئية للبروتوكول. يتم استخدام نظام التقاط حركة الكاميرا 5 لجمع 3D تنسيق المواقف من 9 علامات الانعكاسية المتمركزة على المعالم التشريحية للذراع والجذع والوجه. موضع علامة واحدة بسيطة تستخدم للتأكد من إمكانية البروتوكول في إعدادات السريرية. مصنوعة خصيصا Matlab البرنامج يوفر تحليلات بيانات حركة تلقائية وسريعة. يتم حساب الكينماتيكا الزمني من وقت الحركة، السرعة، السرعة القصوى، ووقت الذروة السرعة والنعومة (عدد وحدات الحركة) جنبا إلى جنب مع الكينماتيكا الزاوي المكانية من الكتف والكوع، فضلا عن حركات الجذع. مياه الشرب والمهمة إجراء تقييم صحيح للأشخاص ذوي الإعاقة في الطرف العلوي متوسطة وخفيفة. بناء، صلاحية التمييزية والمتزامنة مع الاستجابة (الحساسية لتغيير) تم إنشاء المتغيرات الحركية التي تم الحصول عليها من مياه الشرب للمهام.
Introduction
ويصف التحليل الحركية حركات الجسم عبر المكان والزمان، بما في ذلك التشريد الخطي والزاوي والسرعات والتسارع. أنظمة التقاط الحركة الإلكترونية البصرية تستخدم عدة كاميرات عالية السرعة التي وضعها أما إرسال إشارات الأشعة تحت الحمراء الخفيفة لالتقاط الأفكار من علامات سلبية على الجسم أو نقل بيانات الحركة من علامات النشطة التي تحتوي على الأشعة تحت الحمراء الصمامات الثنائية التي ينبعث منها قدر. وتعتبر هذه الأنظمة ‘المعيار الذهبي’ للحصول على البيانات الحركية1. وتقدر قيمة هذه الأنظمة على درجة عالية من الدقة والمرونة في قياسات مهام المتنوعة. التدابير الحركية أظهرت أن تكون فعالة في التقاط التغييرات الصغيرة في أداء الحركة والمقاييس النوعية التي قد تكون دون أن تكتشف مع التقليدية السريرية2،3. ويقترح أن الكينماتيكا ينبغي أن تستخدم للتمييز بين الانتعاش الحقيقي (استعادة خصائص حركة بريموربيد) واستخدام أنماط حركة التعويضية (البديلة) أثناء إنجاز المهمة4، 5.
حركات الطرف العلوي يمكن قياسها كمياً باستخدام الكينماتيكا نقطة النهاية، الحصول على صورة عامة من علامة يد، والكينماتيكا الزاوي من المفاصل وشرائح (أي.، الجذع). الكينماتيكا نقطة النهاية توفر معلومات حول مسارات والسرعة، واستراتيجيات الحركة الزمانية، الدقة، الاستقامة والنعومة، بينما الكينماتيكا الزاوي تميز أنماط الحركة من حيث المشترك الزماني والمكاني وزوايا الجزء، سرعات الزاوي، والتنسيق إينتيرجوينت. الكينماتيكا نقطة النهاية، مثل وقت الحركة والسرعة والنعومة فعالة لالتقاط حالات العجز وتحسينات في أداء الحركة بعد السكتة الدماغية6،،من78 وإظهار الكينماتيكا الزاوي عما إذا كان حركات المفاصل وأجزاء الجسم الأمثل لمهمة محددة. غالباً ما تتم مقارنة الكينماتيكا من ذوي العاهات مع أداء الحركة في الأفراد دون العاهات8،9. نقطة النهاية والكينماتيكا الزاوي ترتبط بطريقة أن حركة يؤديها مع سرعة فعالة، والنعومة، وسوف تتطلب دقة مراقبة حركة جيدة والتنسيق، واستخدام أنماط الحركة الفعالة والأمثل. على سبيل المثال، مريض بالسكتة الدماغية الذي يتحرك ببطء عادة وانخفضت أيضا يظهر النعومة (زيادة عدد وحدات الحركة)، تخفيض السرعة القصوى، وازداد الجذع تشريد8. من ناحية أخرى، قد تحدث بشكل مستقل عن تغيرات الاستراتيجيات التعويضية الحركة من الجذع التحسينات في نقطة النهاية الكينماتيكا، مثل سرعة الحركة والنعومة وتسليح10. وقد ثبت أن تحليل الحركية قد توفر معلومات إضافية وأكثر دقة حول كيف يتم إنجاز هذه المهمة بعد الإصابة أو المرض، الذي بدوره ضروري للعلاج الفعال فردية للوصول إلى استرداد السيارات الأمثل 11-تحليل الحركية متزايدة يستخدم في الدراسات السريرية لوصف الحركات في الأشخاص الذين لديهم ضعف الطرف العلوي بعد السكتة الدماغية8،9، لتقييم استرداد السيارات7، 12،13 أو تحديد مدى فعالية التدخلات العلاجية10،14.
