Summary
Dit artikel presenteert een protocol specifiek voor dual motor task ganganalyse bij patiënten met een beroerte met motorische controlestoornissen.
Abstract
Achttien beroertepatiënten werden gerekruteerd voor deze studie met de evaluatie van cognitie en loopvermogen en multitask-loopanalyse. Multitask loopanalyse bestond uit een enkele looptaak (taak 0), een eenvoudige motorische duale taak (waterhouden, taak 1) en een complexe motorische duale taak (obstakels oversteken, taak 2). De taak van het oversteken van obstakels werd beschouwd als gelijkwaardig aan de combinatie van een eenvoudige looptaak en een complexe motorische taak, omdat het meer zenuwstelsel, skeletbeweging en cognitieve middelen omvatte. Om heterogeniteit in de resultaten van de ganganalyse van de beroertepatiënten te elimineren, werden de dual-task gangkostenwaarden berekend voor verschillende kinematische parameters. De belangrijkste verschillen werden waargenomen in de proximale gewrichtshoeken, vooral in de hoeken van de romp-, bekken- en heupgewrichten, die significant groter waren in de duale motorische taken dan in de enkele looptaak. Dit onderzoeksprotocol heeft tot doel een basis te bieden voor de klinische diagnose van de loopfunctie en een diepgaande studie van motorische controle bij patiënten met motorische controle door middel van de analyse van dual-motorische looptaken.
Introduction
Het herstel van de onafhankelijke loopfunctie is een van de vereisten voor de deelname van patiënten na een beroerte aan het gemeenschapsleven1. Het herstel van het loopvermogen vereist niet alleen de interactie van de waarneming en cognitieve systemen, maar ook de motorische controle 2,3,4. Bovendien hebben mensen in het echte gemeenschapsleven hogere vaardigheden nodig, zoals het tegelijkertijd uitvoeren van twee of meer taken (bijvoorbeeld lopen terwijl ze voorwerpen vasthouden of obstakels oversteken). Daarom zijn studies begonnen zich te concentreren op de interferentie van duale taken in loopprestaties 5,6. Eerdere dual-task studies waren vooral gericht op oudere en cognitief gestoorde patiënten vanwege de moeilijkheid in motorische prestaties en heterogeniteit bij patiënten met een beroerte; De loopfunctie bij patiënten met een beroerte werd meestal geëvalueerd door een enkele looptaak 7,8,9. Verder onderzoek naar dual-task ganganalyse, met name motorische duale taken met betrekking tot motorische controle, is echter vereist.
Deze studie introduceert een methodologie voor dual motor task ganganalyse en evaluatie. Dit protocol omvat niet alleen een klinische beoordeling van het loopvermogen bij patiënten met een beroerte, maar richt zich ook op twee dual-motorische taken: de holding-water-and-walking-taak (een eenvoudige duale motorische taak) en de crossing-obstacle walking-taak (een complexe duale motorische taak). Het doel van deze studie was om de effecten van duale motorische taken op het looppatroon van beroertepatiënten te onderzoeken en om de dual-task gait cost (DTC) -waarden10 van dual-task parameters (het verschil tussen een enkele taak en dual-task) te gebruiken om de heterogeniteit tussen beroertepatiënten uit te sluiten. Het ontwerp van de experimentele taken vergemakkelijkte een diepgaande discussie over de motorische controlefunctie van patiënten met een beroerte, wat nieuwe ideeën opleverde voor de klinische diagnose en evaluatie van de loopfunctie van patiënten met een beroerte.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
OPMERKING: De klinische studie is goedgekeurd door de Medical Ethics Association van het vijfde aangesloten ziekenhuis van de Guangzhou Medical University (NR. KY01-2019-02-27) en is geregistreerd bij het China Clinical Trial Registration Center (nr. ChiCTR1800017487 en getiteld, "The multiple modal tasks on gait control and motor cognition after stroke").
1. Rekrutering
- Rekruteren van patiënten met een beroerte met de volgende inclusiecriteria: patiënten die voldoen aan de diagnostische criteria voor cerebrovasculaire aandoeningen van de neurologische tak van de Chinese medische vereniging (2005); herseninfarct bevestigd door computertomografie of magnetische resonantie beeldvorming; schade aan de unilaterale cortex of met een subcorticale laesie; vermogen om zelfstandig te lopen, Brunnstrom-stadium ≥ 4 fasen; Gemodificeerde Ashworth Schaal11 ≤ 2 punten; voldoen aan de vereisten van driedimensionale (3D) ganganalyse en het vermogen om het hele proces te tolereren; en de mogelijkheid om geïnformeerde toestemming te geven.
- Zorg ervoor dat aan de volgende uitsluitingscriteria wordt voldaan: congestief hartfalen, diepe veneuze trombose van de onderste ledematen, kwaadaardige progressieve hypertensie, respiratoire insufficiëntie of andere ziekten, en ernstig risico op vallen.
- Verkrijg schriftelijke geïnformeerde toestemming van alle patiënten voordat u met het onderzoek begint.
2. Klinische evaluatie
- Noteer de demografische kenmerken van de patiënt, waaronder de naam, het geslacht, de geboortedatum, het opleidingsniveau, de belangrijkste klacht, de huidige medische geschiedenis, de geschiedenis, de medische behandeling en de huidige medicijnen.
