私たちは、加速度測定の方法論やデータへの貢献のためにブルターニュヒル、ライアン・ベイリー、およびマイク・アービン感謝します。このプロジェクトの資金は、NIH R01 HD068290から来ています。

このプロトコルは、ワシントン大学ヒューマン研究保護庁によって承認されました。 注：手順は、市販の加速度計およびデータ収集のためにそれらに関連するソフトウェアに固有の書かれていた（ 材料の表を参照してください）。 1.データを収集するために加速度計を準備<ol><li>それらのバッテリーを充電する（ドッキングステーションを介して ）コンピュータへの2つの加速度計を接続します。これは全体の身に着けている時間の間、記録を確実にします。 </li><li>コンピュータに接続された加速度計を使用すると、それらを初期化するために適切なソフトウェアを開きます。 </li><li>ソフトウェアの中で、お互いにし、ローカルコンピュータに加速度計の時計を同期、そして次のようにデータ収集パラメータを設定する「初期化」を選択します。 <ol><li>入力（またはカレンダーと時計から選択）の開始と終了の日付と時刻。ときACCに基づいてデータ収集の開始を選択します。elerometersは、少なくとも24時間後に、参加者と終了時間に配置されます。 注：一日の期間を身に着けているが、非就業成人の日々の活動の良い表現を提供します。 12の長い身に着けている期間は、毎日のスケジュールを変更することで、大人や子供のためのより適切かもしれません。 3、18、26 </li><li>サンプリングレート 『「のドロップダウンメニューから』 &#39;30ヘルツを選択します。 </li><li> 「LEDオプション」と「ワイヤレスオプション]チェックボックスをオフにしておきます。 </li><li>バッテリ寿命を延長するには、「アイドルスリープモード」を有効にしてください。 </li></ol></li><li> 初期化プロセスを完了するには、「件名の情報を入力します」を選択します。 <ol><li> （「右」または「左」）加速度計（手首）の位置と本体側のための被写体特定情報を入力します。 </li><li>指名打者として他の対象の特定の情報を入力することを選択します赤;エントリは識別の目的のみになり、データは、ここで説明した分析は影響しません。 </li><li>準備ができたら、プロセスを完了するために、「初期化Devicesのを選択します。初期化が確認されると、加速度計は、安全にコンピュータから切断することができます。 </li></ol></li></ol> 2.配置と参加者からデータを収集するために加速度計の着用<ol><li>参加者のそれぞれの手首に1つの加速度計を置きます。 注：加速度が大きい腕時計のように、手首にきつくぴったりフィットではなくすべきです。バンドの様々な大きさ、嗜好、及び参加者の快適さのレベルに応じて使用することができます。 </li><li> 次のように参加者に指示し、この時間の間に身に着けている期間と活動について参加者が持つかもしれないあらゆる質問に答えます。 <ol><li>一日中、彼らの定期的な活動を行うために参加を依頼。加速度計は、最初は奇妙に感じるかもしれませんが、一つは、すぐにそれらに使用されます。 </li><li>シャワーやお料理をしながら加速度計は防水であり、着用することができ、それらを指示します。水泳の延長期間中に加速度計を着用しないためにそれらを指示します。 </li><li>昼寝中に、一晩に加速度計を保つためにそれらを確認して下さい。 注：加速度計は、左右のセンサーを識別するためにラベル付けされています。加速度計を身に着けている期間中に削除する必要がある場合は、ラベルは、背中にそれらを置くときに正しい側を識別するのに役立ちます。彼らはオフに撮影された際に着用してログに書き留めて、我々は、人々がそれらを離陸させたとき、彼らはしばしば背面に置かれていない、またはに戻され、ので、夜に着用されているagain.The加速度計に戻すためにユーザーに指示反対の手足。 </li></ol></li><li>バック加速度計とweariを持参または郵送する通常の日常活動と2つの加速度計を脱いで、そしてどのようにするときについての指示に従事する激励と参加者の自宅を送信ngのログ。 </li></ol> 3.目視検査のためのデータをダウンロード<ol><li>加速度計は、24時間以上の身に着けている期間後に戻ってきたときに、記録されたデータをダウンロードするには、コンピュータに加速度計を接続します。 </li><li> 適切なソフトウェアの中に「ダウンロード」を選択し、「場所の変更」ボタンを使用してコンピュータ上のデータを保存する場所を選択します。 <ol><li> 「AGDファイルを作成」​​するオプションを選択します。 </li><li>閲覧しやすいファイルの場合、エポック 『ドロップダウンボックスから』 &#39;10 Sを選択します。ステップ3.3でこれらのファイルを使用してください。 </li><li> 「すべてのデバイスをダウンロード」を選択します。 </li></ol></li><li> 視覚的に加速度計が計画期間のためおよび/またはデータが身に着けているログと一致していることを着用されたことを確認するためにデータを検査します。 <ol><li>トップメニューから、「ファイルをクリックしてください| [開くAGDファイル」とは、オープンするファイルを選択します。 </li><li> &quot;を見てください;毎日のグラフは収集したデータを表示します。 </li><li>その活動は、典型的な起きている時間中に発生したと夜の時間を除いて無活動の期間を、そこに拡張されていないことを確認してください。グラフは、時間の小さい増分にフォーカスするようにスケーリングし、必要に応じてスクロールさせることができます。 </li></ol></li></ol> 4.処理のためのデータをダウンロード<ol><li>ダウンロードプロセスを繰り返し（3.2ステップ）が、今回は「エポック」ドロップダウンボックスから「1 s」を選択します。 1秒エポック、10、11、12および計算に使用されるファイルを生成するには、この意志ビンは、データ。 注：加速度計と（ 材料の表を参照）、ここで使用されているソフトウェアは、（車に乗っにあることから、 例えば加速度）高周波、非人間の活動をフィルタリングするために独自のソフトウェアを使用しています。使用している場合はフィルタリングは、カスタム書かれたソフトウェアで実行する必要があるかもしれません異なるデバイスおよびソフトウェア。カスタム書かれたソフトウェアはまた、パーキンソン病を持つ人のように、上肢振戦を識別し、除去するために使用することができます。 </li><li>ステップ4.1で保存された1のファイルから、各加速度計からのデータから（X 2 + Y 2 + Z 2）の平方根として、3次元データのベクトルの大きさの時系列を計算します。この時系列は、日常生活の中に上肢の活動を定量化するために、変数の数を計算するために使用することができます。 注：処理命令は、一日着用して期間を想定しています。着用期間が長い場合、データは、別個の単一日のチャンクで処理することができ、あるいは適切な身に着けている期間の長さによって調整算出変数を持つ単一の時系列として。 </li></ol>加速度測定データから作成5.変数とグラフィカルな表現注：歩行に関連した上肢の動きを解析したデータに含まれています。前の仕事はあり<html>歩行加速度比変数に影響を与えないことを確立しました。 15歩行の包含は、神経学的に無傷の成人のための非比変数を変更しないが、27が歩行の包含は、ストロークでの参加者のための非比変数の小さな過大評価につながる可能性があります。 <ol><li>アクティビティカウントが非ゼロであったとき、記録期間中にすべての秒を加算した後、時間に変換することにより、各肢の使用時間を計算します。 12、17 注：この計算は、各肢に1つの値が得られます。 </li><li>使用率を計算するドミナント（または非罹患）四肢の使用時間によって、非支配的な肢（または影響を受けた四肢）の使用時間を分割して（また、活性比と呼ばれます）。 注：使用率は、他方に対して1人の手足の活動の合計時間を定量化します。EF &quot;&gt; 12、 図15は、この計算は、典型的には、0と1との間に1の値は、2本の手足を着用期間にわたって等しい持続時間のために使用されていることを示し、単一の値が得られる。ゼロの値は、非支配的な又は患肢ことを意味します全く使用されませんでした。 </li><li> 次のように大きさの比率を計算します。 <ol><li>時系列のデータの各秒間、支配的な（または非罹患）四肢のベクトルの大きさで割った非支配的な肢（または影響を受けた四肢）のベクトルの大きさの自然対数を計算します。 </li><li>単一肢の動きを分類するために、それぞれ、図7および-7を用いて、7より大きく-7未満の値を置き換えます。 11 注：マグニチュード比は、秒単位の単位で毎日の活動への各肢の貢献度を定量化します。 10、11。これは、使用率と概念的に類似しているが、考慮INTEを取り各第二中の各肢の動き（加速度の大きさ）のnsity。この計算は、ゼロの値が両方の手足が時間内にその瞬間の間に等しい運動強度を有し示す値の時系列が得られます。正の値は、より大きな移動、非支配的な（または影響を受けた）からの強度肢を示し、負の値は、支配的な（または影響を受けていない）四肢から大きな運動強度を示します。 </li></ol></li><li> 2本の手足からのベクトルの大きさの和として二国間の大きさを計算します。 注：両側の大きさは、第二のバイ第基づい両方上肢の動きの強さを定量化します。 図10は 、11この計算値は、より高い値は、高い強度を示すと、運動強度を示す値の時系列をもたらします。 </li><li> グラフFOLの両方肢11から加速度計データを表すために密度プロットを構築安値。 <ol><li>色で表される周波数を有する二変量ヒストグラムとしてデータの各第二プロット。クーラー色（青）はそれほど頻繁活性を示し、暖かい色（赤スルー黄色）がより頻繁に活性を示すようなカラースケールを設定します。 </li><li>プロット x軸上の他の対貢献1本の肢を示す値の比、。 </li><li> y軸に、運動の強度を示す、両側の大きさをプロットします。 </li><li>ただ、非支配的な（または影響の活性を示し、左端のバー上の別のバー（-7）、単に支配的な（または影響を受けていない）四肢の活性を示すものとして、及び（7）右端に単一肢値をプロット）四肢。 注：プロットは、科学者、臨床医、および2つの変数一緒に、大きさの比との二国間の大きさを解釈するために、参加者のためのコンテキストを提供します。加速度測定データを用いた密度プロットを作成するためのオプションがここにあります。 44 &lt;/ SUP&gt; </li></ol></li></ol>

