Моторные двойные задачи для анализа и оценки походки у постинсультных пациентов

Резюме

В данной работе представлен протокол, специально предназначенный для анализа походки с двойной двигательной задачей у пациентов с инсультом и дефицитом моторного контроля.

Аннотация

Восемнадцать пациентов, перенесших инсульт, были набраны для этого исследования, включающего оценку когнитивных способностей и способности к ходьбе, а также анализ многозадачной походки. Многозадачный анализ походки состоял из одного задания на ходьбу (задание 0), простой двигательной двойной задачи (удержание воды, задание 1) и сложной двигательной двойной задачи (преодоление препятствий, задание 2). Считалось, что задача преодоления препятствий эквивалентна сочетанию простой пешей задачи и сложной двигательной задачи, поскольку она задействует больше нервной системы, скелетных движений и когнитивных ресурсов. Для исключения гетерогенности результатов анализа походки пациентов, перенесших инсульт, были рассчитаны значения стоимости походки в двух задачах для различных кинематических параметров. Основные различия наблюдались в проксимальных углах суставов, особенно в углах туловища, таза и тазобедренных суставов, которые были значительно больше при выполнении двойных двигательных задач, чем при одиночной ходьбе. Этот протокол исследования направлен на обеспечение основы для клинической диагностики функции походки и углубленного изучения моторного контроля у пациентов с инсультом с дефицитом моторного контроля путем анализа заданий на двухмоторную ходьбу.

Введение

Восстановление функции самостоятельной ходьбы является одним из условий участия постинсультных больных в общественной жизни¹. Восстановление способности к ходьбе требует не только взаимодействия сенсорной и когнитивной систем, но и двигательного контроля ^2,3,4. Кроме того, в реальной общественной жизни людям требуются более высокие способности, такие как одновременное выполнение двух или более задач (например, ходьба, держа в руках предметы или преодоление препятствий). Поэтому исследования стали фокусироваться на интерференции двойных задач в выполнении походки ^5,6. Предыдущие исследования с двумя задачами были в основном нацелены на пожилых пациентов и пациентов с когнитивными нарушениями из-за трудностей с двигательными функциями и гетерогенности у пациентов с инсультом; Функция походки у пациентов, перенесших инсульт, в основном оценивалась с помощью одного задания на ходьбу ^7,8,9. Тем не менее, необходимы дальнейшие исследования по анализу походки при выполнении двух задач, особенно двигательных задач, связанных с контролем моторики.

В данном исследовании представлена методология анализа и оценки походки при выполнении двухдвигательных задач. Этот протокол включает в себя не только клиническую оценку способности к ходьбе у пациентов с инсультом, но и фокусируется на двух двухмоторных задачах: задаче удержания воды и ходьбы (простая двойная двигательная задача) и задаче на ходьбу через препятствие (сложная двойная двигательная задача). Цель данного исследования состояла в том, чтобы изучить влияние двойных двигательных задач на походку пациентов с инсультом и использовать значения двухзадачной ходьбы (DTC)¹⁰ параметров двойной задачи (разница между однозадачной и двухзадачной) для исключения гетерогенности среди пациентов с инсультом. Разработка экспериментальных заданий способствовала углубленному обсуждению функции двигательного контроля у пациентов, перенесших инсульт, что дало новые идеи для клинической диагностики и оценки функции ходьбы у пациентов, перенесших инсульт.

протокол

ПРИМЕЧАНИЕ: Клиническое исследование было одобрено Ассоциацией медицинской этики Пятой филиальной больницы Медицинского университета Гуанчжоу (No KY01-2019-02-27) и зарегистрировано в Китайском центре регистрации клинических испытаний (No KY01-2019-02-27). ChiCTR1800017487 и озаглавленный «Множественные модальные задания на контроль походки и моторное познание после инсульта»).

