手首駆動型3Dプリント部分手装具の使用前後の先天性上肢縮小欠損の子供の共活性化指数

本調査の主な結果は、片側上肢縮小を有する子供の影響を受けた手が、ベースラインでの手首の屈曲および伸展に対して有意に高い共活性化指数を有することを示した。 なお、手首主導の(屈曲によって)3Dによって印刷される手の語頭音添加の使用は70%非影響を受けた手のための30%の減少と比較される手首の屈曲の間にcoactivationの索引を下げた。 現在の調査では有意な相互作用は見出されなかったが、3D印刷された手補綴物を使用した後の共活性化指数の7 0%の減少が見られた(表3および図 2b)は臨床的に関連性があり得る。 以前の調査では、脳性麻痺を有する小児および青年、ならびに広範囲の神経学的病理を有する成人の臨床集団における等尺性筋作用中の共活性化を検討してきた。 一般に、これらの調査は最大下および最高の等尺性筋肉収縮の間にアゴニストと比較される反対者のより大きいcoactivationを見つけました。 得られた肢の切断を経験している個人のために筋肉coactivationの調査は上肢の語頭音添加のmyoelectric制御のための選択としてまたはtrans tibial切断人の残りの肢のmusculatureのcoactivationパター Seyedali et al. 下肢切断者の残存肢の共活性化指数は,歩行中の無傷肢および対照群より有意に大きかったことを報告した。 しかし、先天性(n=3)と後天性(n=2)経脛骨四肢の減少を持つ子供は、貧しい膝の安定性を示唆する対照群と比較して歩行中に有意に小さい共活性化を生

先天性上肢縮小を有する小児の残存上肢筋肉における共活性化のパターンについてはほとんど知られていない。 上肢における共活性化は、新しい運動課題を学習しながら、個人が関節の安定性を高めたり、運動精度を向上させたりする必要がある場合に主に観察される効果的な運動制御戦略であることが報告されている。 しかしながら、固有の非効率性および代謝コストの増加のために、臨床集団で見られる過剰な共活性化はまた、運動性能を損なう可能性がある。 本調査の結果は、先天性上肢の減少を有する小児の罹患側が手首の屈曲および伸展中に有意に高い共活性化指数を示したことを示すだけでなく、手首駆動3Dプリント手プロテーゼを使用した場合に共活性化指数が70%減少したことを示している(CI前=33.86±22.78%対CI後=10.3±3.9%)。 先天性上肢の縮小を有する小児の罹患した手に見られるより高いcoactivation指数は、脳性麻痺および成人脳卒中患者の小児で行われた以前の調査と一致 Steenbergen et al. 先天性片麻ひを有する若年青年における影響の少ない側の上肢機能を調べ,これらの参加者はアゴニスト(三頭筋)活性と肘振幅との間に弱い正の相関を示し,アンタゴニスト神経支配ではなく欠損アゴニストが肘の関与の減少に関与していることを示唆した。 ハモンドら 最大随意等尺性手首屈曲および伸展中の脳卒中患者および年齢-性別適合対照被験者の片麻ひ前腕における共活性化を検討した。 著者らは、脳卒中患者の共活性化指数が対照よりも有意に大きいことを見出した。 アゴニスト募集とアンタゴニスト阻害の両方が片麻ひ腕に障害されていると結論した。 脳性麻痺または脳卒中の患者と現在の研究における人口との主な違いは、中枢神経系が損なわれていることです。 先天性上肢の減少を有する小児は、中枢神経系に明らかな機能不全を有さない。 しかし、先天性肘下欠損症の小児に軽度の神経機能障害を示すいくつかの証拠がある。 上肢の縮小を有する四人の子供の縦断的研究は、三人の子供が軽度の神経機能障害を示し、二人の子供が発達協調障害に関連する複雑な形態を示したことを見出した。 これらの調査結果は、24年間のフォローアップの後、片側上肢の減少を有する個人が、スポーツおよび音楽活動におけるパフォーマンスの低下をもたらす片側および両側の運動タスクを実行することが困難であることを報告することを発見した別の研究によって部分的に支持されている。 Coactivationの変更は人工リハビリテーションの結果を改善するのに使用することができる中枢および周辺神経系の運動制御の作戦と関連している情報を提 有能な参加者で行われた研究では、脳と小脳皮質が腕の動きを制御するために身体の「内部モデル」を使用することが示されています。 上肢機能の文脈では、内部モデルは、手と腕が神経指令にどのように応答するかの神経表現である。 手首駆動の3Dプリント移行プロテーゼを使用した後の伸展ではなく、屈曲中の共活性化の減少は、このデバイスを制御するための新しい「内部モデル」の開発を反映していた可能性があります。

