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Diagnostics of disturbed upright body orientation in pusher behaviour
Diagnostics of disturbed upright body orientation in pusher behaviour
Pusher behaviour reflects a severe disturbance of body orientation in space. Patients are thought to orient their body towards an erroneous internal reference of verticality. Although pusher behaviour has been increasingly studied over the last years, there is still a large amount of uncertainty about its epidemiology, underlying mechanism, prognostic factors, and effective treatment. One reason for the variable findings in previous studies might be the inhomogeneous diagnostic criteria. This thesis focuses on clinical examination tools relevant for the diagnostics of pusher behaviour following stroke: clinical scales (study 1) and the perceived upright body orientation during standing (study 2 and 3). Study 1 directly compared the classification of pusher behaviour based on the two most frequently used clinical scales: the Scale for Contraversive Pushing (SCP) and the Burke Lateropulsion Scale (BLS). Results showed inconsistency in the classification between the two scales. The BLS was more sensitive in the classification of pusher behaviour and more responsive to small changes than the SCP. Thus, the BLS is especially useful to detect mild or resolving pusher behaviour in standing or walking. Another diagnostic measure which is relevant in pusher behaviour is the perceived upright body orientation, which can be assessed by the subjective postural vertical (SPV). So far, SPV assessment in patients with pusher behaviour showed contradictory results and were only performed during sitting. Pusher behaviour can, however, be present in different postures, such as sitting and standing. In its severe form, it affects both sitting and standing posture, in a less severe form or during recovery, the behaviour persists during standing, but is absent during sitting. The assumption that patients with pusher behaviour orient their body towards an erroneous SPV suggests that the internal reference of verticality is represented differently during sitting and standing. Consequently, it would seem especially relevant to assess the SPV of patients with mild pusher behaviour during standing, since this posture is primarily affected. Therefore, we set up a paradigm to measure the SPV during standing in the frontal and the sagittal planes. This new paradigm was evaluated in study 2. The test-retest and the interrater reliabilities were determined and normative data for healthy subjects provided. The study showed that SPV assessment in standing can be performed with reliable and precise results. Ranges of normality were defined. In study 3, the SPV during standing was assessed in stroke patients with and without pusher behaviour and in a healthy control group in the frontal and the sagittal planes. We included patients with different degrees of severity of pusher behaviour. The BLS was used for the classification, due to its greater sensitivity in detecting mild pusher behaviour (study 1). Study 3 revealed that patients with pusher behaviour had an ipsilesional SPV tilt during standing, which decreased with decreasing severity of pusher behaviour. Moreover, patients with pusher behaviour showed a large uncertainty in verticality estimation in both the sagittal and the frontal planes, indicating a generally disturbed sensitivity for verticality perception in space. The finding that misrepresentation of body orientation is still present, even though signs of pusher behaviour are mild, confirms that the BLS can be used as a valid tool to detect pusher behaviour. Study 3 also revealed that all patients with a BLS score of 2 points showed SPV errors in the frontal plane within the ranges of normality. This supports changing the BLS cut-off to >2 instead of using ≥2 to classify pusher behaviour., Patienten mit Pushersymptomatik haben eine schwere Körperorientierungsstörung. Es wird vermutet, dass sie ihren Körper an einer verkippten inneren Vertikalenreferenz ausrichten. Obschon die Pushersymptomatik in den letzten Jahren zunehmend untersucht wurde, gibt es immer noch große Unsicherheit hinsichtlich der Epidemiologie, der zugrundeliegenden Mechanismen, der prognostischen Faktoren und einer effektiven Behandlung der Störung. Ein Grund für die variablen Ergebnisse der Studien ist die Verwendung von inhomogenen diagnostischen Kriterien. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit wichtigen diagnostischen Methoden in der Diagnostik der Pushersymptomatik nach Schlaganfall. Studie 1 untersucht die Klassifizierung der Pushersymptomatik basierend auf den zwei am häufigsten verwendeten klinischen Skalen, Studie 2 und 3 die Erhebung der subjektiven posturalen Vertikale (SPV) im Stand. In Studie 1 wurden gleichzeitig die Skala für kontraversive Pushersymptomatik (SCP) und die Burke Lateropulsions Skala (BLS) in einer Gruppe von Schlaganfallpatienten mit und ohne Pushersymptomatik erhoben. Der Vergleich zeigte Unstimmigkeiten zwischen den zwei Skalen. Dabei war die BLS sensitiver in der Klassifizierung und zudem responsiver für kleine Veränderungen. Neben den klinischen Skalen ist die Bestimmung der posturalen Vertikalenwahrnehmung mittels SPV eine wichtige diagnostische Methode bei Patienten mit Pushersymptomatik. Bisherige Untersuchungen der SPV bei Patienten mit Pushersymptomatik ergaben widersprüchliche Resultate bezüglich der Richtung der Verkippung und wurden ausschließlich im Sitzen durchgeführt. Die Pushersymptomatik kann verschiede Körperpositionen, wie beispielsweise den Sitz oder den Stand, beeinträchtigen. Bei einer schweren Ausprägung sind sowohl der Sitz wie auch der Stand betroffen, bei einer milden Ausprägung oder bei einer Verbesserung der Sympomatik, halten die Symptome im Stehen an, zeigen sich aber nicht mehr im Sitz. Unter der Annahme, dass Patienten mit Pushersymptomatik