職能治療學會雜誌 民國九十四年第二十三卷原著 雙手與單手伸手及物對中風患者軀幹動作影響之運動學分析 林婷瑩 董玟伶 郭藍遠 張增瑩 張志仲 摘要中風病人在亞急性期的軀幹控制能力是預測病人出院後日常生活功能恢 復的重要因素之一, 因此提升病人的軀幹控制能力以儲備病人的職能功能是職 能治療的主要早期治療目標之一 本研究探討中風病患分別使用雙手交握與健 側單手方式往健側及患側伸手及物時的軀幹動作軌跡, 並以運動學方式分析四 種不同伸手及物情境是否會產生不同的軀幹動作改變, 以期能將研究結果應用 於治療活動分級 研究共收集 5 位單側中風患者 ( 平均年齡為 57.00±.8 歲 ; 男性 7 位, 女性 8 位 ), 個案以隨機順序方式執行下列四種伸手及物運動情境 : () 健側單 手伸及患側的目標物 () 健側單手伸及健側的目標物 () 雙手交握同時伸及患 側的目標 () 雙手交握同時伸及健側的目標物 利用三度空間動作分析儀記錄 分析個案在各情境中的軀幹運動軌跡變化並計算出軀幹的運動學參數而加以 分析, 最後資料統計則採用重複性變異數分析 結果顯示, 統計學上有顯著差別的變項包括最大速度 軀幹向前移動路徑 長 軀幹旋轉角度及標準化急動值等 (p<0.05) 經事後比較分析發現, 雙手較 單手伸手及物的情境可得到較大的最大速度 較長的軀幹移動路徑 健側單手 向患側碰觸目標物的情境較雙手操作的兩情境得到軀幹旋轉角度較大 單手往 健側碰觸目標物較雙手操作的情境得到的平順度較佳 在雙手伸手及物的兩個 情境中, 各項動作參數並未達統計上的顯著性 本研究結果支持雙手同時及物的操作情境會比單手及物產生較大的活動 需求, 同時也會誘發較大的軀幹往前移動動作, 本研究結果可提供給職能治療 師在臨床上的活動分級參考依據, 並提供擬訂適切治療性活動的參考 關鍵詞 : 中風, 運動學分析, 伸手及物, 軀幹動作 市立小港醫院復健科 國立成功大學醫學工程研究所 高雄醫學大學運動醫學系 高雄醫學大學職能治療學系 通訊者 : 張志仲高雄市三民區十全一路 00 號 高雄醫學大學職能治療學系
伸手及物對中風患者軀幹影響之運動學分析 9 前言 中風會使腦部組織受損並影響感覺動作區與訊息傳導路徑, 造成動作缺損及自主姿勢反應的能力受到干擾 使得病人在軀幹上缺乏正常的控制能力及穩定性, 這個結果將更進一步導致病人無法有效的使用其上肢, 並影響其執行日常生活活動的能力 有研究亦指出, 單側中風病人之軀幹屈曲 伸直及往雙側旋轉的肌肉會呈出現無力的情形, 而且, 軀幹肌肉力量越小則平衡能力 移動與轉位功能越差 (Karatas, Cetin, Bayramoglu, & Dilek, 00) 因此, 有效提升中風病人軀幹的肌力與控制能力, 可能有助於增進軀幹穩定度 並可促進病人在日常生活功能上的表現 在一般健康成年人的伸手取物活動中可以發現, 在手臂長度以內做伸手取物的動作, 會牽涉到肩膀 手肘 及手腕關節的動作 (McCrea, Eng, & Hodgson, 00) 研究指出, 雖然軀幹前彎 (trunk flexion) 的幅度會隨著目標物距離的增加而增加, 但移動的幅度仍然很小 (Levin, Michaelsen, Cirstea, & Roby-Brami, 00) 也有研究指出, 當目標物放在約手臂長 90% 時, 伸手取物的動作便會開始有明顯的軀幹動作 (Mark et al., 997) 以及髖關節動作參與 (McCrea et al., 00), 且軀幹前彎的幅度將隨著與目標物的距離增加而變大 而軀幹移動大幅度增加的時間點主要是落在伸手取物的末段, 也就是手將要接近目標物時, 主要是藉由軀幹移動使手臂接近目標物 (Levin et al., 00; Michaelsen, Luta, Roby-Brami, & Levin, 00) 但針對中風病患而言, 因為患側肘關節與肩關節的自主運動角度較小以及失去關節間協調性 (Cirstea & Levin, 000; Levin et al., 00; Michaelsen & Levin, 00), 因此會採取徵召軀幹的動作來完成伸手及物的動作, 使軀幹移動增加的幅度更為明顯, 且會隨著中風嚴重程度的增加, 而增加軀幹移動的幅度 (Cirstea & Levin, 000; Michaelsen et al., 00) 因此中風病人伸手及物的動作與軀幹動作間的互動關係有必要 進一步加以分析及了解 由於中風病人在急性期約有 85% 的病人會有上肢功能損傷的情形, 慢性期則有 0% 的中風病人殘留上肢功能障礙 (McCrea et al., 00) 根據 Bobath 的神經發展治療理論, 中風病人會過度使用健側手來代償患側的感覺喪失與動作功能, 導致姿勢排列 平衡 肌力與動作協調性等問題, 而對稱的軀幹與骨盆排列則是使肢體呈現對稱排列不可或缺的因子 因此, 在職能治療的活動中, 治療師常依病人能力單獨使用健側手, 或鼓勵病人以健側手帶患側手來從事活動, 並藉以誘發軀幹的動作及控制能力 使用健側手來帶動患側手來從事活動, 不僅可以增加身體的對稱性並可提升患側的知覺與感覺輸入, 也可將患側肢體帶進視野內, 並能使患側手做有目的的使用與降低肢體痙攣的情況 (Davis, 00; Gillen, 00) 增進軀幹的平衡能力為中風早期職能治療的重要治療目標之一 臨床上職能治療師常採放置目標物的方式, 引導病人在伸手取物 (reach) 的過程中, 自主作出軀幹往前 往側邊彎曲 旋轉軀幹的動作, 藉以訓練中風病人軀幹控制的能力 另職能治療強調目標導向的概念, 因為動作是人與環境互動而產生的結果, 人需要從環境中接收有用的資訊來組織與調整在環境中合適的動作 目標物的存在可使動作者接收有關於自己與環境之間關係的感覺訊息, 以及對於物品的使用功能與目的的知覺訊息, 因此, 在動作執行環境中, 目標物的存在可能可以誘發執行動作的訊息處理, 此外目標物的存在, 比起想像性的活動, 對於健康者與中風者的動作表現都有明顯的影響, 包括更有效 更直接 更有計畫, 以及更平順的動作等 (Wu, Trombly, Lin, & Tickle-Degnen, 000) 故能分析實際臨床具目標物的活動中, 分析伸手及物對軀幹動作的影響, 其結果將更具效度及應用價值 支配軀幹肌肉的神經主要是由大腦兩側同時控制的, 單側中風的病人在軀幹的失能情形可能不如肢體的失能來得明顯, 而職能治療對於軀幹功能
0 林婷瑩 董玟伶 郭藍遠 張增瑩 張志仲 表現的評估上, 多使用徒手肌力測試, 或是一般的全面性功能量表, 但徒手肌力測試可能較無法查覺軀幹肌肉無力的情形 (Karatas et al., 00), 而一般的全面性功能量表雖可以看出大動作的改變, 但是對於微小動作改變的敏感性卻不佳, 無法掌握動作功能的細微變化 (McCrea et al., 00) 另在職能活動介入的策略中, 治療師常強調活動的分級 (grading) 應隨時掌握病人的能力, 時常對活動進行修正, 以確保活動的要求度 (demand) 能適當誘發出目標動作, 並且不會過於困難而使病人遭遇挫折 藉由適當分級的活動, 循序漸進的增加活動的要求度, 可以有效地增進病人潛在的能力與技巧 因此, 職能治療師有必要了解, 在單手或雙手伸手及物的不同情境下, 哪一種情境的任務要求度較高, 或是兩者可能具有不同的軀幹動作控制與策略? 這些重要資訊將有助於職能治療師擬訂及分級適當治療性活動並應用在中風病人之臨床治療 另過去的相關研究中, 大多針對的個案以患側手做出向前伸手取物的動作, 進行運動學資料分析, 而缺乏對健側手帶動患側手做伸手取物對軀幹動作影響的相關研究 有鑑於此, 本研究主要目的將探討中風病人使用雙側與健側上肢伸手向兩側及物時, 軀幹的運動學參數是否有所不同? 本研究將利用三度空間動作分析儀來記錄軀幹動作軌跡, 並以生物力學角度來分析軀幹動作之運動學變化 期許研究結果能在中風病患之臨床治療活動分級與活動設計上具應用及參考價值 研究方法. 研究對象 本研究共收集 5 位來自某地區醫院復健科中風個案參與研究, 其中男性 7 位, 女性 8 位, 平均年齡為 57.00±.8 歲, 年齡的範圍最大值為 77 歲, 最小值為 歲 ; 左側偏癱 8 位, 右側偏癱 7 位, 平均中風天數為 99.±58.98 天 所有受試者皆需符合下列的條件 : () 經由神經外科專科醫師或復健科醫師確定診斷為中風具半側偏癱, 且由電腦斷層攝影 (computerized tomography, CT) 或核磁共振造影 (magnetic resonance imaging, MRI) 確定只有大腦單側受損者 () 受試者沒有明顯認知損傷 合併其他嚴重疾病及骨骼關節問題, 並可以聽從指令且配合實驗步驟者 () 可獨立維持坐姿 0 分鐘以上者 研究目的及過程在充分讓受試者及其照顧者了解並簽署符合本研究機構人體試驗倫理委員會所認同之參加者同意書後, 即納入樣本進行施測 受試者在接受實驗前需接受布朗士壯 (Brunnstrom) 下肢運動功能恢復階段評估 福格梅爾 (Fugl-Meyer, Jääskö, Leyman, Olsson, & Steglind, 975) 上肢功能分測驗 另使用修正版艾許沃斯量表 (Modified Ashworth Scale) 來評估受試者手肘屈肌的張力 (Bohannon & Smith, 987) 另外也採用柏格氏 (Berg Balance Measure) 平衡能力測驗, 滿分為 56 分, 以了解個案的平衡能力 (Berg, Wood-Dauphinee, Williams, & Gayton, 989) 個案臨床基本資料施測結果為 5 位受試個案中, 有 6 位在布朗士壯下肢運動功能恢復第 階段, 有 位在布朗士壯下肢運動功能恢復第 階段, 有 5 位在布朗士壯下肢運動功能恢復第 5 階段 ; 在傅格梅爾運動功能測驗之上肢功能分測驗中, 個案的平均得分為 6.7±8.6 分, 得分的範圍為 ~66 分 ; 在使用修正版艾許沃斯量表評估個案的上肢肘屈曲張力的結果, 其中有 位得 0 分 位得 分 6 位得 分 位得 分 位得 分 ; 在柏格氏平衡能力測驗方面, 個案的平均得分為 8.07±5. 分, 得分範圍為 9~56 分 個案的基本資料見表
