Summary
Detta dokument presenterar ett protokoll specifikt för gånganalys med dubbla motoruppgifter hos strokepatienter med motorkontrollunderskott.
Abstract
Arton strokepatienter rekryterades till denna studie som involverade utvärdering av kognition och gångförmåga och multitask-gånganalys. Multitask-gånganalys bestod av en enda gånguppgift (uppgift 0), en enkel motorisk dubbeluppgift (vattenhållning, uppgift 1) och en komplex motorisk dubbeluppgift (korsande hinder, uppgift 2). Uppgiften att korsa hinder ansågs motsvara kombinationen av en enkel gånguppgift och en komplex motorisk uppgift eftersom det involverade mer nervsystem, skelettrörelser och kognitiva resurser. För att eliminera heterogenitet i resultaten av gånganalysen av strokepatienterna beräknades de dubbla gångkostnadsvärdena för olika kinematiska parametrar. De stora skillnaderna observerades i de proximala ledvinklarna, särskilt i vinklarna på bålen, bäckenet och höftleden, som var signifikant större i de dubbla motoriska uppgifterna än i den enda gånguppgiften. Detta forskningsprotokoll syftar till att ge en grund för klinisk diagnos av gångfunktion och en fördjupad studie av motorisk kontroll hos strokepatienter med motoriska kontrollunderskott genom analyser av dubbelmotoriska gånguppgifter.
Introduction
Återställandet av självständig gångfunktion är en av förutsättningarna för deltagande av patienter efter stroke i samhällslivet1. Återhämtningen av gångförmåga kräver inte bara interaktionen mellan uppfattningen och kognitiva system, utan också motorstyrning 2,3,4. Dessutom, i det verkliga samhällslivet, kräver människor högre förmågor som att utföra två eller flera uppgifter samtidigt (t.ex. gå medan du håller föremål eller korsar hinder). Därför har studier börjat fokusera på interferensen av dubbla uppgifter i gångprestanda 5,6. Tidigare dubbeluppgiftsstudier var främst inriktade på äldre och kognitivt nedsatta patienter på grund av svårigheten i motorisk prestanda och heterogenitet hos strokepatienter; Gångfunktionen hos strokepatienter utvärderades mestadels av en enda gånguppgift 7,8,9. Ytterligare forskning om gånganalys med dubbla uppgifter, särskilt motoriska dubbeluppgifter relaterade till motorstyrning, krävs dock.
Denna studie introducerar en metod för analys och utvärdering av dubbelmotorisk uppgift. Detta protokoll inkluderar inte bara klinisk bedömning av gångförmågan hos strokepatienter, utan fokuserar också på två dubbelmotoriska uppgifter: hålla-vatten-och-gå-uppgiften (en enkel dubbelmotorisk uppgift) och korsningshinderuppgiften (en komplex dubbelmotorisk uppgift). Syftet med denna studie var att undersöka effekterna av dubbelmotoriska uppgifter på strokepatienters gång och att använda gångkostnadsvärdena (DTC)10 för dubbla uppgiftsparametrar (skillnaden mellan en enda uppgift och dubbel uppgift) för att utesluta heterogeniteten bland strokepatienter. Utformningen av de experimentella uppgifterna underlättade en djupgående diskussion om strokepatienters motoriska kontrollfunktion, vilket gav nya idéer för klinisk diagnos och utvärdering av gångfunktionen hos strokepatienter.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
OBS: Den kliniska studien godkändes av Medical Ethics Association of the Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University (NO. KY01-2019-02-27) och har registrerats vid China Clinical Trial Registration Center (nr. ChiCTR1800017487 och med titeln "De multipla modala uppgifterna om gångkontroll och motorisk kognition efter stroke").
1. Rekrytering
- Rekrytera strokepatienter med följande inklusionskriterier: patienter som uppfyller de diagnostiska kriterierna för cerebrovaskulär sjukdom i den neurologiska grenen av den kinesiska medicinska föreningen (2005); hjärninfarkt bekräftat genom datortomografi eller magnetisk resonanstomografi; skada på ensidig cortex eller med en subkortikal lesion; förmåga att gå självständigt, Brunnström etapp ≥ 4 etapper; Modifierad Ashworth Scale11 ≤ 2 poäng; uppfylla kraven på tredimensionell (3D) gånganalys och förmågan att tolerera hela processen; och förmågan att ge informerat samtycke.
