Een eenvoudige niet-invasieve methode voor tijdelijke Knockdown van bovenste extremiteit proprioceptie
Summary
Het doel van dit protocol is om aan te tonen van een praktische methode om tijdelijk verstoren proprioceptie in de bovenste extremiteit van gezonde mensen.
Abstract
Proprioceptie wellicht de minst goed gemeten van alle contribuanten aan de neurale controle van de beweging. Nieuwe nauwkeurige, betrouwbare maatregelen van proprioceptie nodig zijn voor de klinische diagnose van waardevermindering, en voor het meten van resultaten van proprioceptieve training. Het doel van deze eenvoudige, niet-invasieve methode is om tijdelijk vechtpartij bovenste extremiteit proprioceptie bij gezonde volwassenen, in een mate die nuttig zijn in de ontwikkeling en het testen van de bovenste extremiteit proprioceptie maatregelen zouden zijn. Vechtpartij modellen hebben twee belangrijkste voordelen ten opzichte van mensen met verminderde proprioceptie studeren: deelnemer beschikbaarheid en de mogelijkheid om controle van de omvang van bijzondere waardevermindering over deelnemers. Huidige gepubliceerde methoden van tijdelijke proprioceptie knockdown van bovenste extremiteit, zoals ischemische zenuw blokken en cryotherapie, zijn invasieve, onpraktisch of ongemakkelijk voor de deelnemer. Trillingen over de ulnaire groef was hier, gebruikt ter vermindering van de bovenste extremiteit proprioceptie. Hoogfrequente trillingen kan proprioceptieve gezichtsscherpte verlagen door remming van pacinian corpuscle-geïnduceerde input. Het effect van trillingen gebruikt in dit protocol werd bevestigd met behulp van twee kwantitatieve maatregelen. Deze methode was praktisch, eenvoudig te beheren en comfortabel voor deelnemers.
Introduction
Van alle medewerkers op de neurale controle van de beweging, kan proprioceptie het minst goed gemeten worden. Onderzoek maatregelen van de proprioceptie met behulp van gespecialiseerde apparatuur hebben onlangs bereikt betrouwbaarheid, validiteit, en precisie; 1 , 2 , 3 in contrast, klinische maatregelen van proprioceptie, de meest voorkomende positie zin testen van ledematen,4 hebben lage resolutie, zijn aangetast door andere zintuiglijke modaliteiten,4 en slechte of geen gepubliceerde psychometrische eigenschappen hebben. 5 nieuwe nauwkeurige, betrouwbare maatregelen van proprioceptie zijn nodig om het verhelderen van de perifere en centrale mechanismen voor proprioceptieve controle,3 voor de klinische diagnose van waardevermindering, en voor het meten van resultaten van proprioceptieve training. 2 , 5 , 6 , 7 tegen dit einde, een eenvoudige, niet-invasieve methode tijdelijk schade kunnen toebrengen aan of ‘knockdown’ proprioceptie is nodig.
Proprioceptieve knockdown bij gezonde mensen kan onderzoekers afleiden van de rol van proprioceptieve functie in een sensomotorische taak, wat handig is om de ontwikkeling en validering van de gestandaardiseerde maatregelen. Vechtpartij modellen hebben twee belangrijkste voordelen ten opzichte van mensen met verminderde proprioceptie studeren. De eerste is de beschikbaarheid van de deelnemer; personen met proprioceptie bijzondere waardevermindering zijn niet gemakkelijk toegankelijk is voor veel onderzoekers. Ten tweede, in tegenstelling tot in vivo proprioceptie bijzondere waardevermindering, vechtpartij modellen kunnen toestaan dat de mogelijkheid om controle van de omvang van bijzondere waardevermindering over deelnemers.
Huidige gepubliceerde methoden van tijdelijke proprioceptie knockdown van de bovenste extremiteit zijn invasieve, onpraktisch of ongemakkelijk voor de deelnemer. Verdoving injecties, terwijl relatief veilig, vereisen van technische expertise en kunnen door sommige deelnemers onderzoek invasieve worden geacht. Ischemische zenuw blokken ongemak veroorzaken en een bloedonderzoek naar scherm voor stolling aandoeningen voorafgaand aan hun toepassing wordt beoefend. 8 cryotherapie ook veroorzaakt ongemak. De gemiddelde tijd van toepassing voor cryotherapie beïnvloeden proprioceptie is 20.3 ± 5.3 min.9 zodra Cryotherapie is verwijderd, blijft een korte venster waarin om te meten proprioceptie vóór het opwarmen, die kan bijdragen tot het inconsistente effect van Cryotherapie op gemeenschappelijk standpunt gevoel. 10 hoge frequentie (300 Hz) trillingen werd met succes gebruikt ter vermindering van de proprioceptieve gezichtsscherpte voor een vinger beweging detectie taak; het mechanisme werd gemeld dat pacinian corpuscle-geïnduceerde remming van de input van andere gevoelige cutane receptoren trillingen. 11 recent, trillingen van de Musculus soleus (80 Hz) bleek te isometrische kracht productie nauwkeurigheid te verlagen door het verstoren van de proprioceptieve informatie. 12 echter een eenvoudige niet-invasieve methode voor tijdelijke knockdown van bovenste extremiteit proprioceptie is niet gepubliceerd.
