Interaction between muscle tone, short-range stiffness and increased sensory feedback gains explains key kinematic features of the pendulum test in spastic cerebral palsy: A simulation study
Notice bibliographique
Résumé
The pendulum test is a sensitive clinical assessment of spasticity where the lower leg is dropped from the horizontal position and features of limb motion are recorded. Three key kinematic features are associated with the degree of severity of spasticity in children with cerebral palsy: decreased initial limb excursion, reduced number of limb oscillations, and a non-vertical resting limb angle. While spasticity is attributed to increased velocity-dependent resistance to motion, prior models simulating increased sensorimotor feedback of muscle velocity fail to explain the key pendulum test kinematic outcomes in spastic individuals. Here we hypothesized that increased muscle tone, causing a transient increase in muscle force, i.e. short-range stiffness, could account for reduced first swing excursion and non-vertical resting limb angle. We further hypothesized that hyperreflexia modeled based on muscle fiber force, and not velocity, feedback would be necessary to reduce the number of oscillations because of its interaction with transiently increased muscle force due to short-range stiffness. We simulated the lower leg as a torque-driven single-link pendulum. Muscle tone was modeled as a constant baseline joint torque, short-range stiffness torque was dependent on the level of muscle tone, and delayed sensory feedback torque to simulate reflex activity was based on either muscle velocity or force. Muscle tone and transient short-range stiffness were necessary to simulate decreased initial swing excursion and non-vertical resting leg angle. Moreover, the reduction in the number of oscillations was best reproduced by simulating stretch reflex activity in terms of force, and not velocity, feedback. Varying only baseline muscle torque and reflex gain, we simulated a range of pendulum test kinematics observed across different levels of spasticity. Our model lends insight into physiological mechanisms of spasticity whose contributions can vary on an individual-specific basis, and potentially across different neurological disorders that manifest spasticity as a symptom.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».