伸手及物對中風患者軀幹影響之運動學分析 表 受試個案基本資料 個案編號 性別 年齡 ( 歲 ) 發病天數 ( 天 ) 偏癱患側 福格 - 梅爾上肢功能測驗 布朗士壯下肢運動功能恢復階段 修正版艾許沃斯量表 柏格氏平衡能力測驗 男 66 57 右側 66 5 0 7 女 75 06 右側 58 5 0 50 男 77 8 左側 6 女 57 668 左側 8 5 男 80 右側 6 5 6 女 60 右側 9 7 女 050 左側 5 5 8 男 68 0 左側 0 9 男 5 5 左側 6 0 女 6 9 左側 6 5 50 女 60 左側 5 5 男 7 776 左側 8 男 6 66 右側 6 8 女 9 6 右側 6 56 5 女 58 7 右側 58 5. 研究工具本研究所使用之儀器設備主要為 : () 三度空間運動分析系統 (Advanced Real-time D Kinematics Motion Capture System, PhoeniX Technologies Incorporated, Canada) 受試者在三度空間的伸手及物軀幹運動軌跡將使用三度空間分析儀器 (Visualeyez Hardware), 擷取貼於受試者患側上肢及身體上自動發光之紅外線燈 (Infrared Light-emitting diodes) 訊號, 並連結運動軌跡擷取軟體 (VZSoft ) 記錄運動軌跡, 再由運動分析軟體 (VZAnalyzer ), 進行資料後續運算與分析 () 實驗桌面設置 : 本研究使用一張桌子 (80.6x50x6cm) 以放置伸手及物動作之目標物 桌子檯面的中線貼上標有刻度的布尺, 並畫出兩條與中線各夾 5 角的線, 貼上黃色的膠布, 目標物於桌面的放置位置如圖 所示 圖 實驗桌面與目標物放置圖. 研究設計及步驟研究採重複測量的實驗設計 (repeated measures design), 藉以比較四個不同活動情境下, 軀幹動作在運動學上的差異情形 依變項為受試者在伸手動作時軀幹動作表現之運動學變項, 包括最大速度 (maximal velocity) 最大速度發生時間百分比 (percentage of movement where maximal velocity
林婷瑩 董玟伶 郭藍遠 張增瑩 張志仲 occurs) 運動時間 (movement time) 軀幹向前移動 路徑長 (trunk curve line value) 軀幹旋轉的角度 (trunk rotational angle) 標準化急動值 (normalized jerk score) 在實驗開始前, 先量測受試者的身體 計測資料, 包括 () 上肢長度即由受試者上肢肩部 (acromions) 至中指指尖 (the tip of the middle finger) 的長度 ;() 大腿長度的定義為在坐姿下, 髖關節 與膝關節彎曲 90 度, 由臀部至髕骨的前表面 (anterior surface) 的距離 ;() 小腿長度定義為受試者 採站姿下, 從外側膝關節到地板的直線距離 以上 肢長度的 0% 為目標物至桌緣的距離, 在實驗桌上 標出目標物的放置位置並調整桌子的高度至個案 膝蓋的高度, 讓個案坐在椅子上, 樣本接觸椅面的 長度為 75% 的大腿長, 雙腳平踏於地面, 並在髖關 節處綁上綁帶固定個案位置, 以避免在實驗中受試 者以臀部往前挪動的動作來代償手長的不足及過 度前彎可能造成跌倒的危險性 利用三度空間動作分析儀接收貼於受試者各 肢段的紅外線自動發光燈訊號, 並連結運動軌跡擷 取軟體, 以 70Hz 取樣記錄運動軌跡 在本實驗中 所有參數分析乃藉由使用 6 顆紅外線自動發光燈 (Infrared light-emitting diodes, LED) 分別貼於兩 側上肢之食指的近端指骨關節 (the interphalangeal articulations joints of the index fingers) 兩側肩峰突 (ipsilateral and contralateral acromions) 軀幹 (top of sternum) 和胸骨劍突 (xiphoid process) 紅外線發 光燈的標記位置如圖, 而實驗環境的安排則如圖 所示 5 6 ~: 兩側肩峰突 ~: 胸骨體上方與胸骨劍突 5~6: 食指的近端指關節 圖 紅外線自動發光燈標記貼法及其位置 A 受試者共執行以下四種運動情境 : 情境一 : 以健側手, 單手伸及患側的目標物 情境二 : 以健側手, 單手伸及健側的目標物 情境三 : 以雙手手指交握的方式, 雙手同時伸及 患側目標物 情境四 : 以雙手手指交握的方式, 雙手同時伸及 健側目標物 實驗開始前, 先讓受試個案在每個情境下做三 次的練習, 確定受試個案能理解實驗的步驟與動作 的要求 為避免學習效應及施測順序可能影響實驗 結果, 四種情境的施測順序採由個案以隨機抽籤方 式決定 所有受試者皆需操作完成四種情境測試, 並且每個情境動作連續施測五次, 各情境施測之間 休息一分鐘, 每位受試者執行施測前, 器材及擺設 皆經再次的校正. 資料分析與統計 D B A: 三度空間分析儀 B: 實驗桌 C: 椅子 D: 目標物 圖 實驗環境安排 本研究假設軀幹為一剛體 (rigid body), 利用貼 於剛體上的光點軌跡進而分析軀幹的動作變化 研 究探討的變項為軀幹動作的最大速度 最大速度發 生時間百分比 運動時間 軀幹向前移動路徑長 軀幹旋轉角度 標準化急動值等 其中最大速度是 指在伸手及物的動作中軀幹運動所得的最大速度 值, 可以代表伸手動作中所誘發產生的軀幹動作力 量, 當最大速度值越大表示所誘發的軀幹動作力量 越大 最大速度發生時間百分比是指軀幹動作產生 C
