طريقة موحدة لقياس كينستيم الكوع
Summary
هنا، نقدم طريقة موحدة لقياس kinesthesia السلبي الكوع باستخدام عتبة للكشف عن الحركة السلبية (TDPM) التي هي مناسبة لإعداد البحوث.
Abstract
Proprioception هو عنصر مهم من الحركة الخاضعة للرقابة. عتبة الكشف عن الحركة السلبية (TDPM) هي طريقة شائعة الاستخدام لقياس النقل الفرعي ل كينستيم في إعدادات البحث. وقد تبين أن نموذج البرنامج الوطني للآفات صالح وموثوق به؛ ومع ذلك، فإن المعدات والأساليب المستخدمة في TDPM تختلف بين الدراسات. وعلى وجه الخصوص، فإن أجهزة مختبر البحوث لإنتاج الحركة السلبية للأطراف غالبا ما تكون مخصصة مصممة من قبل مختبرات فردية أو يتعذر الوصول إليها بسبب ارتفاع التكلفة. هناك حاجة إلى طريقة موحدة، صالحة، وموثوق بها لقياس TDPM باستخدام المعدات المتاحة بسهولة. والغرض من هذا البروتوكول هو توفير طريقة موحدة لقياس TDPM عند الكوع تكون اقتصادية وسهلة الإدارة، وتنتج نتائج كمية لأغراض القياس في البيئات القائمة على البحوث. تم اختبار هذه الطريقة على 20 من البالغين الأصحاء دون ضعف عصبي ، وثمانية بالغين يعانون من السكتة الدماغية المزمنة. النتائج التي تم الحصول عليها تشير إلى أن هذه الطريقة هي طريقة موثوقة لقياس TDPM الكوع في البالغين الأصحاء, ويوفر الدعم الأولي للصحة. ومن المرجح أن يجد الباحثون الذين يسعون إلى تحقيق توازن بين القدرة على تحمل تكاليف المعدات ودقة القياس هذا البروتوكول الفوائد.
Introduction
المعلومات الناقبة هي مساهم مهم في السيطرة على الحركة البشرية. ترافق العجز الروبي مجموعة واسعة من الحالات العصبية مثل السكتة الدماغية1,2,3,4,5,6, مرض باركنسون7, واضطرابات عصبية حسية8. كما تبين أن إصابات العظام مثل الرباط وتمزق العضلات تقلل وظيفة التقبل الروبى9. غالباً ما يتم اختبار بناء proprioception في مقاييس النتائج السريرية عن طريق الكشف عن التعديلات الصغيرة التي يطبقها المزود في وضع الإصبع أو إصبع اليد10،11،12،13،14. وتنتج هذه التدابير قياسات خشنة نسبيا: “غائب”، “ضعيف”، “طبيعي”12. في حين كافية للكشف عن الإعاقات الإجمالية الادراكية، مطلوبة أساليب الاختبار الميكانيكية المختبرية لقياس بدقة ضعف خفية14،15،16.
غالباً ما يقسم الباحثون والأطباء إلى تحولات فرعية للقياس. الأكثر شيوعا submodalities التحقيق من proprioception هي الشعور الموقف المشترك (JPS) و kinesthesia ، وعادة ما تعرف بمعنى الحركة3،16،17. وغالبا ما يتم اختبار الشعور موقف مشترك عن طريق مهام مطابقة النشطة، حيث الأفراد تكرار زاوية مشتركة مرجعية18،19. ويقاس عادة Kinesthesia باستخدام عتبة للكشف عن الحركة السلبية (TDPM)، حيث يتم نقل الطرف المشارك بشكل سلبي ببطء، مع المشارك يشير إلى النقطة التي يتم الكشف عن الحركة لأول مرة16،17،19. يتطلب قياس TDPM عادة استخدام معدات متخصصة لتوفير الحركة السلبية البطيئة والإشارة إلى نقطة الكشف17.
وقد تم العثور على نتائج صالحة وموثوقة في المفاصل المختلفة باستخدام TDPM طرق9،16،19،20،21،22. ومع ذلك، هناك تباين كبير في معدات وأساليب TDPM، مما يخلق تحديا للمقارنة بين النتائج عبر الدراسات16،17. غالبًا ما تطور المختبرات حركات الأطراف وأجهزة القياس الخاصة بها ، أو تستخدم أجهزة تجارية وبرامج باهظة الثمن16. وتختلف أيضاً سرعات الحركة السلبية؛ ومن المعروف أن سرعة الحركة تؤثر على عتبات الكشف7،16،23. وهناك حاجة إلى طريقة موحدة وسهلة التكاثر قادرة على قياس قياس TDPM عبر مجموعة من مستويات الانحطاط. لأن التشريح وعلم وظائف الأعضاء من كل مشترك يختلف، يجب أن تكون البروتوكولات مشتركة محددة19. البروتوكول الموضح هنا محدد لمفصل الكوع. ومع ذلك، قد تكون أساليب هذا البروتوكول مفيدة لإنشاء بروتوكولات للمفاصل الأخرى.
