Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Motoriske dobbeltoppgaver for ganganalyse og evaluering hos pasienter etter slag

Published: March 11, 2021 doi: 10.3791/62302
Automatic Translation
*1,2,3,4, *1,2,3, 1,2,3, 2, 1, 1,2, 2, 2, 1,2, *1,2,3,4, *1,2,3
1Department of Rehabilitation Medicine, The Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, 2Department of Rehabilitation Medicine, Guangzhou Medical University, 3Rehabilitation Medicine Lab, Guangzhou Medical University, 4Guangzhou Key Laboratory of Enhanced Recovery after Abdominal Surgery, The Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University
* These authors contributed equally

Summary

Denne artikkelen presenterer en protokoll spesifikt for analyse av dobbeltmotorisk gangart hos slagpasienter med motorstyringsunderskudd.

Abstract

Atten slagpasienter ble rekruttert til denne studien som involverte evaluering av kognisjon og gangevne og multitask ganganalyse. Multitask ganganalyse besto av en enkelt gangoppgave (oppgave 0), en enkel motorisk dobbeltoppgave (vannholding, oppgave 1) og en kompleks motorisk dobbeltoppgave (kryssende hindringer, oppgave 2). Oppgaven med å krysse hindringer ble ansett å være ekvivalent med kombinasjonen av en enkel gangoppgave og en kompleks motorisk oppgave, da det involverte mer nervesystem, skjelettbevegelse og kognitive ressurser. For å eliminere heterogenitet i resultatene av ganganalysen av slagpasientene ble kostnadsverdiene for dobbeltoppgavegang beregnet for forskjellige kinematiske parametere. De største forskjellene ble observert i de proksimale leddvinklene, spesielt i vinklene på stammen, bekkenet og hofteleddene, som var betydelig større i de dobbeltmotoriske oppgavene enn i enkeltgangoppgaven. Denne forskningsprotokollen tar sikte på å gi grunnlag for klinisk diagnostisering av gangfunksjon og en grundig studie av motorisk kontroll hos slagpasienter med motorisk kontrollsvikt gjennom analyser av tomotoriske gangoppgaver.

Introduction

Restaurering av selvstendig gangfunksjon er en av forutsetningene for deltakelse av postslagpasienter i samfunnslivet1. Gjenoppretting av gangevne krever ikke bare samspillet mellom oppfatningen og kognitive systemer, men også motorstyring 2,3,4. Videre, i det virkelige samfunnslivet, krever folk høyere evner som å utføre to eller flere oppgaver samtidig (for eksempel å gå mens du holder gjenstander eller krysser hindringer). Derfor har studier begynt å fokusere på forstyrrelser av dobbeltoppgaver i gangytelse 5,6. Tidligere dual-task studier var hovedsakelig rettet mot eldre og kognitivt svekkede pasienter på grunn av vanskeligheten i motorisk ytelse og heterogenitet hos slagpasienter; Gangfunksjonen hos slagpasienter ble for det meste evaluert av en enkelt gangoppgave 7,8,9. Imidlertid er det nødvendig med ytterligere forskning på analyse av dobbel oppgavegang, spesielt motorens dobbeltoppgaver relatert til motorstyring.

Denne studien introduserer en metodikk for analyse og evaluering av dualmotorisk oppgavegang. Denne protokollen inkluderer ikke bare klinisk vurdering av gangevnen hos slagpasienter, men fokuserer også på to tomotoriske oppgaver: holding-water-and-walk-oppgaven (en enkel dobbel motoroppgave) og kryssende hindringsgangoppgave (en kompleks dobbeltmotoroppgave). Målet med denne studien var å undersøke effekten av dobbeltmotoriske oppgaver på gangen til slagpasienter og å bruke DTC-verdiene (dual-task gait cost)10 av dual-task parametere (forskjellen mellom en enkelt oppgave og dobbel oppgave) for å utelukke heterogeniteten blant slagpasienter. Utformingen av de eksperimentelle oppgavene muliggjorde en grundig diskusjon av motorstyringsfunksjonen til slagpasienter, noe som ga nye ideer for klinisk diagnose og evaluering av gangfunksjonen til slagpasienter.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

MERK: Den kliniske studien ble godkjent av Medical Ethics Association of the Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University (NO. KY01-2019-02-27) og er registrert på China Clinical Trial Registration Center (nr. ChiCTR1800017487 og med tittelen "De mange modale oppgavene på gangkontroll og motorisk kognisjon etter hjerneslag").