- Se till att följande uteslutningskriterier är uppfyllda: hjärtsvikt, djup ventrombos i nedre extremiteterna, malign progressiv hypertoni, andningssvikt eller andra sjukdomar och allvarlig risk för fall.
- Inhämta skriftligt informerat samtycke från alla patienter innan studien påbörjas.
2. Klinisk utvärdering
- Registrera patientens demografiska egenskaper, inklusive namn, kön, födelsedatum, utbildningsnivå, huvudklagomål, aktuell medicinsk historia, tidigare historia, medicinsk behandling och nuvarande mediciner.
- Bedömning av kognitiv funktion
- Be patienten att slutföra Mini-Mental State Examination (MMSE)12 registrera patientens svar på en 30-frågeskala med en total poäng på 30 poäng för kognitionsutvärdering, vilket omfattar följande sju aspekter: tidsorientering, positionsorientering, snabbminne, uppmärksamhet och datorkraft, fördröjt minne, språk och visuellt utrymme.
OBS: Poängen för MMSE är nära relaterade till utbildningsnivån. Den normala kognitiva standarden är analfabetism > 17 poäng, grundskolan > 20 poäng och gymnasiet > 24 poäng13. - Be patienten att slutföra Montreal Cognitive Assessment (MoCA)14 registrera patientens svar på en skala med 11 frågor med en total poäng på 30 poäng för kognitionsutvärdering, vilket omfattar följande åtta aspekter: uppmärksamhet och koncentration, verkställande funktion, minne, språk, visuell struktur, abstrakt tänkande, beräkning och orientering.
OBS: Den normala kognitiva standarden är ≥ 26 poäng. Om ämnet har utbildats i mindre än 12 år bör de lägga till 1 poäng till poängen15.
- Be patienten att slutföra Mini-Mental State Examination (MMSE)12 registrera patientens svar på en 30-frågeskala med en total poäng på 30 poäng för kognitionsutvärdering, vilket omfattar följande sju aspekter: tidsorientering, positionsorientering, snabbminne, uppmärksamhet och datorkraft, fördröjt minne, språk och visuellt utrymme.
- Bedömning av gångförmåga
- Genomför 10 m gångprov (10 MWT)16. Be patienten att utföra tre på varandra följande prövningar i en självvald takt för säkerhet, komfort respektive högre hastighet. Anteckna den tid det tar att gå till mitten av 6 m i varje försök (för att utesluta accelerations- och retardationseffekter).
- Genomför tidsinställda och gå test (TUGT)17. Be patienten att utföra tre på varandra följande TUG-försök (stå upp, gå 3 m, vänd, gå tillbaka och sitta ner) i en självvald takt för säkerhet och komfort18.
3.3D gånganalys
- Förberedelse av patient
- Informera patienten om försiktighetsåtgärderna och syftet med experimentet.
- Be patienten att bära snäva underkläder för att helt exponera nacke, axlar, midja och underben.
- Registrera värdena för olika antropometriska indikatorer inklusive höjd, vikt, bilateral bredd på fotleden, bilateral knädiameter, bäckenbredd, bilateralt bäckendjup och bilateral benlängd.
- Placera 22 markörer på viktiga punkter hos patienten baserat på Davis-protokollet19: tre markörer på stammen (7:e livmoderhalsen, axlar på båda sidor); tre markörer på bäckenet (båda sidor av den främre överlägsna iliac ryggraden och fotleden); sex markörer på låret (bilateral femoral större trochanter, femoral kondyle och mittpunkten av femoral större trochanter och femoral kondyle på samma sida); sex markörer på kalven (bilateralt humeralt huvud, lateral fotled och mittpunkt för humeral huvud och lateral fotled på samma sida); fyra markörer på foten (det femte mellanfotshuvudet och hälen på båda sidor) (figur 1).
- Klicka på Start-knappen i 3D-gånganalyssystemet och skapa en ny profil för patienten.
- Ange grundläggande patientinformation och tidigare uppmätta parametrar.