1. Подбор персонала

1. Набор пациентов с инсультом со следующими критериями включения: пациенты, соответствующие диагностическим критериям цереброваскулярных заболеваний Неврологического отделения Китайской медицинской ассоциации (2005 г.); инфаркт головного мозга, подтвержденный компьютерной томографией или магнитно-резонансной томографией; поражение односторонней коры головного мозга или при подкорковом поражении; способность самостоятельно ходить, стадия Бруннстрема ≥ 4 стадии; Модифицированная шкала Эшворта¹¹ ≤ 2 балла; соответствие требованиям трехмерного (3D) анализа походки и способность переносить весь процесс; и возможность дать информированное согласие.
2. Убедитесь, что соблюдены следующие критерии исключения: застойная сердечная недостаточность, тромбоз глубоких вен нижних конечностей, злокачественная прогрессирующая артериальная гипертензия, дыхательная недостаточность или другие заболевания, а также серьезный риск падения.
3. Перед началом исследования получить письменное информированное согласие от всех пациентов.

2. Клиническая оценка

1. Запишите демографические характеристики пациента, включая имя, пол, дату рождения, уровень образования, основную жалобу, текущую историю болезни, историю болезни, лечение и принимаемые в настоящее время лекарства.
2. Оценка когнитивных функций
   1. Попросите пациента пройти мини-тест психического состояния (MMSE)¹² и записать ответы пациента по шкале из 30 вопросов с общим баллом 30 баллов для оценки когнитивных функций, которая включает в себя следующие семь аспектов: ориентация во времени, ориентация в позиции, мгновенная память, внимание и вычислительная мощность, замедленная память, язык и визуальное пространство.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Баллы MMSE тесно связаны с уровнем образования. Нормальным когнитивным стандартом является неграмотность > 17 баллов, начальная школа > 20 баллов, неполная средняя школа > 24 балла¹³ баллов.
   2. Попросите пациента заполнить Монреальский когнитивный тест (MoCA)14 и записать ответы пациента на шкалу из ¹¹ вопросов с общим баллом 30 баллов за оценку когнитивных функций, которая включает в себя следующие восемь аспектов: внимание и концентрация, исполнительная функция, память, язык, навыки визуальной структуры, абстрактное мышление, вычисления и ориентация.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Нормальный когнитивный стандарт составляет ≥ 26 баллов. Если субъект обучался менее 12 лет, он должен добавить 1 балл к¹⁵ баллам.
3. Оценка способности к ходьбе
   1. Провести тест на ходьбу на 10 м (10 МВТ)¹⁶. Попросите пациента выполнить три последовательных испытания в самостоятельно выбранном темпе для обеспечения безопасности, комфорта и более высокой скорости соответственно. Записывайте время, затраченное на прохождение до середины 6 м в каждом испытании (чтобы исключить эффекты ускорения и замедления).
   2. Проведите испытание на время (TUGT)¹⁷. Попросите пациента выполнить три последовательных упражнения TUG (встать, пройти 3 м, повернуться, отойти назад и сесть) в самостоятельно выбранном темпе для обеспечения безопасности и комфорта¹⁸.

3.3D анализ походки

1. Подготовка пациента
   1. Проинформируйте пациента о мерах предосторожности и цели эксперимента.
   2. Попросите пациента надеть тесное нижнее белье, чтобы полностью обнажить шею, плечи, талию и нижние конечности.
   3. Запишите значения различных антропометрических показателей, включая рост, вес, двустороннюю ширину голеностопных суставов, двусторонний диаметр колена, ширину таза, двустороннюю глубину таза и двустороннюю длину ног.
   4. Разместите 22 маркера на ключевых точках пациента на основе протокола^{Дэвиса 19}: три маркера на туловище (^7-й шейный позвонок, плечи с обеих сторон); три маркера на тазу (с обеих сторон передней верхней подвздошной кости и голеностопного сустава); шесть маркеров на бедре (двусторонний вертел бедренной кости, мыщелок бедренной кости и средняя точка большого вертела бедренной кости и мыщелка бедренной кости на той же стороне); шесть маркеров на голени (двусторонняя головка плечевой кости, латеральный голеностопный сустав и средняя точка головки плечевой кости и латеральный голеностопный сустав с той же стороны); четыре маркера на стопе (головка пятой плюсневой кости и пятка с обеих сторон) (рис. 1).
   5. Нажмите на кнопку «Пуск » системы 3D анализа походки, и создайте новый профиль для пациента.
   6. Введите основную информацию о пациенте и ранее измеренные параметры.
2. Постоянный сбор данных
   1. Проинструктируйте пациента сохранять вертикальное положение на силовой пластине в течение не менее 3-5 с, чтобы собрать исходные данные.
   2. Нажмите на кнопку Proc_Davis_Standing , чтобы быстро проверить положение маркера.
3. Сбор данных о задачах ходьбы
   1. Определите случайный порядок трех заданий на ходьбу, вытянув жребий.
   2. Попросите пациента ходить по пешеходному пропуску в течение пяти попыток с самостоятельно выбранной комфортной скоростью, которая помечена как Задание 0 (рассматривайте одно задание на ходьбу как Базовое задание).
   3. Попросите пациента пройтись, держа бутылку воды на проходном пропуске, в течение пяти попыток с самостоятельно выбранной комфортной скоростью, которая помечена как Задание 1 (простое двухмоторное задание).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Попросите пациента держать бутылку воды объемом 550 мл в здоровой руке, удерживая положение плечевого сустава под углом 0° и сгибание локтя под углом 90°.
   4. Попросите пациента пройти через линию в середине проходного прохода в течение пяти попыток с самостоятельно выбранной комфортной скоростью, которая помечена как Задание 2 (сложное двухмоторное задание).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Поместите мягкую линейку в середину прохода перед сбором данных Задачи 2 .

