Räckvidd för att förstå rörelse hos strokepatienter: Olika höjder och vikter

Inledning Upp till 75 % av de som överlever stroke lider av ihållande UL sensorimotorisk funktionsnedsättning, vilket avsevärt påverkar deras förmåga att nå, plocka upp och hålla fast föremål. Sådana brister minskar dramatiskt oberoendet och, följaktligen, livskvaliteten för patienter efter stroke, och metoder för att förbättra effektiviteten av UL-rehabilitering efter stroke är mycket eftertraktade. En framträdande post-stoke-UL-försämring, som är starkt korrelerad med nivån på den allmänna post-stoke-försämringen och som avsevärt påverkar dagliga aktiviteter och oberoende, är en försämring av räckviddsrörelser (RTG). Närmare bestämt, efter stroke, blir rörelserna mindre mjuka, mindre exakta och mindre effektiva än friska individers. Som ett resultat av sådana försämringar uppstår kompensatoriska rörelser, varvid rörelsemålet uppnås med ett onormalt muskelaktiveringsmönster - t.ex. överdriven bålförskjutning och en frontal handorientering för att greppa - vilket kan leda till smärta och trötthet. Att träna om koordinationen av RTG-rörelser är därför ett viktigt mål för rehabilitering efter stroke.

Trots omfattande studier av RTG-rörelser efter ett slag är informationen begränsad om hur föremåls höjd och vikt påverkar förmågan hos den nedsatta UL att nå och hålla fast vid dessa föremål – två avgörande förmågor för att utföra dagliga aktiviteter. Tidigare studier har visat att höjden på målobjektet påverkar RTG-rörelser efter stroke, nämligen när patienter efter stroke når högre mål, rekryterar de överdrivna kompensatoriska muskler i den nedsatta UL, tar längre tid att nå målet, visar ökad endpoint fel, axelböjning och abduktionsrörelseomfång, och aktivera olika muskelmönster för att stabilisera deras bål, vilket framhäver behovet av att ta hänsyn till höjden på målobjekt när man formulerar interventionsprogram för att förbättra RTG-rörelser efter stroke. De flesta tillgängliga studier av UL RTG-rörelser efter stroke använde dock virtuella uppgifter, som inte exakt kan representera den fysiska världen; Det har visat sig att, hos både strokeöverlevande och friska individer, är en RTG-uppgift i en virtuell 2D-miljö långsammare, kortare, mindre rak, mindre exakt och involverar mindre intervall av axel- och armbågsledsexkursioner än en RTG-uppgift i en verklig, fysisk miljö. Dessa fynd och andra understryker vikten av att använda verkliga, dagliga föremål av olika höjd för att karakterisera och behandla UL RTG-rörelsestörningar efter stroke. Att flytta armen samtidigt som man håller ett föremål kräver dessutom att individen (omedvetet) ökar greppkraften för att förhindra att föremålet glider, vilket kan försämras hos patienter efter stroke. Kliniska utövare använder emellertid typiskt avsedda verktyg för att mäta greppkrafter efter slag, t.ex. en dynamometer eller en nyp,-grepp-,-lyft-och-håll-apparat-snarare än dagliga föremål. Utredarna är inte bekanta med studier som testar att lyfta vardagsföremål med olika vikt efter en stroke. Därför är det första syftet med den föreslagna studien att karakterisera RTG-rörelserna och greppkrafterna hos patienter efter stroke, jämfört med friska kontrollindivider, som försöker nå, greppa och lyfta verkliga, funktionella, dagliga föremål placerade vid olika höjder och olika vikter.

Syfte: att identifiera viktiga skillnader mellan RTG-rörelserna hos patienter efter stroke och friska kontroller mot verkliga föremål med olika vikt och placerade på olika höjder.

Karakterisera heltäckande kvaliteten och effektiviteten av uppgiftsorienterade RTG-rörelser hos subakuta patienter efter stroke och hos friska individer till verkliga, funktionella objekt av olika vikt, placerade på olika höjder (vertikalt avstånd från deltagaren), med hjälp av en rörelsefångning system och en kraftsensor. Varje deltagare upprepar en RTG-rörelse 18 gånger, 3 gånger varje höjd och skick på koppen (tom eller full).

Totalt kommer 60 deltagare att delta i denna studie. Trettio inlagda patienter efter stroke kommer att rekryteras från den slutna befolkningen på "Bet Hadar" geriatriska rehabiliteringscenter. Dessutom kommer trettio åldersmatchade friska kontrolldeltagare att rekryteras från samhället.