伸手及物對中風患者軀幹影響之運動學分析 最大速度時其所需的時間占整個運動時間的百分比, 此參數可量化軀幹之動作控制策略的使用與改變 (Chang, Wu, Wu, Su, 005; McCrea et al., 00; Wu et al., 000) 運動時間是指軀幹的運動持續時間, 計算方式乃以最接近最大速度 % 的起始速度時間點及結束速度時間點分別作為決定運動起始與結束的時間, 而動作起始及結束的間隔時間, 即為運動時間 軀幹向前移動路徑長是指從軀幹開始動作至動作停止為止, 軀幹在三度空間中所移動的曲線總距離, 本研究以此參數代表軀幹向前移動路徑長 軀幹旋轉的角度是指在活動中軀幹剛體繞矢狀軸 (sagittal axis) 所得的角度 標準化急動值代表動作的平順度, 數值越大, 代表動作的平順度越差 (Alberts, Saling, Adler, & Stelmach, 000) 其計算公式如下 : 標準化急動值 = d x d y d z + + dt dt dt t: 動作時間, s: 位移距離 t dt s 5 另使用 OriginPro 7.0 繪圖計算軟體 (OriginLab Corp., Northampton, MA, USA) 來進一步運算運動學各變項, 計算出四種情境下, 各種運動學變項 5 次施測之平均數值後, 再使用 SPSS.0 軟體 (SPSS Inc., Chicago, USA) 進行統計分析, 以重複性變異數分析統計方法 (Repeated ANOVA) 來檢視情境間變項之差異性, 當變項有顯著差異時, 再使用事後分析法檢定 (Bonferroni test) 比較各情境間的差異, 統計學上顯著水準則設為 p<0.05 結果 重複變項變異數分析 (Repeated measures ANOVA) 結果如表 所示, 統計學上有顯著差別的變項包括最大速度 (F=6.80,p<.00) 運動時間 (F=5.7, p<.0) 軀幹向前移動路徑長 (F=8.,p<.00) 軀幹旋轉角度(F=8.97, p<.00) 標準化急動值(F=8.69,p<.00) 而最 表 四種情境伸手及物軀幹動作之運動參數平均值 ± 標準差 情境變項 情境一 情境二 情境三 情境四 p 值 最大速度 ( 公分 / 秒 ) 8.9±5.8 9.85±6.9.5±8.05.78±7.60 0.000 *** 最大速度發生時 間百分比 (%) 5.±5.98 5.±5.98 5.95±6.79 50.76±5.6 0.06 運動時間 ( 秒 ).66±0.9.7±0.5.7±0.5.6±0.5 0.0 * 軀幹向前移動 路徑長 ( 公分 ).9±.7 7.0±5..±.8.±.60 0.000 *** 軀幹旋轉角度 ( 度 ) 5.8±7.90 6.±5.6 6.±7.6.69±6.7 0.000 * 標準化急動值 0.5±57.9 89.90±6.07 07.8±87.0 9.80±69.96 0.000 *** *: p<0.05 ***: p <0.00 情境一 : 以健側手, 單手伸及患側的目標物 情境二 : 以健側手, 單手伸及健側的目標物 情境三 : 以雙手交握的方式, 雙手同時伸及患側的目標物 情境四 : 以雙手交握的方式, 雙手同時伸及健側的目標物
林婷瑩 董玟伶 郭藍遠 張增瑩 張志仲 大速度發生時間百分比則未達統計上的顯著差異水準 (F=.6,p>0.05) 經事後比較分析後, 在運動學變項中, 在最大速度變項中, 情境一 ( 平均值 8.9±5.8 公分 / 秒 ) 與情境三 ( 平均值.5±8.05 公分 / 秒 ) 有顯著差異 (p<.00); 情境一與情境四 ( 平均值.78±7.60 公分 / 秒 ) 有顯著差異 (p<.00) ; 情境二 ( 平均值 9.85±6. 9 公分 / 秒 ) 與情境三亦有顯著差異 (p<.00); 且情境二亦與情境四達到顯著差異 (p<.00) 在運動時間變項方面, 雖變異數分析結果達到顯著水準 (p<0.05), 但事後比較檢定結果卻發現情境間並未有顯著差性存在 在軀幹向前移動路徑長變項中, 情境一 ( 平均值.9±.7 公分 ) 與情境二 ( 平均值 7.0±5. 公分 ) 達顯著差異 (p<.00); 情境一與情境三 ( 平均值.±.8 公分 ) 亦達顯著差異 (p<.00); 情境一與情境四 ( 平均值.±.60 公分 ) 也達顯著差異 (p<.00); 另情境二與情境三及情境二與情境四皆達到顯著差異 (p<.00); 而情境三與情境四則未能達顯著的差異程度 (p>0.05) 在軀幹旋轉角度變項中, 情境一 ( 平均值 5.8±7.90 度 ) 與情境二 ( 平均值 6.±5.6 度 ) 達顯著差異 (p<.00) ; 情境一與情境三 ( 平均值 6.