著者は、彼らが競合する金融利害関係を持たないことを宣言します。

このレポートでは、手首に装着した加速度計を使用して、日常生活の中で上肢のパフォーマンスを測定するための方法論を詳述します。リハビリテーション研究と臨床実践におけるこの方法の使用は、学ぶ機会、すなわち 、既存の方法に大きな進歩をもたらす方法を実験的または一般的な治療に影響を与える機能日常生活の中でのパフォーマンス、クリニックや研究室ではないだけの能力。加速度計は、と一緒に、又は認知障害または意識不明バイアスに対してより感受性であり得る自己報告毎日の性能の尺度、31、32、33、の代わりに使用することができます。 Tを強制する可能性が予想に反して34、35、36は 、この方法の37早期適用が生じたデータを、5彼はフィールドリハビリテーションサービスの内容と配信を再考します。 プロトコルにおける重要なステップは、正確かつ実際のデータ（プロトコルが2.2、2.3、および3.3ステップ）着用期間中に収集されたことを確認します。これらの手順に従わない場合には意味を持たない計算された値につながる可能性があります。人がクリニックや研究室を離れると加速度計が割り当てられた手首の上にあることを確認してくださいすることは比較的容易です。参加者は、多くの場合、指示または予想よりも異なる振る舞いとして、加速度計が返された後のデータの目視検査が必要です。比較的まれながら、参加者はまもなく、調査チームを離れる間違っ両側に再び背中にそれらを入れて、またはそれらを身に着けるために彼らの家族の中で他の人を奨励しようとした後、加速度計を削除することが知られています。これの多くは、加速度計を明確にそれぞれの側のためにマークされている場合は、身に着けているログが完了し回避することができ、データがまもなくAFTEに検査されていますR返す、 つまりケースにフォローアップの電話は、サイドと時間を身に着けて明確にする必要があります。 加速度測定の方法論は、一般的な上肢の性能を定量化している間、それは動きの質についてや、参加者が食べていたことを知っているように身に着けている期間中に実施された具体的な活動に関する情報を提供していません。この問題の議論のための参照3を参照してください。科学的な質問やリハビリテーションの介入は、このような活動の量や日常の活動における二国間手足の関与など、日常生活の中で一般的な上肢のパフォーマンスを変えることに焦点を当てているときにツールとして、加速度計は、アウトカム指標として最も有用であろう。科学的な質問やリハビリテーションの介入が動きの品質を変更したり、日常生活の中で唯一の少数の特定の動きを変更することに焦点を当てているとき、加速度計は、アウトカム指標としてはあまり有用であろう。私たちは、そのcomputatを予想しますional方法は、時間の経過とともに改善され、この方法論の将来の世代は、これらの制限を克服することができるかもしれません。 結論として、加速度計は、日常生活の中で上肢性能の定量的評価のための機会を提供します。ここで説明する方法は、一日あたりのステップまたは中等度の身体活動の分は、ウェアラブルデバイスに記録されているより一般的なモビリティの方法論、の上肢バージョンと見なすことができます。ストロークのある人のために開発されているが38、39、40、41、42、43、方法の多様性は、他の集団の様々な将来のアプリケーションを可能にします。追加の方法論の開発は、臨床と研究QUEに答えるために、脳卒中以外の成人および小児neurorehabiliation集団で必要とされます上肢の二国間の活動に関連stions。