مهام الحركة كثيرا ما درس في السكتة الدماغية هي الإشارة والتوصل، على الرغم من تزايد استخدام المهام الوظيفية التي تتضمن معالجة الكائنات الحقيقية اليومية1. منذ الكينماتيكا التوصل إلى تعتمد على القيود التجريبية مثل اختيار الكائنات وهدف المهمة15، من الضروري تقييم الحركات أثناء مهام وظيفية وهادفة فيها الصعوبات الحقيقية في الفرد وسوف تنعكس الحياة اليومية على نحو أوثق.
وهكذا، الهدف من هذه الورقة تقديم وصف مفصل لبروتوكول موحد بسيط يستخدم لتحليل الحركية لمهمة وظيفية وهادفة، شرب المهمة، وتطبيقها على الأفراد المصابين بضعف الطرف العلوي في المراحل الحادة والمزمنة بعد السكتة الدماغية. وسوف يمكن تلخيص النتائج من المصادقة على هذا البروتوكول للأفراد المصابين بإعاقة دماغية خفيفة ومتوسطة.
Protocol
Representative Results
Discussion
يمكن استخدام البروتوكول بنجاح قياس أداء الحركة والنوعية في الأفراد ذوي العاهات حسي حركي الطرف العلوي متوسطة وخفيفة في جميع مراحل بعد السكتة الدماغية. جدوى هذا البروتوكول قد أثبت في الإعداد السريرية أقرب 3 أيام ما بعد السكتة الدماغية، وأظهرت أن هذا النظام يمكن استخدامها من قبل المهنيين ال…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
خاص بفضل جوهنيلس بو، ناصر حسيني، وروى ترانبيرج وباتريك Almström لمساعدتك على البدء في هذا المشروع. وقد جمعت البيانات البحثية الواردة في هذا البروتوكول في مستشفى جامعة ساهلجرينسكا.
Materials
| 5 camera optoelectronic ProReflex Motion capture system (MCU 240 Hz) | Qualisys AB, Gthenburg, Sweden | N/A | Movement analysis system with passive retroreflective markers |
| Markers | Qualisys AB, Gthenburg, Sweden | N/A | Retroleflective passive circular markers, diameter of 12 mm |
| Calibration frame and wand | Qualisys AB, Gthenburg, Sweden | N/A | L-shape calibration frame (defines the origin and orientation of the coordinate system); T-shape wand (300 mm) |
| Qualisys Track Manager | Qualisys AB, Gthenburg, Sweden | N/A | 3D Tracking software |
| Matlab | Mathworks, Inc, Natick, Ca | N/A | Data analysis software |
References
- Alt Murphy, M., Häger, C. K. Kinematic analysis of the upper extremity after stroke – how far have we reached and what have we grasped?. Physical Therapy Reviews. 20 (3), 137-155 (2015).
- Bustren, E. L., Sunnerhagen, K. S., Alt Murphy, M. Movement Kinematics of the Ipsilesional Upper Extremity in Persons With Moderate or Mild Stroke. Neurorehab Neural Re. 31 (4), 376-386 (2017).
- Sivan, M., O’Connor, R. J., Makower, S., Levesley, M., Bhakta, B. Systematic review of outcome measures used in the evaluation of robot-assisted upper limb exercise in stroke. J Rehabil Med. 43 (3), 181-189 (2011).
- Demers, M., Levin, M. F. Do Activity Level Outcome Measures Commonly Used in Neurological Practice Assess Upper-Limb Movement Quality?. Neurorehab Neural Re. 31 (7), 623-637 (2017).