Het doel van deze methode is met hoogfrequente trillingen tijdelijk vechtpartij bovenste extremiteit proprioceptie bij gezonde volwassenen. Knockdown werd bevestigd met behulp van twee maatregelen, de trillingen detectie drempel (VDT) en de Tablet PC-versie van de korte Kinesthesia Test (tBKT). De VDT is een psychofysische maatregel van gevoeligheid dacht aan Aα afferent axon transmissie. 13 proprioceptieve prestaties werd gekwantificeerd aan de hand de tBKT die is ontwikkeld in ons lab. De korte Kinesthesia Test (BKT), gebaseerd op het werk van Ayres, is14 een experimentele instrument dat werd getest voor maar niet opgenomen in de National Institutes of Health (NIH) Toolbox kern batterijen. 15 , 16 de BKT omvat drie bereiken proeven voor elke bovenste extremiteit. De tBKT omvat 20 bereiken proeven per bovenste extremiteit en wordt ontwikkeld met als doel verbetering de psychometrische eigenschappen van de originele test. De tBKT omvat een sensorische input (examinator oriëntatie van de bovenste extremiteit op target), centrale verwerking (denk aan de ruimtelijke locatie van de doelgroep) en een motor output (probeert de om doel te vinden nadat begeleiding is verwijderd), dacht dat noodzakelijk is in een zekere mate van over het geheel genomen proprioceptieve prestaties. 17 de VDT en meting van de tBKT vertegenwoordigen van lage en hogere niveaus, respectievelijk in de somatosensorische hiërarchie,18 en dus dient een uitgebreidere kwantificering van proprioceptie dan beide maatregel alleen gebruikt.
Twee neurale mechanismen hebben betrekking op nauwst de verminderde proprioceptieve gezichtsscherpte veroorzaakt door hoge frequentie trillingen. Ten eerste, Pacinian lichaampjes zijn de cutane mechanoreceptor meest geassocieerd met trillingen detectie. De continue trilling gebruikt in dit protocol waarschijnlijk verhoogt de receptor tuning drempel van trillingen detectie op basis van de neurale mechanisme van korte gewenning in de Aα en β vezel groep Pacinian lichaampjes is gekoppeld. 19 het fysiologische resultaat is dat een trilling van de dezelfde intensiteit en de frequentie, zoals 128 Hz gebruikt in de test VDT wordt gevoeld voor een kortere duur. Ten tweede, er wordt gedacht dat spier spindels, via Aα afferent vezels, spier lengte onnauwkeurig na hoogfrequente trillingen resulterend in vervormde proprioceptieve informatie code zoals blijkt door verminderde nauwkeurigheid tijdens kracht reproductie,12 de illusie van beweging,20,21 en verminderde kinesthesia. 22
Protocol
Representative Results
Discussion
Dit protocol biedt een methode voor het neerhalen van menselijke proprioceptie in de bovenste extremiteit. Over 20 gezonde deelnemers was het effect van proprioceptieve knockdown groot zoals gemeten door VDT een psychofysische maatregel van gevoeligheid dacht aan Aα afferent axon transmissie. De VDT werd gemeten zo spoedig mogelijk na verwijdering van trillingen, wanneer Aα afferent kwijting wordt verminderd. 25 het effect van dit protocol op fout in het bereiken van een doel met visuele occlusi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs wil erkennen Jon Nelson PhD, PT, voor het uitvoeren van de analyse om te bevestigen de frequentie van de trillingen van de vibrator in dit protocol gebruikt.
Materials
| Pure Enrichment-Massage Mini with Built in USB Rechargeable Battery | ebay | None | 183 Hz cordless vibrator, 7 inches total length including handle |
| Chattanooga 2.5 inch velcro strap | ebay | None | used to secure vibrator to arm |
| Tuning Fork C128 ENT Surgical Medical Instruments Exam Diagnostic Tools | ebay | None | Used in VDT |
| Handheld Digital stop watch | ebay | None | Used to time VDT |
| Universal Rubber Bands Size 33, 3 1/2 x 1/8 inch | ebay | Universal – UNV00433 | used to secure vibrator head to arm |
| Instructions to build Visual Screen were published here: https://www.jove.com/video/53178/design-fabrication-administration-hand-active-sensation-test | |||
References
- Dukelow, S. P., et al. Quantitative assessment of limb position sense following stroke. Neurorehabilitation and neural repair. 24, 178 (2010).