最後の二十年にわたり、運動を測定するためのウェアラブルセンサーへの関心の爆発がありました。神経リハビリテーションの分野で大きな関心を生成したウェアラブルセンサは加速度計です。 1、2、3加速度計は、名前が示すように、（1 G = 9.8メートル/秒2）重力単位で加速度を測定または活動カウントと呼ばれ、任意の単位で（1つの活性カウント=メーカー指定の重力値）。加速度は、人間の動きのように、典型的にはデバイスの異なる軸に対応する、三次元で測定され、記録されています。デバイスは、市販されており、大規模な腕時計に似ています。彼らは、最小限の中断で日々の活動中に着用することができます。そのため、合理的なコストとそれらの入手しやすさのため、加速度計（加速度計と呼ばれる）の使用がneurorehabilに統合されていますitation調査。 神経リハビリテーションの分野への加速度計の値は、それが診療所または実験室外部上肢運動活動の非侵襲的、公平な、定量的な尺度を提供することです。 3脳卒中およびその他の神経学的状態を持つ人々のためのリハビリテーション・サービスの主要な目標は、日常生活の中で機能するために自分の能力を向上させることである、とだけでなく、診療所や研究室インチ構造化されていない環境で測定されるように、臨床試験、および活動のパフォーマンスに構造化された環境で測定された機能の世界保健機関（WHO）の国際分類では、活動のための能力を区別します。 4加速度計は、彼らが何ができるだけで何、クリニックや研究室ではないないときに、誰かが実際に何をするか、すなわち 、非構造化環境における上肢性能の測定を可能にします。ストロークレハへの加速度計の取り込みbilitationの研究は現在、構造化された臨床環境での機能改善が構造化されていない、日常生活の中でのパフォーマンスの改善に変換することを長期保有を前提に挑戦しています。 5、6、7、8 我々のグループ9、10、11、12、13、14等7、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24は、Bを有していますEENは、研究と臨床実践で使用するために加速度測定手法の開発に多大な時間と労力を費やしました。加速度計はよく上肢パフォーマンスポストストロークを測定するための有効かつ信頼性の高いツールとして確立されています。 1、2、15、16、17、25、最新の課題は、臨床的に意味のある情報（この開発プロセスの概要については文献3を参照）に生の加速度計データを回してきました。ここに記載された方法論健常対照者に10を日常生活の中で上肢のパフォーマンスを区別するために使用することができ、ストローク6、9苦しんでいる参加者のそれから12、11 </sアップ&gt;や他の疾患を持っています。この方法論から派生変数が変化し、時間をかけて改善を定量化に応答します。 14加速度計の方法論は、脳卒中および他の神経学的集団を持つ人で日常生活における上肢のパフォーマンスを向上させるために設計された上肢機能障害および介入を調査する調査研究に適しています。それはまた、臨床神経リハビリテーションの実践に組み込まれる前に、その相対的なシンプルさのために、それは長くないかもしれません。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="789">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:216px;">Accelerometers (2)</td>
			<td style="width:204px;">Actigraph LLC</td>
			<td style="width:119px;">wGT3X-BT</td>
			<td style="width:251px;">This is the most common device on the market.&#160; Similar products are available from other vendors.&#160; http://actigraphcorp.com/products-showcase/activity-monitors/actigraph-wgt3x-bt/</td>
		</tr>
		<tr height="147">
			<td height="147" style="height:147px;width:216px;">Hub</td>
			<td style="width:204px;">Actigraph LLC</td>
			<td style="width:119px;">7 Port USB Hub</td>
			<td style="width:251px;">This device connects the accelerometers to the computer allowing for charging and communication. Includes hub, usb cables, power connector. http://actigraphcorp.com/products/7-port-usb-hub-2016/</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Straps&#160;</td>
			<td style="width:204px;">Actigraph LLC</td>
			<td style="width:119px;">Woven Nylon Wrist Band&#160;</td>
			<td style="width:251px;">Other straps that are velcro or disposable are also available.&#160; http://actigraphcorp.com/product-category/accessories/</td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:216px;">Actilife Software</td>
			<td style="width:204px;">Actigraph LLC</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:251px;">It is best to purchase the software from the same vendor as the accelerometers.&#160; Similar products are available from other vendors. http://actigraphcorp.com/products-showcase/software/actilife/</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Computational software</td>
			<td style="width:204px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:251px;">The most common software is MATLAB, but computation could also be done in Excel or other similar products.&#160;&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a method for quantifying upper limb performance in daily life using accelerometers

