Kinematisk analyse av en
drikkebevegelse hos personer med cerebral parese
En tverrsnittstudie for undersøkelse av test- retest-reliabilitet
Camilla Aksdal
Masteroppgave i interdisiplinær helseforskning - HELSEF4501 ved Avdeling for helsefag/ Det medisinske fakultet
UNIVERSITETET I OSLO
Mai 2019II
III
Kinematisk analyse av en
drikkebevegelse hos personer med Cerebral Parese
En tverrsnittstudie for undersøkelse av test-
retest-reliabilitet
IV
© Camilla Aksdal 2019
Kinematisk analyse av en drikkebevegelse hos personer med Cerebral Parese [email protected]
http://www.duo.uio.no/
Trykk: Reprosentralen, Universitetet i Oslo
V
Sammendrag
Kinematisk analyse av en drikkebevegelse hos personer med Cerebral Parese - En tverrsnittstudie for undersøkelse av test-retest-reliabilitet.
Formål: Målet med denne studien var å sammenlikne temporale og spatiale kinematiske variabler ved en drikkebevegelse hos voksne med unilateral Cerebral Parese (CP) med tidligere publiserte resultater for friske voksne, og å finne ut av hvor reliabel kinematisk analyse av en drikkebevegelse er hos voksne med unilateral CP.
Teoretisk forankring: Voksne med CP bruker mye tid og ressurser på behandling og trening gjennom hele livet. Det er derfor viktig å kunne gi en pålitelig kartlegging og beskrivelse av funksjon, evaluere tjenester og tilbud, samt måle kliniske endringer, og slik unngå å bruke ressurser på ineffektiv behandling og tiltak. Det har vært mangel på pålitelige og
standardiserte testprotokoller for å vurdere kinematisk analyse hos voksne med unilateral CP i overekstremitetene.
Metode: 25 (12 menn) deltakere med unilateral CP var inkludert i studien. Spatiale og temporale variabler ble innhentet ved (Vicon Motion Capture Systems, Oxford, UK) mens deltakerne utførte en drikkebevegelse, ved to ulike testdager.
Resultater: Resultatene om reliabilitet viste en utmerket relativ reliabilitet for alle undersøkte variabler, med ICC-verdier fra 0,90-0,99. Den absolutte reliabiliteten viste at SEM-verdiene var generelt lave, noe som indikerer en lav grad av variabilitet i individet.
Gjennomsnittsverdiene viser at det er en liten forskjell mellom testdag 1 og testdag 2 for alle temporale og spatiale parametere. SEM% verdiene varierte mellom 0,7% til 15,4%.
Konklusjon: Deltakerne med CP trengte mer tid til å gjennomføre drikkeoppgaven sammenlignet med friske voksne, og de hadde også en redusert evne til å strekke seg etter glasset. Videre ble det vist en redusert evne til å flektere skulderen når de skulle drikke, noe som hovedsakelig ble kompensert ved å abdusere i skulderleddet.
Denne studien har også etablert absolutt og relativ reliabilitet av kinematiske data ved en standardisert drikkeoppgave hos godt fungerende voksne med unilateral cerebral parese.
Resultatene indikerte utmerket reliabilitet for alle de kinematiske variablene, både de temporale og de spatiale.
VI
VII
Abstract
Test-retest reliability of upper extremity kinematics while performing a drinking task in adults with unilateral Cerebral Palsy
Purpose: The aim was to compare values for temporal and spatial kinematic variables
obtained during a drinking task for adults with unilateral Cerebral Palsy (CP) with previously published values for healthy adults, and also to investigate the agreement and reliability of kinematic data sampled during a standardized drinking task in adults with unilateral cerebral palsy.
Theoretical framework: Adults with CP spend a lot of time and resources on treatment and exercise throughout their lives. It is therefore important to be able to provide a reliable assessment and description of function, evaluate treatment, as well as measure clinical
changes, thus avoiding the use of resources for inefficient treatment. There has been a lack of reliable and standardized test protocols to assess motion analysis for adults with unilateral CP in upper extremity kinematics.
Method: 25 (12 males) individuals with unilateral CP, aged between 18-60, were included.
Spatiotemporal kinematic data were captured (Vicon Motion Capture Systems, Oxford, UK) while participants performed a drinking task, on two separate occasions.
Results: The reliability was found to be excellent for all investigated variables with ICC values ranging from 0.90 – 0.99. The agreement and SEM values were generally low,
indicating a low measurement error. The mean values show that there was a small difference between Test 1 and Test 2 for all the temporal and spatial measures. The SEM% values ranged between 0.7% and 15.4%.
Conclusion: Individuals with CP needed more time to complete the drinking task compared to healthy adults, they also had a decreased ability to reach for the glass. Further, a decreased ability to flex at the shoulder when drinking was seen which was mainly compensated by abducting the shoulder.
VIII
Motion analysis have a high test-retest reliability for adults with unilateral CP with relatively high functional level, and can be used to evaluate function as an outcome measurement to evaluate the effect of treatment.
IX
Forord
Jeg har alltid hatt interesse for vurdering av funksjon, og synes det er spennende å inkludere ny teknologi i en klinisk hverdag. Jeg håper at kinematisk analyse kan bidra til å gi en mer objektiv og beskrivende vurdering av funksjon hos pasienter med CP, slik at vi kan gi mer presise tiltak og vurdere effekten av behandlingen som gjøres i dag.
En stor takk alle deltakerne som har gjort prosjektet mulig, og til Sunnaas Sykehus som har gitt meg muligheten til å gjennomføre dette studiet. Takk også til mine kjære kollegaer på avdeling for vurdering som har tatt seg av mine pasienter og tatt i et ekstra tak mens jeg har vært på skolen. Dere er helt supre! Takk til Marit Eline Spørck, Sandra Linnea Hansen og Ingvild Maalen-Johansen på bevegelseslaboratoriet for et godt samarbeid, fleksibilitet, støtte, og motiverende ord. En ekstra takk til Ingvild for super struktur og et reflektert sinn!
Jeg vil rette en stor takk til mine veiledere, Linda Rennie og Vivien Jørgensen, for særdeles god oppfølging gjennom hele prosessen. Dere har lagt ned mange flere timer enn det som stod i kontrakten vår – det setter jeg utrolig stor pris på. Vivien har bidratt med gode
tilbakemeldinger på skrivingen, og Linda har vært usedvanlig tålmodig, pedagogisk og gjort skriveprosessen til en hyggelig tid!
Takk til Susanne Følstad for at du fikk oss til å sette i gang med kinematikk, og at du alltid har tatt deg tid til faglig input, diskusjon og passet på at SunArm-prosjektet har fulgt tidskjemaet.
Takk til Marthe Kothe-Næss, som er min lojale prosjektpartner – du er også «totally awesome».
Takk til Margit Alt Murphy som har kommet med gode ideer, og latt oss bruke MatLab- skriptet fra sin studie.
Takk til Sophies Minde som har bidratt til å finansiere SunArm-prosjektet, og gjort det mulig å implementere kinematikk i klinikken.
X
En stor takk til min kjære kone Ann Katrin for at du er vår IT-support, og for at du alltid er støttende og leser over det jeg skriver! Du er Fantastisk!
Til slutt vil jeg takke hele familien min som har heiet meg frem gjennom masterskrivingen!