1. Rekruttering

  1. Rekruttere slagpasienter med følgende inklusjonskriterier: pasienter som oppfyller de diagnostiske kriteriene for cerebrovaskulær sykdom i den nevrologiske grenen av den kinesiske medisinske foreningen (2005); hjerneinfarkt bekreftet ved computertomografi eller magnetisk resonansbilder; skade på ensidig cortex eller med en subkortisk lesjon; evne til å gå selvstendig, Brunnstrom scenen ≥ 4 stadier; Modifisert Ashworth-skala11 ≤ 2 poeng; oppfyller kravene til tredimensjonal (3D) ganganalyse og evnen til å tolerere hele prosessen; og evnen til å gi informert samtykke.
  2. Sørg for at følgende eksklusjonskriterier er oppfylt: kongestiv hjertesvikt, dyp venetrombose i underekstremitetene, ondartet progressiv hypertensjon, respirasjonssvikt eller andre sykdommer, og alvorlig risiko for å falle.
  3. Innhente skriftlig informert samtykke fra alle pasienter før studien starter.

2. Klinisk evaluering

  1. Registrer pasientens demografiske egenskaper, inkludert navn, kjønn, fødselsdato, utdanningsnivå, hovedklage, nåværende medisinsk historie, tidligere historie, medisinsk behandling og nåværende medisiner.
  2. Vurdering av kognitiv funksjon
    1. Be pasienten om å fullføre Mini-Mental State Examination (MMSE)12 registrere pasientens svar på en skala på 30 spørsmål med en total poengsum på 30 poeng for kognisjonsevaluering, som involverer følgende syv aspekter: tidsorientering, posisjonsorientering, øyeblikkelig minne, oppmerksomhet og datakraft, forsinket minne, språk og visuelt rom.
      MERK: Resultatene av MMSE er nært knyttet til utdanningsnivået. Den normale kognitive standarden er analfabetisme > 17 poeng, grunnskole > 20 poeng, og ungdomsskole > 24 poeng13.
    2. Be pasienten om å fullføre Montreal Cognitive Assessment (MoCA)14 registrere pasientens svar på en skala på 11 spørsmål med en total poengsum på 30 poeng for kognisjonsevaluering, som involverer følgende åtte aspekter: oppmerksomhet og konsentrasjon, utøvende funksjon, minne, språk, visuelle strukturferdigheter, abstrakt tenkning, beregning og orientering.
      MERK: Den normale kognitive standarden er ≥ 26 poeng. Hvis faget har blitt utdannet i mindre enn 12 år, bør de legge til 1 poeng til poengsummen15.
  3. Vurdering av gangferdigheter
    1. Gjennomfør 10-m gangtest (10 MWT)16. Be pasienten om å utføre tre påfølgende forsøk i selvvalgt tempo for henholdsvis sikkerhet, komfort og høyere hastighet. Registrer tiden det tar å gå til midten 6 m i hvert forsøk (for å utelukke akselerasjons- og retardasjonseffekter).
    2. Gjennomfør timed up and go-testen (TUGT)17. Be pasienten om å utføre tre TUG-forsøk på rad (stå opp, gå 3 m, snu, gå tilbake og sett deg ned) i et selvvalgt tempo for sikkerhet og komfort18.