- Stående datainsamling
- Instruera patienten att hålla en upprätt position på kraftplattan i minst 3-5 s för att samla in baslinjedata.
- Klicka på knappen Proc_Davis_Standing för att snabbt kontrollera markörens position.
- Datainsamling för gånguppgifter
- Bestäm den slumpmässiga ordningen för tre gånguppgifter genom att dra lott.
- Be patienten att gå på gångpasset för fem försök med en självvald bekväm hastighet, som är markerad som uppgift 0 (betrakta den enda gånguppgiften som baslinjeuppgiften).
- Be patienten att gå medan du håller en flaska vatten på gångpasset för fem försök med en självvald bekväm hastighet, som är markerad som uppgift 1 (enkel dubbelmotorisk uppgift).
OBS: Be patienten att hålla en 550 ml flaska vatten i den opåverkade handen medan du håller axelledens armposition vid 0 ° och armbågsflexion vid 90 °. - Be patienten att gå över linjen mitt i gångpasset för fem försök med en självvald bekväm hastighet, som är markerad som uppgift 2 (komplex dubbelmotoruppgift).
OBS: Placera en mjuk linjal i mitten av gångpasset före datainsamling av uppgift 2 .
4. Databehandling och analys
- Välj de tre mellersta prövningarna av varje gånguppgift som ska bearbetas för att säkerställa att patienten är stabil.
- Identifiera varje gångcykel med två på varandra följande hälstegspunkter på samma sida.
- Markera tå-off-punkten i varje gångcykel20.
- Klicka på knappen Proc_DavisHeel+GI_AE för att beräkna de kinematiska parametrarna för gång, samt beräkningen av Gait Performance Score (GPS) -indexet.
5. Datautvinning och statistisk analys av intresse
- Välj parametrar för region av intresse från bearbetade data, som inkluderar speciella tillfälliga parametrar (hållningsfas, svängfas, enkel hållning, dubbel hållning, kadens), ledvinkelparametrar (bålsnedhet (frontplan), trunklutning (sagittalplan), stamrotation (tvärplan), bäckenoblikitet (frontplan), bäckenlutning (sagittalplan), bäckenrotation (tvärplan), höftflexförlängning, höftab-adduktion, höftrotation, knäflexförlängning, fotled dorsi-plantarflexion och GPS-index.
- Beräkna DTC-värden baserat på följande formel[10]:
([gånghastighet med en uppgift - gånghastighet med dubbla uppgifter]/gånghastighet med en uppgift) × 100 (1) - Utför den statistiska analysen (se materialförteckningen) med hjälp av den metod som beskrivits tidigare20,21.
- Presentera parameterdata som medelvärden och standardavvikelse om de är normalfördelade eller som medianer om så inte är fallet.
- Använd det parade t-testet för att jämföra skillnaderna i kinematiska parametrar mellan patienter i tillstånd för uppgift 1 och uppgift 2 .
- Använd envägsanalys av variansen för att jämföra tre olika uppgifter (uppgift 0, uppgift 1 och uppgift 2) för de kinematiska parametrarna. Ange statistisk signifikans till P < 0,05.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Arton patienter med hemiplegi efter stroke rekryterades i denna studie. Deltagarnas medelålder var 51.61 ± 12.97 år; Alla var män. Andelen vänster och höger hemiplegi var 10/8; den genomsnittliga Brunnström-etappen var 4,50 ± 0,76. Genomsnittet för MMSE och MoCA var 26,56 ± 1,67 respektive 20,06 ± 2,27. Andra demografiska egenskaper (inklusive stroketyp och tidpunkt för debut) visas i tabell 1. För de ursprungliga uppgifterna om gånguppgifter med dubbla uppgifter (uppgift 1 och uppgift 2) fanns det ingen statistisk skillnad i de spatiotemporala parametrarna (tabell 2). I ledvinkelparametrarna var dock den bilaterala stamrotationen (tvärgående plan) större i uppgift 2 än i uppgift 1 (vänster sida: uppgift 1, 18,40 ± 5,76 vs. Uppgift 2, 26,35 ± 14,92, P = 0,004; höger sida: Uppgift 1, 18.39 ± 7.04 vs. Uppgift 2, 24,08 ± 18,18, P = 0,001). Bilateral bäckenrotation (tvärgående plan) var större i uppgift 2 än i uppgift 1 (vänster sida: uppgift 1, 20,71 ± 7,97 jämfört med uppgift 2, 21,31 ± 6,96, P = 0,024; höger sida: uppgift 1, 27,56 ± 9,71 jämfört med uppgift 2, 29,264 ± 11,17, P = 0,006). Skillnaderna var statistiskt signifikanta (tabell 3).
