文摘
背景。人们一直认为帕金森刚度不是数值基于神经系统检查。然而,这并没有科学的验证。方法。20帕金森氏症患者的手肘关节被动弯曲和扩展,和两个特征值,弹性系数(弹性)和偏见的差异(扩展和弯曲扭矩测量的差异),确定了阴谋的角度和扭矩特性。弯曲和扩展是在两个不同的速度,完成60°/ s和120°/ s,并进行统计分析,以确定这些特征值的变化数值。结果。弹性系数不是数值,但偏见的差异以数值的方式增加()。结论。刚性的特点可能不同于的传统定义,即他们不依赖于关节运动的速度。
1。介绍
刚度和痉挛状态是两个著名的肌张力异常。刚度是帕金森病(PD)的主要特点,它区别于痉挛状态在联合的阻力通常被描述为常数不管关节角和不依赖于速度的运动1]。(我们认为“速度”是“角速度”这份报告)。然而,这样的定义取决于主观的神经学检查方法,并证实了它应该科学的测量系统。对刚度在PD患者中,李等人量化肌肉张力的数值特性使用扭矩计以恒定的速度,肘部弯曲时,他们显示速度依赖(2]。然而,他们并没有表明,研究中使用的特征值与刚度在临床评估。帕金森的病理生理学刚度一直使用电生理技术研究了很长一段时间。从肌肉僵硬的临床观察,许多研究人员已经对牵张反射的反应感兴趣。他们定义了M1反应作为腱反射和M2响应延迟牵张反射,腱反射的两倍和M2响应延迟和更大的振幅比M1的回应。李和塔研究了长延时腕屈肌肌肉牵张反射的PD患者(3]。他们观察夸张M2响应,M1反应是不变。然而,罗斯韦尔等人测量了长延迟在肱三头肌牵张反射brachii和长屈全身肌肉在PD患者严重的刚度和显示,M2响应在肱三头肌brachii大大增加,而一个正常的M2反应在屈肌全身长(4]。他们得出的结论是,增强长延迟反应导致,但可能不是单独负责,刚性。从而导致刚度还不清楚哪些组件。激活刚度,临床上广为人知的现象加强刚性的肢体通过请求自愿弯曲或扩展其他肢体,是为了指出中枢神经系统影响刚度的发病机理5]。尽管激活刚度可能影响长期延迟反射系统,它没有充分之前在临床实践中进行验证。
我们之前成功地系统地分析刚度的因素被医生在临床检查6]。结果表明,弹性模量(弹性)和偏见的差异(不同扭矩在弯曲和扩展)在刚度,刚度因素被认为是强大的,当这些因素都很大。然后我们考虑弹性系数,刚性组件的因素之一,而不是有一个功能完整的关节角范围但作为模型结合两个弹性特征与不同的特性。我们以前显示的技术分析的有效性肘关节运动分为角近端和远端关节角的60°(7]。在这项研究中,PD患者的手肘关节被动地在不同的速度,和两个组件刚度进行评估,以确定他们是否数值。
2。方法
2.1。主题
这个研究包括了20例(10男10女;平均年龄:年)根据英国大脑银行临床标准诊断为帕金森病(8]。使用UPDRS PD患者评估(统一帕金森病评定量表)第三部分,和刚度使用五分制的得分(0 =没有刚性,1 =轻微,2 =轻度至中度,3 =标记,4 =严重)。刚度在激活期间只发现不是评为分数1或0,因为患者在测量指示保持放松,没有诱导运动。侧的上肢,显示在每个主题更严重的刚度进行了分析;在16个病人左侧和右侧4例。在目前的研究中,刚性UPDRS分数是1 8例,2 9例,3 3例。所有患者在药物治疗期间UPDRS评估和测量。所有的受试者接受了头部MRI,但没有中枢神经系统病变,导致手臂痉挛状态。本研究机构审查委员会批准Toneyama国立医院,和书面知情同意是获得所有科目按照《赫尔辛基宣言》。
2.2。肌肉张力测量装置和协议
图1概述了肌肉张力测量系统和测量协议。这个设备由小硬件力传感器和陀螺仪传感器。两个力传感器用软垫被两侧的腕关节测量力垂直于长轴臂的肘关节的屈伸运动,计算转矩在肘关节。陀螺传感器的信号连接之间的力传感器被用来计算肘关节的角度。受试者被要求保持坐姿轻松。一个考官举行主题用一只手的肘关节和腕关节的主题用另一只手和执行的被动屈伸肘关节的主题。测量开始的最大扩展位置。下面的动作是在60秒内重复:超过3秒休息,弯曲超过2秒,超过3秒休息最大弯曲位置,延期超过2秒,超过3秒休息的最大扩展位置。每个试验包括五名的弯曲和扩展周期,和时间弯曲和扩展一次每2秒(60°/ s)和1秒(120°/ s)。