XI
XII
Innholdsfortegnelse
1 Introduksjon ... 1
1.1 Hensikt ... 1
1.2 Problemstillinger ... 2
1.3 Forskningshypoteser ... 2
1.4 Rasjonale ... 2
2 Teoretisk bakgrunn ... 4
2.1 ICF - Internasjonal klassifikasjon av funksjon, funksjonshemming og helse ... 4
2.2 Cerebral parese ... 5
2.2.1 Spastisk unilateral cerebral parese ... 6
2.2.1 Kartlegging av hånd/arm funksjon hos personer med CP i dag ... 6
2.3 Motorisk kontroll ... 8
2.4 Spastisitet ... 11
2.5 Kinematikk ... 11
2.5.1 Tidligere forskning ... 12
2.6 Reliabilitet ... 13
3 Metode ... 15
3.1 Design ... 15
3.2 Utvalg ... 15
3.3 Retningslinjer for rapportering av reliabilitet ... 15
3.4 Styrkeberegning ... 15
3.5 Datainnsamling ... 16
3.6 Variabler ... 16
3.6.1 Funksjonsundersøkelse ... 16
3.6.2 Kinematiske variabler... 19
3.7 Kinematisk Analyse ... 23
3.7.1 Drikkebevegelsen ... 23
3.7.2 Testere ... 25
3.7.3 Prosedyre ... 25
3.7.4 Markøroppsett ... 26
3.7.5 Instruksjon til deltakerne ... 27
3.7.6 Opptakssystem og data prosessering ... 27
XIII
3.8 Statistiske analyser ... 29
3.8.1 Absolutt reliabilitet ... 30
3.8.2 Relativ reliabilitet ... 31
3.9 Etikk ... 31
4 Resultater ... 32
5 Diskusjon ... 35
5.1 Aktuelle funn ... 35
5.2 Metodiske vurderinger ... 37
5.3 Implikasjoner for praksis og videre forskning ... 38
6 Konklusjon ... 40
7 Litteraturliste ... 41
8 Artikkel ... 45
9 Vedlegg ... 59
Vedlegg nummer 1: Testprotokoll – GMFCS ... 59
Vedlegg nummer 2: Testprotokoll – Kinematisk analyse av drikkeoppgave ... 60
Vedlegg nummer 3: Testprotokoll – Funksjons undersøkelse ... 63
Vedlegg nummer 4: Testprotokoll – MACS ... 64
Vedlegg nummer 5: Testprotokoll – Modifisert Ashworth Skala (MAS)... 65
Vedlegg nummer 6: Testprotokoll – House og Zancolli ... 66
Vedlegg nummer 7: Testprotokoll- ARAT ... 67
Vedlegg nummer 8: REK ... 69
Vedlegg nummer 9: Samtykkeskjema ... 71
Figurer International Classification of functioning, disability and health ... 4
Ulike subtyper av cerebral parese og prosentvis forekomst (l. G. Andersen et al., 2017). ... 5
Gross motor function classification system [17]. ... 6
Motorisk kontroll - Individet (I), oppgaven (T) og omgivelsene (E) bidrar til motorisk kontroll. I individet blir bevegelse på virket av, sensorisk/persepsjon (SP), kognitiv (C), motor/ handling (M/A). omgivelsene (E) blir delt inn i regulatoriske og ikke regulerende faktorer. Oppgaven (T) bidrar til organisering av en funksjonell bevegelse... 9
Bevegelse i en atypisk befolkning [30]. ... 10 Hastighetsprofil – A - normal data og B deltaker med CP. I disse grafene kan man hente ut variablene bevegelsestid, hastighet og bevegelsesflyt. Én bevegelsesenhet er hver gang en akselerasjon etterfulgt av en reduksjon i fart fører til en "topp" i hastighetsprofilen. 20
XIV
Avstandsprofil toraks - A - normal data og B deltaker med CP. I disse grafene kan man hente ut den maksimale avstand som toraksmarkøren har beveget seg fra startposisjonen
... 21
Vinkelprofil - A - normal data, og B - deltaker med CP. I disse grafene kan man hente ut bevegelsesutslag av skulder og albue i ulike faser av drikkebevegelsen. ... 23
Drikkebevegelsen i faser... 24
Standard målefeil (SEM) presentert som prosent av gjennomsnitt fra Testdag 1 og Testdag 2. ... 34
Bilder Bilde 1. Markøroppsett ... 26
Bilde 2. Bevegelseslaboratoriet på Sunnaas ... 28
Bilde 3. Vantage og Vue ... 28
Bilde 4. Modellen i Nexus 2.6 ... 29
Tabeller Tabell 1: Kliniske og funksjonsvariabler hos personer med unilateral cerebral parese (n=25). ... 32
Tabell 2: Spastisitetsskår hos personer med unilateral cerebral parese (n=25). ... 32
Tabell 3: Mean and SD for kinematiske variabler i en drikkeoppgave for personer med CP (n=25), friske voksne (n=20). ... 33
Tabell 4: Sammendrag av reliabiliteten til spatiale og temporale variabler målt under en drikkeoppgave. ... 33
XV
1
1 Introduksjon
Voksne med spastisk unilateral cerebral parese (CP) har ofte nedsatt arm- og håndfunksjon på grunn av redusert motorisk kontroll, spastisk muskulatur og innskrenket bevegelighet. Dette påvirker evnen til å strekke seg etter, gripe, løfte/flytte og slippe et objekt, noe som er grunnleggende ferdigheter og som krever stor grad av koordinering og timing for å
gjennomføre daglige aktiviteter, som for eksempel spise og drikke. Uansett hvilken grad av redusert håndfunksjon man har, kan dette påvirke aktivitet og deltakelse [1].
Som ergoterapeut ved Sunnaas sykehus HF er en av arbeidsoppgavene å vurdere funksjon hos pasienter med ulike nevrologiske sykdommer. Fysioterapi og ergoterapi fokuserer på å
optimalisere fysisk funksjon og deltagelse i aktivitet for pasientene, og effekt av behandling evalueres gjennom funksjonelle kliniske tester og/eller gjennom pasientrapporterte
spørreskjema. Med et økt fokus på og krav til effekt av behandling bør det vurderes om eksisterende kartleggingsverktøy er validert for voksne med CP, samt om de er følsomme nok til å indikere endring etter intervensjon [2, 3]. For å kunne gi et best mulig tilbud til pasienter er det viktig å ha reliable kartleggingsverktøy som kan fange opp reell endring [4].
Av erfaring bruker voksne med CP mye tid og ressurser på behandling og trening gjennom hele livet. Det er derfor viktig å kunne gi en pålitelig kartlegging og beskrivelse av funksjon, evaluere tjenester og tilbud, samt måle kliniske endringer, og slik unngå å bruke ressurser på ineffektiv behandling og tiltak [5].
Denne masteroppgaven har blitt skrevet med en artikkel. Artikkelen er tenkt sendt til tidsskriftet Gait & Posture.
1.1 Hensikt
Målet med denne studien var å sammenlikne temporale og spatiale kinematiske variabler ved en drikkebevegelse hos voksne med unilateral CP med tidligere publiserte resultater for friske voksne, og å finne ut av hvor reliabel kinematisk analyse av en drikkebevegelse er hos voksne med unilateral CP. Resultatene kan bidra til å gi kunnskap om hvor stor endring som skal til
2
for at vi kan si at det har skjedd en reell endring av funksjonen. For å undersøke dette er det brukt et test-retest design i studien.
1.2 Problemstillinger
Masteroppgavens spesifikke problemstillinger er:
Hvordan er de temporale og spatiale kinematiske variablene ved en drikkebevegelse hos voksne med unilateral CP sammenliknet med tidligere publiserte resultater for friske voksne?
Hvor høy er den absolutte og relative reliabiliteten for kinematiske data av en standardisert drikkebevegelse hos voksne personer med CP?
1.3 Forskningshypoteser
Følgende hypoteser legges til grunn for studien:
De temporale og spatiale kinematiske variablene ved en drikkebevegelse hos voksne med unilateral CP er mer variable sammenliknet med resultater for friske voksne.
Kinematisk analyse av en standardisert drikkebevegelse hos voksne personer med CP betegnes av god (eller høy grad) absolutt og relativ reliabilitet.
1.4 Rasjonale
Forskning som omhandler kinematisk analyse av overekstremitet, har for det meste blitt gjennomført på voksne med slag eller barn med CP. Jeg har ikke funnet studier som har sett på kinematisk analyse av en drikkebevegelse hos voksne med CP.
En oversiktsartikkel utarbeidet av Valevicius et al (2018) har sett på bruk av kinematisk analyse av overekstremitetene. De påpeker at overkroppens bevegelse er svært variabel og kompleks, og at den ofte utfordrer alle frihetsgrader under funksjonelle oppgaver. De mener at dette kan ha bidratt til å komplisere standardiseringen av kinematisk vurdering av
overekstremiteter. Som svar på denne variabiliteten og kompleksiteten, er det utviklet flere forskjellige protokoller for å vurdere kinematikk i overkroppen. Protokollene bruker forskjellige markørkonfigurasjoner, både typer og lokasjoner, matematiske formler for
3 beregning av vinkler, funksjonelle oppgaver, og de rapporterte kinematiske resultatene
varierer. Dette gjør det vanskelig å sammenligne ulike diagnosegrupper med redusert funksjon. Den systematiske oversiktsartikkelen konkluderer med at bare noen få studier har gjennomført tilstrekkelig vurdering av validitet og reliabiliteten til protokollen som brukes.
De understreker også viktigheten av at en gitt protokoll skal ha dokumentert validitet og reliabilitet for å sikre repeterbarhet og klinisk egnethet [6].
Dette masterprosjektet er en del av det større prosjektet SunArm ved Sunnaas sykehus HF. Et av målene for SunArm er at kinematisk analyse av overekstremiteter skal inngå som en del av de kliniske funksjonsvurderingene som gjennomføres. Analysen skal kunne brukes som et supplementerende redskap i vurdering av igangsatt behandling og evaluering av videre behandling hos ulike pasientgrupper.