脳卒中および他の神経学的状態の後にリハビリテーションサービスへの紹介のための重要な理由は、日常生活の中で機能するために自分の能力を向上させることです。それは日常生活の中で、人の活動を測定することが重要になって、ちょうどクリニックや研究室の構造化された環境の中での活動のために自分の能力を測定していません。今毎日の運動の測定を可能とされているウェアラブルセンサは加速度計です。加速度計は終日着用することができます大規模な腕時計に似た市販のデバイスです。加速度計からのデータは手足が人々の家庭や地域社会での活動を実行するために従事している方法を定量化することができます。このレポートでは、加速度測定データを収集し、臨床的に関連した情報にそれを有効にする方法を説明します。まず、データは、参加者が24時間以上2つの加速度計（各腕に1つずつ）着用有することによって収集されます。加速度計のデータはダウンロードしてdifferen 4を生成するために処理されます日常生活の中で上肢の活動の重要な側面を記述トン変数：使用時間、使用率、大きさの比率、及び二国間の大きさ。密度プロットを視覚的に24時間着用期間からのデータを表すように構成することができます。変数とその結果の密度プロットは、地域在住の成人神経学的に無傷で非常に一貫しています。この印象的な一貫性は、それら上肢毎日のパフォーマンスが通常と異なっているかどうかを判断するための有用なツールになります。この方法は、脳卒中や他の患者集団を持つ人で日常生活における上肢のパフォーマンスを向上させるために設計された上肢機能障害および介入を調査する調査研究のために適切です。それはまた、臨床神経リハビリテーションの実践に組み込まれる前に、その相対的なシンプルさのために、それは長くないかもしれません。