- Cappello, L., et al. Robot-aided assessment of wrist proprioception. Frontiers in human neuroscience. 9, (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, 80-90 (2016).
- Goble, D. J. Proprioceptive acuity assessment via joint position matching: from basic science to general practice. Physical therapy. 90, 1176-1184 (2010).
- 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, (2014).
- Elangovan, N., Herrmann, A., Konczak, J. Assessing proprioceptive function: evaluating joint position matching methods against psychophysical thresholds. Physical therapy. 94, 553 (2014).
- Aman, J. E., Elangovan, N., Yeh, I. L., Konczak, J. The effectiveness of proprioceptive training for improving motor function: a systematic review. Frontiers in human neuroscience. 8, (2014).
- Thiemann, U., et al. Cortical post-movement and sensory processing disentangled by temporary deafferentation. Neuroimage. 59, 1582-1593 (2012).
- Furmanek, M. P., Słomka, K., Juras, G. The effects of cryotherapy on proprioception system. BioMed research international. 2014, (2014).
- Costello, J. T., Donnelly, A. E. Cryotherapy and joint position sense in healthy participants: a systematic review. Journal of athletic training. 45, 306-316 (2010).
- Weerakkody, N., Mahns, D., Taylor, J., Gandevia, S. Impairment of human proprioception by high-frequency cutaneous vibration. The Journal of physiology. 581, 971-980 (2007).
- Boucher, J. A., Normand, M. C., Boisseau, &. #. 2. 0. 1. ;., Descarreaux, M. Sensorimotor control during peripheral muscle vibration: An experimental study. Journal of manipulative and physiological therapeutics. 38, 35-43 (2015).
- Rolke, R., et al. Quantitative sensory testing: a comprehensive protocol for clinical trials. European Journal of Pain. 10, 77-77 (2006).
- Ayres, A. J. Sensory integration and praxis test (SIPT). Los Angeles, Western Psychological Services. , (1989).
- Dunn, W., et al. Somatosensation assessment using the NIH Toolbox. Neurology. 80, S41-S44 (2013).
- Dunn, W., et al. Measuring Change in Somatosensation Across the Lifespan. American Journal of Occupational Therapy. 69, 6903290020p6903290021-6903290020p6903290029 (2015).
- Witchalls, J., Blanch, P., Waddington, G., Adams, R. Intrinsic functional deficits associated with increased risk of ankle injuries: a systematic review with meta-analysis. Br J Sports Med. 46, 515-523 (2012).
- Borstad, A. L., Nichols-Larson, D. Assessing and treating Higher-level Somatosensory Impairments Post Stroke. Topics in Stroke Rehabilitation. 21, 290-295 (2014).
- Kandel, E. R., Schwartz, J. H., Jessell, T. M., Siegelbaum, S. A., Hudspeth, A. J. . Principles of neural science. 4, (2000).
- Goodwin, G. M., Mccloskey, D. I., Matthews, P. The contribution of muscle afferents to keslesthesia shown by vibration induced illusionsof movement and by the effects of paralysing joint afferents. Brain. 95, 705-748 (1972).
- Burke, D., Hagbarth, K. E., Löfstedt, L., Wallin, B. G. The responses of human muscle spindle endings to vibration of non-contracting muscles. The Journal of physiology. 261, 673-693 (1976).
- Roll, J., Vedel, J. Kinaesthetic role of muscle afferents in man, studied by tendon vibration and microneurography. Experimental Brain Research. 47, 177-190 (1982).
- Wigley, F. M. Raynaud’s phenomenon. New England Journal of Medicine. 347, 1001-1008 (2002).
- Oldfield, R. C. The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory. Neuropsychologia. 9, 97-113 (1971).
- Kito, T., Hashimoto, T., Yoneda, T., Katamoto, S., Naito, E. Sensory processing during kinesthetic aftereffect following illusory hand movement elicited by tendon vibration. Brain research. 1114, 75-84 (2006).
- Carey, L. M., Oke, L. E., Matyas, T. A. Impaired limb position sense after stroke: a quantitative test for clinical use. Arch.Phys.Med.Rehabil. 77, 1271-1278 (1996).
- Roll, J., Vedel, J., Ribot, E. Alteration of proprioceptive messages induced by tendon vibration in man: a microneurographic study. Experimental brain research. 76, 213-222 (1989).
- Calvin-Figuière, S., Romaiguère, P., Roll, J. -. P. Relations between the directions of vibration-induced kinesthetic illusions and the pattern of activation of antagonist muscles. Brain research. 881, 128-138 (2000).
- Fallon, J. B., Macefield, V. G. Vibration sensitivity of human muscle spindles and Golgi tendon organs. Muscle & nerve. 36, 21-29 (2007).
- Seizova-Cajic, T., Smith, J. L., Taylor, J. L., Gandevia, S. C. Proprioceptive movement illusions due to prolonged stimulation: reversals and aftereffects. PloS one. 2, e1037 (2007).