4
2 Teoretisk bakgrunn
2.1 ICF - Internasjonal klassifikasjon av funksjon, funksjonshemming og helse
Internasjonal klassifikasjon av funksjon, funksjonshemming og helse (ICF) er et
klassifikasjonssystem som er utviklet av verdens helseorganisasjon (WHO) [7]. Formålet med ICF er å etablere et standardisert språk, samt et verktøy for beskrivelse av helse og
helserelaterte forhold. ICF skal utfylle diagnoseklassifikasjonen ICD-10 ved at hovedvekten legges på funksjon og aktivitet, samt miljøets påvirkning på helse [8].
ICF bygger på en biopsykososial forståelse. Hovedfokuset er ikke på diagnose, men heller å se mennesket i en større sammenheng. Kroppsfunksjoner og strukturer beskriver fysiske og psykologiske funksjoner i kroppslige systemer. Aktivitet beskriver individets utførelse av en oppgave, aktivitet eller handling, mens deltagelse beskriver individets involvering i
livssituasjoner og deltagelse i samfunnet. ICF illustrerer også at miljøfaktorer er kontekstuelle faktorer som påvirker funksjonsnivået sammen med de personlige faktorene [9].
International Classification of functioning, disability and health
5
2.2 Cerebral parese
Cerebral parese (CP) er en samlebetegnelse på en rekke ikke-progressive, men ofte motoriske funksjonshemninger som skyldes en skade i den umodne hjerne. De aller fleste med CP får diagnosen før de fyller to år. Hvilke utslag diagnosen gir, avhenger av skadens størrelse og sted [10]. Insidensen i Norge er mellom 2 til 2,5 per 1000 levende fødte barn, noe som tilsvarer cirka 100 nye tilfeller i året [11].
Ulike subtyper av cerebral parese og prosentvis forekomst (l. G. Andersen et al., 2017).
CP klassifiseres også etter alvorlighetsgraden av de grovmotoriske vanskene ut fra Gross Motor Function Classification System (GMFCS) og Manual Ability Classification System (MACS). Disse klassifikasjonene beskrives ytterligere i «variabler 3.5.1» under metode.
Som nevnt tidligere, er evnen til å strekke seg etter, gripe, løfte/flytte og slippe et objekt grunnleggende ferdigheter for å gjennomføre de fleste daglige aktiviteter. Arm- og
håndfunksjonen hos friske barn utvikler seg over tid der en ser at håndbevegelser blir jevnere og mindre variable med alderen. Barn med CP har ofte problemer med timing og
koordinering av å gripe og slippe [12], og dette er utfordringer som ofte følger dem videre inn i voksenlivet [13].
Cerebral Parese
Spastisk CP 86 %
Unilateral (ensidig)
41%
Bilateral (tosidig)
45%
Dyskinetisk CP 7 %
Dystonisk Choreoatetose
Ataktisk CP 4%
Uklassifisert CP 3%
6
I og med at CP er et resultat av en skade i hjernen, er det ikke uvanlig at andre funksjoner rammes i tillegg til motorisk funksjon. Typiske tilleggsvansker er forstyrrelser i sanser,
kognisjon, kommunikasjon, persepsjon, atferdsvansker og epilepsi. Dette er faktorer som også kan påvirke evnen til å utføre daglige aktiviteter [14].
2.2.1 Spastisk unilateral cerebral parese
Personer med spastisk unilateral CP har en velfungerende hånd og en affisert arm/hånd [15].
Voksne i denne undergruppen av CP går ofte uten eller med enkle ganghjelpemidler, og har et GMFCS nivå mellom I-III (Figur 3. Se vedlegg 1 for utfyllende forklaring). Funksjonsnivået i den affiserte hånden kan variere fra å ha noe reduserte finmotoriske ferdigheter ved oppgaver som krever høy grad av presisjon og motorikk, til ikke å ha evnen til å gripe og slippe et objekt i det hele tatt [16]. Vanlige funksjonsnedsettelser som påvirker funksjonell bruk av den affiserte hånden, er økt muskeltonus og redusert bevegelsesutslag, tempo, kraft og motorisk kontroll [5].
Gross motor function classification system [17].
2.2.1 Kartlegging av hånd/arm funksjon hos personer med CP i dag
I forskriften fra 2011 om habilitering og rehabilitering, individuell plan og koordinator [18] er det nedfelt «den som har eller står i fare for å få begrensninger i sin fysiske, psykiske,
kognitive eller sosiale funksjonsevne, skal gis mulighet til å oppnå best mulig funksjons- og mestringsevne, selvstendighet og deltagelse i utdanning og arbeidsliv, sosialt og i samfunnet»
[18]. Dette betyr at personer med funksjonsnedsettelse har forskriftmessig krav på behandling som gir best mulig funksjonsevne og hverdagsfungering.
7 I dag finnes det ikke noen form for systematisk oppfølging av voksne med CP slik som det finnes for barn i Cerebral Parese Oppfølgingsprogram (CPOP). I dette programmet følges barna opp og kartlegges en gang i året eller annethvert år, hvor det er fokus på grovmotorikk, håndfunksjon, leddbevegelighet, spastisitet og smerter, samt behandlingstiltak som blant annet fysio- og ergoterapi, spastisitetsreduserende behandling, ortopedisk kirurgi og
ortopediske hjelpemidler [19]. CPOP voksenversjon, lik den de har i Sverige, er et prosjekt det jobbes med og som forhåpentligvis vil komme på plass i løpet av kort tid. De fysiske funksjonsnedsettelsene og kompleksiteten av utfordringene som en person med CP kan ha, tilsier et behov for livslang oppfølging fra helsevesenet. Funksjoner som kartlegges som barn gjennom CPOP, bør også evalueres som voksne, da voksne med CP ofte opplever senfølger i form av økte smerter, økt trøttbarhet, økt spastisitet og feilstillinger i muskler og ledd,
redusert balanse, mer utydelig tale og andre generelle helseproblemer.
For å kunne kartlegge funksjonsnedsettelser og evaluere effekt av rehabilitering, er standardiserte måleinstrumenter som er reliable og valide viktige [20]. Det finnes mange forskjellige måleinstrumenter som er utviklet for å evaluere funksjon i overekstremiteter [21].
Når funksjon i overekstremiteter evalueres, foretrekker terapeuter å måle med ulike skalaer og scoring av funksjonalitet, i motsetning til måling av gangfunksjon der de også har tatt i bruk nyere og mer teknologiske metoder for måling [22]. Eksempler på måleinstrumenter for funksjon i overekstremiteter som brukes i dag er ARAT [23], Jebsen Taylor
håndfunksjonstest, [24], Modified Ashworth Scale – MAS [25], Zancolli klassifisering av håndleddets stilling [26], og House klassifisering tommelens stilling [27]. Videre er det vanlig å måle bevegelsesutslag eller ”range of motion” (ROM) med goniometer og å måle styrke med dynamometer [21]. Kliniske måleinstrumenter, som de som er nevnt ovenfor, er ofte brukt i måling av rehabilitering, men de er ofte utilstrekkelige [28], og terapeuter må bruke flere forskjellige måleinstrumenter for å gi en omfattende nok vurdering av
funksjonsnedsettelsen [24]. Det er et behov for å utvikle måleinstrumenter som kan gi presise og reliable evalueringer av funksjon i overekstremitetene [24, 28]. De teknologiske fordelene ved kinematiske analyser kan gi en mer detaljert og objektivt kvantifisert måling og tolkning av funksjonsnedsettelse [28].
8
2.3 Motorisk kontroll
Bevegelse er en viktig del av livet, og er essensielt for å kunne gå, løpe, leke, drikke, spise, jobbe og leve sosiale liv. Fagfeltet om motorisk kontroll er opptatt av grunnlaget for
bevegelse og hvordan bevegelser kontrolleres. Motorisk kontroll er definert som “the ability to regulate or direct the mechanisms essential to movement” [29](p.3).
Shumway-Cook og Woollacott (2017) har hatt en stor innvirkning på å bringe forskning på motorisk kontroll til klinisk praksis for fysioterapi og ergoterapi. Bevegelse er et produkt av tre faktorer: individet, oppgaven og omgivelsene (se Feil! Fant ikke referansekilden.). B evegelse blir organisert ut ifra både kravene til oppgaven som skal utføres og miljøet de skal bli utført i. Individets evne til å møte kravene til oppgaven og miljøet utgjør individets funksjonelle kapasitet.