<html>地域在住の指示対象サンプルからのデータは、神経学的に無傷の大人は、脳卒中や上肢のパフォーマンスに影響を与える他の条件と参加者からのデータを解釈するために使用することができます。 10、11、12、表1は、使用時間の要約統計および健康リファレントサンプルから利用率を示しています。全体的に、ほとんどの人は一日を通して時間の約同量のための彼らの支配と非支配的な手でアクティブになっています。平均値は9時間の近くであるが、より活性と活性の低い人を撮像広い範囲があります。平均使用率はわずか1.0の下にあり、小さな標準偏差を有します。したがって、関係なく、どのようにアクティブなものの、優勢および非優勢手足は終日同様の期間に使用されます。さらに、年齢は健康の存在下での上肢のパフォーマンス指標に影響を与えません。、実質的にこれらの参照先の値（±3-4 SDS）外の小娘=「外部参照」&gt; 12の計算値は慎重にUswatteらによって示唆されているように、彼らは、本物であることを保証するためにチェックする必要があります。 16 <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td></td><td> 平均 </td><td> 標準偏差 </td><td> 最小 </td><td> 最大 </td></tr><tr><td> 支配的な四肢の使用時間 </td><td> 9.1 </td><td> 1.9 </td><td> 4.4 </td><td> 14.2 </td></tr><tr><td> 非支配的な四肢の使用時間 </td><td> 8.6 </td><td> 2 </td><td> 4.1 </td><td> 15.5 </td></tr><tr><td> 使用率 </td><td> 0.95 </td><td> 0.06 </td><td> 0.79 </td><td> 1.1 </td></tr></tbody></table> 表：まとめNeurから加速度測定の統計ologically無傷、コミュニティ住居大人。値は、基準12から、74人のコミュニティ住居成人（平均年齢54±11、53％の女性、支配的な84％右手）のリファレント試料からのものです。 密度プロットは、1つのデータを詳しく見てとることができます。データを収集し、上記のように処理して、図1は 、健康な成人からの代表的な密度プロットです。このようなプロットは、日常生活の中で上肢のパフォーマンスに関する重要な情報を提供します。すべての年齢の大人の間で非常に一貫しているこのプロットの3つの主要な機能があります。 図3は 、11第一に、画像は、対称的です。これは、上肢が同様に使用優勢および非優勢手足と、終日一緒に活性であることを示しています。動きの類似性は各肢ターキンと、時間的に特定のインスタンスであることを提示しないかもしれませんグラムそのターンは、先頭または様々な活動の間に遅れが、その日の経過とともに見ることができます。 （単独優勢と専ら非支配的な活性を示す）のいずれかの側にもバール-7と7色に似ています。対称性は利き手についての共通認識に反しています。第二に、プロットは、ツリー状の広い底部と丸いエッジです。 「リム」または底部の丸みを帯びたエッジが、他は比較的まだ、一方の手足が動いている活動を表します。この例は、他の容器とを保持しながら、片手で容器内にオブジェクトを配置するであろう。 10丸いエッジの対称性は、両手を実行し、その日の経過にわたって同様に安定化させるために活性であることを示しています。トップピークは、両手で高い棚の上に大きなオブジェクトを配置するようなより少ない頻度、より高い強度の活動を表します。 10と第3、中央に暖かい輝きがあります。<html>これは、最も頻繁上肢の動きは、両方の肢からほぼ等しい寄与を有する低強度であることを示しています。この例は、入力またはナイフとフォークで切断されるであろう。 10 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/55673/55673fig1.jpg" /> 図1：神経学的に無傷大人からの代表的な例。密度プロットは、日常生活における上肢使用の24時間を示し、第二のバイ第基づいてプロットしました。 x軸（強度比）が活性に各肢の寄与を示しています。 y軸（両側大きさ）は、運動の強度を示しています。色は明るい色が高い周波数を示し、図の右側の大きいカラーバースケールで、周波数を表します。小さなバール-7と7は、それぞれ、片側優勢および非優勢な活性を表します。「&gt;この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 成人のこのサンプルを横切って、密度プロットは、形状と色が著しく類似しています。比較的不活性な11人は寒色と短く、幅の広い、写真を持っている傾向があります。非常にアクティブになっている人々は、暖色と背の高い絵を持っている傾向があります。大人の間で印象的な一貫性は、これらの規範からと異なる上肢のパフォーマンスで参加者を識別することが容易になります。 図2は、脳卒中を持つ人における密度プロットの例です。この人は、これらのデータが収集されているに11ヶ月前に右側に彼の脳に影響を与える虚血性脳卒中を持っていた右利きの男性です。脳の右側には、本体の左側面を制御し、Motricによって示されるように彼の左上肢は、中等度の麻痺や障害を持っていました60/100のITY指数28得点と57分の38のアクションリサーチアームテスト29得点。 24時間身に着けている期間中、麻痺、左の手足は1.5時間、アクティブであったと非麻痺、右の手足が5.8時間、アクティブでした。彼の使用率は0.47、正常値の約半分でした。 図1の密度プロットと比較すると、この密度プロットが麻痺上肢が日常生活中に、まれにアクティブであったことを示し、明らかに非対称です。 -7における単一のバーの暗赤色の色と比較プロットの中央部分の寒色は、単に非麻痺肢を有する運動の高い頻度を示します。全体的なピークは低強度の活動を示す、低いです。全体的に、密度のプロットは麻痺手足が日々の活動にのみ最小限に関与していることを示しています。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/55673/55673fig2.jpg" /> 図2：パーからの代表的な例脳卒中と息子。密度プロットは、日常生活における上肢使用の24時間を示し、第二のバイ第基づいてプロットしました。 x軸（強度比）が活性に各肢の寄与を示しています。 y軸（両側大きさ）は、運動の強度を示しています。色は明るい色が高い周波数を示し、図の右側の大きいカラーバースケールで、周波数を表します。小さなバール-7と7は、それぞれ、片側優勢および非優勢な活性を表します。図1を対称性、ピーク高さ、色の比較<a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55673/55673fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> 加速度測定の方法論は、脳卒中を持つ人で使用するために開発されてきたが、この方法の有用性は、他の集団にまで及びます。これは、バリでの成果を評価するための有益なことができます患者集団のETY。 図3は、肘下の上肢切断持つ人の濃度プロットの例です。この個人は約8年前に事故で負傷75歳の男性でした。彼の右に、以前に支配的な、手が事故の時に切断しました。彼は、上肢プロテーゼを所有しているが、それは重い物を持ち上げるために毎月わずか1~2回を身に着けています。時間のほとんどは、この図のように、彼はそれを着用していません。 24時間身に着けている期間中に、無傷の、左肢は6.9時間活性し、残留、右肢は、（加速度計は、残存肢上に遠位に装着された）4.7時間活性でした。彼の使用割合は、残存肢上に無傷の肢に係合するための好みを示す、0.68でした。この密度プロットはあまり対称であり、制御対象（ 図1）のそれより涼しい色を有するが、より対称的であり、 図2に示すストロークの人よりも多くの活性を示します。したがって、この人物Fそのまま手足をフレーヴァーが、それでも日常生活の間、活動中の残留手足を行っています。 <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/55673/55673fig3.jpg" /> 図3：上肢切断術を持つ人からの代表的な例。密度プロットは、日常生活における上肢活性の24時間を示し、第二のバイ第基づいてプロットしました。 x軸（強度比）は、時間のモーメントでの活性に各肢の寄与を示しています。 y軸（両側大きさ）は、運動の強度を示しています。色は明るい色が高い周波数を示し、図の右側の大きいカラーバースケールで、周波数を表します。小さなバール-7と7は、それぞれ、片側優勢および非優勢な活性を表します。図1および図2に対称性、ピーク高さ、色の比較<a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55673/55673fig3large.jpg" target="_blank">で拡大表示こちらをクリックしてください。</a><html>この図のバージョン。 この方法論を使用するかもしれない方法の別の例は、活性を増加する必要が不自由な人ではあります。 図4は、熟練した看護施設における高齢者、右利きの個人滞留密度プロットの例です。この人は急性疾患の後に衰弱したと自立を取り戻し、帰宅するために、看護やリハビリテーションサービスを受けました。支配的な肢2.4時間活性であり、非支配的な肢2.0時間活性でした。使用率が規定範囲の低い端にある、0.84であった（ 表1参照 ）。一般的な医学的状態から予想されるように、この密度プロットは、ほぼ対称であるが、ピークは非常に低く、色は身に着けている期間中、ほとんど活性を示し、主にクールです。 OAD / 55673 / 55673fig4.jpg」/&gt; 図4：熟練した看護施設（SNF）に医療病気からの回復者からの代表的な例。密度プロットは、日常生活における上肢活性の22時間を示し、第二のバイ第基づいてプロットしました。 x軸（強度比）は、時間のモーメントでの活性に各肢の寄与を示しています。 y軸（両側大きさ）は、運動の強度を示しています。色は明るい色が高い周波数を示し、図の右側の大きいカラーバースケールで、周波数を表します。小さなバール-7と7は、それぞれ、片側優勢および非優勢な活性を表します。図1を対称性、ピーク高さ、色の比較<a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55673/55673fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> 最後に、この方法論はbでないかもしれませんちょうど大人のための電子。プロトコルは、身に着けている奨励するためにマイナーな改造で、お子様には適している（ 例えばカラフルなストラップ、デバイスは「あなたはスーパーヒーローのように見えるように」の提案ということ）。典型的には、現像子供から密度プロットは、ツリー形状が狭く、ピークが実質的に高いこと、大人と同じ一般的な形状を示しています。子供の形状は、その高い活性レベルと一致しています。一般的に開発子供と片麻痺脳性麻痺の子供から密度プロットの例は、p上で見ることができます。 25、基準3に、図5Bおよび5C。さらに調査が小児科臨床実践への応用のために必要とされます。これは、使用率が脳性麻痺児では、脳卒中、1成人における上肢活動の自己申告に一貫性の適度な関係を持っていますが、ことが注目され、使用率は、上部のLIMの親レポートとは関係ありませんB活性。 30かどうかのセンサ測定と報告した値との間に変更された関係は、記者の認識や子どもたちが未知の移動方法のいくつかの定量的または定性的な違いです。今後の研究が痛んで定型発達の子どものための規範的な値を決定し、障害児の値の解釈を調査するために必要とされています。

Watch this Scientific Journal Video about A Method for Quantifying Upper Limb Performance in Daily Life Using Accelerometers at JoVE.com

A Method for Quantifying Upper Limb Performance in Daily Life Using Accelerometers

このプロトコルは、手首に着用加速度計を使用して、日常生活における上肢の性能を定量化する方法を説明します。

加速度計を使用して日常生活に上肢のパフォーマンスを定量化する方法

A key reason for referral to rehabilitation services after stroke and other neurological conditions is to improve one's ability to function in daily life. ...

a-method-for-quantifying-upper-limb-performance-daily-life-using

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

12.3K ビュー.  Washington University School of Medicine. このプロトコルは、手首に着用加速度計を使用して、日常生活における上肢の性能を定量化する方法を説明します。 

ビデオ: A Method for Quantifying Upper Limb Performance in Daily Life Using Accelerometers

Driving Simulation in the Clinic: Testing Visual Exploratory Behavior in Daily Life Activities in Patients with Visual Field Defects