- Levin, M. F., Kleim, J. A., Wolf, S. L. What do motor “recovery” and “compensation” mean in patients following stroke?. Neurorehab Neural Re. 23 (4), 313-319 (2009).
- Alt Murphy, M., Willen, C., Sunnerhagen, K. S. Responsiveness of Upper Extremity Kinematic Measures and Clinical Improvement During the First Three Months After Stroke. Neurorehab Neural Re. 27 (9), 844-853 (2013).
- van Dokkum, L., et al. The contribution of kinematics in the assessment of upper limb motor recovery early after stroke. Neurorehab Neural Re. 28 (1), 4-12 (2014).
- Alt Murphy, M., Willen, C., Sunnerhagen, K. S. Kinematic variables quantifying upper-extremity performance after stroke during reaching and drinking from a glass. Neurorehab Neural Re. 25 (1), 71-80 (2011).
- 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).
- Michaelsen, S. M., Dannenbaum, R., Levin, M. F. Task-specific training with trunk restraint on arm recovery in stroke: randomized control trial. Stroke. 37 (1), 186-192 (2006).
- Kwakkel, G., et al. Standardized measurement of sensorimotor recovery in stroke trials: Consensus-based core recommendations from the Stroke Recovery and Rehabilitation Roundtable. Int J Stroke. 12 (5), 451-461 (2017).
- Wagner, J. M., Lang, C. E., Sahrmann, S. A., Edwards, D. F., Dromerick, A. W. Sensorimotor impairments and reaching performance in subjects with poststroke hemiparesis during the first few months of recovery. Phys Ther. 87 (6), 751-765 (2007).
- van Kordelaar, J., van Wegen, E., Kwakkel, G. Impact of time on quality of motor control of the paretic upper limb after stroke. Arch Phys Med Rehab. 95 (2), 338-344 (2014).
- Thielman, G., Kaminski, T., Gentile, A. M. Rehabilitation of reaching after stroke: comparing 2 training protocols utilizing trunk restraint. Neurorehab Neural Re. 22 (6), 697-705 (2008).
- Armbruster, C., Spijkers, W. Movement planning in prehension: do intended actions influence the initial reach and grasp movement?. Motor Control. 10 (4), 311-329 (2006).
- Qualisys. . Qualisys Track Manager user manual. , (2008).
- Alt Murphy, M., Banina, M. C., Levin, M. F. Perceptuo-motor planning during functional reaching after stroke. Exp Brain Res. , (2017).
- Sint Jan, S. V. . Color atlas of skeletal landmark definitions : guidelines for reproducible manual and virtual palpations. , (2007).
- Alt Murphy, M., Sunnerhagen, K. S., Johnels, B., Willen, C. Three-dimensional kinematic motion analysis of a daily activity drinking from a glass: a pilot study. J Neuroeng Rehabil. 3, 18 (2006).
- Alt Murphy, M., Willen, C., Sunnerhagen, K. S. Movement kinematics during a drinking task are associated with the activity capacity level after stroke. Neurorehab Neural Re. 26 (9), 1106-1115 (2012).
- Alt Murphy, M. . Development and validation of upper extremity kinematic movement analysis for people with stroke. Reaching and drinking from a glass. , (2013).
- Persson, H. C., Alt Murphy, M., Danielsson, A., Lundgren-Nilsson, A., Sunnerhagen, K. S. A cohort study investigating a simple, early assessment to predict upper extremity function after stroke – a part of the SALGOT study. BMC Neurol. 15, 92 (2015).
- Hoonhorst, M. H., et al. How Do Fugl-Meyer Arm Motor Scores Relate to Dexterity According to the Action Research Arm Test at 6 Months Poststroke?. Arch Phys Med Rehab. 96 (10), 1845-1849 (2015).
- Pang, M. Y., Harris, J. E., Eng, J. J. A community-based upper-extremity group exercise program improves motor function and performance of functional activities in chronic stroke: a randomized controlled trial. Arch Phys Med Rehab. 87 (1), 1-9 (2006).
- Alt Murphy, M., et al. SALGOT – Stroke Arm Longitudinal study at the University of Gothenburg, prospective cohort study protocol. BMC Neurol. 11, 56 (2011).