Utvikling av ferdigheter, som å strekke seg etter en gjenstand og gripe og manipulere et objekt, er komplekse ferdigheter som utvikler seg gradvis over tid. Det er flere longitudinelle studier som har sett på utviklingen av «strekke»-bevegelsen hos babyer fra de er 2 måneder til de er 3 år. Når barnet har blitt 2 år, er evnen til å strekke og gripe utviklet, og bevegelsen har gått fra å være en refleks hos spedbarn til å være en viljestyrt bevegelse hos en 2-åring. 2- åringer har også fått et mye rettere bevegelsesmønster, og dette mønsteret har blitt kalt
retthetsforhold. I tillegg til at barnet får rettere bevegelser med økende alder, får de også bedre bevegelsesflyt og koordinasjon. Bevegelsesmønsteret til friske voksne holder seg ganske stabilt over lengre tid, men det endres igjen hos eldre mennesker. Tid er en av faktorene som endrer seg, for eksempel bruker eldre mennesker typisk lengre tid på å gjennomføre en bevegelse. Andre ferdigheter som kan bli svekket hos eldre er koordinasjonen, bevegelighet og postoral kontroll [29].
9 Motorisk kontroll - Individet (I), oppgaven (T) og omgivelsene (E) bidrar til motorisk kontroll. I individet blir bevegelse på virket av, sensorisk/persepsjon (SP), kognitiv (C), motor/ handling (M/A). omgivelsene (E) blir delt inn i regulatoriske og ikke regulerende faktorer. Oppgaven (T) bidrar til organisering av en funksjonell bevegelse.
Bevegelse oppstår hos individet (I) gjennom flere sammensatte prosesser som blant annet persepsjon, kognisjon og handling. Prosessene for at individet skal kunne gjennomføre en handling er systematisert i Figur 4. Forståelse av oppgaven og kunnskap om hva som er målet og hvordan bevegelsen skal reguleres og gjennomføres (persepsjon – SP), kognitive
ferdigheter som hukommelse, oppmerksomhet, konsentrasjon, romforståelse med mer
(kognitive – C) og bevegelse av muskler og ledd (motorisk/handling) er individets faktorer for gjennomføring av en spesifikk handling.
Hver dag utfører et individ utallige variasjoner av funksjonelle oppgaver (T) som krever ulike bevegelsesstrategier. Hvilken type oppgave som blir utført, avgjør hvor mange ferdigheter
10
som må mobiliseres for å skape en bevegelse. Ulike oppgaver setter ulike krav til mobilitet, funksjon og kroppskontroll for at hensiktsmessig utførelse av oppgaven skal være mulig.
For at en bevegelse skal være funksjonell må sentralnervesystemet ta hensyn til miljøets egenskaper (omgivelsene - E) for å kunne gjennomføre en oppgavespesifikk bevegelse. Som beskrevet i Figur 4 kan egenskapene til miljøet deles inn i to hovedkategorier; regulatoriske faktorer som bevegelsens form, størrelse, vekt, overflate og tekstur, og ikke-regulerende faktorer som kan påvirke utførelsen av bevegelsen, f.eks. bakgrunnsstøy [29].
Latash og Anson (1996) presenterer en enkel modell for trinnene i en frivillig bevegelse (se Figur 5).
Bevegelse i en atypisk befolkning [30].
Modellen identifiserer tre trinn i prosessen med å skape en bevegelse: forstå bevegelsen, generere mønstre av kontrollvariabler, og utførelse av bevegelsen. Siste trinn, utførelsen, inkluderer nevrologiske- (sentralnervesystemet) og mekaniske- (muskler, sener, ledd) mekanismer, i samarbeid med det eksterne (omgivelsene). Modellen inkluderer også et eget ledd benevnt som «koordinasjon» som definerer verdien av ordensparametre. En frisk person
11 vil ikke ha vansker med trinnene for å utføre en hensiktsmessig bevegelse. Personer med bevegelsesbegrensinger, som for eksempel voksne med CP, kan som oftest forstå bevegelsen og hva som skal til for å gjennomføre den, men vil møte utfordringer når det kommer til kontrollvariablene med signaler fra nervesystemet og aktivering av muskler og ledd, som videre har en konsekvens i form av en «annerledes» bevegelse (Latash and Anson, 1996).
2.4 Spastisitet
Årsaken til spastisitet er komplisert og ikke helt forstått. Spastisiteten oppstår på grunn av ubalanse mellom stimulerende og hemmende mekanismer som kontrollerer evnen til å reagere på stimuli av alfa motornevronet på ryggmargsnivå [31]. Lance (1980) definerer spastisitet som en motorisk forstyrrelse, karakterisert ved hastighetsavhengig økning av strekkereflekser (muskeltonus) som en komponent av øvre «motor neurone syndrome» [31]. Spastisitet kan ifølge denne definisjonen avdekkes ved klinisk undersøkelse av en person i hvile, hvor typiske funn er hastighets-avhengig motstand i muskel og oftest også økte senereflekser (hyperrefleksi/klonus). Det er likevel ikke alltid at kartlegging av spastisitet ved passiv undersøkelse samsvarer med hvordan disse musklene aktiveres når personen utfører ulike aktiviteter [32].
2.5 Kinematikk
Kinematikk er bevegelseslære, og omhandler den delen av mekanikken som tar for seg punkters og legemers bevegelse uten å ta hensyn til krefter og masser [33]. I litteraturen og innenfor fagfeltet blir den samme tematikken omtalt med flere begreper som blant annet tredimensjonal bevegelsesanalyse (3D-analyse), men i denne oppgaven vil det bli referert til som kinematisk analyse.
Kinematikk er ikke et nytt begrep. De første studiene som ble utført på gangfunksjon var i 1870 i Paris og California, og på 1940- og 1950-tallet ble det gjennomført flere større studier om emnet. Mellom 1970 og 1980 ble målesystemene koblet til datamaskiner, noe som førte til at ganganalysen ble brukt til klinisk arbeid. På 1990-tallet ble de første kinematiske analysene gjennomført på overkroppen, men de klarte ikke å overføre kunnskapen fra gange til
overkropp på grunn av armens kompleksitet, variasjonen av bevegelsesmønstre, store
12
bevegelsesutslag og variasjon av aktiviteter som kan gjennomføres med armen [20]. Etter det jeg kan finne, har kinematiske analyser for overkroppen ikke blitt tatt i bruk i klinisk praksis.
2.5.1 Tidligere forskning
Bevegelser i overkroppen er svært variabel og kompleks, og har stor grad av variasjon i bevegelsesmønstre. Dette kan ha bidratt til stor variasjon i hvordan arm- og håndfunksjon har blitt kartlagt med kinematiske analyser [6]. Valg av objekt som skal gripes og oppgave som skal gjennomføres påvirker hvordan deltakerne planlegger og løser oppgavene.
Bevegelsesmønsteret er annerledes i en pekeoppgave enn i en oppgave som inkluderer det å gripe, på samme måte som gripeoppgaven blir påvirket av om det er en simulert bevegelse eller om det blir brukt et ekte objekt. For eksempel blir tiden og nedbremsingsfasen lengre når en person får beskjed om å gripe et objekt enn når han skal peke på det. På samme måte er bevegelsene raskere og topphastighet oppnås tidligere når en person skal plukke opp en tom kopp i forhold til en full kopp [20].
Tidligere studier som har undersøkt reliabiliteten av kinematiske analyser og diagnosen CP er utført på barn og tenåringer [12, 34-36]. En studie har sett på en simulert spisebevegelse, utført med en trekloss med ulik avstand fra barnet, hvor man har funnet at bevegelsesflyt, kompenserende toraksbevegelser og leddvinkler har høyest ICC (0,82-0,95) [36]. Mackey (2005) har gjort kinematisk analyse for å undersøke bevegelsen «hånd til hodet» og «hånd til munn» hos barn med CP hemiplegi, hvor de sammenliknet graden av likhet i de kinematiske kurvene som de samlet inn over to test-tidspunkt. De fant moderat til høy grad av
repeterbarhet for albue og skulder variablene med coefficient of multiple correlation (CMC) verdier fra 0,87 til 0,96 [37]. En annen undersøkelse har sett på tenåringer med unilateral CP som utførte en pekeoppgave der de sammenlikner resultatene med normalt utviklede
tenåringer. Studien viste at tenåringer med CP brukte lengre tid på alle oppgavene, og hadde mindre leddutslag i forhold til normalt utviklede tenåringer når de utførte oppgaver med sin affiserte hånd [35].
En annen studie har fokusert på «å strekke seg etter»-bevegelsen (reach). Denne studien viste også at barn med CP bruker lengre tid og har flere bevegelsesenheter enn kontrollgruppen med normalt utviklede barn. De så også sammenheng mellom antall bevegelsesenheter og grad av CP ved bruk av MACS klassifisering som sier noe om evnen til å håndtere
gjenstander med begge hender samlet [12]. Flere studier viser god repeterbarhet ved bruk av
13 kinematisk analyse på grovmotoriske bevegelsesutslag som armsving og «hånd til hodet» [37, 38].