- Cognitieve functiebeoordeling
- Vraag de patiënt om het Mini-Mental State Examination (MMSE)12 te voltooien en registreer de antwoorden van de patiënt op een schaal van 30 vragen met een totale score van 30 punten voor cognitie-evaluatie, die de volgende zeven aspecten omvat: tijdoriëntatie, positieoriëntatie, direct geheugen, aandacht en rekenkracht, vertraagd geheugen, taal en visuele ruimte.
OPMERKING: De scores van MMSE zijn nauw gerelateerd aan het opleidingsniveau. De normale cognitieve standaard is analfabetisme > 17 punten, basisschool > 20 punten en middelbare school > 24 punten13. - Vraag de patiënt om de Montreal Cognitive Assessment (MoCA)14 in te vullen en registreer de antwoorden van de patiënt op een schaal met 11 vragen met een totale score van 30 punten voor cognitie-evaluatie, die de volgende acht aspecten omvat: aandacht en concentratie, uitvoerende functie, geheugen, taal, visuele structuurvaardigheden, abstract denken, berekening en oriëntatie.
OPMERKING: De normale cognitieve standaard is ≥ 26 punten. Als het onderwerp minder dan 12 jaar is opgeleid, moeten ze 1 punt toevoegen aan de score15.
- Vraag de patiënt om het Mini-Mental State Examination (MMSE)12 te voltooien en registreer de antwoorden van de patiënt op een schaal van 30 vragen met een totale score van 30 punten voor cognitie-evaluatie, die de volgende zeven aspecten omvat: tijdoriëntatie, positieoriëntatie, direct geheugen, aandacht en rekenkracht, vertraagd geheugen, taal en visuele ruimte.
- Beoordeling van het loopvermogen
- Voer de 10-m looptest (10 MWT)16 uit. Vraag de patiënt om drie opeenvolgende onderzoeken uit te voeren in een zelfgekozen tempo voor respectievelijk veiligheid, comfort en hogere snelheid. Noteer de tijd die nodig is om in elke proef naar het midden van 6 m te lopen (om versnellings- en vertragingseffecten uit te sluiten).
- Voer de timed up and go test (TUGT)17 uit. Vraag de patiënt om drie opeenvolgende TUG-onderzoeken uit te voeren (opstaan, 3 m lopen, draaien, teruglopen en zitten) in een zelfgekozen tempo voor veiligheid en comfort18.
3.3D ganganalyse
- Voorbereiding van de patiënt
- Informeer de patiënt over de voorzorgsmaatregelen en het doel van het experiment.
- Vraag de patiënt om strak ondergoed te dragen om de nek, schouders, taille en onderste ledematen volledig bloot te leggen.
- Noteer de waarden van verschillende antropometrische indicatoren, waaronder lengte, gewicht, bilaterale breedte van de enkelgewrichten, bilaterale kniediameter, bekkenbreedte, bilaterale bekkendiepte en bilaterale beenlengte.
- Plaats 22 markers op belangrijke punten van de patiënt op basis van het Davis-protocol19: drie markers op de romp (7e halswervels, schouders aan beide zijden); drie markers op het bekken (beide zijden van de voorste superieure iliacale wervelkolom en het enkelgewricht); zes markers op de dij (bilaterale femorale grotere trochanter, femorale condyle en middelpunt van femorale grotere trochanter en femorale condylus aan dezelfde kant); zes markers op de kuit (bilaterale humeruskop, lateraal enkelgewricht en middelpunt van humeruskop en lateraal enkelgewricht aan dezelfde kant); vier markeringen op de voet (de vijfde middenvoetsbeentje en de hiel aan beide zijden) (figuur 1).
- Klik op de startknop van het 3D-ganganalysesysteem en maak een nieuw profiel voor de patiënt .
- Voer basispatiëntgegevens en eerder gemeten parameters in.
- Permanente data-acquisitie
- Instrueer de patiënt om gedurende ten minste 3-5 s een rechtopstaande positie op de krachtplaat te behouden om de basisgegevens te verzamelen.
- Klik op de knop Proc_Davis_Standing om snel de positie van de markering te controleren.
- Verzameling van looptaakgegevens
- Bepaal de willekeurige volgorde van drie looptaken door loting te loten.
- Vraag de patiënt om vijf proeven op de wandelpas te lopen met een zelfgekozen comfortabele snelheid, die is gemarkeerd als taak 0 (beschouw de enkele looptaak als de basislijntaak).
- Vraag de patiënt om te lopen terwijl hij een fles water op de wandelpas houdt voor vijf proeven met een zelfgekozen comfortabele snelheid, die is gemarkeerd als taak 1 (eenvoudige taak met twee motoren).
OPMERKING: Vraag de patiënt om een fles water van 550 ml in de niet-aangedane hand te houden terwijl de armpositie van het schoudergewricht op 0° en de elleboogflexie op 90° wordt gehouden. - Vraag de patiënt om over de lijn te lopen in het midden van de wandelpas voor vijf proeven met een zelfgekozen comfortabele snelheid, die is gemarkeerd als taak 2 (complexe dual-motorische taak ).
OPMERKING: Plaats een zachte liniaal in het midden van de wandelpas voordat taak 2 gegevens verzamelt.