3.3D ganganalyse

  1. Pasient forberedelse
    1. Informer pasienten om forholdsregler og formålet med forsøket.
    2. Be pasienten om å bruke stramme undertøy for å fullstendig eksponere nakke, skuldre, midje og nedre lemmer.
    3. Registrer verdiene til ulike antropometriske indikatorer, inkludert høyde, vekt, bilateral bredde på ankelleddene, bilateral knediameter, bekkenbredde, bilateral bekkendybde og bilateral benlengde.
    4. Plasser 22 markører på viktige punkter hos pasienten basert på Davis-protokollen19: tre markører på stammen (7. nakkevirvler, skuldre på begge sider); tre markører på bekkenet (begge sider av den fremre overlegne iliac ryggraden og ankelleddet); seks markører på låret (bilateral femoral større trokanter, femoralkondyle og midtpunkt av femoral større trochanter og femoralkondyle på samme side); seks markører på leggen (bilateralt humeralt hode, lateralt ankelledd og midtpunkt på humeralt hode og lateralt ankelledd på samme side); fire markører på foten (det femte metatarsale hodet og hælen på begge sider) (figur 1).
    5. Klikk på Start-knappen i 3D-ganganalysesystemet, og lag en ny profil for pasienten.
    6. Angi grunnleggende pasientinformasjon og tidligere målte parametere.
  2. Stående datainnsamling
    1. Instruer pasienten om å holde en oppreist stilling på kraftplaten i minst 3-5 s for å samle inn baselinedata.
    2. Klikk på Proc_Davis_Standing-knappen for raskt å sjekke markørens posisjon.
  3. Datainnsamling av vandrende oppgaver
    1. Bestem den tilfeldige rekkefølgen på tre gåoppgaver ved å tegne lodd.
    2. Be pasienten om å gå på gangpasset i fem forsøk med en selvvalgt komfortabel hastighet, som er merket som oppgave 0 (betrakt den enkle gangoppgaven som den opprinnelige oppgaven).
    3. Be pasienten om å gå mens han holder en flaske vann på gangpasset i fem forsøk med en selvvalgt komfortabel hastighet, som er merket som oppgave 1 (enkel dobbel motoroppgave).
      MERK: Be pasienten om å holde en 550 ml flaske vann i den upåvirkede hånden mens du holder armposisjonen til skulderleddet ved 0 ° og albuefleksjonen ved 90 °.
    4. Be pasienten om å gå over linjen midt i gangpasset for fem forsøk med en selvvalgt komfortabel hastighet, som er merket som oppgave 2 (kompleks dobbeltmotoroppgave).
      MERK: Plasser en myk linjal midt i gangpasset før datainnsamling i oppgave 2 .

4. Databehandling og analyse

  1. Velg de tre midterste forsøkene av hver gangoppgave som skal behandles for å sikre at pasienten er stabil.
  2. Identifiser hver gangsyklus med to påfølgende hælskrittpunkter på samme side.
  3. Merk tå-off-punktet i hver gangsyklus20.
  4. Klikk på Proc_DavisHeel+GI_AE-knappen for å beregne de kinematiske parametrene for gangen, samt beregningen av GPS-indeksen (Gait Performance Score).

5. Datautvinning og statistisk analyse av interesse

  1. Velg interesseområdeparametere fra de behandlede dataene, som inkluderer spesielle-midlertidige parametere (holdningsfase, svingfase, enkeltholdning, dobbel holdning, tråkkfrekvens), leddvinkelparametere (stammeskråhet (frontalplan), stammetilt (sagittalplan), stammerotasjon (tverrgående plan), bekkenskråning (frontalplan), bekkentilt (sagittalplan), bekkenrotasjon (tverrgående plan), hoftefleksekstensjon, hofteab-adduksjon, hofterotasjon, kneflekseksten, ankel dorsi-plantarflexion, og GPS-indeks.
  2. Beregn DTC-verdier basert på følgende formel[10]:
    ([single-task ganghastighet - dual-task ganghastighet] / single-task ganghastighet) × 100 (1)
  3. Utfør den statistiske analysen (se materialfortegnelsen) ved hjelp av metodikken beskrevet tidligere20,21.
    1. Presentere parametriske data som gjennomsnitt og standardavvik hvis normalfordelt eller som median hvis ikke.
    2. Bruk paret t-test for å sammenligne forskjellene i kinematiske parametere mellom pasienter i oppgave 1 og oppgave 2 .
    3. Bruk enveisanalyse av varians til å sammenligne tre forskjellige aktiviteter (oppgave 0, oppgave 1 og aktivitet 2) av de kinematiske parameterne. Sett statistisk signifikans til P < 0,05.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Atten pasienter med hemiplegi etter hjerneslag ble rekruttert i denne studien. Gjennomsnittsalderen på deltakerne var 51,61 ± 12,97 år; Alle var menn. Andelen venstre og høyre hemiplegi var 10/8; den gjennomsnittlige Brunnstrøm-etappen var 4,50 ± 0,76. Gjennomsnittet av MMSE og MoCA var henholdsvis 26,56 ± 1,67 og 20,06 ± 2,27. Andre demografiske karakteristika (inkludert slagtype og debuttidspunkt) er vist i tabell 1. For de opprinnelige dataene for gangartsoppgaver (oppgave 1 og oppgave 2) var det ingen statistisk forskjell i de spatiotemporale parametrene (tabell 2). I leddvinkelparametrene var imidlertid den bilaterale stammerotasjonen (tverrplanet) større i oppgave 2 enn i oppgave 1 (venstre side: oppgave 1, 18,40 ± 5,76 vs. Oppgave 2, 26,35 ± 14,92, P = 0,004; høyre side: Oppgave 1, 18.39 ± 7.04 vs. Oppgave 2, 24.08 ± 18.18, P = 0.001). Bilateral bekkenrotasjon (transversalplan) var større i oppgave 2 enn i oppgave 1 (venstre side: oppgave 1, 20,71 ± 7,97 vs. oppgave 2, 21,31 ± 6,96, p = 0,024; høyre side: oppgave 1 , 27,56 ± 9,71 vs. oppgave 2, 29,264 ± 11,17, p = 0,006). Forskjellene var statistisk signifikante (tab 3).