Alt Murphy (2013) har undersøkt test-retest reliabilitet i en drikkebevegelse hos friske personer ved bruk av samme protokoll som har blitt brukt i denne studien. Resultatene av denne studien viste at det med 95% sannsynlighet ikke var signifikant forskjell mellom test og retest. Det er imidlertid ikke gjennomført en reliabilitetsstudie på denne protokollen hos voksne med CP tidligere.
2.6 Reliabilitet
Selv friske personer har en naturlig variasjon i hvordan vi griper og drikker av en kopp. For personer med CP kan spastisitet og innskrenket leddbevegelighet påvirke drikkemønster og variasjon i hvordan man utfører bevegelsen. Den kinematiske analysen sin evne til å skille målefeil fra faktisk variasjon i et individs drikkemønster, er avgjørende for å avdekke kliniske relevante endringer. Reliabiliteten av et måleinstrument, som i dette tilfellet er kinematisk analyse av en drikkebevegelse, forteller i hvilken grad et måleinstrument er fri for målefeil [39].
Test-retest reliabilitet angir samsvar mellom to resultater fra samme test på to forskjellige tidspunkter. Ved et test-retest design får man informasjon om stabilitet ved deltakerens responser over tid [39].
Reliabilitet kan deles inn i relativ og absolutt reliabilitet. Relativ reliabilitet sier noe om hvor bra en målemetode kan skille mellom enkeltindividers målinger ved gjentatt testing, på tross av målefeilen [40, 41] . En høy ICC (nær 1) angir høyt samsvar mellom verdier fra samme gruppe. En lav ICC (nær null) betyr at verdier fra samme gruppe ikke er like. Absolutt reliabilitet forteller om resultatene forholder seg likt ved gjentatte målinger under flere forhold. Absolutt reliabilitet er den graden endring innenfor repeterte målinger varierer for et individ; lav variasjon i målingene vil si høyere reliabilitet [39].
Reliabilitet er ikke faste egenskaper til et kartleggingsredskap, men et produkt av samspill mellom kartleggingsredskapet, den som blir testet, testeren og konteksten av vurderingen.
Reliabilitet blir påvirket av ulike faktorer av variabilitet i kartleggingssituasjonen (f.eks.
tester, personen som blir testet sine egenskaper, type instrument og administrasjonsprosessen)
14
og statistisk tilnærming (for eksempel antagelser om målenivå og statistisk modell). Det er grunn til å anta at det er større variasjon i funksjon og bevegelse hos personer med CP sammenlignet med friske, for eksempel kan dagsform, trettbarhet og variasjon i bevegelsen spille en stor rolle på kvaliteten i bevegelsene. Resultater er kun tolkbare når testsituasjonen er tilstrekkelig beskrevet og beregningsmetoden eller grafisk presentasjon er fullstendig utredet [42]
Det finnes mange kinematiske variabler som kan analyseres i en drikkebevegelse.
Hovedgruppene av kinematiske variabler som bidrar mest til å beskrive variasjonen i en funksjonell drikkebevegelse for slagpasienter, er bevegelsestid, hastighet, bevegelsesflyt, leddkoordinasjon, kompenserende brystkasse- og hodebevegelser og leddvinkler [20] Dette blir senere beskrevet i metoden under avsnittet 3.6.2 Kinematiske variabler.
15
3 Metode
3.1 Design
For å undersøke forskningsspørsmålet ble det gjennomført en tverrsnittstudie med to testtidspunkt.
3.2 Utvalg
Prosjektdeltakerne ble rekruttert av ergoterapeutene i SunArm ved Sunnaas sykehus HF i perioden januar 2018 – desember 2018 basert på følgende inklusjonskriterier: Personer med unilateral CP, GMFCS nivå I-III, over 18 år og i stand til å gjennomføre en drikkeoppgave.
Kriterier for eksklusjon var andre diagnoser som påvirker funksjon av overekstremitetene og alvorlig kognitiv dysfunksjon. Totalt ble 27 personer forspurt om å delta i studien, hvorav 25 personer ønsket å delta.
3.3 Retningslinjer for rapportering av reliabilitet
Jan Knotter m. fl. (2011) har utarbeidet retningslinjer for hvordan man skal rapportere reliabilitetsstudier, Guidelines for Reporting Reliability and Agreement Studies (GRRAS), som har blitt fulgt i denne studien. GRRAS er en liste på 15 punkter som bør være dekket når man skal rapportere reliabilitet. Ved utarbeidelsen av retningslinjene var Knotter m. fl. (2011) opptatt av hvordan man skal gi nødvendig og tilstrekkelig informasjon for å forstå hvordan studien har blitt utformet og gjennomført, og hvordan resultatene har framkommet. Det er viktig for å kunne sammenlikne resultater på tvers av studier.
3.4 Styrkeberegning
25 pasienter med CP ble inkludert i studien. Bruton et.al (2000) sier at antall deltakere multiplisert med antall målinger bør være minst 25 i en reliabilitetsstudie. Basert på dette bør antallet for denne studien være på minimum 13, siden deltakerne blir målt ved to tidspunkter [40]. I følge [43] er det ingen konsensus om antall deltakere som kreves for å bruke ICC og SEM som statistiske utregninger. For å kunne anslå en antatt ICC på over 0,8 er det anbefalt å
16
ha mellom 15-52 deltakere [44]. Anslaget på 15-52 personer er gjort for å få en akseptabel størrelse på konfidensintervallet for ICC målinger over 0,8.
3.5 Datainnsamling
For å kunne beskrive deltakernes fysiske funksjon ble det gjennomført en
funksjonsundersøkelse av hver deltaker. Innholdet i funksjonsundersøkelsen er beskrevet i avsnittet om variabler. Hver deltaker ble testet på to testtidspunkt to dager på rad, der tidspunkt på dagen var det samme. Når på dagen de gjennomgikk funksjonsundersøkelsen varierte fra deltaker til deltaker, slik at det kliniske tilbudet de fikk mens de var innlagt ikke ble påvirket. Det ble utformet en testprotokoll for gjennomføring på forhånd (se vedlegg 2, Testprotokoll - kinematisk analyse av drikkeoppgave).
3.6 Variabler
I denne studien ble det samlet inn deskriptive variabler som alder, kjønn og funksjonsnivå.
Hovedgruppene av kinematiske variabler som benyttes i kinematisk analyse av bevegelse av overekstremitet, er bevegelsestid, hastighet, bevegelsesflyt, leddsamarbeid/leddkoordinasjon, kompenserende toraksbevegelser og leddvinkler [20]. Disse er beskrevet mer inngående nedenfor.
3.6.1 Funksjonsundersøkelse
Gjennom SunArm-prosjektet ble det benyttet et batteri av valide og reliable tester for å kunne definere funksjonsnivået til deltakerne. Det bestod av Gross Motor Function Classification System (GMFCS) [17], Manual Ability Classification System (MACS) [45], passiv
leddbevegelighet/ Passive Range Of Motion (PROM) [46] og Modified Ashworth Scale (MAS) [25] av de musklene som oftest er affisert hos personer med unilateral CP (se SunArm funksjonsundersøkelse: vedlegg 3), klassifikasjon av tommelens stilling ved House [27] og klassifikasjon av håndledd og fingre ved Zancolli [26], samt Action Research Arm Test – ARAT [23].
17 Gross Motor Function Classification System (GMFCS)
GMFCS er en klassifisering av alvorlighetsgraden av de grovmotoriske vanskene [17]. De ulike nivåene skiller mellom funksjoner for mobilitet som er relevante og meningsfulle for fungering i hverdagen, og de aller fleste med unilateral CP befinner seg på GMFCS nivå I eller II.
Nivåene i GMFCS [17]:
• Nivå I: Går uten begrensninger; kan løpe og hoppe og gå i trapp uten gelender.
• Nivå II: Går med begrensninger; kan ikke løpe og hoppe og må ha gelender i trapp.
• Nivå III: Går med håndholdt forflytningshjelpemiddel; kan bruke rullestol på lange strekninger
• Nivå IV: Begrenset selvstendig forflytning; bruker manuell eller elektrisk rullestol.
• Nivå V: Blir som oftest kjørt i manuell rullestol.
Manual Ability Classification System (MACS)
MACS klassifiserer evnen til å håndtere gjenstander med begge hender samlet og vurderer derfor ikke hver hånd for seg selv. MACS deler håndfunksjonen inn i fem nivåer [47].
Personer med unilateral CP har ofte en hånd med tilnærmet normal funksjon og en hånd med redusert funksjon. Det er størst forekomst av MACS nivå fra I–III hos CP pasienter. MACS er validert til barn mellom 4 og 18 år, men brukes også i Uppföljningsprogram för Cerebral Pares (CPUP) til voksne [48].