Tillvägagångssätt Alla deltagare kommer att undersökas individuellt av en enda sjukgymnast (en masterstudent), i två 1-timmespass. Utvärdering av kontrollgruppen kommer att utföras i en session, som pågår i cirka 45 minuter. Strokepatienter kommer att undersökas mellan en till två veckor före utskrivningsdatumet från rehabiliteringscentret (genomsnittlig varaktighet för rehabilitering på sjukhuset är två till tre månader). Strokepatienters mätning kommer att genomföras under två separata dagar, för att undvika trötthet, eftersom den omfattar både kinematiska mätningar och kliniska mätningar.

Mätpasset kommer att utföras medan deltagarna sitter i sittande läge, utan ryggstöd, framför ett höj- och sänkbart bord. Deltagarna kommer att instrueras, när de hör ett "pip"-ljud, att sträcka handen med en självvald hastighet, framåt, mot en kopp som ligger på bordet, lyfta den och placera den ovanpå ett fem centimeter högt block , placerad i närheten. Deltagarna kommer att instrueras i början av passet att undvika att böja bålen så mycket som möjligt under räckviddsrörelsen, men ingen begränsning av bålen kommer att tillämpas. Räckvidden kommer att utföras på tre olika höjder: (a) låg höjd- höjden på handleden när handen sträcks nedåt, (b) medelhöjd, ~75 cm från golvet, höjden på ett standardbord och (c ) hög höjd- höjden på axeln. Skålen kommer att placeras på armavstånd, mätt från latral akromion till den radiella styloidprocessen, för att undvika överdriven bålrörelse under räckviddsrörelsen. Denna uppgift valdes då detta är en funktionell vardagsuppgift.

För att understryka uppgiftens vardagliga funktionalitet, utöver höjdvariationerna, kommer räckvidds- och grepprörelser att utföras med en kopp med två olika vikter: en tom kopp och en kopp full med vatten (250 ml). Deltagarna kommer att informeras om koppen är full eller tom. Att lyfta en kopp kräver i första hand rörelse av armen snarare än fingrarna. Därför är greppets roll att stabilisera föremålet och förhindra oönskad rörelse. Räckvidden kommer att utföras av den drabbade armen hos patienter efter stroke. Eftersom den drabbade armen kan vara antingen deras dominanta eller deras icke-dominanta arm, kommer kontrollgruppen att matchas för dominans. Det vill säga, om halva patientgruppen kommer att nå med sin icke-dominanta arm, kommer hälften av kontrollgruppen också att bli ombedd att nå med sin icke-dominanta arm. Startposition för den låga höjden kommer att vara med armen hållen vertikalt vid sidan av kroppen. Startpositionen för medel- och höghöjden kommer att vara med armen placerad på det ipsilaterala låret med handflatan nedåt. Varje räckviddskombination av längd och vikt kommer att utvärderas tre gånger, beroende på deltagarens förmåga. Det vill säga, medan det maximala totala antalet prövningar kommer att vara 18, kanske vissa deltagare inte kan slutföra alla prövningar, på grund av armsvaghet, trötthet, smärta, etc. Ordningen på höjder och vikter kommer att ställas in slumpmässigt med hjälp av ett datorprogram för att förhindra påverkan av trötthet på en av höjderna eller vikterna.

Utrustning Motion Capture-system: Positionen för lederna i de övre extremiteterna under räckviddsrörelser kommer att registreras av ett motion capture-system V120:Trio (OptiTrack, NaturalPoint, Inc., OR, USA) med hjälp av elva reflekterande markörer placerade på deltagarnas överkropp. V120:Trio-spårningssystemet är en bärbar flerkamera, 6DoF optisk objektspårningsteknik. Ingen kalibrering av Trio-systemet krävs. Markörer kommer att placeras enligt följande: två markörer kommer att placeras vertikalt i linje på bröstbenet, för att reflektera bålrörelsen, och en markör kommer att placeras på vart och ett av följande anatomiska landmärken: den laterala delen av akromionet - reflekterar skulderbladsrörelsen, den proximala humerus, armbågens laterala epikondyl, mellanunderarmen, radiella och ulnära styloidprocesser, handflatans dorsalsida vid axeln längs den mellersta delen av det tredje metakarpalbenet - för att reflektera handledens rörelse, pekfingret och tummen. Ytterligare två stationära vertikala markörer kommer att placeras på väggen som referenspunkter, och ytterligare tre markörer kommer att placeras på koppen och definieras av systemet som en stel kropp. Datasamplingshastigheten för Trio-systemet är 120 Hz.

Kraftsensor: Greppkrafter kommer att mätas med en 3D-kraftsensor (Nano25-E Transducer, ATI Industrial Automation, INC) inbäddad i den specialbyggda 3d-tryckta koppen (se figur 3 i bilaga 1). Dataprovhastigheten för kraftsensorn är 100 Hz. Kalibrering av sensorkraften behövs före varje mätförsök (varje räckviddsrörelse). Data som samlas in från kraftsensorn är den summerade greppkraften som appliceras på koppen.