4. Gegevensverwerking en -analyse
- Selecteer de middelste drie onderzoeken van elke looptaak die moet worden verwerkt om ervoor te zorgen dat de patiënt stabiel is.
- Identificeer elke loopcyclus met twee opeenvolgende hielstappunten aan dezelfde kant.
- Markeer het af-af-punt in elke loopcyclus20.
- Klik op de knop Proc_DavisHeel+GI_AE om de kinematische parameters van het lopen te berekenen, evenals de berekening van de Gps-index (Gait Performance Score).
5. Gegevensextractie en statistische analyse van belang
- Selecteer interessegebiedparameters uit de verwerkte gegevens, waaronder speciaal-tijdelijke parameters (houdingsfase, zwaaifase, enkele houding, dubbele houding, cadans), gewrichtshoekparameters (rompobliquiteit (frontaal vlak), rompkanteling (sagittaal vlak), romprotatie (transversaal vlak), bekkenobliquiteit (frontaal vlak), bekkenkanteling (sagittaal vlak), bekkenrotatie (transversaal vlak), heupflex-extensie, heup ab-adductie, heuprotatie, knieflex-extensie, knie flex-extensie, enkel dorsi-plantarflexie, en GPS-index.
- Bereken DTC-waarden op basis van de volgende formule[10]:
([single-task gangsnelheid - dual-task gangsnelheid]/ single-task gangsnelheid) × 100 (1) - Voer de statistische analyse uit (zie de tabel met materialen) met behulp van de eerder beschreven methodologie20,21.
- Presenteer parametrische gegevens als gemiddelden en standaarddeviatie indien normaal verdeeld of als medianen indien dit niet het geval is.
- Gebruik de gepaarde t-test om de verschillen in kinematische parameters tussen patiënten in taak 1 - en taak 2-omstandigheden te vergelijken.
- Gebruik eenrichtingsanalyse van variantie om drie verschillende taken (taak 0, taak 1 en taak 2) van de kinematische parameters te vergelijken. Stel de statistische significantie in op P < 0,05.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Achttien patiënten met hemiplegie na een beroerte werden gerekruteerd in deze studie. De gemiddelde leeftijd van de deelnemers was 51,61 ± 12,97 jaar; Het waren allemaal mannetjes. De verhouding linker en rechter hemiplegie was 10/8; de gemiddelde Brunnstrom-etappe was 4,50 ± 0,76. Het gemiddelde van MMSE en MoCA was respectievelijk 26,56 ± 1,67 en 20,06 ± 2,27. Andere demografische kenmerken (waaronder het type beroerte en het tijdstip van aanvang) zijn weergegeven in tabel 1. Voor de oorspronkelijke gegevens van gangduale taken (taak 1 en taak 2) was er geen statistisch verschil in de spatiotemporele parameters (tabel 2). In de gewrichtshoekparameters was de bilaterale romprotatie (transversaal vlak) echter groter in taak 2 dan in taak 1 (linkerkant: taak 1, 18,40 ± 5,76 vs. Taak 2, 26.35 ± 14.92, P = 0,004; rechterkant: Taak 1, 18.39 ± 7.04 vs. Taak 2, 24.08 ± 18.18, P = 0.001). Bilaterale bekkenrotatie (transversaal vlak) was groter in taak 2 dan in taak 1 (linkerkant: taak 1, 20,71 ± 7,97 versus taak 2, 21,31 ± 6,96, P = 0,024; rechterkant: taak 1, 27,56 ± 9,71 vs. taak 2, 29,264 ± 11,17, P = 0,006). De verschillen waren statistisch significant (tabel 3).
Voor de DTC-waarden van gangduale taken (taak 1 en taak 2) was de bilaterale rompobliquiteit (frontaal vlak) hoger in taak 2 dan in taak 1 (linkerkant: taak 1, 2,60 ± 36,38 versus taak 2, -23,4 ± 40,62, P = 0,006; rechterkant: taak 1, -10,82 ± 47,58 versus taak 2, -11,42 ± 30,10, P = 0,013). De bilaterale bekkenrotatie (transversaal vlak) was hoger in taak 2 dan in taak 1 (linkerkant: taak 1, -2,75 ± 36,20 vs. taak 2, -23 ± 40,36, P = 0,011; rechterkant: taak 1, 1,66 ± 43,72 vs. Taak 2, -31,89 ± 58,50, P = 0,006). Alle verschillen waren statistisch significant (tabel 4 en figuur 2). Tegelijkertijd was de juiste cadans aanzienlijk afgenomen in taak 2 ten opzichte van die in taak 1 (rechterkant: taak 1, 18.40 ± 5.76 vs. Taak 2, 26,35 ± 14,92, P = 0,044), en de rechter GPS was significant afgenomen in Taak 2 ten opzichte van die in Taak 1 (rechterkant: Taak 1, 20,71 ± 4,87 vs. Taak 2, 24,24 ± 10,33, P = 0,047) (Tabel 5 en Figuur 3).