Nivåene i MACS [45] (For utfyllende informasjon se vedlegg nr. 4).
Nivå I – Håndterer gjenstander lett og med godt resultat.
Nivå II – Håndterer de fleste gjenstander, men med noe begrenset kvalitet og/
eller hurtighet.
Nivå III – Håndterer gjenstander med vanskelighet og trenger hjelp til å forberede og/eller tilpasse aktiviteter.
Nivå IV – Håndterer et begrenset utvalg av letthåndterlige gjenstander i tilpassede situasjoner.
18
Nivå V – Håndterer ikke gjenstander og har svært begrenset evne til å utføre selv enkel håndtering.
Passiv leddbevegelighet eller Passive Range Of Motion (PROM)
Ved PROM undersøkes pasientens leddbevegelighet passivt ved at terapeuten fører pasientens ekstremitet uten at pasienten deltar aktivt i bevegelsen. Passiv bevegelighet er antall grader et ledd kan beveges med ekstern innflytelse, som tyngdekraft eller kraft fra en annen person.
Vinkler måles ved hjelp av et goniometer [49]. Instrumentet har en moderat til god Inter-rater (ICC = 0,5 – 0,7) og test-retest reliabilitet (ICC = 0,8 – 0,9) for barn med CP [50]. Leddene som ble målt i denne studien, er håndleddekstensjon, albueekstensjon og -fleksjon og skulderfleksjon.
The Modified Ashworth Scale (MAS)
MAS er et klinisk instrument der man subjektivt måler spastisitet i muskulaturen i en
gradering fra 0 til 4 (se vedlegg 5), hvor 0 er ingen spastisitet, og 4 er rigiditet ved bevegelse av leddet. Det er spastisitet når det oppstår en hastighetsavhengig motstand i en muskel.
Testen utføres ved å bevege et ledd så hurtig som mulig (350 grader/sek) [25, 51]. MAS er den mest brukte kliniske metoden for å måle spastisitet og muskeltonus [52, 53], og den har blitt fastslått som den beste kliniske skalaen for kartlegging og evaluering av spastisitet [54- 56]. Muskelgrupper som ble testet i denne studien var: håndleddfleksorer, albuefleksorer og - ekstensorer, skulderfleksorer og -ekstensorer.
Klassifikasjon av tommelens stilling etter House
House er klassifikasjon av tommelens stilling når man åpner hånden, graderes fra 0 til 4 [27]
(Vedlegg 6: Testprotokoll – House og Zancolli). Instrumentet har god inter-rater og test-retest reliabilitet 83% samsvar og vektet kappa verdier var 0,73 (CI 0,51–0,95) for barn med CP [50].
Klassifikasjon av håndledd og fingre etter Zancolli
Zancolli klassifiserer aktiv evne til samtidig håndledd- og fingerekstensjon, graderes fra 0 til 3 [26] (Vedlegg 6: Testprotokoll – House og Zancolli). Instrumentet har god inter-rater og test- retest reliabilitet med 93% samsvar med vektet kappa verdier var 0,95 for barn med CP [50].
19 Action Research Arm Test (ARAT)
ARAT vurderer funksjonelle bevegelser i overekstremiteter for personer med skader i det sentrale nervesystemet. Instrumentet dekker et bredt spekter av arm- og håndbevegelser.
Testen er delt inn i 19 deler fordelt på 4 underkategorier – helhåndsgrep, sylindergrep, pinsettgrep og grovmotoriske armbevegelser (se vedlegg 7). Utførelse blir gradert med en 4 poengs ordinalskala som går fra 3 til 0, hvor 3 poeng impliserer at personen utfører oppgaven normalt, 2 poeng tilsvarer at personen gjennomfører oppgaven, men at det blir benyttet ukorrekt grep, brukt kompenserende bevegelser, og/eller gjennomført på unormalt lang tid, 1 poeng gis dersom oppgaven kun blir utført delvis og 0 poeng dersom personen ikke klarer å gjennomføre oppgaven i det hele tatt. Alle deltester starter med den oppgaven som anses som vanskeligst. Hvis personen klarer å oppnå 3 poeng (normal bevegelse) på første oppgave, får de automatisk 3 poeng på resten av oppgavene innenfor den deloppgaven uten å måtte gjennomføre dem. Dersom de skårer 0 på første deltest og 0 på andre deltest (ansett som den letteste) hopper man også over de resterende deltestene [23].
ARAT er ikke validert spesifikt for personer med CP, men siden første del av SunArm prosjektet inkluderte slag pasienter og testen måler arm- og håndfunksjon i aktivitetsdomenet i ICF ble det besluttet å ha med denne testen ved kartlegging av deltakerne med CP også.
Instrumentet har svært god Inter-rater og test-retest reliabilitet (ICC = 0,989) for personer med hjerneslag [23].
3.6.2 Kinematiske variabler
Figur 6 til og med 11 viser ulike eksempler på hvordan dataene ser ut i MATLAB presentert med normaldata, og for en deltaker med resultater tilnærmet gjennomsnittet av gruppen som ble undersøkt.
Hastighetsprofil
I hastighetsprofiler som vist i Feil! Fant ikke referansekilden. kan man hente ut variablene b evegelsestid, hastighet og bevegelsesflyt.
Bevegelsestid er den totale bevegelsestiden for drikkeoppgaven målt i sekunder.
Hastighet er maks hastighet og tiden brukt i akselerasjon og nedbremsingsfasen målt i mm/s.
20
Bevegelsesflyt eller smoothness kvantifiseres gjennom antall bevegelsesenheter på
hastighetsprofilen gjennom alle fasene av drikkebevegelsen. Én bevegelsesenhet er hver gang en akselerasjon etterfulgt av en reduksjon i fart fører til en "topp" i hastighetsprofilen. En bevegelsesenhet er definert som "en forskjell mellom en lokal minimums- og neste
maksimalhastighetsverdi som overskrider amplitudegrensen (the amplitude limit) på 20 mm / sek" [20].
Hastighetsprofil – A - normal data og B deltaker med CP. I disse grafene kan man hente ut variablene bevegelsestid, hastighet og bevegelsesflyt. Én
bevegelsesenhet er hver gang en akselerasjon etterfulgt av en reduksjon i fart fører til en "topp" i hastighetsprofilen.
21 I tillegg til å se endring i tid, vil bevegelsesflyt være et godt utfallsmål. Flere enn seks
bevegelsesenheter tyder på et ukoordinert bevegelsesmønster med redusert flyt, som kan forklares med økt spastisitet eller redusert motorisk kontroll.
Avstandsprofil
Kompenserende toraksbevegelse beregnes ut fra hele drikkeoppgaven, og er den maksimale avstand målt i millimeter som toraksmarkøren har beveget seg fra startposisjonen, se Figur 7.
Avstandsprofil toraks - A - normal data og B deltaker med CP. I disse grafene kan man hente ut den maksimale avstand som toraksmarkøren har beveget seg fra startposisjonen
22
Vinkelprofil
Variabler for leddvinkler illustrerer koordinasjonen mellom skulder og albueleddet, samt bevegelsesutslag av skulder og albue i ulike faser av drikkebevegelsen. Skuldervinkler måles i frontalt og sagitalt plan, og albueleddet måles med grader av ekstensjon i gripefasen.
Følgende variabler av leddvinkler er benyttet i denne studien:
- Maksimal albuefleksjon (drikkefasen) - Maksimal albueekstensjon (gripefasen)
- Maksimal skulderfleksjon i sagitalplan (drikkefasen) - Maksimal skulderabduksjon i frontalplan (drikkefasen)
Disse variablene legges inn i samme graf, slik at man ser hvordan skulder og albue påvirker hverandre, se Figur 8.
23
Vinkelprofil - A - normal data, og B - deltaker med CP. I disse grafene kan man hente ut bevegelsesutslag av skulder og albue i ulike faser av drikkebevegelsen.
3.7 Kinematisk Analyse
3.7.1 Drikkebevegelsen
Margit Alt Murphy utviklet en standardisert protokoll for markøroppsett og gjennomføring av en drikkeoppgave. Protokollen er utviklet på friske deltakere, og de publiserte dataene fra
24
dette arbeidet er benyttet som kontrollgruppe i foreliggende studie. Det var god test-retest reliabilitet på friske voksne [20].