±7.6 度 ) 亦達顯著差異 (p<.00); 而情境一與情境四 ( 平均值.69±6.7 度 ) 也達顯著差異 (p<.00); 且情境二與情境三及情境二與情境四皆達到顯著差異 (p<.00); 而情境三與情境四則未能達到顯著的差異程度 (p>0.05) 在標準化急動值變項方面, 情境一 ( 平均值為 0.5±57.9) 與情境三 ( 平均值 07.8 ±87.0) 有顯著差異 (p<.00) ; 情境一與情境四 ( 平均值 9.80±69.96) 亦達顯著差異 (p<.05); 情境二 ( 平均值 89.90 ±6.07) 與情境三也有顯著差異 (p<.00); 且情境二與情境四亦達到顯著差異 (p<.00); 但情境一與情境二之差異性則未能達統計上的顯著性 (p>.05) 討論 本研究結果顯示, 雙側伸手及物所產生的向前軀幹移動距離較單手所產生的向前軀幹移動距離大, 由此可推測活動中包含以健側手帶動患側上肢做伸手及物的動作相對於僅使用單手操作可能可以誘發較多的軀幹向前移動動作與較大的重心轉移 ; 推其原因可能是以健側手單手及物時, 因不需支持或協助患側上肢, 故在觸碰目標物時, 相較於雙側的動作, 會有較大的肘伸直及肩屈曲與外展動作產生 因此病人在使用健側單側取物時, 軀幹的移動幅度將會減少 相反的, 在雙手及物時, 因健側需帶動或協助患側上肢, 將會增加健側的負荷 (loading) 而使雙側上肢的肩屈曲 - 外展及肘伸直動作幅度受制, 而將促使病人在從事雙手及物的活動時, 徵召較大的軀幹動作, 以符合活動的需求 (task-demand), 這個結果支持了中風病人給於雙手對稱性的伸手及物動作相較於非對稱性的單手及物動作, 將可以誘發出較大的軀幹動作幅度 對活動設計作為誘發軀幹控制能力及平衡訓練, 本研究結果支持使用對稱性伸手及物活動更能誘發較大的軀幹動作 此外考量中風病患在 (Bohannon, 995) 患側軀幹肌力會較健側差, 因此將目標物置於患側與健側, 推測對軀幹控制而言可能是屬於不同程度的挑戰, 但在雙手伸手及物的兩個情境中, 並未因伸手觸碰目標物方向的不同造成軀幹的向前移動路徑長而有顯著差異的情形, 這也與 Messier 等人針對中風患者軀幹屈曲 (trunk flexion) 的研究結果類似 (Messier, Bourbonnais, Desrosiers, & Roy, 00) 在軀幹旋轉角度方面, 本研究結果發現由健側手單手往患側觸碰目標物時, 將出現最大的軀幹旋轉角度, 這個原因可能是在單手取物的情境中, 由於所使用的手為健側上肢, 當健側上肢伸及患側目標物時, 由於需要跨過身體中線, 因此較容易誘發軀幹的旋轉動作 又當健側上肢伸及健側目標物時, 因不需跨過身體中線, 個案可能採較大的軀幹
伸手及物對中風患者軀幹影響之運動學分析 5 前彎來代償軀幹旋轉的動作策略 因此軀幹旋轉的動作會變少 又在雙手同時往患側伸手及物的情境下, 健側手因受限於患側上肢的負苛及空間限制 (restraint), 相較於僅以健側上肢伸及患側目標物的情境, 個案的軀幹旋轉動作將受侷限 但在雙手的兩個情境中, 兩目標物情境與旋轉軸心所夾的角度相同, 因此在兩實驗情境中所得的旋轉角度並無顯著差異 在運動最大速度方面, 雙側伸手取物的最大動作速度皆比健側單手做伸手取物大, 根據研究指出, 最大速度可能與動作的力量產生有關 (Ma & Trombly, 00), 因此從雙側伸手及物的動作最大速度的顯著增加, 可以代表個案在從事雙手的伸手及物動作時, 軀幹動作可能會有較大的動作力量產生, 另由軀幹向前移動路徑長得知雙側的動作可能較容易使中風病患軀幹產生較大的軀幹移動以及重心的轉移 同時亦意謂中風病人在進行兩側性伸手及物動作時, 將比單側性動作消耗較多的能量 因此對心肺功能及耐力較差的中風病人而言, 以單側伸手及物與雙側伸手動作亦能做為活動在耗能上的分級參數, 職能治療師可利用這個參數, 對耐力或心肺功能較差的中風病人, 在訓練軀幹動作時, 更能設計適合病人從事的治療性活動 此外, 在運動平順度方面, 健側單側伸手取物的標準化急動值比雙側伸手取物顯著較小, 表示健側單側伸手取物的軀幹動作平順度較雙手取物高, 由此可知, 對中風病人來說, 雙手及物情境, 可能是活動需求較高及較困難的活動操作情境 而由達運動最大速度百分比未達顯著結果顯示本研究結果並未支持中風病人在執行本研究所建構的四個情境中, 其軀幹動作控制策略會有所不同 在運動時間及達運動最大速度百分比方面並未達統計學上的顯著程度, 但亦將近於顯著程度的邊界 由於本研究的樣本數僅 5 人 未來研究若能增加樣本個數增加統計檢定力 (power), 則有可能發現其差異性存在 不過仍需有後續研究來加以探討証實 另本研究並未對樣本進行上肢關節活動 度分析及足底壓力測量, 以了解病人在單手及雙手向兩側取物時, 上肢關節活動度及下肢承重與軀幹動作的變化及關聯性 另使用肌電圖分析不同伸手及物情境下, 軀幹肌肉的活化情形, 亦能提供重要的動作控制資訊 未來研究可增加這些參數而加以分析, 如此將更有助於分析中風病人單手與雙手取物情境下, 其對軀幹動作之相互影響或相關情形 總結以上結果, 推測雙手的操作情境, 會比單純使用健側手取物產生較大的軀幹向前移動距離與產生較大的軀幹動作力量來參與活動, 並從標準化急動值得知雙手及物動作為情境需求較高且為較困難的活動操作情境, 且在雙手操作下, 不論往患側或往健側並沒有造成明顯的動作參數差別 因此根據我們的研究結果, 在臨床上應用在活動的分級時, 若要誘發較大的軀幹往前移動距離, 建議使用雙手的操作活動 而若要誘發較大的軀幹旋轉動作, 建議以健側手往患側的操作活動 雙側伸手及物動作, 在本研究中發現將使軀幹動作平順度下降, 且需消耗較多的能量來從事, 因此對中風個案而言, 可視為較單側動作困難的活動, 我們認為利用不同方式的伸手動作如單手與雙手的模式, 即可以改變活動難度, 經由重複練習而能有助於訓練中風病人的軀幹控制功能, 促進中風病人更好的軀幹功能恢復, 本研究結果可提供臨床工作時設計治療性活動及改變活動難度時的參考依據 結論 雙手伸手及物的情境, 可以使軀幹移動的距離顯著增加, 將可促進中風病人更多的軀幹動作功能恢復, 並可用於訓練中風病人學習控制動作的平順度 同樣的, 使用健側手往患側手的操作活動, 也可以使軀幹旋轉的角度顯著增加 因此, 臨床上可依病患的能力選擇不同的合適上肢操作方式, 來誘發中風病人軀幹主動動作及學習控制動作平順度 參考資料