لزيادة قابلية التعميم عبر مختبرات البحوث الحسية، فإن الجهاز المفضل لتوفير الحركة السلبية لاختبار TDPM الكوع تكون متاحة تجاريا بتكلفة معقولة. وتحقيقا لهذه الغاية، تم اختيار آلة حركة سلبية مستمرة الكوع (CPM) (نطاق السرعة المتاحة 0.23 درجة / س – 2.83 درجة / الثانية) لإنتاج الحركة الآلية، متسقة. توجد عادة آلات CPM في مستشفيات إعادة التأهيل ومخازن الإمدادات الطبية ويمكن استئجارها أو اقترضتها لخفض تكاليف البحث. وتشمل الاحتياجات الإضافية من المعدات الأصناف التي توجد عادة في مختبرات الاستشعار (أي أجهزة الاستشعار في أجهزة قياس الكهرب والجرموغرافيا الكهربائية) ومخازن الأجهزة (مثل الأنابيب والخيوط والشرائط البلاستيكية).
تم اختبار مجموعتين مختلفتين لاستكشاف خصائص القياس لهذا البروتوكول TDPM: البالغين الأصحاء والبالغين المصابين بالسكتة الدماغية المزمنة. بالنسبة للبالغين المصابين بالسكتة الدماغية المزمنة ، تم اختبار الذراع الهينسيل (أي أقل تأثرًا). قد يبدو الشعور الحركي في الكوع ipsilesional في البالغين المصابين بالسكتة الدماغية المزمنة طبيعيًا مع الاختبارات السريرية ، ولكن ضعف عند تقييمها باستخدام طرق المختبر الكمي5،15. ويوضح هذا المثال أهمية تطوير واستخدام مقاييس حساسة ودقيقة للضعف الضموري، ويجعل هذا العدد مجموعة مفيدة لأغراض الاختبار. للتحقق من صحة هذا البروتوكول، استخدمنا مجموعة معروفة طريقة24. قارنا TDPM إلى مقياس كمي آخر من kinesthesia، اختبار Kinesthesia موجز (BKT). وقد ثبت أن BKT حساسة لضعف الأطراف العليا ipsilesional بعد السكتة الدماغية25. تم استخدام الإصدار المستند إلى الكمبيوتر اللوحي (tBKT) في هذه الدراسة لأنه نفس الاختبار مثل BKT ، الذي يتم إدارته على جهاز لوحي مع المزيد من التجارب. وقد ثبت أن tBKT مستقرة في اختبار اختبار لمدة أسبوع واحد وقياس حساسة لprioceptive الضربة القاضية26. كان الافتراض أن المرفق TDPM وtBKT النتائج ستكون مرتبطة والتحكم sensorimotor من الكوع يساهم في أداء BKT26.
الغرض من هذه الورقة هو تحديد طريقة موحدة لقياس TDPM الكوع التي هي استنساخها باستخدام المعدات المشتركة. وتقدم البيانات المتعلقة بالموثوقية واختبار الصلاحية الأولي للطريقة، فضلا عن جدوى استخدامها للأشخاص الذين ليس لديهم علم أمراض معروف، وأولئك الذين افترضوا أن لديهم إعاقات طفيفة في الوفيات.
Protocol
Representative Results
Discussion
البروتوكول المعروضة توضح كيفية قياس TDPM الكوع بطريقة موحدة باستخدام آلة CPM المشتركة لتوفير الحركة السلبية. عبر 20 مشارك صحي تم العثور على متوسط قياس TDPM الكوع لتكون مشابهة لمتوسط القيمة التي حددت في الدراسات السابقة باستخدام الاجهزة قياس TDPM أخرى7,19,<sup clas…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويود المؤلفون أن يشكروا الدكتور جون نيلسون على الدعم التقني الذي تقدمه إلى فريق الإدارة البيئية ومعدات قياس الكهربامترات المستخدمة هنا.
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).