Figuur 1: De instellingen voor ganganalyse zijn gebaseerd op het Davis-protocol. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Vergelijking van de DTC-waarden van romp- en gewrichtshoekparameters van de eenvoudige motorische dual-task (taak 1) en complexe motorische dual-task (taak 2). (A) Romp obliquiteit (frontaal vlak); B) romprotatie (dwarsvlak); (C) bekkenrotatie (transversaal vlak). Afkorting: DTC = dual-task gangkosten. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Vergelijking van de DTC-waarden van spatiotijdelijke parameters van de eenvoudige motorische dual-taak (taak 1) en de complexe motorische dual-taak (taak 2). Percentages van (A) standfase en (B) swingfase worden getoond voor één loopcyclus. Percentages van (C) enkele standfase en (D) dubbele standfase worden weergegeven voor één loopcyclus. (E) De cadans en (F) GPS-index worden weergegeven. Afkortingen: DTC = dual-task gangkosten; GPS = Gang Performance Score. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Onderwerp | Geslacht | Leeftijd (jaren) | Bloeding/infarct | Hemiplegische kant | Begin van de beroerte (maanden) | Brunnstrom-stadium (LE) | Mmse | Moca | 10MWT (aangepaste snelheid) | 10MWT (hoge snelheid) | TUGT(en) |
| 001 | mannelijk | 30 | Bloeding | Rechts | 29 | 5 | 25 | 18 | 0.52 | 0.62 | 26 |
| 002 | mannelijk | 59 | Infarct | Links | 26 | 6 | 30 | 23 | 0.43 | 0.52 | 36 |
| 003 | mannelijk | 27 | Infarct | Links | 26 | 5 | 24 | 19 | 0.46 | 0.48 | 48 |
| 004 | mannelijk | 54 | Bloeding | Rechts | 23 | 5 | 26 | 18 | 0.56 | 0.61 | 58 |
| 005 | mannelijk | 63 | Infarct | Links | 23 | 4 | 29 | 23 | 0.62 | 0.72 | 28 |
| 006 | mannelijk | 45 | Infarct | Links | 23 | 5 | 25 | 19 | 0.56 | 0.63 | 33 |
| 007 | mannelijk | 67 | Bloeding | Links | 22 | 4 | 28 | 17 | 0.59 | 0.67 | 45 |
| 008 | mannelijk | 42 | Infarct | Links | 21 | 3 | 29 | 23 | 0.67 | 0.73 | 27 |
| 009 | mannelijk | 38 | Infarct | Rechts | 18 | 4 | 28 | 20 | 0.52 | 0.67 | 26 |
| 010 | mannelijk | 70 | Infarct | Links | 31 | 4 | 26 | 23 | 0.64 | 0.68 | 30 |
| 011 | mannelijk | 49 | Bloeding | Links | 17 | 4 | 24 | 20 | 0.46 | 0.53 | 45 |
| 012 | mannelijk | 42 | Infarct | Links | 19 | 3 | 27 | 16 | 0.43 | 0.56 | 49 |
| 013 | mannelijk | 45 | Infarct | Rechts | 26 | 5 | 26 | 24 | 0.56 | 0.74 | 29 |
| 014 | mannelijk | 45 | Bloeding | Rechts | 28 | 4 | 26 | 19 | 0.64 | 0.73 | 27 |
| 015 | mannelijk | 54 | Infarct | Rechts | 18 | 5 | 25 | 21 | 0.52 | 0.65 | 33 |
| 016 | mannelijk | 68 | Infarct | Rechts | 14 | 5 | 27 | 20 | 0.57 | 0.59 | 42 |
| 017 | mannelijk | 69 | Infarct | Links | 15 | 5 | 26 | 18 | 0.52 | 0.63 | 38 |
| 018 | mannelijk | 62 | Infarct | Rechts | 24 | 5 | 27 | 20 | 0.61 | 0.72 | 31 |
| gemiddelde±SD | 51.61±12.97 | Nv | Nv | 22.39±4.70 | 4.50±0.76 | 26.56±1.67 | 20.06±2.27 | 0,55±0,07 | 0,64±0,08 | 36.17±9.29 |
Tabel 1: Basiskenmerken van proefpersonen. Waarden worden gepresenteerd als een getal of gemiddelde ± standaarddeviatie. Afkortingen: MMSE = Mini-Mental State Examination; MoCA = Montreal Cognitieve Beoordeling; 10MWT = 10-meter looptest; TUGT = timed up and go test; SD = standaardafwijking; LE = onderste extremiteit; s = seconde.
