脳卒中患者の動きを把握するためのリーチ: さまざまな身長と体重

はじめに 脳卒中生存者の最大 75% が永続的な UL 感覚運動障害を患っており、物体に到達し、拾い上げ、保持する能力にかなり影響します。 このような赤字は、独立性を劇的に低下させ、その結果、脳卒中後の患者の生活の質を低下させ、脳卒中後の UL リハビリテーションの有効性を改善するための手段が求められています。 一般的な脳卒中後の障害のレベルと強く相関し、日常活動と自立にかなり影響する顕著な脳卒中後の UL 障害は、リーチツーグラスプ (RTG) 動作の障害です。 具体的には、脳卒中後の動きは、健康な人よりもスムーズでなく、正確でもなく、効率的でもありません。 このような機能障害の結果として、代償運動が出現し、異常な筋肉活性化パターンを使用して運動の目標が達成されます。たとえば、体幹の過剰な変位や握るための手の正面方向の向きなど、痛みや疲労につながる可能性があります。 したがって、RTG 動作の調整を再訓練することは、脳卒中後のリハビリテーションの主要な目標です。

脳卒中後の RTG の動きに関する広範な研究にもかかわらず、物体の高さと重量が障害のある UL がこれらの物体に到達して保持する能力 (日常活動を実行するための 2 つの重要な能力) にどのように影響するかについての情報は限られています。 以前の研究では、ターゲット オブジェクトの高さが脳卒中後の RTG の動きに影響を与えることが示されています。エラー、肩の屈曲、および外転の可動域を調整し、さまざまな筋肉パターンを活性化して体幹を安定させます。これは、脳卒中後の RTG の動きを改善するための介入プログラムを策定する際に、ターゲット オブジェクトの高さを考慮する必要があることを強調しています。 ただし、脳卒中後のUL RTGの動きに関する入手可能な研究のほとんどは、物理的な世界を正確に表すことができない仮想タスクを採用していました。脳卒中生存者と健康な個人の両方で、仮想 2D 環境での RTG タスクは、仮想 2D 環境での RTG タスクよりも遅く、短く、まっすぐでなく、正確でなく、肩と肘の関節可動域の範囲が狭いことが示されています。実際の物理的な環境。 これらの調査結果やその他の調査結果は、脳卒中後の UL RTG 運動障害を特徴付け、治療するために、さまざまな高さの実際の日常的なオブジェクトを使用することの重要性を強調しています。 さらに、物体を保持しながら腕を動かすには、個人が (無意識のうちに) 物体が滑るのを防ぐために握力を増やす必要があり、これは脳卒中後の患者では損なわれる可能性があります。 しかし、臨床医は通常、日用品ではなく、指定されたツールを使用して脳卒中後の握力を測定します。 研究者は、脳卒中後にさまざまな重さの日用品を持ち上げることをテストする研究に精通していません. したがって、提案された研究の最初の目的は、脳卒中後の患者のRTGの動きと把握力を、健康な対照者のそれと比較して特徴付け、実際の、機能的な、日常的に置かれた物体に到達し、把握し、持ち上げようとすることです。高さが違う、重さが違う。

目的: 脳卒中後の患者の RTG の動きと、異なる重さの異なる高さに配置された実際のオブジェクトに対する健康なコントロールの主な違いを特定すること。

モーション キャプチャを使用して、さまざまな高さ (参加者からの垂直距離) に配置された、さまざまな重さの実際の機能的なオブジェクトに対する亜急性脳卒中患者および健康な個人のタスク指向の RTG 動作の品質と有効性を包括的に特徴付けます。システムと力センサー。 各参加者は、カップの高さと状態 (空または満杯) ごとに 3 回、RTG 動作を 18 回繰り返します。

合計60人の参加者がこの研究に参加します。 脳卒中後の入院患者30人が、「ベット・ハダー」高齢者リハビリテーションセンターの入院患者集団から募集されます。 さらに、年齢が一致した 30 人の健康な対照参加者がコミュニティから募集されます。

