平均只有5%的慢性中风幸存者恢复功能齐全的contra-lesioned上肢(问题),20 - 80%的幸存者有持续的电动机赤字( 1, 2]。Contra-lesional赤字增加个人的依赖他们ipsilesional问题进行日常生活活动和维护功能独立。然而,在过去的十年中,研究表明汽车的存在赤字ipsilesional问题慢性中风患者中( 3- - - - - - 6]。实验室,运动学研究证明ipsilesional上、下肢赤字在各种机动任务的性能。这些赤字被大幅的手指敲击任务(小意味着五10秒的水龙头数量试验),目标导向目标任务(降低峰值加速度、最终目标位置误差和增加时间来完成任务),和周期性单肢体运动(运动周期的持续时间都高,振幅较小)的ipsilesional上和/或下肢慢性中风患者中( 7, 8]。

最近的另一个大型队列研究亚急性中风的效果评估ipsilesional问题电机赤字在视觉引导seated-reaching任务使用KINARM机器人外骨骼[ 9]。基于研究结果,作者建议运动学测量ipsilesional问题类似于以前的研究报道,如初始方向错误,增加反应时间和运动时间。此外,基于当前研究ipsilesional问题电机赤字,最近的研究是探索和开发改善粗大运动功能康复方法。试点研究表现出ipsilesional问题明显改善运动运动学(减少距离误差,方向错误,和长宽比)和功能性能(Jebsen-Taylor手功能测试、Fugl-Meyer评估和功能独立性测量)在一个坐着的目标达成任务,三周(1.5小时/会话)培训模式,包括实践现实ipsilesional问题任务在虚拟现实环境中( 10]。

尽管目前的研究重点是任务适合理解和恢复ipsilesional问题控制和赤字,大多数的研究只关注问题的目标从一个坐着的位置。尽管坐在问题达到与职场相关活动,stand-reaching功能相对更有挑战性的任务,由于运动的准备要求,包括姿势肌肉准备和维护基地内的质心(CoM)支持(BoS) [ 11]。向前和侧向问题功能达到使用活动在现实世界中,和肌肉的肩膀三角肌的前部和中部等复杂的发挥主要作用在这些运动 12]。此外,很少有研究报道使用stand-reaching任务慢性中风患者中( 13, 14),以及那些利用这个任务,绝大多数集中在检查下肢体位反应和没有考虑激活肌肉的问题。

除了问题stand-reaching功能任务性能、快速的手臂运动促进产生预期的前馈机制在自诱导的扰动( 11, 15]。这样的机制促进恢复平衡(姿势稳定),通过调节人体的CoM和BoS之间的关系。研究还表明,快速肌肉力量在肩膀的关节可以促进生成更高程度的稳定,达到问题掌握或接触对象支持快速变化的BoS,从而产生“change-in-support”反应( 16]。鉴于站达到能力是一个重要的先决条件问题功能任务性能也是必要的独立生活,防止通过快速下跌的手臂动作,关键是评价ipsilesional问题在站在社区慢性中风患者运动功能。

量化的ipsilesional问题电机赤字在慢性中风患者使用功能能力的措施(功能独立性测量,Chedoke-McMaster中风评估,和普渡)发现最小的差异相比,健康对照组( 9]。研究肌电图(EMG)用于评估问题的障碍和演示了使用performance-production和performance-outcome措施理解运动行为与神经控制( 17, 18]。生产性能的措施可能提供更多的洞察方面神经系统中电动机的性能任务。换句话说,中枢神经系统(CNS)表示的运动控制(即可以通过performance-production评估措施。峰值加速度)( 19, 20.),电机任务绩效的结果(即可以使用performance-outcome评估措施。、反应时间,运动时间,持续时间,和运动起始时间)。给定的重要性ipsilesional功能任务性能问题,以及它的主要贡献者的问题change-in-support反应以防摔倒,关键是理解运动的赤字ipsilesional问题在慢性中风幸存者。

因此,本研究的目的是量化的性能达到慢性中风幸存者ipsilesional问题同时使用,这类基于结果和基于生产措施stand-reaching任务,年龄相仿健康成年人,然后比较他们的性能。我们假设,在弯曲和abduction-reaching任务,中风幸存者的ipsilesional问题会显示可衡量的赤字在运动控制性能严重恶化——和基于生产的变量与年龄相仿健康成年人相比。

两组人相似的人口统计数据(年龄、体重、身高和性别)(表 1)。SIS手函数的平均评分为33.41 (S。D±5.56),表明中度慢性中风幸存者之间的障碍( 26]。此外,两组表现出温和的认知能力平均得分为5.21分(S。D±2.13) SOMC测试。

反应时间,有一个重要的任务主要作用(F (48) = 2.003;p < 0.05)和组(F (24) = 14.555;p < 0.001),以及一个重要的任务×组交互(F (48) = 1.492;p < 0.05)。然而,没有明显的任务×审判交互(F (48) = 0.330;p = 0.721)。也没有重大任务组××审判交互(F (48) = 0.081;p = 0.922)。事后分析显示,反应时间之间无显著差异的弯曲和绑架中风组(p = 0.695)。然而,绑架反应时间明显大于对弯曲年龄相仿健康成人(p < 0.05)。 There was also a significant increase in reaction time for the stroke group compared with the age-similar healthy controls for both flexion (p < 0.001) and abduction (p < 0.001) (Figure 3(一个))。