| Linkerkant | Rechterzijde | |||||||
| Taak 1 | Taak 2 | Verschil | P-waarde | Taak 1 | Taak 2 | Verschil | P-waarde | |
| Standfase (%) | 20.71±7.97 | 21.31±6.96 | 0,60±10,58 | 0.916 | 18.02±4.86 | 20.66±7.41 | 2.64±8.86 | 0.254 |
| Swingfase (%) | 27.56±9.71 | 29.26±11.17 | 1.70±14.80 | 0.285 | 23.68±6.74 | 29.88±12.19 | 6.20±13.93 | 0.916 |
| Enkelvoudig standpunt (%) | 26.91±5.41 | 31.09±11.67 | 4.18±12.86 | 0.519 | 31.16±9.27 | 27.80±10.67 | -3.36±14.13 | 0.583 |
| Dubbele houding (%) | 24.72±7.10 | 31.31±5.99 | 6.59±9.29 | 0.291 | 37.55±17.79 | 44.10±12.60 | 6.55±21.80 | 0.369 |
| Cadans (stappen/min) | 18.40±5.76 | 26.35±14.92 | 7.95±15.99 | 0.521 | 18.39±7.04 | 24.08±18.18 | 5.79±19.50 | 0.720 |
| GPS (scores) | 17.91±7.24 | 23.09±9.49 | 5.18±11.94 | 0.580 | 20.71±4.87 | 24.24±10.33 | 3.53±11.42 | 0.058 |
Tabel 2: Verschillen in spatiotijdelijke parameters van de eenvoudige motorische duale taak (taak 1) en complexe motorische duale taak (taak 2). Waarden worden gepresenteerd als een getal of gemiddelde ± standaarddeviatie. De statistische significantie werd vastgesteld als P < 0,05 en vetgedrukt. Afkortingen: GPS = Gait Performance Score; min = minuut.
| Linkerkant | Rechterzijde | |||||||
| Taak 1 | Taak 2 | Verschil | P-waarde | Taak 1 | Taak 2 | Verschil | P-waarde | |
| Trunk Obliquity (Frontaal vlak) | 27.86±7.45 | 24.63±4.08 | -3.23±8.49 | 0.263 | 37.91±4.76 | 48.89±7.56 | 10.98±8.93 | 0.114 |
| Rompkanteling (sagittaal vlak) | 31.43±12.69 | 34.25±12.69 | 2.82±17.95 | 0.238 | 24.64±7.53 | 29.85±16.93 | 5.21±18.53 | 0.582 |
| Romprotatie (transversaal vlak) | 18.40±5.76 | 26.35±14.92 | 7.95±15.99 | 0.004 | 18.39±7.04 | 24.08±18.18 | 5.69±19.50 | 0.001 |
| Plevic Obliquity (Frontaal vlak) | 16.99±6.07 | 25.05±15.43 | 8.06±16.58 | 0.277 | 20.66±7.41 | 18.02±4.86 | -2.64±8.86 | 0.937 |
| Plevic Tilt (Sagittaal vlak) | 23.68±6.74 | 29.88±12.19 | 6.20±13.93 | 0.282 | 34.94±18.29 | 39.31±12.86 | 4.37±22.36 | 0.689 |
| Plevic Rotation (Transversaal vlak) | 20.71±7.97 | 21.31±6.96 | 0,60±10,58 | 0.024 | 27.56±9.71 | 29.26±11.17 | 1.70±14.80 | 0.006 |
| Heup Ab-Adductie | 20.71±4.87 | 24.24±10.33 | 3.53±11.42 | 0.148 | 17.91±7.24 | 23.09±9.49 | 5.18±11.94 | 0.238 |
| Hip Flex-Extensie | 37.55±17.79 | 44.10±21.60 | 6.55±27.98 | 0.544 | 13.00±2.59 uur | 19.87±10.16 | 6.87±10.48 | 0.531 |
| Heuprotatie | 27.69±11.17 | 28.27±13.78 | 0.58±17.74 | 0.323 | 31.16±9.27 | 27.80±10.67 | -3.36±14.13 | 0.006 |
| Knie Flex-Extensie | 26.91±5.41 | 31.09±11.67 | 4.18±12.86 | 0.475 | 23.37±7.75 | 29.16±18.66 | 5.79±20.21 | 0.791 |
| Enkel Dors-Plantarflex | 21.75±11.07 | 27.54±13.41 | 5.79±17.39 | 0.213 | 25.87±10.71 | 25.87±11.50 | 0±15.71 | 0.112 |
Tabel 3: Verschillen in romp- en gewrichtshoekparameters van de eenvoudige motorische dual-task (taak 1) en complexe motorische dual-task (taak 2). Waarden worden gepresenteerd als een getal of gemiddelde ± standaarddeviatie. De statistische significantie werd vastgesteld als P < 0,05 en vetgedrukt.