2.3。数据分析
(1)两个不同的特征值,弹性系数和偏差的差异,从angle-torque特征中提取情节在20 PD患者肘部弯曲和扩展。angle-torque特征块的PD患者(刚性UPDRS分数= 3)如图2。(2)弹性系数:10 - 110°的关节角的数据图的拍摄肘因为惯性力的angle-torque特征可能影响数据的开始和结束的弯曲和扩展阶段。的山坡上弹性系数计算得到相应的回归弯曲和扩展。(3)不同偏差:偏差首次定义为转矩值在一个关节弯曲角度。这是定义同样在扩展。偏见在弯曲和扩展的差异然后计算出三个角为30°,60°、90°,这些值是总结。(4)统计分析:弹性系数和偏差的差异,这是肌肉张力的特征值为20 PD患者,统计分析,以确定是否存在速度依赖在弯曲和扩展(SAS研究所有限公司人民币11日,卡里,数控,美国)。十个测量,包括5个重复测试两个速度,60°/ s和120°/ s,每个主题都被记录下来。混合设计重复测量方差分析是用于比较两个速度的测量。多元测试使用,因为球形卡方检验是重要的。
(一)
(b)
3所示。结果与讨论
如图3之间的弹性系数,没有差别的两个速度60°/ s和120°/ s在扩展()和弯曲()。相比之下,一个重要的速度依赖性是比较偏见60°的差异之和与在120°/ s / s ()。差异之和的偏见增加速度增加。弹性系数和偏差的差异是帕金森刚度的两个组件,但是他们可能有不同的功能;弹性系数的位置依赖定义,和偏见的不同速度的依赖。
(一)
(b)
(c)
目前的结果是第一个显示速度的依赖在一个组件刚度对应的临床评估。
Shimazu等人观察到的同一个神经肌肉单位的放电模式与帕金森刚性肱二头肌肌肌电图(9]。他们的研究结果表明,降低spike-to-spike间隔在刚度往往会增加pallidotomy的进程。可能降低刚度spike-to-spike间隔发生因为不仅overactivation紧张性运动单位,但也改变相位的主音的电动机单位由于过度活动肌梭的传入纤维。这个解释是基于报告的花岗岩et al .,谁表明,相位的α运动神经元表现出过度牵张反射补剂属性期间增加肌梭活动注入琥珀酰胆碱(10]。
Rothwell等人证明了长延时牵张反射在PD患者的肱三头肌brachii严重僵化反应比正常对照组,而一个正常的反应是观察在长屈全身4]。他们还表明,M2反应屈肌全身长在PD患者严重的刚度增加速度,虽然饱和发生在速度大于300°/ s。在临床检查,刚度是被动探测到运动的主要关节,和医生不能移动联合在一个较高的速度超过300°/ s。此外,考官很难评估刚度在这么小的长屈全身关节。肘关节的帕金森刚度的数值组成部分可能来自一个夸张的长延迟牵张反射。
使用该测量系统,我们之前报道,帕金森刚度随关节角(7]。与目前的结果,这些结果表明,刚性的特点可能不符合传统定义刚度不变不管关节角,不依赖于关节的速度移动。不同的偏见高刚性UPDRS分数的学科2或更大。可以说,医生可以感觉到velocity-dependency在某些患者中度到重度的刚度,因为他们评估刚度的组合两个组件:弹性系数和偏差的差异。
痉挛状态的详细分析使用这种技术可能开放的方式开发一个统一模型,肌张力异常神经系统疾病。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
作者要感谢博士Toshimitsu Hamasaki(医疗部门统计,大阪大学医学研究生院)帮助他的统计分析。本研究支持的项目推广健康科学基础研究的国家生物医学研究所的创新(NIBIO)。这项工作是支持jsp KAKENHI 23700551。