破裂的时间,有一个重要的任务主要作用(F (48) = 19.127;(p < 0.001),和组(F (24) = 49.379;p < 0.001),以及一个重要的任务×组交互(F (24) = 12.232;p < 0.001)。然而,没有明显的任务×审判交互(F (48) = 2.022;p = 0.144)。同样,没有明显的任务组××审判交互(F (48) = 1.670;p = 0.199)。事后分析显示,爆炸持续时间无显著差异之间的弯曲和绑架中风组(p = 0.87);然而破裂时间明显高于绑架比弯曲对健康成年人年龄相仿(p < 0.001)。 Burst duration was also significantly greater for the stroke group compared to the age-similar healthy adults group for both flexion (p < 0.001) and abduction (p < 0.05) (Figure 3 (b))。

运动时间,有一个重要的任务主要作用(F (48) = 159.543;p < 0.001),还有一个重要的任务×组交互(F (48) = 8.110;p < 0.05)。然而,没有明显的任务×审判交互(F (48) = 1.076;p = .349)]和任务组××审判交互(F (48) = 1.771;p = 0.181)。事后分析表现出运动之间的差异不显著弯曲和绑架中风组(p = 0.972)或年龄相仿的健康成年人组(p = 0.167)。然而,年龄相仿健康成年人组展示显著减少运动时间相比中风组屈曲(p < 0.05)和绑架(图(p < 0.05) 3 (c))。

运动起始时间,没有显著的主效应的任务(F (48) = 0.208;p = 0.652);然而,有一个主要的影响组织(F (24) = 14.844;p < 0.001)。没有明显的任务×集团互动(F (48) = 1.426;p = 0.244)。同样,没有明显的任务×审判交互(F (48) = 3.067;p = 0.056)]和任务组××审判交互(F (48) = 0.714;p = 0.495)。事后分析显示显著减少运动起始时间在年龄相仿健康成年人组相比,中风组屈曲(p < 0.05)和绑架(图(p < 0.05) 3 (d))。

对峰值加速度,没有显著的主效应的任务(F (48) = 1.004;p = 0.326);然而,有一个主要的影响组织(F (24) = 1643.784;p < 0.001)。另外没有重大任务×组交互(F (48) = 0.262;p = 0.613),任务×审判交互(F (48) = 0.382;p = 0.685)和任务组××审判交互(F (48) = 0.873;p = 0.424)。中风组也表现出降低峰值加速度相比,年龄相仿健康成年人弯曲(p < 0.05)和绑架(图(p < 0.05) 4)。

相关分析之间表现出显著的正相关关系问题达到反应和Falls-self-efficacy评分( r 年代 = 72,p < 0.001)。弯曲、破裂时间长了参与者的ipsilesional手臂非惯用的参与者(n = 8)比ipsilesional问题是主导(n = 5)弯曲;然而,这种差异没有统计学意义。

认识到影响中风的ipsilesional上肢实现有效的康复是一个重要的步骤。本研究的目的是量化ipsilesional上肢达到慢性中风幸存者使用可靠stand-reaching范式之间的性能模拟现实生活中的功能达到体位相关要求。这将被用来比较他们年龄相仿健康的成年人。我们的发现表明慢性中风幸存者展现更严重的赤字在运动控制与年龄相仿的成年人相比,明显被贫穷performance-outcome performance-production措施在一个站到达任务的性能。

中风患者表现出增加反应时间与年龄相仿健康成年人相比。虽然功能,选择stand-reaching任务尚未评估,其他研究中风幸存者还显示一个不相称的延迟反应时间的ipsilesional上肢相比对照组( 27]。这样增加响应时间在hemiparetic慢性中风幸存者被显示在运动开始下降的主要因素,运动功能性能和功能结果( 28, 29日]。此外,研究发现,反应时间有密切关系自我效能。这些变量之间的重要关联可能表明,上肢运动反应的引发可能发挥重要作用的启动和控制快速保护抓住手臂提高响应要求计数器不稳定。先前的证据证明延迟选择反应时下肢步进任务可以显著预测在老年人跌倒的风险 30.]。更重要的是,证据表明,上肢finger-press选择反应时被用来区分伐木工和non-fallers [ 31日]。

破裂的时间越长时间出现在中风幸存者可能归因于他们的同行相比,减少了生产能力最优水平的神经肌肉激活( 32]。这些爆炸持续时间更长,它已经表明,ipsilesional赤字往往更深远的礼物时惯用的一边( 10]。符合先前的研究,这项研究也显示增加破裂时间ipsilesional边时惯用的一边(ipsilesional非惯用n = 8, ipsilesional一边占支配地位的n = 5)。延迟反应时间和长时间的破裂时间的ipsilesional上肢,因此,是由于缺乏控制通过一小部分介导下行皮质束源自进行网站的优势半球[ 33]。