| Linkerkant | Rechterzijde | |||||||
| Taak 1 | Taak 2 | Verschil | P-waarde | Taak 1 | Taak 2 | Verschil | P-waarde | |
| Trunk Obliquity (Frontaal vlak) | 2.60±36.38 | -23,4±40,62 | -26,00±54,53 | 0.006 | -10,82±47,58 | -11.42±30.10 | -0,60±56,30 | 0.013 |
| Rompkanteling (sagittaal vlak) | 15.34±7.74 | 13.40±8.22 uur | -1.94±11.29 | 0.260 | 16.28±5.12 | 36.62±5.20 | 20.34±7.30 uur | 0.489 |
| Romprotatie (transversaal vlak) | -8.15±26.55 | -18.56±29.54 | -10,41±39,72 | 0.004 | 2.75±36.20 | -23,00±40,36 | -25,75±54,22 | 0.001 |
| Bekken Obliquity (Frontaal vlak) | 15.34±7.74 | 13.40±8.22 uur | -1.94±11.29 | 0.153 | 62.51±4.53 | 64.40±6.19 | 1.89±7.67 | 0.962 |
| Bekkenkanteling (Sagittaal vlak) | 37.49±6.36 | 37.60±6.19 | 0,11±8,88 | 0.097 | 12.89±6.36 | 14.32±3.79 | 1.43±7.43 | 0.510 |
| Bekkenrotatie (transversaal vlak) | -2.75±36.20 | -23±40,36 | -20,25±54,22 | 0.011 | 1.66±43.72 | -31,89±58,50 | -30,23±73,03 | 0.006 |
| Heup Ab-Adductie | 83.15±7.21 | 78.49±5.91 | -4.66±9.32 | 0.125 | 84.18±8.81 | 92.56±6.51 | 8.38±10.95 | 0.242 |
| Hip Flex-Extensie | 37.49±6.36 | 37.60±6.19 | 0,11±8,88 | 0.392 | 12.89±6.36 | 14.32±3.79 | 1.43±7.40 | 0.583 |
| Heuprotatie | 37.64±6.87 | 36.98±6.21 | -0,66±9,26 | 0.549 | 49.6±8.52 | 56.52±4.52 | 6.92±9.65 | 0.004 |
| Knie Flex-Extensie | 50.68±4.89 | 67.63±4.87 | 16.95±6.90 | 0.343 | 78.54±7.92 | 57.95±7.16 | -20,59±10,68 | 0.673 |
| Enkel Dors-Plantarflex | 27.86±7.45 | 24.63±4.08 | -3.23±8.50 | 0.263 | 37.91±4.76 | 48.89±7.56 | 10.98±8.93 | 0.114 |
Tabel 4: Verschillen in dual-task gangkostenwaarden van romp- en gewrichtshoekparameters van de eenvoudige motorische dual-task (Taak 1) en complexe motorische dual-task (Taak 2). Waarden worden gepresenteerd als een getal of gemiddelde ± standaarddeviatie. De statistische significantie werd vastgesteld als P < 0,05 en vetgedrukt.
| Linkerkant | Rechterzijde | |||||||
| Taak 1 | Taak 2 | Verschil | P-waarde | Taak 1 | Taak 2 | Verschil | P-waarde | |
| Standfase (%) | 74.44±31.37 | 79.08±16.36 | 4.64±35.38 | 0.916 | 63.24±7.60 | 36.76±5.84 | -26,48±9,58 | 0.236 |
| Swingfase (%) | 35.15±7.74 | 15.34±4.53 | -19,81±8,97 | 0.980 | 63.24±7.61 | 52.28±4.36 | -10,96±8,77 | 0.654 |
| Enkelvoudig standpunt (%) | 62.51±6.19 | 62.40±6.36 | -0,11±8,88 | 0.348 | 37.49±6.19 | 37.60±6.36 | 0,11±8,88 | 0.671 |
| Dubbele houding (%) | 37.78±14.71 | 39.19±8.05 | 1.41±16.77 | 0.164 | 37.03±15.55 | 39.19±8.05 | 2.16±17.51 | 0.406 |
| Cadans (stappen/min) | 2.53±55.72 | 12.13±43.62 | 9.60±70.76 | 0.087 | 18.40±5.76 | 26.35±14.92 | 7.95±15.99 | 0.044 |
| GPS (scores) | 11.1±34.86 | 9.65±37.01 | -1.45±50.84 | 0.681 | 20.71±4.87 | 24.24±10.33 | 3.53±11.42 | 0.047 |
Tabel 5: Verschillen in dual-task gangkostenwaarden van spatiotijdelijke parameters van de eenvoudige motorische dual-task (Taak 1) en complexe motorische dual-task (Taak 2). Waarden worden gepresenteerd als een getal of gemiddelde ± standaarddeviatie. De statistische significantie werd vastgesteld als P < 0,05 en vetgedrukt. Afkortingen: GPS = Gait Performance Score; min = minuut.
Aanvullende tabel 1: Verschillen in romp- en gewrichtshoekparameters van enkelvoudige motorische taken (taak 0), eenvoudige motorische duale taak (taak 1) en complexe motorische duale taak (taak 2) (graad). Waarden worden gepresenteerd als een getal of gemiddelde ± standaarddeviatie. De statistische significantie werd vastgesteld als P < 0,05 en vetgedrukt. Klik hier om deze tabel te downloaden.
Aanvullende tabel 2: Verschillen in tijdelijke parameters van enkelvoudige motorische taken (taak 0), eenvoudige motorische duale taak (taak 1) en complexe motorische duale taak (taak 2). Waarden worden gepresenteerd als een getal of gemiddelde ± standaarddeviatie. De statistische significantie werd vastgesteld als P < 0,05 en vetgedrukt. Afkortingen: GPS = Gait Performance Score; min = minuut. Klik hier om deze tabel te downloaden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Deze studie beschrijft een protocol voor de klinische beoordeling van dual motor task ganganalyse bij patiënten met motorische controle stoornissen. Het ontwerp van dit protocol was gebaseerd op twee hoofdpunten. Ten eerste gebruikten de meeste eerdere studies een enkele looptaak om de loopfunctie van beroertepatiënten te beoordelen, en de gerelateerde discussies over motorische controle waren ontoereikend, vooral omdat de principes van complexe motorische bewegingen zelden betrokken waren22,23. Daarom richtten de auteurs zich in deze studie, naast de enkele looptaak als basislijn, voornamelijk op de vergelijking van twee duale taken van motorische prestaties en lopen, waaronder de taak van het vasthouden van water (eenvoudige motorische duale taak) en de taak van het oversteken van obstakels (complexe motorische duale taak)24. De waterhoudende taak werd geïdentificeerd als gelijkwaardig aan een combinatie van een eenvoudige looptaak en een eenvoudige motorische taak.