Patients suffering from homonymous hemianopia after infarction of the posterior cerebral artery (PCA) report different degrees of constraint in daily life, despite similar visual deficits. We assume this could be due to variable development of compensatory strategies such as altered visual scanning behavior. Scanning compensatory therapy (SCT) is studied as part of the visual training after infarction next to vision restoration therapy. SCT consists of learning to make larger eye movements into the blind field enlarging the visual field of search, which has been proven to be the most useful strategy1, not only in natural search tasks but also in mastering daily life activities2. Nevertheless, in clinical routine it is difficult to identify individual levels and training effects of compensatory behavior, since it requires measurement of eye movements in a head unrestrained condition. Studies demonstrated that unrestrained head movements alter the visual exploratory behavior compared to a head-restrained laboratory condition3. Martin et al.4 and Hayhoe et al.5 showed that behavior demonstrated in a laboratory setting cannot be assigned easily to a natural condition. Hence, our goal was to develop a study set-up which uncovers different compensatory oculomotor strategies quickly in a realistic testing situation: Patients are tested in the clinical environment in a driving simulator. SILAB software (Wuerzburg Institute for Traffic Sciences GmbH (WIVW)) was used to program driving scenarios of varying complexity and recording the driver's performance. The software was combined with a head mounted infrared video pupil tracker, recording head- and eye-movements (EyeSeeCam, University of Munich Hospital, Clinical Neurosciences).
The positioning of the patient in the driving simulator and the positioning, adjustment and calibration of the camera is demonstrated. Typical performances of a patient with and without compensatory strategy and a healthy control are illustrated in this pilot study. Different oculomotor behaviors (frequency and amplitude of eye- and head-movements) are evaluated very quickly during the drive itself by dynamic overlay pictures indicating where the subjects gaze is located on the screen, and by analyzing the data. Compensatory gaze behavior in a patient leads to a driving performance comparable to a healthy control, while the performance of a patient without compensatory behavior is significantly worse. The data of eye- and head-movement-behavior as well as driving performance are discussed with respect to different oculomotor strategies and in a broader context with respect to possible training effects throughout the testing session and implications on rehabilitation potential.

Patients with visual deficits after stroke report about different constraints in daily life most likely due to variable compensatory strategies, which are difficult to differentiate in clinical routine. We present a clinical set-up which allows measurement of different compensatory head- and eye-movement-strategies and evaluating their effects on driving performance.

クリニックでの運転シミュレーション：視野欠損患者における日常生活活動における視覚探索行動のテスト

Patients suffering from homonymous hemianopia after infarction of the posterior cerebral artery (PCA) report different degrees of constraint in daily ...

医学

Quantifying Glomerular Permeability of Fluorescent Macromolecules Using 2-Photon Microscopy in Munich Wistar Rats

Kidney diseases involving urinary loss of large essential macromolecules, such as serum albumin, have long been thought to be caused by alterations in the permeability barrier comprised of podocytes, vascular endothelial cells, and a basement membrane working in unison. Data from our laboratory using intravital 2-photon microscopy revealed a more permeable glomerular filtration barrier (GFB) than previously thought under physiologic conditions, with retrieval of filtered albumin occurring in an early subset of cells called proximal tubule cells (PTC)1,2,3.
Previous techniques used to study renal filtration and establishing the characteristic of the filtration barrier involved micropuncture of the lumen of these early tubular segments with sampling of the fluid content and analysis4. These studies determined albumin concentration in the luminal fluid to be virtually non-existent; corresponding closely to what is normally detected in the urine. However, characterization of dextran polymers with defined sizes by this technique revealed those of a size similar to serum albumin had higher levels in the tubular lumen and urine; suggesting increased permeability5.
Herein is a detailed outline of the technique used to directly visualize and quantify glomerular fluorescent albumin permeability in vivo. This method allows for detection of filtered albumin across the filtration barrier into Bowman's space (the initial chamber of urinary filtration); and also allows quantification of albumin reabsorption by proximal tubules and visualization of subsequent albumin transcytosis6. The absence of fluorescent albumin along later tubular segments en route to the bladder highlights the efficiency of the retrieval pathway in the earlier proximal tubule segments. Moreover, when this technique was applied to determine permeability of dextrans having a similar size to albumin virtually identical permeability values were reported2. These observations directly support the need to expand the focus of many proteinuric renal diseases to included alterations in proximal tubule cell reclamation.

A technique utilizing high resolution intavital 2-photon microscopy to directly visualize and quantify gloemrular filtration in surface glomeruli. This method allows for direct determination of permeability characteristics of macromolecules in both normal and diseased states.

ミュンヘンWistar系ラットにおける2光子顕微鏡を用いた蛍光高分子の糸球体透過性を定量化

Kidney  diseases involving urinary loss of large essential macromolecules, such as  serum albumin, have long been thought to be caused by alterations in ...

Human Skeletal Muscle Biopsy Procedures Using the Modified Bergstr&#246;m Technique

The percutaneous biopsy technique enables researchers and clinicians to collect skeletal muscle tissue samples. The technique is safe and highly effective. This video describes the percutaneous biopsy technique using a modified Bergstr&#246;m needle to obtain skeletal muscle tissue samples from the vastus lateralis of human subjects. The Bergstr&#246;m needle consists of an outer cannula with a small opening (&#8216;window&#8217;) at the side of the tip and an inner trocar with a cutting blade at the distal end. Under local anesthesia and aseptic conditions, the needle is advanced into the skeletal muscle through an incision in the skin, subcutaneous tissue, and fascia. Next, suction is applied to the inner trocar, the outer trocar is pulled back, skeletal muscle tissue is drawn into the window of the outer cannula by the suction, and the inner trocar is rapidly closed, thus cutting or clipping the skeletal muscle tissue sample. The needle is rotated 90&#176;&#160;and another cut is made. This process may be repeated three more times. This multiple cutting technique typically produces a sample of 100-200 mg or more in healthy subjects and can be done immediately before, during, and after a bout of exercise or other intervention. Following post-biopsy dressing of the incision site, subjects typically resume their activities of daily living right away and can fully participate in vigorous physical activity within 48-72 hr. Subjects should avoid heavy resistance exercise for 48 hr to reduce the risk of herniation of the muscle through the incision in the fascia.

