单边不适Sit-to-Stand转移期间增加了侧方的使用

文摘

单边障碍患者进行对称不对称运动的。恢复对称运动康复的一个重要目标。这项研究的目的是评估使用discomfort-inducing设备运动对称性的影响。15名健康人进行了sit-to-stand (STS)操作使用设备诱导下单边不适离开唯一的左大腿或右鞋底和右腿。3 d人体运动学、地面反应部队,肌肉的电活动,认为不适记录的水平。质心(COM)、压力(COP),和树干中心位移的大小和延迟的肌肉活动下肢肌肉在STS中计算和量化运动相比,不对称。身体的不适在左边和右边(大腿和脚)诱导显著位移对另一侧的主干。有统计上显著的不对称的活动因此左和右前侧,内侧腓肠肌、股二头肌肌肉不适诱导下时身体的左侧(大腿和脚)。技术有效地导致不对称和推广使用侧的一面。结果为以后的调查研究提供了基础的作用discomfort-inducing设备改善对称STS的个人单方面的障碍。

1。介绍

众所周知,单边障碍如中风患者显示出不对称的步态特征,姿势,负重的nonparetic腿(1- - - - - -4]。这导致了学会了不用的影响身体的一边,一个条件患者学习使用他们的身体更强的一面,而忽视了较弱的一面(2]。虽然这个补偿一些患者可能只是权宜之计,学会了不用也可以导致更大的肌肉无力影响方面导致性能降低的日常活动5]。

的标准方法最小化学会停止使用上肢是导致运动疗法(测量)6]。测量是一个方法,一次,一位病人的更强的肢体约束为了迫使病人使用较弱的肢体。这种方法已经成功地恢复患者的上肢功能中风、创伤性脑损伤和其他障碍(7- - - - - -9]。然而,测量出发达,仅限于治疗上肢和没有创建相同的治疗目标下肢(10]。一个可能的原因是运动产生的下肢运动和sit-to-stand机动等双边运动如四肢都不能充分执行非功能,由于损伤和另一个因为约束(11]。因此,约束较强的下肢将不会产生理想的结果迫使单方面运动障碍患者使用。

然而,测量出的成功促使发展多种形式的“强制使用”疗法,使人们有可能将被迫使用应用到下肢。其中一个方法是迫使体重转移疗法(CBWST)。CBWST涉及使用鞋插入,建立电梯nonaffected下肢迫使病人体重转向更影响下肢(10]。CBWST方法涉及使用平(平滑)电梯下nonparetic腿被发现改善中风患者的立场负重对称(10,12,13]。多次写入疗法使用CBWST方法也被发现有助于恢复对称的立场和改善急性中风患者的步态速度(14)和慢性中风(15]。方法用于促进利用受损的下肢在下肢sit-to-stand涉及不对称定位(16)和块的使用影响英尺以下类似CBWST [17]。因此,它已经表明,不对称的双脚位置和块能够增加负重的受损hemiparetic中风患者肢体表演sit-to-stand任务。

另一种方法来促进利用强迫使用肢体疼痛的反馈通过感应不适(18]。单边不适已被证明导致改变姿势控制和运动控制在健康成人患者的神经肌肉赤字也在运动,安静的站在19]。然而,没有研究涉及实验诱导不适在STS的任务执行,日常生活的一个重要活动,许多病人很难执行。

在这项研究中,我们旨在确定使用新方法的可行性的诱导单方面不适为了生产被迫使用侧端在STS任务的性能。如果单方面不适带来的不对称STS在健康个体的性能,这种方法可能有利于个人单方面的障碍。因此,我们的假设是,在STS,健康的成年人将展示运动不对称诱导单方面不舒服时大腿和脚。我们也假设当不适引起左侧,右侧运动将会更大,反之亦然。

2。方法

2.1。主题

15名健康的年轻成年人(8男性,7雌性,26.7±3.9岁,身高162.8±8.9厘米,体重66.0±13.0公斤)参加了实验。所有受试者右翼占主导地位。他们都签署书面知情同意制度审查委员会批准。