Omdat de cross-obstakel looptaak meer zenuwstelsel, skeletspierbeweging en cognitieve middelen omvatte bij het deelnemen aan motorische controle (inclusief motorische planning, motorische coördinatie en motorische feedback) dan de eenvoudige motorische dubbele taak van het vasthouden van water tijdens het lopen, werd het geïdentificeerd als gelijkwaardig aan een combinatie van een eenvoudige looptaak en een complexe motorische taak. Het tekort aan motorische controlefuncties na een beroerte kon dus nauwkeurig worden onderzocht op basis van dit experimentele taakontwerp. Eerdere dual-task loopanalyses bij ouderen en bij patiënten met cognitieve stoornissen hebben een verminderde snelheid en cadans gemeld bij dual-task lopen in vergelijking met single-task walking25.
De resultaten van deze studie bij patiënten met een beroerte tonen echter aan dat er geen significante verschillen waren in spatiotemporale parameters in duale motorische taken in vergelijking met die van de enkele motorische taak. De belangrijkste veranderingen werden alleen waargenomen in de proximale gewrichtshoeken, met name de hoeken van de romp-, bekken- en heupgewrichten, die significant groter waren bij dubbele motorische taken dan bij enkele looptaken. Dit kan verband houden met het duidelijke motorische tekort van gerekruteerde beroertepatiënten in vergelijking met ouderen of cognitief gestoorde patiënten (hun basismotorische functie blijft behouden). Er kunnen vergelijkbare problemen zijn bij het uitvoeren van een eenvoudige motorische taak en een complexe motorische taak bij patiënten met een beroerte met een bestaande verminderde motorische functie, wat zou kunnen verklaren waarom de spatiotemporale parameters en de distale gewrichtshoek geen gevoelige parameters waren voor de vergelijking tussen enkele en dubbele motorische taken bij patiënten met een beroerte. Bovendien suggereren deze resultaten dat revalidatietraining om de romp- en grote gewrichtscontrole te vergroten, patiënten met een beroerte kan helpen hun vermogen om complexe dagelijkse motorische activiteiten uit te voeren te verbeteren.
De heterogeniteit van patiënten met een beroerte is altijd het belangrijkste obstakel geweest in veel onderzoeken26. Een eerdere studie had het gebruik van de DTC-waarde (de dual-task consumption ratio als het verschil tussen een enkele taak en dubbele taken) onderzocht om de heterogeniteit tussen patiënten met een beroertete elimineren 10. De representatieve resultaten tonen inderdaad aan dat de bilaterale gewrichtshoekparameters van de grote proximale gewrichten in de complexe dubbele looptaak aanzienlijk groter zijn dan die in de eenvoudige motorische duale taak, wat de voordelen aangeeft van het gebruik van de DTC-waarden bij dual-task loopbeoordeling voor patiënten met een beroerte.
Deze studie heeft drie belangrijke beperkingen. Ten eerste, omdat deze studie voornamelijk een methodologische demonstratie is van dual-motorische taken, bevatten de representatieve gegevens alleen gegevens van 18 mannelijke beroertepatiënten. Bovendien hebben eerdere studies gesuggereerd dat zowel geslacht als leeftijd van invloed zijn op de loop- en evenwichtsfunctie. Naarmate de leeftijd toeneemt, neemt bijvoorbeeld het vermogen om de houding te beheersen af en worden vrouwen meer getroffen dan mannen. Bovendien kan het ontbreken van een significant verschil in spatiotemporele parameters in deze studie eenvoudigweg te wijten zijn aan de steekproefomvang. Daarom zijn verdere studies nodig om de steekproefomvang te vergroten en vrouwelijke proefpersonen op te nemen om de klinische toepassing van deze beoordeling uit te breiden. Concluderend, door middel van dual-motorische looptaken en de berekening van DTC-waarden, beoogt dit onderzoeksprotocol een basis te bieden voor de klinische diagnose van de loopfunctie en een diepgaande studie van motorische controle bij patiënten met een beroerte.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
We bedanken Anniwaer Yilifate voor het proeflezen van ons manuscript. Deze studie werd ondersteund door de National Science Foundation onder Grant No. 81902281 en No. 82072544, het General Guidance Project van Guangzhou Health and Family Planning Commission onder Grant No. 20191A011091 en No. 20211A011106, het Guangzhou Key Laboratory Fund onder Grant No. 201905010004 en Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation onder Grant No.2020A1515010578.
Materials
| 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 |
References
- Cho, K. H., Kim, M. K., Lee, H. -J., Lee, W. H. Virtual reality training with cognitive load improves walking function in chronic stroke patients. The Tohoku Journal of Experimental Medicine. 236 (4), 273-280 (2015).
- Delavaran, H., et al. Cognitive function in stroke survivors: A 10-year follow-up study. Acta Neurologica Scandinavica. 136 (3), 187-194 (2017).