6 林婷瑩 董玟伶 郭藍遠 張增瑩 張志仲 Alberts, J. L, Saling, M., Adler, C. H., & Stelmach, G. E. (000). Disruptions in the reach-to-grasp actions of Parkinson s patients. Experimental Brain Research. (), 5 6. Berg, K., Wood-Dauphinee, S., Williams, J. I., & Gayton, D. (989).Measuring balance in the elderly: Preliminary development of an instrument. Physiotherapy Canada,, 0-. Bohannon, R. W., & Smith, M. B. (987). Interrater reliability of a modified ashworth scale of muscle spasticity. Physical Therapy, 67(), 06-07. Bohannon, R. W. (995). Recovery and correlates of trunk muscle strength after stroke. International Journal of Rehabilitation Research, 8(), 6-67. Chang, J. J., Wu, T. I., Wu,W. L., & Su, F. C. (005). Kinematical measure for spastic reaching in children with cerebral palsy. Clinical Biomechanics, 0 (), 8-88. Cirstea, M. C., & Levin, M. F. (000). Compensatory strategies for reaching in stroke. Brain, (5), 90-95. Fugl-Meyer, A. R., Jääskö, L., Leyman, I., Olsson, S., & Steglind, S. (975). The post-stroke hemiplegic patient. Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine, 7, -. Gillen, G. (00). Cerebrovascular accident. In L. W. Pedretti & M. B. Early (Eds), Occupational therapy: practice skills for physical dysfunction (pp.6-670). St. Louis: Mosby. Davis, J. Z. (00). Neurodevelopmental treatment: the bobath approach. In L.W. Pedretti & M. B. Early (Eds), Occupational therapy: practice skills for physical dysfunction (pp.6-60). St. Louis: Mosby. Karatas, M., Cetin, N., Bayramoglu, M., & Dilek, A. (00). Trunk muscle strength in relation to balance and functional disability in unihemispheric stroke patients. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation, 8(), 8-87. Levin, M. F., Michaelsen, S. M., Cirstea, C. M., & Roby-Brami, A. (00). Use of the trunk for reaching targets placed within and beyond the reach in adult hemiparesis. Experimental Brain Research, (), 7-80. Ma, H. I., & Trombly, C. A. (00). Effects of task complexity on reaction time and movement kinematics in elderly people. The American Journal of Occupational Therapy, 58(), 50-58. Mark, L. S., Nemeth, K., Gardner, D., Dainoff, M. J., Paasche, J., & Duffy, M. (997). Postural dynamics and the preferred critical boundary for visually guided reaching. Journal of Experimental Psychology. Human Perception and Performance, (5), 65-79. McCrea, P. H., Eng, J. J., & Hodgson, A. J. (00). Biomechanics of reaching: Clinical implications for individuals with acquired brain injury. Disability and Rehabilitation, (0), 5-5. Messier, S., Bourbonnais, D., Desrosiers, J., & Roy, Y. (00). Dynamic analysis of trunk flexion after stroke. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 85(0), 69-6. Michaelsen, S. M., & Levin, M. F. (00). Short-term effects of practice with trunk restraint on reaching movements in patients with chronic stroke: A controlled trial. Stroke, 5(8), 9-99. Michaelsen, S. M., Luta, A., Roby-Brami, A., & Levin, M. F. (00). Effect of trunk restraint on the recovery of reaching movements in hemiparetic patients. Stroke, (8), 875-88. Wu, C., Trombly, C. A., Lin, K., & Tickle-Degnen, L. (000). A kinematic study of contextual effects on reaching performance in persons with and without stroke: Influences of object availability. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 8(), 95-0.
Journal of Taiwan Occupational Therapy Association Volume, 005 Original Article The Effects of Bilateral and Unilateral Reaching on Trunk Movement in Stroke Patients---A Kinematic Analysis Ting-Ying Lin Tung Wen-Lin Lan-Yuen Guo Tseng-Ying Chang Jyh-Jong Chang Abstract Trunk control ability, in sub-acute stage, is a significant predictor of discharged activities of daily living function in stroke patients. One of the early treatment goals in occupational therapy for stroke patients is to improve the ability of trunk control for the preparation of independence in occupational performance. This study, by using kinematic analysis method, investigated the changes of trunk movement trajectories during four experimental reaching tasks in order to analyze the gradation level of trunk movement during unilateral and bilateral reaching for patients with unilateral stroke. Fifteen unilateral stroke patients (mean age = 57.00±.8 y/o; 7 males, 8 females) were recruited in this study. Subjects were asked to perform the following four experimental reaching tasks in sitting position with random order: () unaffected upper limb reaching to the cone