2.2。协议

受试者被要求坐在椅子上定位力平台上两人的脚放在顶部的平台。椅子(高66.0厘米,宽58.5厘米和48.3厘米深)nondeformable木椅上,扶手,没有支持。每个主题坐在椅子上,膝盖弯曲角的手肘弯曲90度,90度。受试者被要求执行sit-to-stand机动部门支持和有或没有单方面的不适。实验协议始于一个基线(没有不适状况)后跟两个随机条件:(1)站起来使用部门支持的不适引起的左边(足部和大腿)(LC)和(2)站起来用手臂支撑不适引起的右边(足部和大腿)(RC)。

不适是由锥形装置在大腿和脚:在座位上大腿下(大约50%髋关节,膝关节的距离),并为每个主题提供一个标准的凉鞋。大腿装置一套3均匀间隔的锥体金属突起(基地30×40毫米,顶部17毫米,和高度35毫米)中心距的大约50毫米。一组2毫米高的基础设备的总高度是37毫米。脚装置是一个鞋垫聚氯乙烯制成的内嵌32小3毫米高锥体山峰大约10毫米的中心距。鞋垫的基础是1毫米高鞋垫的总高度是4毫米(19]。

每个sit-to-stand试验由坐了大约三秒钟之后,站在自我选择的速度和站大约三秒钟。在每个实验条件进行了三个试验。在每个状态中,受试者被要求评价认为不适使用10厘米的水平线性(一端(0)标记为“没有不舒服的感觉”,另一端(10厘米),“史上最严重的不适”)视觉模拟量表(血管)20.]。

2.3。数据收集和处理

三维运动学数据收集使用six-camera VICON 612系统(英国牛津指标)。回射的标记被放置在解剖地标双边根据Plug-In-Gait(猪)模型(牛津指标),其中包括第二跖骨的头,跟骨,外踝,外侧上髁股骨,腿的外侧边界标志(外踝和股骨上髁之间的标记),前/髂后上棘,大腿外侧边界上的标志(股骨上髁和髂前上棘之间),第二掌骨,肱骨外侧上髁,肩锁的关节,手臂的外侧边界的标记(肱骨上髁和肩锁的联合标记)。此外,受试者戴头和手腕乐队有四个和两个附加标记,分别。最后,五个额外的标记是附加在接下来的地标:第七颈椎(C7),第十胸椎,劣质右肩胛骨,角之间的两个胸锁关节,胸骨剑突的骨头。较低和上肢模型估计联合中心创建使用Plug-In-Gait (VICON)软件。来自15个学科获得运动数据被过滤与低通四阶巴特沃斯滤波器的截止频率2赫兹。质心(COM)是计算使用刚体模型由十四段(21]。躯干运动特征的运动C7标记在刚体模型中。

收集地面反作用力和力矩的部队通过一个力平台(美国AMTI模型或5);在5000赫兹的信号被采样。然后数据过滤与低通截止频率的四阶巴特沃斯滤波器20 Hz。压力(COP)数据中心的计算使用文献中描述的方法(21]。

肌(EMG)活动胫骨前的肌肉被记录(TA),内侧腓肠肌(毫克),股直肌(RF)和股二头肌(BF)双边。基于建议在以前的文献报道(22),一次性电极(红点3 m)附加到每个清洁皮肤后肌肉的肌腹用酒精擦拭。地线是附加到胫骨骨腿前的方面。EMG信号收集从九个科目。被过滤,放大的信号(10 - 500 Hz,获得:2000)与肌电图系统(Myopac、运行技术,美国)。原始信号与高过滤通过二阶巴特沃斯滤波器截止频率为20 Hz。信号被全波整流和过滤低通二阶巴特沃斯滤波器的截止频率2赫兹。肌肉活动的发生是由一个算法检测到的时候肌肉活动超过基线活动(23]。肌肉活动的振幅和肌肉活动的积分计算从运动开始站和延迟计算运动发作之间的差异和肌肉活动开始。

