Инструментированные тянуть тест, чтобы характеризовать постуральные реакции
Summary
Нарушение осанки рефлексов, называют постуральной нестабильности, трудно определить количественно. Клинической оценки такие испытания методом отрыва страдают проблемы с надежностью и масштабирование. Здесь мы представляем инструментированной версии теста тянуть объективно характеризовать постуральные реакции.
Abstract
Нарушение осанки рефлексов, называют постуральной нестабильности, является общей и отключение дефицит в болезнь Паркинсона. Для оценки постурального рефлексов, врачи обычно используют тянуть тест класса корректирующие ответы обратной возмущений на плечи. Однако испытания методом отрыва склонны к проблемам с надежностью и масштабирование (Оценка/4). Здесь мы представляем инструментированной версии теста тянуть более точно определить постуральные реакции. Сродни клинических испытаний тянет вручную администрируются за исключением сил тянуть, также записывается. Перемещения туловище и ноги захватываются по полу портативный движения, системы слежения. Необработанные данные представляют расстояния (в единицах миллиметров), делая последующей интерпретации и анализа интуитивно. Инструментированные тянуть тест также обнаруживает вариативности, которую смешивает влияния тянуть испытания управления, например Вытяните силы, тем самым определения и количественной оценки потенциальных, которые могут быть учтены статистическими методами. Инструментированные тянуть тест может иметь применение в исследованиях, стремящихся захватить ранних нарушений в постуральные реакции, отслеживать постуральной нестабильности со временем и обнаружить ответы на терапии.
Introduction
Постурального рефлексы действовать в том, чтобы поддерживать равновесие и вертикальном позиции в ответ на потрясения1. Нарушение этих постуральные реакции в расстройств, таких как болезнь Паркинсона приводит в постуральной нестабильности, и часто приводит к падает, подрывает доверие пешеходных и уменьшилась качество жизни2,3,4. В клинической практике, постуральной рефлексы обычно оцениваются с тянуть тест, где экзаменатором Бойко тянет пациента назад на плечи и визуально марок ответ5,6,7, 8. постуральной нестабильности обычно оценивается с помощью единой Паркинсона болезнь рейтинг шкале (UPDRS) (0 – обычный 4 – тяжелая), как Опубликовано международного общества расстройства движения5. Этот метод широко используется в оценке людей с болезнью Паркинсона, но страдает от бедных надежности и очень ограниченный масштабирования (Оценка/4)6,7,9. Результаты тестирования запросу часто не коррелируют с важные клинические конечные точки как водопад, и рейтинг на основе целого числа не хватает чувствительность обнаружения тонкой постуральных изменений10,11.
На базе лаборатории объективные меры дают точную информацию о характере реакции баланс количественного определения кинетических (например, центр давления), кинематические (например, совместная гониометрии/конечности перемещения) и нейрофизиологические (например, мышцы конечные точки набора)12. Эти методы могут выявлять аномалии, прежде чем клинически проявляется постуральной нестабильности и отслеживать изменения с течением времени, в том числе ответы на лечение13,14.
Инструменты для количественной оценки постуральной нестабильности
Обычные методы динамического posturography обычно используют движущихся платформ. Результате постуральные реакции являются количественно с помощью комбинации posturography, электромиография (ЭМГ) и accelerometry12,,1516. Однако снизу вверх ответы платформы возмущений – которые отклик как поскользнуться на мокром полу, принципиально отличаются от сверху вниз постуральные реакции клинические испытания – как может произойти когда наткнулся в толпе. Новые свидетельства предполагает, что возмущения стволовая доходность различных постуральных характеристик тем движущихся платформ17,18,19. Соответственно другие пытались стволовая возмущений в лаборатории с использованием сложных методов, включая двигатели, шкивы и маятники15,20,21,22. Методы измерения часто являются дорогими и недоступными и состоять из захвата видео на основе движения, которая требует выделенного пространства в специализированных лабораториях20,21. В идеале объективный метод характеризовать тянуть тест ответы должны иметь отличные психометрических свойств, легко управлять, просты в эксплуатации, широко доступной и портативный. Это имеет важное значение для облегчения широкого принятия технику как альтернативной оценки инструмента для оценки постуральные реакции в рамках исследований и потенциально, клинические параметры.
Инструментированные тянуть тест
Целью настоящего Протокола является предложить исследователи технику для объективной оценки постурального ответы на тест тянуть. Система захвата полу портативный и широко доступны электромагнитные движения лежит в основе метода. Возмущений включает ручной тянет, которые не требуют специализированных механических систем. Этот метод обладает достаточной чувствительностью, чтобы обнаружить небольшие различия в постуральной реакции раз и ответ амплитуд; Таким образом он подходит для захвата потенциальных аномалий с рейтингом от нормальных до постуральной нестабильности класса 1 согласно UPDRS (постуральной нестабильности с восстановления без посторонней помощи баланса)5. Этот метод может также использоваться для изучения эффектов терапии на постуральной нестабильности. Протокол, описанные здесь является производным от, в Tan et al.23.