For DTC-verdiene for gangartsoppgaver (oppgave 1 og oppgave 2) var den bilaterale stammeskråningen (frontalplanet) høyere i oppgave 2 enn i oppgave 1 (venstre side: oppgave 1, 2,60 ± 36,38 vs. oppgave 2, -23,4 ± 40,62, p = 0,006; høyre side: oppgave 1, -10,82 ± 47,58 vs. oppgave 2, -11,42 ± 30,10, p = 0,013). Den bilaterale bekkenrotasjonen (transversalplanet) var høyere i oppgave 2 enn i oppgave 1 (venstre side: oppgave 1, -2,75 ± 36,20 vs. oppgave 2, -23 ± 40,36, p = 0,011; høyre side: Oppgave 1, 1,66 ± 43,72 vs. Oppgave 2, -31,89 ± 58,50, P = 0,006). Alle forskjellene var statistisk signifikante (tab 4 og figur 2). Samtidig ble den høyre tråkkfrekvensen betydelig redusert i oppgave 2 i forhold til aktiviteten i oppgave 1 (høyre side: oppgave 1, 18,40 ± 5,76 vs. Oppgave 2, 26,35 ± 14,92, P = 0,044), og høyre GPS ble signifikant redusert i oppgave 2 i forhold til den i oppgave 1 (høyre side: oppgave 1, 20,71 ± 4,87 vs. oppgave 2, 24,24 ± 10,33, p = 0,047) (tabell 5 og figur 3).