VICON 612数据站控制数据采集的信号:力量,力量,和EMG信号的时刻是在5000赫兹和运动学数据收集在100赫兹。

2.4。数据分析

质心位置,躯干运动,压力中心的位置,和肌肉活动被用来量化运动。确定不对称,每个运动的最大位移变量的左派和右派不适条件是计算和比较。比较之前的最大位移,每个运动变量被减去的大小归一化变量在基线条件相同的变量的大小的不适情况。确保被减去的部分运动阶段,坐着,站起来,站阶段任务的归一化(通过插值)前100%的周期运动规范化进行。确定的开始和结束,坐着,站起来,和站阶段完成使用地面反作用力的数据(24)和验证了质心速度(25]。确定肌肉活动的对称,左侧肌肉的活动相比,肌肉活动的权利。所有数据分析使用MATLAB R2014 b(美国马MathWorks)。

2.5。统计分析

成对的学生的以及用于确定不适水平在两种条件下的诱导在统计学上显著不同通过比较血管评分()。成对的学生的以及用于判断警察的最大位移,COM,树干到左边或者右边明显不同条件()。左派和右派之间的差异在肌肉活动的肌肉使用成对的学生的每个条件检查以及()。所有统计分析使用SPSS第23节(IBM、纽约、美国)。

3所示。结果

3.1。不舒服的水平

感觉不适的基线水平(无不适)和RC LC条件0厘米,1.7厘米,1.5厘米,分别。不适级别的RC和LC条件在统计学上不同的基线条件()。没有统计上的显著差异RC和LC之间条件()。

3.2。STS时间性能

STS在基准条件下的持续时间为2.94±0.88秒;STS LC和RC条件的持续时间分别为1.91±0.55,1.53±0.27秒,分别。相对于基线,STS LC和RC的持续时间是统计学意义()。然而,信用证和RC条件之间的差异没有统计学意义。

3.3。质心位移

的最大位移的质心(COM)相对于基线的信用证条件为0.020±0.005 m。最大的COM向右位移相对于基线的RC条件为0.011±0.018 m。LC和钢筋混凝土之间的差异没有统计学意义。

最大的COM向左位移相对于基线的信用证条件接近于零。最大的COM向左位移相对于基线的RC条件为0.004±0.016 m。LC和钢筋混凝土之间的差异没有统计学意义。

3.4。树干位移

树干的最大位移向右相对于基线的信用证条件为0.024±0.02 m。右边的箱子的最大位移相对于基线的RC条件为0.0147±0.02 m。LC和钢筋混凝土之间的差异具有统计学意义()(图1)。

左主干的最大位移相对于基线的信用证条件为0.01±0.02 m。左主干的最大位移相对于基线的RC条件为0.03±0.02 m。LC和钢筋混凝土之间的差异具有统计学意义()。

3.5。压力中心位移

的最大位移压力中心向右(COP)相对于基线的信用证条件为0.06±0.06 m。最大的警察向右位移相对于基线的RC条件为0.05±0.07 m。LC和钢筋混凝土之间的差异没有统计学意义。

最大的警察向左位移相对于基线的信用证条件为0.03±0.02 m。最大的警察向左位移相对于基线的RC条件为0.03±0.03 m。LC和钢筋混凝土之间的差异没有统计学意义。

3.6。EMG活动

左派和右派的延迟TA肌肉在LC 0.47±0.06、0.41±0.04年代,分别(表1)。这种差异具有统计学意义()。RC条件左右TA肌肉的延迟是0.39±0.13、0.33±0.09年代,分别。然而并没有显著的差异。左派和右派的MG肌肉中的延迟信用证条件分别为0.61±0.15秒和0.48±0.11 s,分别。这种差异在统计学上意义重大。左派和右派的延迟MG肌肉在RC 0.37±0.23、0.23±0.28年代,分别。这种差异没有统计学上的不同。延迟离开男朋友肌肉的LC为0.48±0.04,0.41±0.04年代,的男朋友肌肉。这种差异具有统计学意义()。左派和右派的延迟BF肌肉在RC 0.38±0.13、0.33±0.08年代,分别。然而,差异不显著。左派和右派的射频肌肉中的延迟信用证条件分别为0.32±0.06、0.50±0.06年代,分别。这种差异在统计学上意义重大。左派和右派的延迟射频肌肉在RC 0.38±0.08、0.46±0.15年代,分别。这种差异无统计学意义()。