För DTC-värdena för gång-dual-tasks (Task 1 och Task 2) var den bilaterala stammens snedhet (frontplanet) högre i Task 2 än i Task 1 (vänster sida: Task 1, 2.60 ± 36.38 vs. Task 2, -23.4 ± 40.62, P = 0.006; höger sida: Uppgift 1, -10.82 ± 47.58 vs. Uppgift 2, -11.42 ± 30.10, P = 0.013). Den bilaterala bäckenrotationen (tvärgående plan) var högre i uppgift 2 än i uppgift 1 (vänster sida: uppgift 1, -2,75 ± 36,20 jämfört med uppgift 2, -23 ± 40,36, p = 0,011; höger sida: uppgift 1, 1,66 ± 43,72 vs. Uppgift 2, -31,89 ± 58,50, P = 0,006). Alla skillnader var statistiskt signifikanta (tabell 4 och figur 2). Samtidigt minskade den högra kadensen avsevärt i uppgift 2 i förhållande till den i uppgift 1 (höger sida: uppgift 1, 18.40 ± 5.76 vs. Uppgift 2, 26,35 ± 14,92, P = 0,044), och höger GPS minskade signifikant i uppgift 2 i förhållande till den i uppgift 1 (höger sida: uppgift 1, 20,71 ± 4,87 jämfört med uppgift 2, 24,24 ± 10,33, P = 0,047) (tabell 5 och figur 3).
Bild 1: Gånganalysinställningarna baseras på Davis-protokollet. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 2: Jämförelse av DTC-värdena för bål- och ledvinkelparametrar för den enkla motorn med dubbla uppgifter (uppgift 1) och den komplexa motorn med dubbla uppgifter (uppgift 2). a) Bålens snedhet (frontplanet). b) Stammen rotation (tvärgående plan). c) bäckenrotation (tvärgående plan). Förkortning: DTC = gångkostnad för dubbla uppgifter. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 3: Jämförelse av DTC-värdena för spatiotillfälliga parametrar för den enkla motorns dubbeluppgift (uppgift 1) och den komplexa motorns dubbeluppgift (uppgift 2). Procentandelar av (A) hållningsfas och (B) svängfas visas för en gångcykel. Procentandelar av (C) enkelhållningsfas och (D) dubbelhållningsfas visas för en gångcykel. (E) Kadensen och (F) GPS-index visas. Förkortningar: DTC = gångkostnad med dubbla uppgifter; GPS = Poäng för gångprestanda. Klicka här för att se en större version av denna figur.