Figure 1
Figur 1: Innstillingene for ganganalyse er basert på Davis-protokollen. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 2
Figur 2: Sammenligning av DTC-verdiene for stamme- og leddvinkelparametrene for den enkle motoriske dobbeltoppgaven (oppgave 1) og kompleks motordobbel oppgave (oppgave 2). (A) Stamme skråstilling (frontalplan); (B) stammerotasjon (tverrgående plan); (C) bekkenrotasjon (tverrgående plan). Forkortelse: DTC = dual-task gangkostnad. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 3
Figur 3: Sammenligning av DTC-verdiene for spatiotemporære parametere for den enkle motoriske dobbeltoppgaven (oppgave 1) og den komplekse motorens dobbeltoppgave (oppgave 2). Prosentandeler av (A) holdningsfase og (B) svingfase er vist for en gangsyklus. Prosentandeler av (C) enkeltholdningsfase og (D) dobbeltholdningsfase er vist for én gangsyklus. (E) Tråkkfrekvensen og (F) GPS-indeksen vises. Forkortelser: DTC = dual-task gangkostnad; GPS = gangprestasjonspoeng. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Tema Sex Alder (år) Blødning/infarkt Hemiplegisk side Hjerneslag (måneder) Brunnstrøm-scenen (LE) MMSE Moca 10MWT (tilpasset hastighet) 10MWT (høy hastighet) TUGT (er)
001 mannlig 30 Blødning Høyre 29 5 25 18 0.52 0.62 26
002 mannlig 59 Infarkt Venstre 26 6 30 23 0.43 0.52 36
003 mannlig 27 Infarkt Venstre 26 5 24 19 0.46 0.48 48
004 mannlig 54 Blødning Høyre 23 5 26 18 0.56 0.61 58
005 mannlig 63 Infarkt Venstre 23 4 29 23 0.62 0.72 28
006 mannlig 45 Infarkt Venstre 23 5 25 19 0.56 0.63 33
007 mannlig 67 Blødning Venstre 22 4 28 17 0.59 0.67 45
008 mannlig 42 Infarkt Venstre 21 3 29 23 0.67 0.73 27
009 mannlig 38 Infarkt Høyre 18 4 28 20 0.52 0.67 26
010 mannlig 70 Infarkt Venstre 31 4 26 23 0.64 0.68 30
011 mannlig 49 Blødning Venstre 17 4 24 20 0.46 0.53 45
012 mannlig 42 Infarkt Venstre 19 3 27 16 0.43 0.56 49
013 mannlig 45 Infarkt Høyre 26 5 26 24 0.56 0.74 29
014 mannlig 45 Blødning Høyre 28 4 26 19 0.64 0.73 27
015 mannlig 54 Infarkt Høyre 18 5 25 21 0.52 0.65 33
016 mannlig 68 Infarkt Høyre 14 5 27 20 0.57 0.59 42
017 mannlig 69 Infarkt Venstre 15 5 26 18 0.52 0.63 38
018 mannlig 62 Infarkt Høyre 24 5 27 20 0.61 0.72 31
mean±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: Grunnleggende karakteristika ved studieemner. Verdier presenteres som et tall eller gjennomsnitt ± standardavvik. Forkortelser: MMSE = Mini-Mental State Examination; MoCA = Montreal kognitiv vurdering; 10MWT = 10 meter gangtest; TUGT = timet opp og gå test; SD = standardavvik; LE = nedre ekstremitet; s = andre.

Venstre side Høyre side
Oppgave 1 Oppgave 2 Forskjell P-verdi Oppgave 1 Oppgave 2 Forskjell P-verdi
Stancefase (%) 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
Svingfase (%) 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
Enkeltstående stilling (%) 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
Dobbel stance (%) 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
Tråkkfrekvens (skritt/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 (score) 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: Forskjeller i romlige midlertidige parametere for den enkle motoriske dobbeltoppgaven (oppgave 1) og kompleks motordobbel oppgave (oppgave 2). Verdier presenteres som et tall eller gjennomsnitt ± standardavvik. Statistisk signifikans ble satt til P < 0,05 og markert med fet skrift. Forkortelser: GPS = gangytelsespoeng; min = minutt.

Venstre side Høyre side
Oppgave 1 Oppgave 2 Forskjell P-verdi Oppgave 1 Oppgave 2 Forskjell P-verdi
Stamme skrått (frontalplan) 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
Stammetilt (sagittalplanet) 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
Stammerotasjon (tverrgående 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 (frontalplanet) 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 (Sagittalplanet) 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 rotasjon (tverrgående 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
Hip Ab-adduksjon 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-forlengelse 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
Hofterotasjon 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
Knee Flex-forlengelse 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: Forskjeller i stamme- og leddvinkelparametere for den enkle motoriske dobbeltoppgaven (oppgave 1) og kompleks motordobbel oppgave (oppgave 2). Verdier presenteres som et tall eller gjennomsnitt ± standardavvik. Statistisk signifikans ble satt til P < 0,05 og markert med fet skrift.

Venstre side Høyre side
Oppgave 1 Oppgave 2 Forskjell P-verdi Oppgave 1 Oppgave 2 Forskjell P-verdi
Stamme skrått (frontalplan) 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
Stammetilt (sagittalplanet) 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
Stammerotasjon (tverrgående 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
Bekken skrått (frontalplan) 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
Pelvic Tilt (Sagittal plane) 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
Bekkenrotasjon (tverrgående 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
Hip Ab-adduksjon 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-forlengelse 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
Hofterotasjon 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
Knee Flex-forlengelse 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: Forskjeller i dual-task gange kostnadsverdier for stammen og leddvinkelparametrene til den enkle motoriske dobbeltoppgaven (oppgave 1) og kompleks motor dual-task (oppgave 2). Verdier presenteres som et tall eller gjennomsnitt ± standardavvik. Statistisk signifikans ble satt til P < 0,05 og markert med fet skrift.