ihren Körper an einer verschobenen Vertikalenreferenz orientieren, scheint es besonders bei Patienten mit einer milden Form der Pushersymptomatik wichtig, die SPV im Stand zu messen, da diese Position primär betroffen ist. Daher haben wir ein diagnostisches Verfahren entwickelt, um die SPV im Stand in der frontalen und sagittalen Ebene zu messen. Das neue Verfahren wurde in Studie 2 evaluiert. Es wurden die Test-Retest-Reliabilität und die Interrater-Reliabilität sowie Normdaten für gesunde Erwachsene erhoben. Nachdem Studie 2 gezeigt hatte, dass die SPV im Stehen reliabel und präzise gemessen werden kann, wurde sie in Studie 3 bei Schlaganfallpatienten mit und ohne Pushersymptomatik und einer gesunden Kontrollgruppe jeweils in der frontalen und der sagittalen Ebene erhoben. Es wurden Patienten mit unterschiedlichem Schweregrad der Pushersymptomatik in die Studie eingeschlossen. Zur Klassifikation wurde die BLS verwendet, da diese geeignet ist, um auch eine milde Pushersymptomatik zu erkennen (Studie 1). In Studie 3 wurde eine ipsiläsionale Verkippung der SPV in der Frontalebene gefunden, die mit abnehmendem Schweregrad der Pushersymptomatik kleiner wurde. Die Patienten mit Pushersymptomatik zeigten zudem eine auffallend große Unsicherheit der Vertikalenwahrnehmung in beiden Ebenen, was auf eine generell beeinträchtigte Sensitivität der Vertikalenwahrnehmung im Raum hindeutet. Das Ergebnis, dass auch Patienten mit milder Pushersymptomatik eine Störung der posturalen Vertikalenwahrnehmung haben, bekräftigt die Validität der BLS. Zudem zeigte Studie 3, dass bei allen Patienten mit einer Punktzahl von 2 auf der BLS die SPV im Normbereich lag. Dies spricht dafür, den BLS Cut-off Wert bei >2 und nicht bei ≥2 zu setzen, um Patienten mit Pushersymptomatik zuverlässig zu klassifizieren.
pusher behaviour, Scale for Contraversive Pushing, Burke Lateropulsion Scale, Subjective Postural Vertical, verticality perception, diagnostics, stroke, rehabilitation
Bergmann, Jeannine
2017
English
Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität München
Bergmann, Jeannine (2017): Diagnostics of disturbed upright body orientation in pusher behaviour. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

Pusher behaviour reflects a severe disturbance of body orientation in space. Patients are thought to orient their body towards an erroneous internal reference of verticality. Although pusher behaviour has been increasingly studied over the last years, there is still a large amount of uncertainty about its epidemiology, underlying mechanism, prognostic factors, and effective treatment. One reason for the variable findings in previous studies might be the inhomogeneous diagnostic criteria. This thesis focuses on clinical examination tools relevant for the diagnostics of pusher behaviour following stroke: clinical scales (study 1) and the perceived upright body orientation during standing (study 2 and 3). Study 1 directly compared the classification of pusher behaviour based on the two most frequently used clinical scales: the Scale for Contraversive Pushing (SCP) and the Burke Lateropulsion Scale (BLS). Results showed inconsistency in the classification between the two scales. The BLS was more sensitive in the classification of pusher behaviour and more responsive to small changes than the SCP. Thus, the BLS is especially useful to detect mild or resolving pusher behaviour in standing or walking. Another diagnostic measure which is relevant in pusher behaviour is the perceived upright body orientation, which can be assessed by the subjective postural vertical (SPV). So far, SPV assessment in patients with pusher behaviour showed contradictory results and were only performed during sitting. Pusher behaviour can, however, be present in different postures, such as sitting and standing. In its severe form, it affects both sitting and standing posture, in a less severe form or during recovery, the behaviour persists during standing, but is absent during sitting. The assumption that patients with pusher behaviour orient their body towards an erroneous SPV suggests that the internal reference of verticality is represented differently during sitting and standing. Consequently, it would seem especially relevant to assess the SPV of patients with mild pusher behaviour during standing, since this posture is primarily affected. Therefore, we set up a paradigm to measure the SPV during standing in the frontal and the sagittal planes. This new paradigm was evaluated in study 2. The test-retest and the interrater reliabilities were determined and normative data for healthy subjects provided. The study showed that SPV assessment in standing can be performed with reliable and precise results. Ranges of normality were defined. In study 3, the SPV during standing was assessed in stroke patients with and without pusher behaviour and in a healthy control group in the frontal and the sagittal planes. We included patients with different degrees of severity of pusher behaviour. The BLS was used for the classification, due to its greater sensitivity in detecting mild pusher behaviour (study 1). Study 3 revealed that patients with pusher behaviour had an ipsilesional SPV tilt during standing, which decreased with decreasing severity of pusher behaviour. Moreover, patients with pusher behaviour showed a large uncertainty in verticality estimation in both the sagittal and the frontal planes, indicating a generally disturbed sensitivity for verticality perception in space. The finding that misrepresentation of body orientation is still present, even though signs of pusher behaviour are mild, confirms that the BLS can be used as a valid tool to detect pusher behaviour. Study 3 also revealed that all patients with a BLS score of 2 points showed SPV errors in the frontal plane within the ranges of normality. This supports changing the BLS cut-off to >2 instead of using ≥2 to classify pusher behaviour.