| Subjekt | Sex | Ålder (år) | Blödning/infarkt | Hemiplegisk sida | Strokedebut (månader) | Brunnström-scenen (LE) | MMSE | Moca | 10MWT (anpassad hastighet) | 10MWT (snabb hastighet) | TUGT (er) |
| 001 | manlig | 30 | Blödning | Höger | 29 | 5 | 25 | 18 | 0.52 | 0.62 | 26 |
| 002 | manlig | 59 | Infarct | Vänster | 26 | 6 | 30 | 23 | 0.43 | 0.52 | 36 |
| 003 | manlig | 27 | Infarct | Vänster | 26 | 5 | 24 | 19 | 0.46 | 0.48 | 48 |
| 004 | manlig | 54 | Blödning | Höger | 23 | 5 | 26 | 18 | 0.56 | 0.61 | 58 |
| 005 | manlig | 63 | Infarct | Vänster | 23 | 4 | 29 | 23 | 0.62 | 0.72 | 28 |
| 006 | manlig | 45 | Infarct | Vänster | 23 | 5 | 25 | 19 | 0.56 | 0.63 | 33 |
| 007 | manlig | 67 | Blödning | Vänster | 22 | 4 | 28 | 17 | 0.59 | 0.67 | 45 |
| 008 | manlig | 42 | Infarct | Vänster | 21 | 3 | 29 | 23 | 0.67 | 0.73 | 27 |
| 009 | manlig | 38 | Infarct | Höger | 18 | 4 | 28 | 20 | 0.52 | 0.67 | 26 |
| 010 | manlig | 70 | Infarct | Vänster | 31 | 4 | 26 | 23 | 0.64 | 0.68 | 30 |
| 011 | manlig | 49 | Blödning | Vänster | 17 | 4 | 24 | 20 | 0.46 | 0.53 | 45 |
| 012 | manlig | 42 | Infarct | Vänster | 19 | 3 | 27 | 16 | 0.43 | 0.56 | 49 |
| 013 | manlig | 45 | Infarct | Höger | 26 | 5 | 26 | 24 | 0.56 | 0.74 | 29 |
| 014 | manlig | 45 | Blödning | Höger | 28 | 4 | 26 | 19 | 0.64 | 0.73 | 27 |
| 015 | manlig | 54 | Infarct | Höger | 18 | 5 | 25 | 21 | 0.52 | 0.65 | 33 |
| 016 | manlig | 68 | Infarct | Höger | 14 | 5 | 27 | 20 | 0.57 | 0.59 | 42 |
| 017 | manlig | 69 | Infarct | Vänster | 15 | 5 | 26 | 18 | 0.52 | 0.63 | 38 |
| 018 | manlig | 62 | Infarct | Höger | 24 | 5 | 27 | 20 | 0.61 | 0.72 | 31 |
| medelvärde±SD | 51,61±12,97 | NA | NA | 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 |
Tabell 1: Grundläggande egenskaper hos studieämnen. Värden presenteras som ett tal eller medelvärde ± standardavvikelse. Förkortningar: MMSE = Mini-Mental State Examination; MoCA = Montreal kognitiv bedömning; 10MWT = 10 meter gångprov; TUGT = tidsinställd och gå test; SD = standardavvikelse; LE = nedre extremitet; s = sekund.
| Vänster | Höger sida | |||||||
| Uppgift 1 | Uppgift 2 | Skillnad | P-värde | Uppgift 1 | Uppgift 2 | Skillnad | P-värde | |
| Hållningsfas (%) | 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 |
| Svängfas (%) | 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 |
| En ståndpunkt (%) | 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 |
| Dubbel hållning (%) | 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 |
| Kadens (steg/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 (poäng) | 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 |
Tabell 2: Skillnader i spatiotillfälliga parametrar för enkel motor dubbeluppgift (uppgift 1) och komplex motor dubbeluppgift (uppgift 2). Värden presenteras som ett tal eller medelvärde ± standardavvikelse. Statistisk signifikans sattes till P < 0,05 och markerades med fetstil. Förkortningar: GPS = gångprestandapoäng; min = minut.
| Vänster | Höger sida | |||||||
| Uppgift 1 | Uppgift 2 | Skillnad | P-värde | Uppgift 1 | Uppgift 2 | Skillnad | P-värde | |
| Trunk Obliquity (Frontplan) | 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 |
| Bagageutrymmeslutning (Sagittal-plan) | 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 |
| Trunk Rotation (tvärgående plan) | 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 (Frontplan) | 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 (Sagittal plan) | 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 (tvärgående plan) | 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 |
| Höft Ab-Adduktion | 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-förlängning | 37.55±17.79 | 44.10±21.60 | 6.55±27.98 | 0.544 | 13.00±2.59 | 19.87±10.16 | 6.87±10.48 | 0.531 |
| Höft rotation | 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 |
| Flex-förlängning för knä | 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 |
| Ankel 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 |
Tabell 3: Skillnader i bål- och ledvinkelparametrar för den enkla motorn med dubbla uppgifter (uppgift 1) och den komplexa motorn med dubbla uppgifter (uppgift 2). Värden presenteras som ett tal eller medelvärde ± standardavvikelse. Statistisk signifikans sattes till P < 0,05 och markerades med fetstil.