当前研究的另一个非常有趣的发现是,年龄相仿健康成年人面对增加反应时间和持续时间绑架,而不是弯曲,达到任务。这种差异可能是由于相对增加使用flexion-reaching在日常生活活动中而不是abduction-reaching年龄相仿健康成人( 34]。然而,上述场景中增加反应时间和破裂时间的绑架flexion-reaching任务相比未见在中风患者。它可以是假定肩关节灵活性的丧失导致了减少卒中后屈曲和abduction-stand达到任务的性能。根据目前的研究结果建议恢复ipsilesional上肢应该包括多维(弯曲和绑架)运动控制训练。然而,还需要更深入的研究来理解和比较对弯曲,绑架,达到运动控制任务。

看到在当前的研究结果相似,以前的工作表明增加运动时间的ipsilesional成人上肢与单侧脑损伤费茨等任务的任务( 35)、单目标开发( 36),和测序的手的姿势 37]。研究表明,这种放缓的任务可能是由于快速交替变化方向的任务需求,在测序困难,延长停留时间(即。、时间对成年人患有慢性中风(目标) 38, 39]。视觉空间的整合也被证明与目标导向任务绩效所需的端点精度高( 40]。此外,它已经表明,卒中后个体表现出异常的感官系统之间的相互作用(即。,年代omatosensory, visual, and vestibular afferents), as well as impaired dynamic regulation of the integrated signals (sensory reweighing) of the ipsilesional UE [ 41]。因此,这项研究中,与他人保持一致,增加了研究文献显示,组织和执行的多节的ipsilesional上肢运动在慢性中风幸存者中断,最终导致较慢的任务绩效。

之前的研究在中风幸存者使用肌电图也显示出显著延迟运动起始时间,类似于在这个研究。研究表明这样简单的功能任务的延迟ipsilesional上肢可以关联到病变导致电机具体障碍处理和下行传出机制( 38]。一般来说,后顶叶皮层和运动区域调节电动机处理,而初级运动和运动区域协调运动策略的选择和运动执行( 42]。尽管如此,研究表明,中风幸存者的最终运动输出是调制的变化下,兴奋和抑制性输入propriospinal脊髓中间神经元和α运动神经元( 43]。然而,这种差异是由于损伤的程度在电机处理而不是减损传出机制需要进一步调查。

健全健康的成年人相比,年龄相仿,慢性中风幸存者证明低峰值加速度为弯曲和abduction-reaching任务。这些发现与先前的文献一致支持运动的存在赤字运动速度和加速度,ipsilesional一边( 3]。这些赤字已经假设表明贫穷先行规划、运动技能的一个非常重要的组成部分 44, 45]。这样的赤字在运动规划可以归因于中断半球侧贡献的影响。双侧皮质脊髓的贡献各部门节约的关键控制过程的速度( 46]。具体来说,同侧皮质脊髓的处理时间是慢于交叉侧大片和可能尤其重要的早期运动规划(抑制性影响身体的同侧的运动皮层的反应刺激人类的皮层和锥体束)。同样,transcallosal信息交流慢于同侧半球单独处理( 47, 48]。因此,缺乏身体的同侧的控制中风后能产生重大影响的速度运动,因此会影响的振幅峰值加速度。另外,低峰值加速度可能是由于受损的监管力量和放电模式的单发动机单位ipsilesional上肢( 49, 50]。尽管缺乏具体的证据来支持这一假说,它是一个可靠的途径进一步研究。

几个可能的机制可以解释ipsilesional电动机赤字慢性中风幸存者之一。主导理论表明,侧交叉下行皮质脊髓的途径可能发挥重要作用的运动控制ipsilesional上肢( 46, 48]。中风事件导致交叉皮质脊髓损伤系统( 51因此削弱这种补充身体的同侧的控制。另一种假设是ipsilesional运动控制取决于皮质之间复杂的两半球间的通信(即。,dorsal premotor cortex, supplementary motor area) areas likely mediated through the corpus callosum for the interhemispheric transfer of perceptual, sensory, and motor information underlying complex and integrated behaviors [ 42]。

而众所周知,ipsilesional上肢慢性中风患者表现出显著的电动机赤字导致减少动作的准确性和效率( 5, 36),这个地区大多数证据来自坐在上肢运动任务。在当前的研究中,我们主要集中在扩展这证据包括到达站。我们的发现同意先前的研究,另外让我们得出这样的结论:ipsilesional赤字持续甚至在站。这是特别值得注意的,因为这取决于中风严重性ipsilesional上肢可能扮演主导的角色在维持或恢复稳定控制全身的任务,比如走路( 52]。最好理解的角色上肢站平衡和瀑布,研究采用达成任务,对反应类似要求编程期间将明显站( 16, 53]。这是至关重要的,因为正如前面指出的,上肢反应期间change-in-support反应似乎站重要维护站平衡和恢复从扰动 54, 55]。

这项研究的结果添加到现有文献有关ipsilesional电动机上肢的赤字下降中风幸存者之间的自我效能感。未来的研究需要调查的特点ipsilesional上肢康复期间下降。然而,目前的研究表明,培训模式的实施改善电动机控制ipsilesional问题可能是慢性中风幸存者的康复的关键。