Venstre side Høyre side
Oppgave 1 Oppgave 2 Forskjell P-verdi Oppgave 1 Oppgave 2 Forskjell P-verdi
Stancefase (%) 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
Svingfase (%) 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
Enkeltstående stilling (%) 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
Dobbel stance (%) 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
Tråkkfrekvens (skritt/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 (score) 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: Forskjeller i kostnadsverdier for dobbel oppgavegang for spatiotemporære parametere for den enkle motoriske dobbeltoppgaven (oppgave 1) og kompleks motordobbel oppgave (oppgave 2). Verdier presenteres som et tall eller gjennomsnitt ± standardavvik. Statistisk signifikans ble satt til P < 0,05 og markert med fet skrift. Forkortelser: GPS = gangytelsespoeng; min = minutt.

Tilleggstabell 1: Forskjeller i stamme- og leddvinkelparametere for enkeltmotoroppgaver (oppgave 0), enkel motorisk dobbeltoppgave (oppgave 1) og kompleks motorisk dobbeltoppgave (oppgave 2) (grad). Verdier presenteres som et tall eller gjennomsnitt ± standardavvik. Statistisk signifikans ble satt til P < 0,05 og markert med fet skrift. Klikk her for å laste ned denne tabellen.

Tilleggstabell 2: Forskjeller i spatiotemporære parametere for enkeltmotoroppgaver (oppgave 0), enkel motorisk dobbeltoppgave (oppgave 1) og kompleks motorisk dobbeltoppgave (oppgave 2). Verdier presenteres som et tall eller gjennomsnitt ± standardavvik. Statistisk signifikans ble satt til P < 0,05 og markert med fet skrift. Forkortelser: GPS = gangytelsespoeng; min = minutt. Klikk her for å laste ned denne tabellen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne studien beskriver en protokoll for klinisk vurdering av dobbeltmotorisk ganganalyse hos slagpasienter med motorisk svikt. Utformingen av denne protokollen var basert på to hovedpunkter. For det første brukte de fleste tidligere studier en enkelt gangoppgave for å vurdere gangfunksjonen til slagpasienter, og de relaterte diskusjonene om motorisk kontroll var utilstrekkelige, særlig fordi prinsippene for komplekse motoriske bevegelser sjelden var involvert22,23. Derfor, i denne studien, i tillegg til enkeltgangoppgaven som grunnlinje, fokuserte forfatterne hovedsakelig på sammenligningen av to doble oppgaver av motorytelse og gange, inkludert oppgaven med vannholding (enkel motor dual-task) og oppgaven med å krysse hindringer (kompleks motor dual-task) 24. Vannholdingsoppgaven ble identifisert som ekvivalent med en kombinasjon av en enkel gangoppgave og en enkel motorisk oppgave.

Fordi den tverrgående gåoppgaven involverte mer nervesystem, skjelettmuskulaturbevegelse og kognitive ressurser i å delta i motorstyring (inkludert motorplanlegging, motorisk koordinering og motorisk tilbakemelding) enn den enkle motoriske dobbeltoppgaven med å holde vann mens du gikk, ble det identifisert som ekvivalent med en kombinasjon av en enkel gangoppgave og en kompleks motoroppgave. Dermed kan motorstyringsfunksjonsunderskuddet etter slag undersøkes nøye basert på denne eksperimentelle oppgavedesignen. Tidligere analyser av dobbeltoppgavegang hos eldre og hos pasienter med kognitiv svikt har rapportert redusert hastighet og tråkkfrekvens ved dobbeltoppgavegange sammenlignet med gange med én oppgave25.

Resultatene av denne studien hos slagpasienter viser imidlertid at det ikke var noen signifikante forskjeller i spatiotemporale parametere i dobbeltmotoriske oppgaver sammenlignet med enkeltmotoriske oppgaver. De store forandringene ble bare observert i de proksimale leddvinklene, spesielt vinklene i stammen, bekkenet og hofteleddene, som var betydelig større i dobbeltmotoriske oppgaver enn i enkeltgangoppgaver. Dette kan ha sammenheng med det åpenbare motoriske utfallet hos rekrutterte slagpasienter sammenlignet med eldre eller kognitivt svekkede pasienter (deres motoriske grunnfunksjon er bevart). Det kan være lignende vansker når man utfører en enkel motorisk oppgave og en kompleks motorisk oppgave hos slagpasienter med eksisterende nedsatt motorisk funksjon, noe som kan forklare hvorfor spatiotemporale parametere og distale leddvinkel ikke var følsomme parametere for sammenligningen mellom en- og dobbeltmotoriske oppgaver hos slagpasienter. I tillegg tyder disse resultatene på at rehabiliteringstrening for å øke stammen og stor leddkontroll kan hjelpe slagpasienter til å forbedre deres evne til å utføre komplekse daglige motoriske aktiviteter.