| Vänster | Höger sida | |||||||
| Uppgift 1 | Uppgift 2 | Skillnad | P-värde | Uppgift 1 | Uppgift 2 | Skillnad | P-värde | |
| Trunk Obliquity (Frontplan) | 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 |
| Bagageutrymmeslutning (Sagittal-plan) | 15.34±7.74 | 13.40±8.22 | -1.94±11.29 | 0.260 | 16.28±5.12 | 36.62±5.20 | 20.34±7.30 | 0.489 |
| Trunk Rotation (tvärgående plan) | -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 |
| Bäckens snedhet (Frontplan) | 15.34±7.74 | 13.40±8.22 | -1.94±11.29 | 0.153 | 62.51±4.53 | 64.40±6.19 | 1.89±7.67 | 0.962 |
| Bäckenlutning (Sagittalplan) | 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 |
| Bäckenrotation (tvärgående plan) | -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 |
| Höft Ab-Adduktion | 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-förlängning | 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 |
| Höft rotation | 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 |
| Flex-förlängning för knä | 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 |
| Ankel 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 |
Tabell 4: Skillnader i gångkostnadsvärden med dubbla uppgifter för bål- och ledvinkelparametrar för den enkla motorn med dubbla uppgifter (uppgift 1) och den komplexa motorn med dubbla uppgifter (uppgift 2). Värden presenteras som ett tal eller medelvärde ± standardavvikelse. Statistisk signifikans sattes till P < 0,05 och markerades med fetstil.
| Vänster | Höger sida | |||||||
| Uppgift 1 | Uppgift 2 | Skillnad | P-värde | Uppgift 1 | Uppgift 2 | Skillnad | P-värde | |
| Hållningsfas (%) | 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 |
| Svängfas (%) | 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 |
| En ståndpunkt (%) | 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 |
| Dubbel hållning (%) | 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 |
| Kadens (steg/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 (poäng) | 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 |
Tabell 5: Skillnader i gångkostnadsvärden med dubbla uppgifter för spatiotillfälliga parametrar för enkel motor med dubbla uppgifter (uppgift 1) och komplex motor med dubbla uppgifter (uppgift 2). Värden presenteras som ett tal eller medelvärde ± standardavvikelse. Statistisk signifikans sattes till P < 0,05 och markerades med fetstil. Förkortningar: GPS = gångprestandapoäng; min = minut.
Kompletterande tabell 1: Skillnader i bål- och ledvinkelparametrar för enmotoriga uppgifter (uppgift 0), enkel motor dubbeluppgift (uppgift 1) och komplex motor dubbeluppgift (uppgift 2) (grad). Värden presenteras som ett tal eller medelvärde ± standardavvikelse. Statistisk signifikans sattes till P < 0,05 och markerades med fetstil. Klicka här för att ladda ner denna tabell.
Kompletterande tabell 2: Skillnader i spatiotillfälliga parametrar för enmotoriga uppgifter (uppgift 0), enkel motor dubbeluppgift (uppgift 1) och komplex motor dubbeluppgift (uppgift 2). Värden presenteras som ett tal eller medelvärde ± standardavvikelse. Statistisk signifikans sattes till P < 0,05 och markerades med fetstil. Förkortningar: GPS = gångprestandapoäng; min = minut. Klicka här för att ladda ner denna tabell.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Denna studie beskriver ett protokoll för klinisk bedömning av gånganalys med dubbla motoriska uppgifter hos strokepatienter med motoriska kontrollunderskott. Utformningen av detta protokoll baserades på två huvudpunkter. För det första använde de flesta tidigare studier en enda gånguppgift för att bedöma gångfunktionen hos strokepatienter, och de relaterade diskussionerna om motorisk kontroll var otillräckliga, särskilt för att principerna för komplexa motoriska rörelser sällan var inblandade22,23. Därför fokuserade författarna i denna studie, förutom den enda gånguppgiften som baslinje, huvudsakligen på jämförelsen av två dubbla uppgifter för motorisk prestanda och gång, inklusive uppgiften att hålla vatten (enkel motor dubbel uppgift) och uppgiften att korsa hinder (komplex motor dubbel uppgift)24. Den vattenhållande uppgiften identifierades som likvärdig med en kombination av en enkel gånguppgift och en enkel motorisk uppgift.