- Zhang, W., et al. The effects of transcranial direct current stimulation versus electroacupuncture on working memory in healthy subjects. Journal of Alternative and Complementary Medicine. 25 (6), 637-642 (2019).
- Pin-Barre, C., Laurin, J. Physical exercise as a diagnostic, rehabilitation, and preventive tool: influence on neuroplasticity and motor recovery after stroke. Neural Plasticity. 2015, 608581 (2015).
- Auvinet, B., Touzard, C., Montestruc, F., Delafond, A., Goeb, V. Gait disorders in the elderly and dual task gait analysis: a new approach for identifying motor phenotypes. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 14 (1), 7 (2017).
- Tramontano, M., et al. Maintaining gait stability during dual walking task: effects of age and neurological disorders. European Journal of Physical and Rehabilitation Medicine. 53 (1), 7-13 (2017).
- Sakurai, R., Bartha, R., Montero-Odasso, M. Entorhinal cortex volume is associated with dual-task gait cost among older adults with MCI: results from the gait and brain study. The Journals of Gerontology. Series A, Biological Sciences and Medical Sciences. 74 (5), 698-704 (2019).
- Howcroft, J., Lemaire, E. D., Kofman, J., McIlroy, W. E. Dual-task elderly gait of prospective fallers and non-fallers: a wearable-sensor based analysis. Sensors. 18 (4), 1275 (2018).
- Fernandez-Gonzalez, P., Molina-Rueda, F., Cuesta-Gomez, A., Carratala-Tejada, M., Miangolarra-Page, J. C. Instrumental gait analysis in stroke patients. Revista de Neurologia. 63 (10), 433-439 (2016).
- Montero-Odasso, M. M., et al. Association of dual-task gait with incident dementia in mild cognitive impairment: results from the gait and brain study. JAMA Neurology. 74 (7), 857-865 (2017).
- Bohannon, R. W., Smith, M. B. Interrater reliability of a modified Ashworth scale of muscle spasticity. Physical Therapy. 67 (2), 206-207 (1987).
- Llamas-Velasco, S., Llorente-Ayuso, L., Contador, I., Bermejo-Pareja, F. Spanish versions of the Minimental State Examination (MMSE). Questions for their use in clinical practice. Revista de Neurologia. 61 (8), 363-371 (2015).
- Yoelin, A. B., Saunders, N. W. Score disparity between the MMSE and the SLUMS. American Journal of Alzheimer's Disease and Other Dementias. 32 (5), 282-288 (2017).
- Julayanont, P., Brousseau, M., Chertkow, H., Phillips, N., Nasreddine, Z. S. Montreal Cognitive Assessment Memory Index Score (MoCA-MIS) as a predictor of conversion from mild cognitive impairment to Alzheimer's disease. Journal of the American Geriatrics Society. 62 (4), 679-684 (2014).
- Carson, N., Leach, L., Murphy, K. J. A re-examination of Montreal Cognitive Assessment (MoCA) cutoff scores. International Journal of Geriatric Psychiatry. 33 (2), 379-388 (2018).
- Peters, D. M., Fritz, S. L., Krotish, D. E. Assessing the reliability and validity of a shorter walk test compared with the 10-Meter Walk Test for measurements of gait speed in healthy, older adults. Journal of Geriatric Physical Therapy. 36 (1), 24-30 (2013).
- Podsiadlo, D., Richardson, S. The timed "Up & Go": a test of basic functional mobility for frail elderly persons. Journal of the American Geriatrics Society. 39 (2), 142-148 (1991).
- Lin, Q., et al. Quantitative static and dynamic assessment of balance control in stroke patients. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (159), e60884 (2020).
- Davis, R. B., Ounpuu, S., Tyburski, D., Gage, J. R. A gait analysis data collection and reduction technique. Human Movement Science. 10 (5), 575-587 (1991).
- Liang, J., et al. The lower body positive pressure treadmill for knee osteoarthritis rehabilitation. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (149), e59829 (2019).
- Liang, J., et al. The effect of anti-gravity treadmill training for knee osteoarthritis rehabilitation on joint pain, gait, and EMG: Case report. Medicine (Baltimore). 98 (18), 15386 (2019).
- Balaban, B., Tok, F. Gait disturbances in patients with stroke. PM & R: The Journal of Injury, Function, and Rehabilitation. 6 (7), 635-642 (2014).
- Li, M., Xu, G., Xie, J., Chen, C. A review: Motor rehabilitation after stroke with control based on human intent. Proceedings of the Institute of Mechanical Engineers. Part H, Journal of Engineering in Medicine. 232 (4), 344-360 (2018).
- Bloem, B. R., Valkenburg, V. V., Slabbekoorn, M., Willemsen, M. D. The Multiple Tasks Test: development and normal strategies. Gait Posture. 14 (3), 191-202 (2001).
- Montero-Odasso, M., Muir, S. W., Speechley, M. Dual-task complexity affects gait in people with mild cognitive impairment: the interplay between gait variability, dual tasking, and risk of falls. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 93 (2), 293-299 (2012).
- Selvaraj, U. M., Poinsatte, K., Torres, V., Ortega, S. B., Stowe, A. M. Heterogeneity of B cell functions in stroke-related risk, prevention, injury, and repair. Neurotherapeutics. 13 (4), 729-747 (2016).