The purpose of this video is to present the modified Bergstr&#246;m skeletal muscle biopsy technique on human subjects.

変更されたベルイストローム法を用いたヒト骨格筋生検手順

The percutaneous biopsy technique enables researchers and clinicians to collect skeletal muscle tissue samples. The technique is safe and highly ...

Remote Limb Ischemic Preconditioning:  A Neuroprotective Technique in Rodents

Sublethal ischemia protects tissues against subsequent, more severe ischemia through the upregulation of endogenous mechanisms in the affected tissue. Sublethal ischemia has also been shown to upregulate protective mechanisms in remote tissues. A brief period of ischemia (5-10 min) in the hind limb of mammals induces self-protective responses in the brain, lung, heart and retina. The effect is known as remote ischemic preconditioning (RIP). It is a therapeutically promising way of protecting vital organs, and is already under clinical trials for heart and brain injuries. This publication demonstrates a controlled, minimally invasive method of making a limb &#8211; specifically the hind limb of a rat &#8211; ischemic. A blood pressure cuff developed for use in human neonates is connected to a manual sphygmomanometer and used to apply 160 mmHg pressure around the upper part of the hind limb. A probe designed to detect skin temperature is used to verify the ischemia, by recording the drop in skin temperature caused by pressure-induced occlusion of the leg arteries, and the rise in temperature which follows release of the cuff. This method of RIP affords protection to the rat retina against bright light-induced damage and degeneration.

Remote ischemic preconditioning (RIP) is a method of conditioning tissues against damaging stress. We have established a method of remote ischemia at the hind limb, by inflating a sphygmomanometer cuff for 5-10 min. The neuroprotective capabilities of RIP have been demonstrated in a model of retinal degeneration in rodents.

リモート四肢虚血プレコンディショニング：げっ歯類における神経保護技術

Sublethal ischemia protects tissues against subsequent, more severe ischemia through the upregulation of endogenous mechanisms in the affected tissue. ...

Orthotopic Hind Limb Transplantation in the Mouse

In vivo animal model systems, and in particular mouse models, have evolved into powerful and versatile scientific tools indispensable to basic and translational research in the field of transplantation medicine. A vast array of reagents is available exclusively in this setting, including mono- and polyclonal antibodies for both diagnostic and interventional applications. In addition, a vast number of genotyped, inbred, transgenic, and knock out strains allow detailed investigation of the individual contributions of humoral and cellular components to the complex interplay of an immune response and make the mouse the gold standard for immunological research. 
Vascularized Composite Allotransplantation (VCA) delineates a novel field of transplantation using allografts to replace "like with like" in patients suffering traumatic or congenital tissue loss. This surgical methodological protocol shows the use of a non-suture cuff technique for super-microvascular anastomosis in an orthotopic mouse hind limb transplantation model. The model specifically allows for comparison between established paradigms in solid organ transplantation with a novel form of transplants consisting of various different tissue components. Uniquely, this model allows for the transplantation of a viable vascularized bone marrow compartment and niche that have the potential to exert a beneficial effect on the balance of immune acceptance and rejection. This technique provides a tool to investigate alloantigen recognition and allograft rejection and acceptance, as well as enables the pursuit of functional nerve regeneration studies to further advance this novel field of transplantation.

This novel model for orthotopic hind limb transplantation in the mouse, applying a non-suture cuff technique for super-microvascular anastomosis, provides a powerful tool for in&#160;vivo mechanistic immunological research related to vascularized composite allotransplantation (VCA).

マウスで同所後肢移植

In vivo animal model systems, and in particular mouse models, have evolved into powerful and versatile scientific tools indispensable to basic and ...

Exergaming in Older People Living with HIV Improves Balance, Mobility and Ameliorates Some Aspects of Frailty

Approximately 1.2 million people in the United States live with HIV infection. Medical advancements have increased the life expectancy and this cohort is aging. HIV-positive individuals have a high incidence of frailty (~20%) characterized by depression and sedentary behavior. Exercise would be healthy, but due to the frail status of many HIV-positive individuals, conventional exercise is too taxing. The aim of this study was to evaluate the effectiveness and acceptability of a novel game-based training program (exergame) in ameliorating some aspects of frailty in HIV-infected individuals. Ten older people living with HIV were enrolled in an exergame intervention. Patients performed balance exercises such as weight shifting, ankle reaching, and obstacle crossing. Real-time visual/audio lower-extremity joint motion feedback was provided using wearable sensors to assist feedback and encourage subjects to accurately execute each exercise task. Patients trained twice a week for 45 min for 6 weeks. Changes in balance, gait, psychosocial parameters and quality of life parameters were assessed at the beginning, midterm and at conclusion of the training program. Ten patients completed the study and their results analyzed. The mean age was 57.2 &#177; 9.2 years. The participants showed a significant reduction in center of mass sway (78.2%, p = .045) during the semi-tandem balance stance with eyes closed and showed a significant increase in gait speed during a dual task motor-cognitive assessment (9.3%, p = .048) with an increase in stride velocity of over 0.1 m/sec. A significant reduction in reported pain occurred (43.5%, p = .041). Preliminary results of this exergame intervention show promise in improving balance and mobility while requiring older people living with HIV to be more active. The exergame can be continued at home and may have long term as well as short-term benefits for ameliorating frailty associated with HIV infection.

Persons infected with HIV are often frail, depressed and live a sedentary lifestyle for which conventional exercise is too taxing. Here, we present an exercise protocol that ameliorates aspects of frailty in HIV-infected persons. An exergame integrating cognitive control was developed using biosensors that measured balance, weight-shifting and obstacle crossing.

HIVとともに生きる高齢者に運動ゲームをすることは、バランス、モビリティが向上し、虚弱の諸相を改善します

Approximately 1.2 million people in the United States live with HIV infection. Medical advancements have increased the life expectancy and this cohort is ...