Abstract

Patienten mit Pushersymptomatik haben eine schwere Körperorientierungsstörung. Es wird vermutet, dass sie ihren Körper an einer verkippten inneren Vertikalenreferenz ausrichten. Obschon die Pushersymptomatik in den letzten Jahren zunehmend untersucht wurde, gibt es immer noch große Unsicherheit hinsichtlich der Epidemiologie, der zugrundeliegenden Mechanismen, der prognostischen Faktoren und einer effektiven Behandlung der Störung. Ein Grund für die variablen Ergebnisse der Studien ist die Verwendung von inhomogenen diagnostischen Kriterien. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit wichtigen diagnostischen Methoden in der Diagnostik der Pushersymptomatik nach Schlaganfall. Studie 1 untersucht die Klassifizierung der Pushersymptomatik basierend auf den zwei am häufigsten verwendeten klinischen Skalen, Studie 2 und 3 die Erhebung der subjektiven posturalen Vertikale (SPV) im Stand. In Studie 1 wurden gleichzeitig die Skala für kontraversive Pushersymptomatik (SCP) und die Burke Lateropulsions Skala (BLS) in einer Gruppe von Schlaganfallpatienten mit und ohne Pushersymptomatik erhoben. Der Vergleich zeigte Unstimmigkeiten zwischen den zwei Skalen. Dabei war die BLS sensitiver in der Klassifizierung und zudem responsiver für kleine Veränderungen. Neben den klinischen Skalen ist die Bestimmung der posturalen Vertikalenwahrnehmung mittels SPV eine wichtige diagnostische Methode bei Patienten mit Pushersymptomatik. Bisherige Untersuchungen der SPV bei Patienten mit Pushersymptomatik ergaben widersprüchliche Resultate bezüglich der Richtung der Verkippung und wurden ausschließlich im Sitzen durchgeführt. Die Pushersymptomatik kann verschiede Körperpositionen, wie beispielsweise den Sitz oder den Stand, beeinträchtigen. Bei einer schweren Ausprägung sind sowohl der Sitz wie auch der Stand betroffen, bei einer milden Ausprägung oder bei einer Verbesserung der Sympomatik, halten die Symptome im Stehen an, zeigen sich aber nicht mehr im Sitz. Unter der Annahme, dass Patienten mit Pushersymptomatik ihren Körper an einer verschobenen Vertikalenreferenz orientieren, scheint es besonders bei Patienten mit einer milden Form der Pushersymptomatik wichtig, die SPV im Stand zu messen, da diese Position primär betroffen ist. Daher haben wir ein diagnostisches Verfahren entwickelt, um die SPV im Stand in der frontalen und sagittalen Ebene zu messen. Das neue Verfahren wurde in Studie 2 evaluiert. Es wurden die Test-Retest-Reliabilität und die Interrater-Reliabilität sowie Normdaten für gesunde Erwachsene erhoben. Nachdem Studie 2 gezeigt hatte, dass die SPV im Stehen reliabel und präzise gemessen werden kann, wurde sie in Studie 3 bei Schlaganfallpatienten mit und ohne Pushersymptomatik und einer gesunden Kontrollgruppe jeweils in der frontalen und der sagittalen Ebene erhoben. Es wurden Patienten mit unterschiedlichem Schweregrad der Pushersymptomatik in die Studie eingeschlossen. Zur Klassifikation wurde die BLS verwendet, da diese geeignet ist, um auch eine milde Pushersymptomatik zu erkennen (Studie 1). In Studie 3 wurde eine ipsiläsionale Verkippung der SPV in der Frontalebene gefunden, die mit abnehmendem Schweregrad der Pushersymptomatik kleiner wurde. Die Patienten mit Pushersymptomatik zeigten zudem eine auffallend große Unsicherheit der Vertikalenwahrnehmung in beiden Ebenen, was auf eine generell beeinträchtigte Sensitivität der Vertikalenwahrnehmung im Raum hindeutet. Das Ergebnis, dass auch Patienten mit milder Pushersymptomatik eine Störung der posturalen Vertikalenwahrnehmung haben, bekräftigt die Validität der BLS. Zudem zeigte Studie 3, dass bei allen Patienten mit einer Punktzahl von 2 auf der BLS die SPV im Normbereich lag. Dies spricht dafür, den BLS Cut-off Wert bei >2 und nicht bei ≥2 zu setzen, um Patienten mit Pushersymptomatik zuverlässig zu klassifizieren.