最近の調査では、健康な成人では活動、行動、スキル獲得に応じて皮質の再編成が継続的に変更されることが報告されています。 同様に、皮質の再編成は、中枢神経系の損傷(脳卒中)および末梢損傷(切断)の後にも起こる。 しかし、先天性の減少のために、以前の調査では、先天性の片側上肢の減少を有する子供は、大脳皮質における四肢の欠落部分の表現を欠いている可能性があり、四肢の事前に配線された運動表現は、一次運動皮質内で表現される運動の経験を必要とすることが示唆されている。 その結果、子供は運動機能を制限し、影響を受けた上肢のための”運動レパートリー”の数が限られている可能性があります。 したがって、先天性上肢の減少を有する子供の非罹患手に比べて罹患手に見られる高い共活性化指数は、手首の可動性を制限し、二人の活動中の物体安定化のためだけに罹患手の使用を促進する”運動レパートリー”の限られた数の結果である可能性があると考えられる。

手首駆動3Dプリントハンドプロテーゼを使用して6ヶ月後に影響を受けた手で見つかった屈曲中のcoactivation指数の減少は、上肢のcoactivationが新しい運動タス 共活性化は、運動コマンドの欠如を補う制御を改善するための新しいタスクを学習する初期の中枢神経系によって使用される戦略である可能性が この理論的根拠に続いて、手首駆動の3Dプリント部分的な手のプロテーゼを使用して6ヶ月後に学習が行われ、このタスクの神経表現が制御を改善 装置を使用した期間後の共活性化の減少は、罹患した手の手首の最大の自発的な等尺性屈曲の間に反映された(表2および図2)。 2b)。 それは上肢補綴の筋電制御への可能なアプリケーションと先天性上肢の減少を持つ子供の残留四肢筋肉の共活性化パターンの状態を調べるために潜在的な評価を提供するように、この減少coactivationは臨床的に関連している可能性があります。

手首駆動3Dプリント部分ハンドプロテーゼを使用した後、私たちの研究課題における共活性化の減少に関与する末梢機構は、本調査に参加している子供たちの罹患した手の残留手首の繰り返し屈曲によって説明することができる。 具体的には、手首駆動の3Dプリント部分的な手のプロテーゼは、脱感作を生成する手首の高度に神経支配scapholunate骨間靭帯への刺激を増加している可能性があ Scapholunate骨間靭帯は、手首の可動性と運動の機能範囲(20°から30°)の存在によって実証された私たちの研究被験者の罹患した四肢に無傷であった。 Hagert e t a l.,2009手首屈筋と伸筋の共活性化は、scapholunate骨間靭帯の刺激後に発生しました. さらに、偏心、同心、または等尺性の手首の練習を含むリハビリ体制後の共活性化は、より効果的にバランスのとれた手首の動きを生成するために共活性化パター したがって、手首駆動の3Dプリントされた手のプロテーゼの指を閉じるために手首を繰り返し屈曲させる単純な作用は、この装置の長期使用後に観察された共活性化指数の減少に寄与するscapholunate骨間靭帯の脱感作を生じた可能性があると推測することができる。 先天的な部分的な手の減少の不足の子供の手首筋肉のcoactivationの変更へのscapholunate interosseous靭帯およびリハビリテーションの練習の貢献を査定するためにより多くの証拠

今回の調査の潜在的な限界は、年齢に一致した対照群の欠如、研究に参加している少数の子供、および幅広い年齢(6歳から16歳)に関連しています。 これらの要因はすべて、重要な相互作用の欠如に寄与している可能性があります。 現在の研究には、研究の期間にわたって年齢が一致した子供の筋肉活性化および強度の典型的な発達を評価するための年齢が一致した対照群は しかし、前の調査で示唆され、説明されているように、対側腕は対照として使用された。 9人の子供(2人の女の子と7人の男の子)のサンプルサイズは、年齢と性別によって研究参加者をグループ化することを困難にしました。 例えば、表1に示す年齢の差、表2に示す強度の結果として生じる被験者間の変動、および手首駆動3Dプリントされたプロテーゼを6ヶ月間使用した後に訪問を完了した子供の小さなサンプルサイズ(n=5)は、現在の研究で見られる強度の有意でない変化に寄与している可能性がある(表2)。 3Dプリントされた手のプロテーゼを使用した後の強さの変化のない前腕屈筋の共活性化の減少は、膝伸筋の最大等尺性筋作用中に等尺性筋力とハムストリングの共活性化との間に相関を示さない典型的に発達している子供の所見と一致している。 小児被験者の下肢筋肉の筋力と共活性化との間の相関の欠如は、発達中の神経筋系の運動制御戦略の複雑さを示している。 さらに,本調査における筋肉検査ダイナモメータのアプリケータパッドは,罹患した手の遠位端に位置し,非罹患手の手のひらの基部に匹敵する位置に位置した。 したがって、影響を受けていない手の強度試験中のアプリケータパッドの位置の誤差は、トルク開発に影響を与える手首関節のモーメントアームを変更し、表2

今後の調査では、運動野の脳活性化パターンにおける上肢補綴物の使用の影響と、先天性および後天性四肢喪失を経験した小児の神経可塑性の変化 さらに、上肢補綴を制御する筋肉の包括的な筋電図検査は、先天性上肢減少を有する子供の残りの筋肉構造の共活性化パターンの状態に関する重要 最後に、毎日のプロテーゼの使用と神経筋の改善の用量応答を確立することは、現在のプロテーゼリハビリテーションプログラムを強化する特定の臨床転帰に到達するために臨床医と患者に重要な情報を提供するでしょう。

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