Ifølge Murphy (2013) kan drikkebevegelsen til friske mennesker deles inn i fem ulike faser:
1. Reach/ strekke seg etter - løfte hånden fra utgangsposisjon på bordet og gripe etter glasset.
2. Transportere - føre hånden med glasset fra bordet til munnen.
3. Drikke - drikke en slurk av glasset.
4. Transportere - føre hånden med glasset fra munnen til bordet.
5. Returnere - slippe glasset og legge hånden tilbake til utgangsposisjon på bordet.
I Figur 9 vises en oversikt over hvordan de ulike fasene deles inn, og hva som skal til for å definere en fase.
Drikkebevegelsen i faser.
Navn på
drikkefase Start Oppdaget av Slutt Oppdaget av
Reaching
(inkluderer å gripe)
Håndbevegelsen begynner
Hastigheten til håndmarkør overskrider 2%
av
topphastigheten
Hånden beveger mot munner med glasset
Hastigheten til glassmarkør overskrider 15 mm/sekund
Forward transport
(glass til munnen)
Hånden beveger mot munnen med glasset
Hastigheten til glasset
overskrider 15 mm/sekund
Drikkingen begynner
Distansen mellom ansikt og
glassmarkøren overskrider 15% av stabil fase
igjennom drikking
Drikking Drikkingen
begynner
Distansen mellom ansikt og glassmarkøren overskrider 15%
av stabil fase igjennom drikking
Drikkingen slutter
Distansen mellom ansikt og
glassmarkøren overskrider 15% av stabil fase
igjennom drikking
25 Back transport (glass
til bordet, inkluderer å slippe grepet)
Hånden beveger seg fra munnen med glasset, for å sette glasset tilbake på bordet
Distansen mellom ansikt og glassmarkøren overskrider 15%
av stabil fase igjennom drikking
Hånden slipper glasset og starter å bevege seg tilbake til startposisjonen
Hastigheten til glassmarkøren er under 10
mm/sekund
Returnere
(hånden tilbake til start posisjon)
Hånden slipper glasset og starter å bevege seg tilbake til startposisjonen
Hastigheten av glasset er under 10 mm/sekund
Hånden hviler i startposisjonen
Hastigheten til håndmarkøren er redusert til 2% av topphastigheten
(Murphy, 2013 s. 23)
3.7.2 Testere
I denne studien var fem testere involvert i innhenting av data; to ergoterapeuter, to
bevegelsesvitere og én fysioterapeut. Ergoterapeutene var tilstede under alle opptakene og hadde ansvar for å sette på markører og gi instruksjoner til deltaker. Det var alltid med en bevegelsesviter eller en fysioterapeut under opptakene. De hadde ansvar for kalibrering av laboratoriet før opptak, administrering av data og programmer for innhenting av data og
kvalitetssikring av opptakene slik at hver test-sesjon hadde fem godkjente opptak per deltaker.
3.7.3 Prosedyre
Glasset som ble brukt i studien var 9 cm høyt med en diameter på 7 cm, og det ble fylt med 100 ml vann før hvert nye opptak. Glasset ble plassert midt på bordet, 30 cm fra bordkanten.
Denne avstanden gjør det mulig å gjennomføre drikkebevegelsen uten kompenserende toraks- bevegelse hos normale [20]. Deltakerne ble plassert i og fikk instruksjon om startposisjon, som var sittende med håndflaten ned på bordet med 90 grader fleksjon i albueleddet. Hånden var plassert med håndleddet på bordkanten og med avslappet skulder. Høyden på stolen ble tilpasset slik at deltakerne hadde 90 grader hofte- og kne-fleksjon, og føttene var plassert flatt på gulvet, høydene ble notert slik at stolen og bordet hadde samme innstillinger på testdag 2.
Alle deltakerne måtte gjennomføre to prøveforsøk av bevegelsen slik at de kunne bli bedre kjent med bevegelsen før opptakene startet.
26
3.7.4 Markøroppsett
Samme ergoterapeut hadde ansvar for å plassere markørene på samtlige deltakere i studien.
Det ble brukt vannfast tusj for å markere hvor markørene ble plassert, slik at markørplassering var den samme begge dagene, og dermed ikke skulle påvirke testresultatene mellom testdag 1 og testdag 2.
Et oppsett på 10 refleksmarkører ble brukt:
• Hånd (3. MCP ledd)
• Håndledd (Styloid process ulna)
• Albue (Laterale epicondyl)
• Høyre og venstre skulder (midtre del av acromion)
• Thorax (fossa jugularis)
• Ansikt (Glabella)
• Tre markører på glasset (øvre, nedre kant og en hjelpemarkør mellom de to, litt ut på siden slik at det dannes en trekant)
Bilde 1. Markøroppsett
27
3.7.5 Instruksjon til deltakerne
Alle deltakerne fikk samme muntlige instruksjon, og instruksjonen var følgende:
«Legg hånden på bordet med håndflaten ned, dette er startposisjonen».
«Du skal nå gjennomføre en drikkeoppgave i det tempoet du selv ønsker».
Den ergoterapeuten som var tester viste drikkeoppgaven til deltakeren. Så fikk de følgende informasjon:
«Gjennomfør drikkebevegelsen så normalt som mulig, forsøk og hold ryggen inntil stolryggen under drikkebevegelsen. Legg hånden tilbake i startposisjon etter at du har satt glasset tilbake til markeringen på bordet».
Alle deltakerne fikk beskjed om at de kunne prøve ut oppgaven to ganger før vi startet opptakene.
«Før opptakene starter skal du prøve drikkebevegelsen to ganger».
«Nå kan du prøve»
Når deltakeren hadde prøvd oppgaven fikk de følgende beskjed:
«Nå starter opptakene –legg hånden i start posisjon».
«Nå kan du starte»
3.7.6 Opptakssystem og data prosessering
Den kinematiske analysen ble gjennomført på bevegelseslaboratoriet ved Sunnaas sykehus HF, se Bilde 2.
28
Bilde 2. Bevegelseslaboratoriet på Sunnaas
Bevegelseslaboratoriet er utstyrt med åtte infrarøde kameraer av typen Vantage (Feil! Fant i kke referansekilden., til venstre). Disse samler inn kinematiske data med en frekvens på 100 Hz (100 bilder per sekund) og en feilmargin på 1 mm. To digitale videokamera kalt Vue (Feil! Fant ikke referansekilden., til høyre) [57] filmet drikkebevegelsen i frontal- og s agittalplanet.
Bilde 3. Vantage og Vue
29 Vicon programvare (Nexus 2.6) ble brukt for etter-prosessering av de kinematiske dataene, se Bilde 4 for illustrasjon av hvordan modellen ser ut i Nexus.
Bilde 4. Modellen i Nexus 2.6
Analyser av innsamlede data ble utført ved å bruke et spesialtilpasset MATLAB-script.
MATLAB-scriptet ble utviklet og brukt i doktorgradsavhandlingen til Alt-Murphy (2013) For hver deltaker ble fem opptak for hver testdag analysert, 10 opptak tilsammen. Hvert opptak ble gjennomgått av den som var teknisk ansvarlig på bevegelseslaboratoriet for sikre tilstrekkelig datakvalitet samt etter-prosessering av dataene ved bruk av Vicon Nesus (versjon 2.4, Vicon Oxford) i henhold til standard lab-prosedyrer.
Dataene ble manuelt plottet inn i SPSS (versjon 25) og eksportert til i et Excel-regneark for videre analyser.
3.8 Statistiske analyser
For å belyse i hvilken grad de kinematiske variablene var repeterbare over to testsituasjoner ble den absolutte og relative reliabiliteten beregnet. I alle statistiske analyser ble
gjennomsnittet av deltakerens 5 opptakene for testdag 1 (test 1) og testdag 2 (test 2) brukt.
30
3.8.1 Absolutt reliabilitet
Bland-Altman-plot ble benyttet for visuell tolkning av størrelse og spredning i målinger, samt for å avdekke systematiske feil [39]. Bland-Altman plot ble konstruert ved å se på
gjennomsnittsdifferansen mellom test 1 og test 2 og 95% Limits of Agreement ble [41]. 95%
konfidensintervall ble regnet ut på følgende måte:
Ø𝑣𝑟𝑒 𝐶𝐼 = Mean diff + (𝑆𝐴 1,96) 𝑁𝑒𝑑𝑟𝑒 𝐶𝐼 = Mean diff − (𝑆𝐴 ∗ 1,96)
For absolutt reliabilitet ble målefeil for repeterte målinger kalkulert som kvadratroten av gjennomsnittet mellom individenes varians [58]. Dette betegnes som standard målefeil eller Standard Error Measurement (SEM), og er et estimat på hvor mye målte testresultater er spredt rundt en "sann" poengsum [41, 43]. Forskjellen mellom målingen for et individ og den sanne verdi er forventet å være mindre en 1.96 SEM for 95% av observasjonene. Lav grad av målefeil betegner god absolutt reliabilitet [41]
Først ble gjennomsnittet innenfor deltakervariansen Sw2 regnet ut, den generelle formelen [58] blir:
𝑆𝑤2 = 1
𝑛 ∙ ∑ 𝑆𝑤𝑖2
𝑛
𝑖=1
SEM ble regnet ut med kvadratroten av gjennomsnittet innenfor deltakervariansen [58] på følgende måte:
𝑆𝐸𝑀 = √𝑆𝑤2
For å kunne sammenlikne variabler på tvers av måleenheter ble SEM også gjort om til SEM%. Denne ble regnet ut slik:
𝑆𝐸𝑀% = 𝑆𝐸𝑀
𝑀𝑒𝑎𝑛 𝑥 100
For å knytte resultatene tettere opp mot klinisk sammenheng har det også blitt regnet ut minste reelle endring som heretter blir referert til som SRD (Smalest Real Difference) [59].