手順 すべての参加者は、2 回の 1 時間のセッションで、1 人の理学療法士 (修士課程の学生) によって個別に検査されます。 対照群の評価は、約 45 分間続く 1 つのセッションで実行されます。 脳卒中患者は、リハビリテーションセンターからの退院日の1〜2週間前に検査されます（病院でのリハビリテーションの平均期間は2〜3か月です）。 脳卒中患者の測定は、運動学的測定と臨床測定の両方を含むため、疲労を避けるために 2 日間に分けて行われます。

測定セッションは、参加者が高さ調節可能なテーブルの前で、背中のサポートなしで座っている間に実行されます。 参加者は、「ビープ音」が聞こえたら、自分で選択した速度で手を前方に伸ばし、テーブルの上にあるカップに向かって持ち上げ、高さ 5 cm のブロックの上に置くように指示されます。 、近くに配置されています。 参加者は、セッションの開始時に、リーチの動き中に体幹をできるだけ曲げないように指示されますが、体幹の拘束は適用されません。 リーチは 3 つの異なる高さで実行されます: (a) 低い高さ - 手を下に伸ばしたときの手首の高さ、(b) 中程度の高さ、床から約 75 cm、標準的なテーブルの高さ、および (c) ) 高さ - 肩の高さ。 カップは、リーチ動作中の過剰な体幹の動きを避けるために、外側肩峰から橈骨茎状突起まで測定した腕の距離に配置されます。 これは機能的な毎日のタスクであるため、このタスクが選択されました。

タスクの日常的な機能を強調するために、高さの可変性に加えて、空のカップと水 (250 ml) で満たされたカップの 2 つの異なる重さのカップを使用して、リーチとつかみの動きを実行します。 参加者には、カップがいっぱいか空かが通知されます。 カップを持ち上げるには、主に指ではなく腕の動きが必要です。 したがって、グリップの役割は、オブジェクトを安定させ、望ましくない動きを防ぐことです。 リーチは、脳卒中後の患者の影響を受けた腕によって実行されます。 影響を受ける腕は利き腕または非利き腕のいずれかになる可能性があるため、対照群は優位性が一致します。 つまり、患者グループの半分が非利き腕で手を伸ばす場合、対照グループの半分も非利き腕で手を伸ばすよう求められます。 ローハイトの開始位置は、腕を体の側面で垂直に保持します。 ミディアムハイトとハイハイトの開始位置は、腕を同側の太ももに置き、手のひらを下に向けます。 参加者の能力に応じて、身長と体重の各リーチの組み合わせが 3 回評価されます。 つまり、到達試験の最大合計数は 18 になりますが、一部の参加者は、腕の衰弱、疲労、痛みなどにより、すべての試験を完了することができない場合があります。 身長と体重の順番はコンピュータープログラムを使用してランダムに設定され、身長または体重のいずれかへの疲労の影響を防ぎます。

機器 モーション キャプチャ システム: リーチ動作中の上肢関節の位置は、モーション キャプチャ システム V120:Trio (OptiTrack、NaturalPoint、Inc.、OR、USA) によって記録されます。参加者の上半身に配置された 11 個の反射マーカーを使用します。 V120:Trio トラッキング システムは、ポータブルなマルチ カメラ、6DoF 光学オブジェクト トラッキング テクノロジーです。 Trio システムのキャリブレーションは必要ありません。 マーカーは次のように配置されます: 体幹の動きを反映するために、2 つのマーカーが胸骨に垂直に配置され、次の解剖学的ランドマークのそれぞれに 1 つのマーカーが配置されます: 肩峰の外側部分 - 肩甲骨の動きを反映します。上腕骨近位部、肘の外側上顆、中部前腕、橈骨および尺骨茎状突起、第 3 中手骨の中央部に沿った軸での手のひらの背側 - 手首の動き、人差し指および親指。 追加の 2 つの固定垂直マーカーが基準点として壁に配置され、3 つの追加マーカーがカップに配置され、システムによって剛体として定義されます。 Trio システムのデータサンプリング速度は 120 Hz です。

力センサー: 握力は、特注の 3D プリント カップに埋め込まれた 3D 力センサー (Nano25-E トランスデューサー、ATI Industrial Automation, INC) で測定されます (付録 1 の図 3 を参照)。 力センサーのデータ サンプル速度は 100 Hz です。 センサーの力のキャリブレーションは、すべての測定試行 (各リーチの動き) の前に必要です。 力センサーから収集されたデータは、カップに加えられた合計グリップ力です。