Detta protokoll beskriver en metod för att kvantifiera övre extremiteten prestanda i det dagliga livet genom att använda handledsburen accelerometrar.
En viktig orsak till remiss till rehabilitering efter stroke och andra neurologiska tillstånd är att förbättra sin förmåga att fungera i det dagliga livet. Det har blivit viktigt att mäta en persons aktiviteter i det dagliga livet, och inte bara mäta sin kapacitet för verksamheten inom strukturerad miljö för en klinik eller laboratorium. En bärbar sensor som nu möjliggör mätning av daglig rörelse är accelerometern. Accelerometrar är kommersiellt tillgängliga enheter liknar stora armbandsur som kan bäras hela dagen. Data från accelerometrar kan kvantifiera hur benen är engagerade för att utföra aktiviteter i människors hem och samhällen. Denna rapport beskriver en metod för att samla in accelerometry uppgifter och förvandla det till kliniskt relevant information. Först är data som samlas in genom att ha deltagaren bära två accelerometrar (en på varje handled) för 24 h eller längre. De accelerometry data laddas sedan ner och bearbetas för att producera fyra different-variablerna som beskriver viktiga aspekter av övre extremitet aktivitet i det dagliga livet: timmars användning, användningsförhållande, magnitud förhållande, och det bilaterala magnitud. Densitets tomter kan konstrueras som visuellt representerar data från 24 h användningsperioden. Variablerna och deras resulterande densitet tomter är mycket konsekvent i neurologiskt intakta, samhällslevande vuxna. Denna slående konsistens gör dem ett användbart verktyg för att avgöra om övre extremiteten daglig prestanda skiljer sig från det normala. Denna metod är lämplig för forskningsstudier som undersöker övre extremiteterna dysfunktion och insatser för att förbättra övre extremiteten prestanda i det dagliga livet hos personer med stroke och andra patientgrupper. På grund av sin relativa enkelhet, kan det inte dröja länge innan det är också införlivas i klinisk Neurorehabilitation praktiken.
Under de senaste två decennierna har det skett en explosion av intresse för bärbara sensorer för att mäta rörelser. En bärbar sensor som har genererat en hel del intresse i Neurorehabilitation fältet är accelerometern. 1, 2, 3 Accelerometrar, som namnet antyder, mäta accelerationer i gravitations enheter (1 g = 9,8 m / s 2) eller i godtyckliga enheter som kallas aktivitetsräkningar (1 aktivitetsräkning = en tillverkare specificerat gravitations värde). Accelerationer, liksom mänsklig rörelse, typiskt mätas och registreras i tre dimensioner, som motsvarar de olika axlar hos anordningen. De anordningar är kommersiellt tillgängliga och liknar stora armbandsur; de kan bäras under dagliga aktiviteter med minimala störningar. På grund av den rimliga kostnader och deras lättillgänglighet, är användningen av accelerometrar (kallas accelerometry) integreras i neurorehabilitation forskning.
Värdet av accelerometry till området för Neurorehabilitation är att det erbjuder en icke-invasiv, opartisk, kvantitativt mått på övre extremitet motorisk aktivitet utanför kliniken eller laboratoriet. 3 En viktig målsättning för rehabilitering för personer med stroke och andra neurologiska tillstånd är att förbättra sin förmåga att fungera i det dagliga livet, och inte bara på kliniken eller laboratoriet. Den Världshälsoorganisationens International Classification of Funktion skiljer mellan kapaciteten för aktivitet, mätt i en strukturerad miljö med kliniska tester, och prestanda för aktiviteten, såsom uppmätt i en ostrukturerad miljö. 4 Accelerometry möjliggör mätning av övre extremiteterna prestation i ostrukturerade miljö, det vill säga vad någon egentligen gör när de inte är på kliniken eller laboratoriet, inte bara vad de kunde göra. Införande av accelerometry i stroke Rehabilitation forskning nu utmanar länge haft antagandet att funktionella förbättringar i en strukturerad klinisk miljö översätta till förbättringar i prestanda i ostrukturerade, vardag. 5, 6, 7, 8
Vår grupp 9, 10, 11, 12, 13, 14 och andra 7, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 har been tillbringade en hel del tid och kraft på att utveckla accelerometry metodik för användning inom forskning och klinisk praxis. Accelerometry har blivit väl etablerad som en giltig och pålitligt verktyg för att mäta övre extremiteten prestanda efter stroke. 1, 2, 15, 16, 17, 25 Den senaste utmaningen har vrida rå accelerometerdata i kliniskt meningsfull information (se referens 3 för en sammanfattning av denna utvecklingsprocess). Den metod som beskrivs här kan användas för särskiljande övre extremiteten prestanda i det dagliga livet i friska kontrolldeltagare 10, 12 från den i deltagare som har drabbats av stroke 6, 9, 11 </supp> eller har andra sjukdomar. Variablerna som härrör från denna metod är mottaglig för förändringar och kvantifiera förbättringar över tiden. 14 Accelerometern metoden är lämplig för forskningsstudier som undersöker övre extremiteterna dysfunktion och insatser för att förbättra övre extremiteten prestanda i det dagliga livet hos personer med stroke och andra neurologiska populationer. På grund av sin relativa enkelhet, kan det inte dröja länge innan det är också införlivas i klinisk Neurorehabilitation praktiken.