Denne utregningen har blitt gjort på følgende måte:
𝑆𝑅𝐷 = √2 𝑥 1,96 𝑥 𝑆𝐸𝑀
31 SRD indikerer den minste endringen mellom to målte verdier i samme individ som ikke er normalvariasjon, men en ekte endring av forhold [59].
3.8.2 Relativ reliabilitet
Relativ reliabilitet ble estimert ved å beregne intraclass correlation coefficient (ICC) med en
«2-way random effects» modell (ICC 2.1). Disse ble tolket som beskrevet av Koo & Lee (2016):
ICC <0.5 = dårlig, 0.50-0.75 = moderat, 0.75-0.9 = god og verdier over 0.9 = utmerket [60].
3.9 Etikk
Studien ble godkjent av REK (Regional komite for medisinsk og helsefaglig forskningsetikk) SunArm prosjektet har REKnr: 2017/341 (Se vedlegg 8). Skriftlig informert samtykke blir innhentet ved bruk av et samtykkeskjema (vedlegg 9). Datamaterialet fra undersøkelsene har blitt lagret på forskningsavdelingens dataserver. Det er kun autorisert personell tilknyttet prosjektet som har adgang til informasjonen. Testene som har blitt tatt har ikke medført ekstra ubehag for pasientene. Det har vært frivillig for deltakerne å delta i prosjektet, og de har kunnet trekke seg fra prosjektet når de selv måtte ønske uten nærmere forklaring.
32
4 Resultater
Resultatene om reliabilitet vil bli presentert i en egen artikkel for studien, men studiens hovedfunn vil også bli kort oppsummert i dette sammendraget med utfyllende figurer til artikkelen.
I denne studien var det 25 deltakere (12 menn og 13 kvinner) med unilateral CP. 15 deltakere hadde en affeksjon på høyre side, og 10 hadde en affeksjon på venstre side. Snittalderen på deltakerne var 33 år med et standardavvik på 10.
Tabell 1: Kliniske og funksjonsvariabler hos personer med unilateral cerebral parese (n=25).
n (%) Mean (SD)
GMFCS I-V I 15 (60)
II 10 (40)
MACS I-V I 10 (40)
II 15 (60)
ARAT (0-57) 43 (7)
Forkortelser; GMFCS= Gross Motor Function Classification System; MACS= Manual Ability Classification System; ARAT
= Action Research Arm Test; SD= Standard Deviation.
Kliniske og funksjonsvariabler hos personer med CP er beskrevet i Tabell 1.
Spastisitetsskår til deltakerne blir illustrert i Tabell 2 viser, og beskriver en gruppe med relativt god håndfunksjon som er i stand til å gjennomføre en
drikkebevegelse, men som også har noen utfordringer som kan påvirke utførelsen.
Tabell 2: Spastisitetsskår hos personer med unilateral cerebral parese (n=25).
Modified Ashworth Scale skår
0 1 1+ 2 3
Albuefleksorer 4 15 4 1 1
Pronatorer 14 3 0 3 5
Håndfleksorer 8 11 4 1 1
Skulder.in.rot. 11 8 3 1 2
Forkortelser; Skulder.in.rot= Skulder innad roratorer.
Gjennomsnittet for alle spatiale og temporale kinematiske variabler i en drikkeoppgave for personer med CP er vist i tabell 3. Referanseverdiene er basert på en tidligere publisert studie [20].
33 Tabell 3: Mean and SD for kinematiske variabler i en drikkeoppgave for personer
med CP (n=25), friske voksne (n=20).
Variabler CP Friske voksne
Smoothness/ Bevegelsesflyt (mu) 11,8 (8,3)* 6,0 (1,0)
Total bevegelsestid (sek) 7,9 (3,0)* 6,5 (0,8)
Maks kompenserende toraksbevegelse (mm) 19,3 (12,5)* 26,7 (16,8) Maks albueekstensjon (i strekke seg etter fasen) (◦) 71,8 (8,4) 53,5 (7,8) Maks albuefleksjon (i drikkefasen) (◦) 136,6 (6,1) 136,4 (3,8) Maks skulderfleksjon (i drikkefasen) (◦) 35,5 (27,8)* 51,7 (5,3) Maks skulderabduksjon (i drikkefasen) (◦) 50,3 (13,21)* 30,1 (10,1)
Forkortelser: SD = Standard deviation; CP= Cerebral Parese; *= Median/interquartile range; Alle verdiene er basert på gjennomsnitt. Referanseverdiene er basert på en tidligere publisert studie [20].
Resultatene om reliabilitet (Tabell 4) viste en utmerket relativ reliabilitet for alle undersøkte variabler, med ICC-verdier fra 0,90-0,99. Den absolutte reliabiliteten viste at SEM-verdiene (Tabell 4) var generelt lave, noe som indikerer en lav grad av variabilitet i individet.
Tabell 4: Sammendrag av reliabiliteten til spatiale og temporale variabler målt under en drikkeoppgave.
Variabler Differanse
(T1 - T2) SEM SEM% SRD ICC (2.1) Temporale parametere:
Smoothness/ Bevegelsesflyt (mu) 1,5 2,1 15,4 5,8 0,936
Total bevegelses tid (sek) 0,4 1,0 10,7 3,9 0,938
Spatiale parametere:
Maks kompenserende toraks bevegelse (mm) 0,1 3,3 14,7 12,8 0,909 Maks albueekstensjon (i strekke seg etter fasen) (◦) 0,05 3,1 4,3 12,1 0,934 Maks albuefleksjon (i drikkefasen) (◦) 0,2 1,0 7,0 3,9 0,987 Maks skulderfleksjon (i drikkefasen) (◦) 0,4 2,8 7,4 11,1 0,986
Maks skulderabduksjon (i drikkefasen) (◦) 0,5 2,0 3,9 8,0
Forkortelser; T1= Test 1; T2= Test 2; SEM= Standard error of measurement; SEM%= Standard error of measurement som present av gjennomsnitet Dag 1 og Dag 2; SRD Smallest real difference; ICC Intraclass correlation coefficient; Alle utregninger er basert på gjennomsnitt.
Temporale parametere
SEM for total bevegelsestid var 1 sekund (SRD 3,9 sek). SEM for bevegelsesflyt var 2,1 MU (SRD 5,8 MU). Gjennomsnittsverdiene viser at det er en liten forskjell mellom testdag 1 og testdag 2 for alle temporale parametere.
34
Spatiale parametere
SEM for albuefleksjon under drikkefasen var 1 grad (SRD 3,9 grader). De andre kinematiske variablene som måler leddutslag hadde også en lav SEM som varierte fra 2,0 til 3,1 grader SRD 8,0 - 12,1 grader). Nivået på målefeil for kompenserende toraksbevegelse var 3,3 mm (SRD 12,8 mm). Det var også en veldig liten forskjell mellom testdag 1 og testdag 2 for alle de spatiale parameterne.
SEM ble omgjort til prosent for å kunne gjøre sammenlikninger på tvers av måleenheter (Figur 10). SEM% verdiene varierte mellom 0,7% og 15,4%. Bevegelsesflyt (15,4%), kompenserende toraksbevegelse (14,7%) og total bevegelsestid (10,7%) får den høyeste SEM%. Det er tydelig at grad av målefeil er ekstremt lav for variablene som måles i grader, mens de er litt høyere for de variablene med annen måleenhet, men klinisk er det fortsatt repeterbart.
Standard målefeil (SEM) presentert som prosent av gjennomsnitt fra Testdag 1 og Testdag 2.
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0
Total bevegelsestid Smoothness/ Bevegelsesflyt Maks kompenserende toraksbevegelse Maks albueekstensjon (i strekke seg etter fasen) Maks albuefleksjon (i drikkefasen) Maks skulderfleksjon (i drikkefasen) Maks skulderabduksjon (i drikkefasen)