Protocol
Representative Results
Discussion
Здесь мы продемонстрировали протокол для инструментирования клинические испытания, принимая метод широко используется в клинической практике и давая объективное измерение постуральные реакции в дополнение к важным аспектом тянуть администрации. Используя полу портативный трекинг?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим Angus Бегг (Институт Бионика) за его помощь в протоколе видео. Мы признаем д-р Сью Финч (статистический центр консалтинга и Мельбурне Статистическая Консалтинг платформы, Университет Мельбурна), которые представили статистической поддержки. Эта работа была поддержана финансирование через национального здравоохранения и Совета медицинских исследований (1066565), викторианской львы фонд и правительство викторианской оперативной инфраструктуры поддержки программы.
Materials
| Analog to Digital Convertor & Software | CED | Micro 1401-3 | Any suitable digital acquisition system can be used |
| Load Cell | Omegadyne | LCM201-100N | |
| MATLAB Software | MathWorks Inc. | NA | Any data science platform can be used |
| Motion Sensor | Ascension | 6DOF, type-800 | |
| Motion Tracker | Ascension | 3D Guidance trakSTAR | Mid-range transmitter |
| S&F Technical Harness and Belt | Lowepro | LP36282 |
Referências
- Shemmell, J. Interactions between stretch and startle reflexes produce task-appropriate rapid postural reactions. Frontiers in Integrative Neuroscience. 9, (2015).
- Kerr, G. K., et al. Predictors of future falls in Parkinson disease. Neurology. 75 (2), 116-124 (2010).
- Latt, M. D., Lord, S. R., Morris, J. G. L., Fung, V. S. C. Clinical and physiological assessments for elucidating falls risk in Parkinson’s disease. Movement disorders: official journal of the Movement Disorder Society. 24 (9), 1280-1289 (2009).
- Foreman, K. B., Addison, O., Kim, H. S., Dibble, L. E. Testing balance and fall risk in persons with Parkinson disease, an argument for ecologically valid testing. Parkinsonism & Related Disorders. 17 (3), 166-171 (2011).
- Fahn, S. . Recent Developments in Parkinson’s Disease. , 153-163 (1987).
- Hunt, A. L., Sethi, K. D. The pull test: a history. Movement disorders: official journal of the Movement Disorder Society. 21 (7), 894-899 (2006).
- Visser, M., et al. Clinical tests for the evaluation of postural instability in patients with parkinson’s disease. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (11), 1669-1674 (2003).
- Jacobs, J. V., Horak, F. B., Van Tran, K., Nutt, J. G. An alternative clinical postural stability test for patients with Parkinson’s disease. Journal of Neurology. 253 (11), 1404-1413 (2006).
- Nonnekes, J., Goselink, R., Weerdesteyn, V., Bloem, B. R. The retropulsion test: a good evaluation of postural instability in Parkinson’s disease?. Journal of Parkinson’s Disease. 5 (1), 43-47 (2015).
- Bloem, B. R., Beckley, D. J., van Hilten, B. J., Roos, R. A. C. Clinimetrics of postural instability in Parkinson’s disease. Journal of Neurology. 245 (10), 669-673 (1998).
- Thevathasan, W., et al. Pedunculopontine nucleus deep brain stimulation in Parkinson’s disease: A clinical review. Movement Disorders. 33 (1), 10-20 (2018).
- Visser, J. E., Carpenter, M. G., van der Kooij, H., Bloem, B. R. The clinical utility of posturography. Clinical Neurophysiology. 119 (11), 2424-2436 (2008).
- McVey, M. A., et al. Early biomechanical markers of postural instability in Parkinson’s disease. Gait and Posture. 30 (4), 538-542 (2009).
- Mancini, M., et al. Trunk accelerometry reveals postural instability in untreated Parkinson’s disease. Parkinsonism & Related Disorders. 17 (7), 557-562 (2011).
- Nonnekes, J., et al. Are postural responses to backward and forward perturbations processed by different neural circuits?. Neurociência. 245, 109-120 (2013).
- Horak, F. B., Dimitrova, D., Nutt, J. G. Direction-specific postural instability in subjects with Parkinson’s disease. Experimental Neurology. 193 (2), 504-521 (2005).
- Colebatch, J. G., Govender, S., Dennis, D. L. Postural responses to anterior and posterior perturbations applied to the upper trunk of standing human subjects. Experimental Brain Research. 234, 367-376 (2016).