Corneal Epithelial Abrasion with Ocular Burr As a Model for Cornea Wound Healing

The murine cornea provides an excellent model to study wound healing. The cornea is the outermost layer of the eye, and thus is the first defense to injury. In fact, the most common type of eye injury found in clinic is a corneal abrasion. Here, we utilize an ocular burr to induce an abrasion resulting in removal of the corneal epithelium in vivo on anesthetized mice. This method allows for targeted and reproducible epithelial disruption, leaving other areas intact. In addition, we describe the visualization of the abraded epithelium with fluorescein staining and provide concrete advice on how to visualize the abraded cornea. Then, we follow the timeline of wound healing 0, 18, and 72 h after abrasion, until the wound is re-epithelialized. The epithelial abrasion model of corneal injury is ideal for studies on epithelial cell proliferation, migration and re-epithelialization of the corneal layers. However, this method is not optimal to study stromal activation during wound healing, because the ocular burr does not penetrate to the stromal cell layers. This method is also suitable for clinical applications, for example, pre-clinical test of drug effectiveness.

This protocol describes a method to inflict an abrasion to the ocular surface of the mouse, and to follow the wound healing process thereafter. The protocol takes advantage of an ocular burr to partially remove the surface epithelium of the eye in anaesthetized mice.

角膜上皮摩耗眼はりのモデルとして角膜創傷治癒

The murine cornea provides an excellent model to study wound healing. The cornea is the outermost layer of the eye, and thus is the first defense to ...

Preclinical Model of Hind Limb Ischemia in Diabetic Rabbits

Peripheral vascular disease is a widespread clinical problem that affects millions of patients worldwide. A major consequence of peripheral vascular disease is the development of ischemia. In severe cases, patients can develop critical limb ischemia in which they experience constant pain and an increased risk of limb amputation. Current therapies for peripheral ischemia include bypass surgery or percutaneous interventions such as angioplasty with stenting or atherectomy to restore blood flow. However, these treatments often fail to the continued progression of vascular disease or restenosis or are contraindicated due to the overall poor health of the patient. A promising potential approach to treat peripheral ischemia involves the induction of therapeutic neovascularization to allow the patient to develop collateral vasculature. This newly formed network alleviates peripheral ischemia by restoring perfusion to the affected area. The most frequently employed preclinical model for peripheral ischemia utilizes the creation of hind limb ischemia in healthy rabbits through femoral artery ligation. In the past, however, there has been a strong disconnect between the success of preclinical studies and the failure of clinical trials regarding treatments for peripheral ischemia. Healthy animals typically have robust vascular regeneration in response to surgically induced ischemia, in contrast to the reduced vascularity and regeneration in patients with chronic peripheral ischemia. Here, we describe an optimized animal model for peripheral ischemia in rabbits that includes hyperlipidemia and diabetes. This model has reduced collateral formation and blood pressure recovery in comparison to a model with a higher cholesterol diet. Thus, the model may provide better correlation with human patients with compromised angiogenesis from the common co-morbidities that accompany peripheral vascular disease.

We describe a surgical procedure used to induce peripheral ischemia in rabbits with hyperlipidemia and diabetes. This surgery acts as a preclinical model for conditions experienced in peripheral artery disease in patients. Angiography is also described as a means to measure the extent of introduced ischemia and recovery of perfusion.

糖尿病性ウサギにおける後肢虚血の前臨床モデル

Peripheral vascular disease is a widespread clinical problem that affects millions of patients worldwide. A major consequence of peripheral vascular ...

Using a Chemical Biopsy for Graft Quality Assessment

Kidney transplantation is a life-saving treatment for a large number of people with end-stage renal dysfunction worldwide. The procedure is associated with an increased survival rate and greater quality of patient&#8217;s life when compared to conventional dialysis. Regrettably, transplantology suffers from a lack of reliable methods for organ quality assessment. Standard diagnostic techniques are limited to macroscopic appearance inspection or invasive tissue biopsy, which do not provide comprehensive information about the graft. The proposed protocol aims to introduce solid phase microextraction (SPME) as an ideal analytical method for comprehensive metabolomics and lipidomic analysis of all low molecular compounds present in kidneys allocated for transplantation. The small size of the SPME probe enables performance of a chemical biopsy, which enables extraction of metabolites directly from the organ without any tissue collection. The minimum invasiveness of the method permits execution of multiple analyses over time: directly after organ harvesting, during its preservation, and immediately after revascularization at the recipient&#8217;s body. It is hypothesized that the combination of this novel sampling method with a high-resolution mass spectrometer will allow for discrimination of a set of characteristic compounds that could serve as biological markers of graft quality and indicators of possible development of organ dysfunction.

The protocol presents utilization of the chemical biopsy approach followed by comprehensive metabolomic and lipidomic analysis for quality assessment of kidney grafts allocated for transplantation.

移植質評価のための化学バイオプシーの使用

Kidney transplantation is a life-saving treatment for a large number of people with end-stage renal dysfunction worldwide. The procedure is associated ...

Therapy Interventions for Upper Limb Amputees Undergoing Selective Nerve Transfers

Targeted Muscle Reinnervation (TMR) improves the biological control interface for myoelectric prostheses after above-elbow amputation. Selective activation of muscle units is made possible by surgically re-routing nerves, yielding a high number of independent myoelectric control signals. However, this intervention requires careful patient selection and specific rehabilitation therapy. Here a rehabilitation protocol is presented for high-level upper limb amputees undergoing TMR, based on an expert Delphi study. Interventions before surgery include detailed patient assessment and general measures for pain control, muscle endurance and strength, balance, and range of motion of the remaining joints. After surgery, additional therapeutic interventions focus on edema control and scar treatment and the selective activation of cortical areas responsible for upper limb control. Following successful&#160;reinnervation of target muscles, surface electromyographic (sEMG) biofeedback is used to train the activation of the novel muscular units. Later on, a table-top prosthesis may provide the first experience of prosthetic control. After fitting the actual prosthesis, training includes repetitive drills without objects, object manipulation, and finally, activities of daily living. Ultimately, regular patient appointments and functional assessments allow tracking prosthetic function and enabling early interventions if malfunctioning.

This work presents a protocol to enhance prosthetic function after selective nerve transfer surgery. Rehabilitation interventions include patient information and selection, support of wound healing, cortical re-activation of sensory-motor areas of the upper limb, training of selective muscle activation, prosthetic handling in daily life, and regular follow-up assessments.