Eftersom den tvärgående gånguppgiften involverade mer nervsystem, skelettmuskelrörelse och kognitiva resurser för att delta i motorisk kontroll (inklusive motorplanering, motorisk samordning och motoråterkoppling) än den enkla motoriska dubbla uppgiften att hålla vatten medan du går, identifierades det som ekvivalent med en kombination av en enkel gånguppgift och en komplex motorisk uppgift. Således kunde motorstyrningsfunktionsunderskottet efter stroke undersökas noggrant baserat på denna experimentella uppgiftsdesign. Tidigare gånganalyser med dubbla uppgifter hos äldre och hos patienter med kognitiv försämring har rapporterat minskad hastighet och kadens vid dubbelarbete jämfört med enuppgift25.
Resultaten av denna studie hos strokepatienter visar emellertid att det inte fanns några signifikanta skillnader i spatiotemporala parametrar i dubbelmotoriska uppgifter jämfört med de för den enmotoriga uppgiften. De stora förändringarna observerades endast i de proximala ledvinklarna, särskilt vinklarna på bålen, bäckenet och höftleden, som var signifikant större i dubbelmotoriska uppgifter än i enkla gånguppgifter. Detta kan relateras till det uppenbara motoriska underskottet hos rekryterade strokepatienter jämfört med äldre eller kognitivt nedsatta patienter (deras grundläggande motoriska funktion bevaras). Det kan finnas liknande svårigheter vid utförande av en enkel motorisk uppgift och en komplex motorisk uppgift hos strokepatienter med befintlig nedsatt motorisk funktion, vilket kan förklara varför de spatiotemporala parametrarna och distala ledvinkeln inte var känsliga parametrar för jämförelsen mellan enkel- och dubbelmotoriska uppgifter hos strokepatienter. Dessutom tyder dessa resultat på att rehabiliteringsträning för att öka bålen och stor ledkontroll kan hjälpa strokepatienter att förbättra sin förmåga att utföra komplexa dagliga motoriska aktiviteter.
Heterogeniteten hos strokepatienter har alltid varit det största hindret i många undersökningar26. En tidigare studie hade undersökt användningen av DTC-värdet (förbrukningsförhållandet med dubbla uppgifter som skillnaden mellan en enda uppgift och dubbla uppgifter) för att eliminera heterogeniteten mellan strokepatienter10. Faktum är att de representativa resultaten visar att de bilaterala ledvinkelparametrarna för de stora proximala lederna i den komplexa dubbla gånguppgiften är signifikant större än de i den enkla motoriska dubbeluppgiften, vilket indikerar fördelarna med att använda DTC-värdena vid dubbeluppgiftsbedömning för strokepatienter.
Denna studie har tre huvudsakliga begränsningar. För det första, eftersom denna studie huvudsakligen är en metodologisk demonstration av dubbelmotoriska uppgifter, inkluderade representativa data endast data från 18 manliga strokepatienter. Dessutom har tidigare studier föreslagit att både kön och ålder påverkar gång och balansfunktion. Till exempel, när åldern ökar, minskar förmågan att kontrollera hållning, och kvinnor påverkas mer än män. Dessutom kan bristen på signifikant skillnad i spatiotemporala parametrar som hittades i denna studie helt enkelt bero på provstorleken. Därför behövs ytterligare studier för att öka provstorleken och inkludera kvinnliga försökspersoner för att utöka den kliniska tillämpningen av denna bedömning. Sammanfattningsvis, genom dubbelmotoriska gånguppgifter och beräkning av DTC-värden, syftar detta forskningsprotokoll till att ge en grund för klinisk diagnos av gångfunktion och en djupgående studie av motorisk kontroll hos strokepatienter.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Vi tackar Anniwaer Yilifate för korrekturläsningen av vårt manuskript. Denna studie stöddes av National Science Foundation under bidrag nr 81902281 och nr 82072544, det allmänna vägledningsprojektet för Guangzhou Health and Family Planning Commission under bidrag nr 20191A011091 och nr 20211A011106, Guangzhou Key Laboratory Fund under bidrag nr 201905010004 och Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation under bidrag nr 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).