4. Обработка и анализ данных

1. Выберите промежуточные три испытания для каждого задания ходьбы, которые необходимо обработать, чтобы убедиться, что пациент находится в стабильном состоянии.
2. Определите каждый цикл ходьбы с двумя последовательными точками шага пяткой на одной и той же стороне.
3. Отметьте точку отрыва носка в каждом цикле ходьбы²⁰.
4. Нажмите на кнопку Proc_DavisHeel+GI_AE , чтобы рассчитать кинематические параметры походки, а также вычислить индекс оценки ходовых качеств (GPS).

5. Извлечение интересующих данных и статистический анализ

1. Выберите из обработанных данных параметры интересующей области, которые включают в себя специально-временные параметры (фаза стойки, фаза замаха, одиночная стойка, двойная стойка, частота вращения педалей), параметры угла сустава (наклон туловища (фронтальная плоскость), наклон туловища (сагиттальная плоскость), вращение туловища (поперечная плоскость), наклон таза (фронтальная плоскость), наклон таза (сагиттальная плоскость), вращение таза (поперечная плоскость), разгибание бедра, приведение бедра, вращение бедра, сгибание колена, тыльно-подошвенное сгибание голеностопного сустава и GPS-индекс.
2. Рассчитайте значения DTC по следующей формуле^[10]:
   ([Скорость походки при выполнении одной задачи - Скорость при ходьбе при выполнении двух задач]/ Скорость при ходьбе при ходьбе при выполнении одной задач) × 100 (1)
3. Выполните статистический анализ (см. таблицу материалов) по методике, описанной ранее^20,21.
   1. Представляйте параметрические данные в виде средних значений и стандартного отклонения, если они распределены нормально, или в виде медиан, если нет.
   2. Используйте парный t-критерий для сравнения различий в кинематических параметрах между пациентами в условиях Задания 1 и Задания 2.
   3. Используйте односторонний дисперсионный анализ для сравнения трех различных задач (Задача 0, Задача 1 и Задача 2) кинематических параметров. Установите статистическую значимость на уровне P < 0,05.

Результаты

В исследование были включены восемнадцать пациентов с гемиплегией после инсульта. Средний возраст участников составил 51,61 ± 12,97 лет; Все они были мужчинами. Доля левой и правой гемиплегии составила 10/8; средняя стадия Бруннстрема составила 4,50 ± 0,76. Среднее значение MMSE и MoCA составило 26,56 ± ...

Обсуждение

В этом исследовании описан протокол клинической оценки анализа походки с двойной двигательной задачей у пациентов с инсультом и дефицитом двигательного контроля. Дизайн этого протокола был основан на двух основных моментах. Во-первых, в большинстве предыдущих исследований для оценки...

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
BTS Smart DX system	Bioengineering Technology System, Milan, Italy	1	Temporospatial data collection
BTS SMART-Clinic software	Bioengineering Technology System, Milan, Italy	2	Data processing
SPSS software (version 25.0)	IBM Crop., Armonk, NY, USA		Statistical analysis