Heterogeniteten hos slagpasienter har alltid vært det største hinderet i mange undersøkelser26. En tidligere studie hadde undersøkt bruken av DTC-verdien (dual-task consumption ratio som forskjellen mellom en enkelt oppgave og doble oppgaver) for å eliminere heterogeniteten mellom slagpasienter10. Faktisk viser de representative resultatene at de bilaterale leddvinkelparametrene til de store proksimale leddene i den komplekse dobbeltgangoppgaven er betydelig større enn de i den enkle motoriske dobbeltoppgaven, noe som indikerer fordelene ved å bruke DTC-verdiene i vurdering av dobbeltoppgave for slagpasienter.

Denne studien har tre hovedbegrensninger. For det første, da denne studien hovedsakelig er en metodologisk demonstrasjon av dobbeltmotoriske oppgaver, inkluderte de representative dataene bare data fra 18 mannlige slagpasienter. I tillegg har tidligere studier antydet at både kjønn og alder påvirker gang- og balansefunksjon. For eksempel, etter hvert som alderen øker, reduseres evnen til å kontrollere stillingen, og kvinner blir mer påvirket enn menn. Videre kan mangelen på signifikant forskjell i spatiotemporale parametere funnet i denne studien ganske enkelt skyldes utvalgsstørrelsen. Derfor er det behov for ytterligere studier for å øke utvalgsstørrelsen og inkludere kvinnelige for å utvide den kliniske anvendelsen av denne vurderingen. Som konklusjon, gjennom dobbeltmotoriske gangoppgaver og beregning av DTC-verdier, har denne forskningsprotokollen som mål å gi grunnlag for klinisk diagnose av gangfunksjon og en grundig studie av motorisk kontroll hos slagpasienter.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingenting å avsløre.

Acknowledgments

Vi takker Anniwaer Yilifate for korrekturlesing av manuskriptet vårt. Denne studien ble støttet av National Science Foundation under Grant No. 81902281 og No. 82072544, General Guidance Project of Guangzhou Health and Family Planning Commission under Grant No. 20191A011091 og No. 20211A011106, Guangzhou Key Laboratory Fund under Grant No. 201905010004 og Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation under 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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. Delavaran, H., et al. Cognitive function in stroke survivors: A 10-year follow-up study. Acta Neurologica Scandinavica. 136 (3), 187-194 (2017).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Bohannon, R. W., Smith, M. B. Interrater reliability of a modified Ashworth scale of muscle spasticity. Physical Therapy. 67 (2), 206-207 (1987).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Lin, Q., et al. Quantitative static and dynamic assessment of balance control in stroke patients. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (159), e60884 (2020).
  19. 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).
  20. Liang, J., et al. The lower body positive pressure treadmill for knee osteoarthritis rehabilitation. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (149), e59829 (2019).
  21. 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).
  22. Balaban, B., Tok, F. Gait disturbances in patients with stroke. PM & R: The Journal of Injury, Function, and Rehabilitation. 6 (7), 635-642 (2014).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).

Tags

Neuroscience Stroke tre-digital ganganalyse dual-oppgaver motor oppgave vurdering dual-task gangkostnad
Motoriske dobbeltoppgaver for ganganalyse og evaluering hos pasienter etter slag
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ou, H., Lang, S., Zheng, Y., Huang,… More

Ou, H., Lang, S., Zheng, Y., Huang, D., Gao, S., Zheng, M., Zhao, B., Yiming, Z., Qiu, Y., Lin, Q., Liang, J. Motor Dual-Tasks for Gait Analysis and Evaluation in Post-Stroke Patients. J. Vis. Exp. (169), e62302, doi:10.3791/62302 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter