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Effects of multi-directional surface perturbations on the triggered postural responses in hemiplegic subjects during standing and walking

Injury to the central nervous system as a result of cerebrovascular accidents (CVA) often leads to impairment in balance and mobility. Very little is known about the strategies that patients with CVA employ to prevent falls during unexpected changes of a support surface while patients are standing and walking. Previous studies showed that light touch increases postural stability in healthy subjects. However, it is not known whether patients with CVA would benefit from light touch in the same way as the healthy subjects do. Three studies in this research were conducted to examine the impact of stroke on postural responses triggered by surface rotations (Triggered Postural Responses; TPRs) during standing and walking and to investigate the effect of light touch on the control of TPRs during both tasks. Pitch and roll surface rotations (amplitude:5o; peak velocity:32o/s) were randomly presented to 11 stroke and 8 healthy age-matched subjects during quiet stance and walking, with similar limb geometry in double limb support. Light touch (<4N) was provided by a load sensor strip mounted on a rail along the walkway. Body kinematics was captured at 120 Hz by a 6-camera Vicon 512 system. Ground reaction forces were acquired at 1080Hz by 2 AMTI force plates. Surface EMGs were recorded at 1080 Hz from 4 bilateral lower limb muscles. Results showed that TPRs in healthy subjects were functionally appropriate to the direction of perturbations and task demands, such that TPRs were tuned down during walking, as compared to standing, suggesting that postural requirements are less during walking. In contrast, CVA disrupts equilibrium control such that TPRs in the stroke subjects were delayed and not modulated as the perturbed directions and task demands changed, possibly due to problems in sensorimotor integration. Asymmetry was characterized by under-activated muscle responses and force generations of the paretic side and hyperactivity of the non-paretic upper and lower extremit / Les lésions du système nerveux central suite à un accident vasculaire cérébral (AVC) affectent fréquemment l'équilibre et la mobilité. Peu d'information est disponible sur les stratégies utilisées par les patients ayant survécu à un AVC pour prévenir les chutes lorsque des changements inattendus de la surface de support se produisent pendant la marche et la position debout. Des études ont établi que des sujets sains voient leur stabilité posturale améliorée avec l'ajout d'information tactile. Cependant, il n'a pas été démontré si les sujets ayant eu un AVC peuvent aussi bénéficier de ces informations tactiles. Cette recherche inclut trois études visant à examiner, en premier lieu, l'impact d'un AVC sur les ajustements posturaux réactifs (APR) déclenchés par des rotations de la surface de support et, en deuxième lieu, l'effet des informations tactiles sur le contrôle de ces APR pendant deux tâches, soit la marche et la position debout. Onze sujets ayant eu un AVC et huit sujets sains, appariés pour le genre et l'âge, ont participé à ces études. Des rotations de la surface de support dans les plans sagittal et frontal (amplitude: 5°; vélocité maximale: 32°/s) étaient présentées aléatoirement aux sujets lors de la marche (phase de double appui) et en position debout (position des membres inférieurs simulant la phase de double appui). Le toucher léger (< 4N) d'une rampe fournissait l'information tactile aux sujets. Un système à six caméras d'analyse tridimensionnelle du mouvement (Vicon 512 system) a été utilisé pour acquérir les données cinématiques du corps à une fréquence de 120 Hz. L'électromyographie de surface de quatre muscles du membre inférieur a été enregistrée bilatéralement à une fréquence de 1080 Hz. Les forces de réaction du sol ont été acquises par deux plate-formes de force (AMTI) à la même fréquence. Les sujets sains ont présenté des APR fonctionnels et modulés par la directio

Identiferoai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.22276
Date January 2003
CreatorsBoonsinsukh, Rumpa
ContributorsJoyce Fung (supervisor)
PublisherMcGill University
Source SetsLibrary and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada
LanguageEnglish
Detected LanguageFrench
TypeElectronic Thesis or Dissertation
Formatapplication/pdf
CoverageDoctor of Philosophy (School of Physical and Occupational Therapy)
RightsAll items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated.
Relationalephsysno: 002771917, Theses scanned by McGill Library.

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