积分的左派和右派的腿部肌肉的肌电图活动图所示2。一般来说,肌肉的活动的边侧到一边感应不适增加指示不对称模式。因此,肌电图的积分活动因此左前侧(TA)肌肉的LC(条件不适引起的左边)是180.6±64.9 mV年代,它增加到213.1±68.4 mV正确的TA ()。左边的积分TA肌肉在RC 278.1±151.9 mV年代和在合适的助教减少266.9±174.6 mV年代。然而,这种差异没有统计学意义。左内侧腓肠肌的积分(毫克)肌肉LC为46.66±12.91 mV年代;这是67.02±17.57 mV正确的毫克()。左派和右派的积分MG肌肉在RC 60.55±18.68 mV年代和57.36±17.57 mV年代,分别。这种差异没有统计学上不同()。左股二头肌的积分(BF)信用证是100.4±16.1 mV年代,130.8±48.2 mV正确的男朋友()。左派和右派的积分BF肌肉在RC 180.5±110.4 mV年代和134.3±125.3 mV年代,分别。这种差异没有统计学上不同()。反对这一趋势,左和右股直肌的积分(RF)在LC 103.1±14.4 mV年代和86.88±26.3 mV年代,分别。这种差异没有统计学意义。左派和右派的积分射频肌肉在RC 110.3±28.14 mV年代和97.9±40.37 mV年代,分别。这种差异也不显著。

4所示。讨论

本研究的目的是确定该设备是否诱导单边不适增加使用成人侧肢体表演sit-to-stand任务。我们假设,在STS,健康的年轻成年人将展示运动不对称诱导单方面不舒服时大腿和脚。研究表明,当经历单边不适,科目使用不对称的躯干运动和下肢肌肉的激活增加边引起的不适。因此,假设健康的年轻成年人将展示运动不对称,从而增加侧肢体使用,当不适诱导单方面在他们大腿和脚,是支持。

不对称加载在STS报道单边障碍,例如,那些接受transtibial截肢(26全膝关节置换术],[27),和前交叉韧带重建28),在中风患者29日,30.]。文献中所描述的,当个体与中风执行STS轻瘫的脚放在健康的脚,他们改进了对称的运动(31日]。此外,当患者中风的影响脚被放在一个小升力,影响肢体肌肉的肌电图活动记录在STS的增加和减少影响肢体(32]。类似的增加肌肉的肌电图活动相反的感应不适中观察到当前的研究表明,这种方法确实可以有利于个人单方面的障碍。

据报道在文献中,中风患者单方面执行sit-to-stand任务显著低于健康对照组(33]。此外,它描述了与中风后上升时间缩短,个人sit-to-stand训练脚的位置不对称(轻瘫的脚放置后)34]。受试者在当前的研究中进行STS更快而接触不适。此外,健康受试者经历不适表明性能的变化树干的STS任务视为不对称运动以及腿部肌肉的报道不对称的激活模式。因此,人们很容易认为单边中风患者暴露于不适nonaffected一边可以执行sit-to-stand任务快一点。然而,这个建议应该测试实验中患者中风。

有一些研究的局限性。首先,在每个主题不适引起的水平并不是定制导致各种不适。在这项研究中,进行回归分析就不会允许我们收集有意义的结果。然而,未来的研究应该致力于数学描述增加的不适程度如何影响运动不对称和确定控制不适水平的重要变量。其次,最后,本研究关注健康的年轻成年人和不适的立即执行sit-to-stand任务。

5。结论

健康受试者discomfort-inducing提供的设备时,他们的表现sit-to-stand任务不对称。结果表明如果不适引起单边障碍患者影响的一面,它可以帮助这些人重新从椅子上更对称的能力。这项研究的结果提供了一个基础的影响的调查discomfort-inducing设备与单边障碍康复的人。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作是由美国心脏协会支持部分批准号14 grnt20150040 UIC概念证明(POC)资助。

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