- Graus, S., Govender, S., Colebatch, J. G. A postural reflex evoked by brief axial accelerations. Experimental Brain Research. 228 (1), 73-85 (2013).
- Govender, S., Dennis, D. L., Colebatch, J. G. Axially evoked postural reflexes: influence of task. Experimental Brain Research. 233, 215-228 (2015).
- Smith, B. A., Carlson-Kuhta, P., Horak, F. B. Consistency in Administration and Response for the Backward Push and Release Test: A Clinical Assessment of Postural Responses: Consistency of Push and Release Test. Physiotherapy Research International. 21 (1), 36-46 (2016).
- Di Giulio, I., et al. Maintaining balance against force perturbations: impaired mechanisms unresponsive to levodopa in Parkinson’s disease. Journal of Neurophysiology. , (2016).
- Nonnekes, J., de Kam, D., Geurts, A. C. H., Weerdesteyn, V., Bloem, B. R. Unraveling the mechanisms underlying postural instability in Parkinson’s disease using dynamic posturography. Expert Review of Neurotherapeutics. 13 (12), 1303-1308 (2013).
- Tan, J. L., et al. Neurophysiological analysis of the clinical pull test. Journal of Neurophysiology. , (2018).
- McVey, M. A., et al. The effect of moderate Parkinson’s disease on compensatory backwards stepping. Gait and Posture. 38 (4), 800-805 (2013).
- Valls-Sole, J., et al. Reaction time and acoustic startle in normal human subjects. Neuroscience Letters. 195 (2), 97-100 (1995).
- Carlsen, A. N., Maslovat, D., Lam, M. Y., Chua, R., Franks, I. M. Considerations for the use of a startling acoustic stimulus in studies of motor preparation in humans. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 35 (3), 366-376 (2011).
- Nanhoe-Mahabier, W., et al. First trial reactions and habituation rates over successive balance perturbations in Parkinson’s disease. Neurociência. 217, 123-129 (2012).
- Aminian, K., Najafi, B. Capturing human motion using body-fixed sensors: outdoor measurement and clinical applications. Computer animation and virtual worlds. 15 (2), 79-94 (2004).
- De Luca, C. J. The use of surface electromyography in biomechanics. Journal of Applied Biomechanics. 13 (2), 135-163 (1997).
- Horak, F. B., Nashner, L. M. Central programming of postural movements: adaptation to altered support-surface configurations. Journal of Neurophysiology. 55 (6), 1369-1381 (1986).
- Saito, H., Yamanaka, M., Kasahara, S., Fukushima, J. Relationship between improvements in motor performance and changes in anticipatory postural adjustments during whole-body reaching training. Human Movement Science. 37, 69-86 (2014).
- Kam, D. D., et al. Dopaminergic medication does not improve stepping responses following backward and forward balance perturbations in patients with Parkinson’s disease. Journal of Neurology. 261 (12), 2330-2337 (2014).
- Peterson, D. S., Horak, F. B. The Effect of Levodopa on Improvements in Protective Stepping in People With Parkinson’s Disease. Neurorehabilitation and Neural Repair. 30 (10), 931-940 (2016).
- Haubenberger, D., et al. Transducer-based evaluation of tremor. Movement Disorders. 31 (9), 1327-1336 (2016).
- Elble, R., et al. Task force report: scales for screening and evaluating tremor: critique and recommendations. Movement disorders: official journal of the Movement Disorder Society. 28 (13), 1793-1800 (2013).
- Adkin, A. L., Carpenter, M. G. New insights on emotional contributions to human postural control. Frontiers in Neurology. 9, 789 (2018).
- Huffman, J. L., Horslen, B., Carpenter, M., Adkin, A. L. Does increased postural threat lead to more conscious control of posture?. Gait and Posture. 30 (4), 528-532 (2009).
- Valls-Sole, J., Rothwell, J. C., Goulart, F., Cossu, G., Munoz, E. Patterned ballistic movements triggered by a startle in healthy humans. The Journal of Physiology. 516 (Pt 3), 931-938 (1999).
- Campbell, A. D., Squair, J. W., Chua, R., Inglis, J. T., Carpenter, M. G. First trial and StartReact effects induced by balance perturbations to upright stance. Journal of Neurophysiology. 110 (9), 2236-2245 (2013).
- Oude Nijhuis, L. B., Allum, J. H. J., Valls-Solé, J., Overeem, S., Bloem, B. R. First trial postural reactions to unexpected balance disturbances: a comparison with the acoustic startle reaction. Journal of Neurophysiology. 104 (5), 2704-2712 (2010).