Denna rapport detaljer en metod för att mäta övre extremiteten prestanda i vardagen använder accelerometrar som bärs på handlederna. Användning av denna metod rehabilitering forskning och klinisk praxis ger ett betydande framsteg på befintliga metoder, det vill säga möjlighet att lära sig hur en experimentell eller typiska behandlingseffekterna funktionell prestanda i det dagliga livet, inte bara kapacitet på kliniken eller laboratoriet. Accelerometry kan användas tillsammans med, eller i stället för, självrapporterade mått på daglig prestanda, 31, 32, 33, som kan vara mer mottagliga för kognitiva brister eller omedvetna fördomar. 34, 35, 36, 37 Tidig antagandet av denna metodik har gett data som strider mot förväntningarna, 5 vilket skulle kunna tvinga tHan fält att ompröva innehållet och leverans av rehabiliteringstjänster.
Kritiska steg i protokollet säkerställa korrekta och verkliga data samlades in under användningsperioden (protokoll steg 2,2, 2,3 och 3,3). Underlåtenhet att följa dessa steg kan leda till beräknade värden som inte har någon betydelse. Det är relativt lätt att se till att accelerometrar är på de tilldelade handlederna som personen lämnar kliniken eller laboratoriet. Visuell inspektion av data efter accelerometrarna returneras är nödvändigt, eftersom deltagarna ofta beter sig annorlunda än instrueras eller förväntade. Även relativt sällsynt, har deltagarna varit kända för att ta bort accelerometrar strax efter att ha lämnat utredningsgrupp, sätta dem igen på fel sida, eller försöker uppmuntra andra i familjen att bära dem. Mycket av detta kan undvikas om accelerometrarna är tydligt märkta för varje sida, är klädd i loggen avslutad och data inspekteras strax after återvända, det vill säga om en uppföljande telefonsamtal behövs för att klargöra att bära sidan och tider.
Medan accelerometry metodiken kvantifierar allmän övre extremiteten prestanda, inte ge information om rörelsekvalitet eller om specifika aktiviteter som utfördes under användningsperioden, såsom att veta att en deltagare äter; se referens 3 för en diskussion om denna fråga. Som ett verktyg då kommer accelerometry vara mest användbar som en utfallsmått när den vetenskapliga fråga eller rehabilitering ingripande är inriktad på att förändra den allmänna övre extremiteten prestanda i det dagliga livet, såsom mängden aktivitet och medverkan av bilaterala lemmar i den dagliga verksamheten. Accelerometry blir mindre användbar som en utfallsmått när den vetenskapliga fråga eller rehabilitering ingripande är inriktad på att förändra kvaliteten på rörelsen eller ändra endast ett fåtal specifika rörelser i det dagliga livet. Vi räknar med att computational metoder kommer att förbättras med tiden och kommande generationer av denna metod kan ha möjlighet att övervinna dessa begränsningar.
Sammanfattningsvis innebär accelerometry en möjlighet för kvantitativ bedömning av övre extremiteterna prestanda i det dagliga livet. Metodiken som beskrivs här kan vara den övre extremiteten version av de vanligaste rörlighet metoder, där steg per dag eller minuters måttlig fysisk aktivitet är inspelade på bärbara enheter. 38, 39, 40, 41, 42, 43 medan de utvecklade för personer med stroke kommer mångsidigheten hos metoden möjliggör framtida tillämpning i en mängd andra populationer. Ytterligare metodutveckling behövs hos vuxna och barn neurorehabiliation andra än stroke populationer för att svara på klinisk och forsknings questions relaterade till bilateral aktivitet av de övre extremiteterna.
The authors have nothing to disclose.
Vi tackar Brittany Hill, Ryan Bailey, och Mike Urbin för deras bidrag till accelerometry metodik och data. Finansieringen för detta projekt kommer från NIH R01 HD068290.
Accelerometers (2) | Actigraph LLC | wGT3X-BT | This is the most common device on the market. Similar products are available from other vendors. http://actigraphcorp.com/products-showcase/activity-monitors/actigraph-wgt3x-bt/ |
Hub | Actigraph LLC | 7 Port USB Hub | This device connects the accelerometers to the computer allowing for charging and communication. Includes hub, usb cables, power connector. http://actigraphcorp.com/products/7-port-usb-hub-2016/ |
Straps | Actigraph LLC | Woven Nylon Wrist Band | Other straps that are velcro or disposable are also available. http://actigraphcorp.com/product-category/accessories/ |
Actilife Software | Actigraph LLC | It is best to purchase the software from the same vendor as the accelerometers. Similar products are available from other vendors. http://actigraphcorp.com/products-showcase/software/actilife/ | |
Computational software | The most common software is MATLAB, but computation could also be done in Excel or other similar products. |