located in the ipsilateral workspace; () unaffected upper limb reaching to the cone located in the contralateral workspace; () both hands clasped and bilateral upper limbs reaching to the cone located in the ipsilateral workspace; () both hands clasped and bilateral upper limbs reaching to the cone located in the contralateral workspace. The trajectories of the subject s trunk movement were recorded with a three-dimensional motion analysis system (Visualeyez TM Hardware, Canada) during reaching. The trunk trajectories were computed and final data were analyzed with repeated measures ANOVAs. Koahsiung Municipal Hsiao-kang Hospital Institute of Biomedical Engineering, National Cheng Kung University Faculty of Sports Medicine, Kaohsiung Medical University Faculty of Occupational Therapy, Kaohsiung Medical University Correspondence: Jyh-Jong Chang Faculty of Occupational Therapy, Kaohsiung Medical University, No. 00, Shih-Chuan st Road, Kaohsiung City, Taiwan R.O.C.
Journal of Taiwan Occupational Therapy Association Volume, 005 Original Article The results showed that significant differences in trunk movement kinematics, among the four experimental reaching tasks, were maximal reaching velocity, trunk curve line value, trunk rotational angle, and normalized jerk score of the trunk movements (p<0.05). Post hoc analysis revealed that subjects showed significantly greater maximal velocity, trunk curve line value and normalized jerk score of the trunk movement in bilateral reaching tasks than in unilateral reaching tasks. Subjects showed the greatest trunk rotational angle while using unaffected upper limb reaching to the cone located in the contralateral workspace. There were no significant differences in kinematics of trunk movement between contralateral and ipsilateral bilateral reaching tasks. Our study suggested that bilateral reaching tasks would add higher task-demands to stroke patients and might induce more trunk forward movements when comparing to unilateral reaching tasks. Findings from this study provide guideline on activity gradation for occupational therapists to set a challengeable therapeutic activity for stroke patients. Keywords: stroke, kinematic analysis, reaching, trunk movement 台北市光復南路 0 巷 6 號 樓電話 :(0)75-965 傳真 :(0)78-95 電子信箱 : boulders@ms9.hinet.net