脳卒中後の患者の歩行分析と評価のための運動デュアルタスク

サマリー

この論文は、運動制御障害のある脳卒中患者における二重運動課題歩行分析のためのプロトコルを具体的に提示します。

要約

認知と歩行能力の評価とマルチタスク歩行分析を含むこの研究のために、18人の脳卒中患者が募集されました。マルチタスク歩行分析は,単一歩行課題(タスク0),単純運動デュアルタスク(保水,タスク1),複雑運動デュアルタスク(障害物横断,タスク2)から構成されていた。障害物を越える作業は、神経系、骨格運動、認知資源が多く含まれるため、単純な歩行課題と複雑な運動課題の組み合わせと同等であると考えられていました。脳卒中患者の歩行分析の結果の異質性を排除するために、さまざまな運動学的パラメーターについてデュアルタスク歩行コスト値を計算しました。近位関節の角度、特に体幹、骨盤、股関節の角度に大きな違いが見られ、単一歩行課題よりもデュアル運動課題の方が有意に大きかった。この研究プロトコルは、歩行機能の臨床診断の基礎を提供し、 運動制御障害のある脳卒中患者の運動制御の詳細な研究 デュアルモーター歩行タスクの分析を通じて。

概要

自立歩行機能の回復は、脳卒中後の患者が^{地域生活に参加}するための必要条件の1つです1。歩行能力の回復には、知覚と認知システムの相互作用だけでなく、運動制御も必要です^2,3,4。さらに、実生活では、2つ以上の作業を同時に行う(例えば、物を持ちながら歩く、障害物を越えるなど)など、より高い能力が求められます。したがって、歩行能力における二重課題の干渉に焦点を当てる研究が始まっています^5,6。以前のデュアルタスク研究は、脳卒中患者の運動能力と異質性の難しさのために、主に高齢者および認知障害のある患者を対象としていました。脳卒中患者の歩行機能は、主に単一の歩行課題によって評価されました^7,8,9。しかし、デュアルタスク歩行解析、特に運動制御に関連する運動デュアルタスクに関するさらなる研究が必要です。

本研究では,双対運動課題歩行の分析と評価の方法論を紹介する。このプロトコルには、脳卒中患者の歩行能力の臨床評価だけでなく、2つのデュアルモータータスク、つまり保持水と歩行タスク(単純なデュアルモータータスク)と交差障害物歩行タスク(複雑なデュアルモータータスク)にも焦点を当てています。本研究の目的は,脳卒中患者の歩行に及ぼすデュアル・タスク・タスクの影響を調査し,デュアル・タスク・ステップ・コスト(DTC)値¹⁰ のデュアルタスク・パラメーター(シングルタスクとデュアルタスクの差)を用いて,脳卒中患者の異質性を排除することである。実験課題の設計は、脳卒中患者の運動制御機能の詳細な議論を容易にし、脳卒中患者の歩行機能の臨床診断と評価のための新しいアイデアを提供しました。

プロトコル

注:臨床試験は、広州医科大学第5付属病院の医療倫理協会(NO. KY01-2019-02-27)によって承認され、中国臨床試験登録センター(No.ChiCTR1800017487および「脳卒中後の歩行制御と運動認知に関する複数のモーダルタスク」と題されています。

1. 採用

1. 以下の包含基準を持つ脳卒中患者を募集する:中国医師会の神経支部(2005)の脳血管疾患の診断基準を満たす患者。コンピュータ断層撮影または磁気共鳴画像法によって確認された脳梗塞;片側皮質または皮質下病変の損傷。独立して歩く能力、ブルンストロームステージ≥4段階。修正アシュワーススケール¹¹ ≤ 2ポイント;3次元(3D)歩行分析の要件を満たし、プロセス全体を許容する能力。インフォームドコンセントを与える能力。
2. 次の除外基準が満たされていることを確認してください:うっ血性心不全、下肢の深部静脈血栓症、悪性進行性高血圧、呼吸不全またはその他の疾患、および転倒の深刻なリスク。
3. 研究を開始する前に、すべての患者から書面によるインフォームドコンセントを取得します。

2. 臨床評価

1. 名前、性別、生年月日、教育レベル、主な苦情、現在の病歴、過去の病歴、治療、現在の投薬など、患者の人口統計学的特徴を記録します。
2. 認知機能評価
   1. 患者にミニメンタルステート検査(MMSE)¹² を完了するように依頼し、認知評価のために合計30ポイントのスコアで30の質問スケールに対する患者の回答を記録します:時間指向、位置指向、インスタント記憶、注意力と計算能力、遅延記憶、言語、および視覚空間。
      注:MMSEのスコアは、教育レベルと密接に関連しています。正常な認知基準は非識字>17点、小学校>20点、中学校>24点¹³点である。
   2. モントリオール認知評価(MoCA)14を完了するように患者に依頼し、注意と集中、実行機能、記憶、言語、視覚構造スキル、抽象的思考、計算、およびオリエンテーションの8つの側面を含む認知評価の合計スコアで、¹¹ の質問スケールに対する患者の応答を記録します。
      注:通常の認知基準は26ポイント≥です。被験者が12年未満の教育を受けている場合は、スコア^1に15ポイントを追加する必要があります。
3. 歩行能力評価
   1. 10m歩行試験(10MWT)^{を実施します16}。安全性、快適性、および高速化のために、それぞれ自己選択のペースで3つの連続した試験を実施するように患者に依頼します。各試行で中央6 mまで歩くのにかかった時間を記録します(加速と減速の影響を除くため)。
   2. タイムアップして行くテスト(TUGT)¹⁷を実施します。安全性と快適性のために、患者に3つの連続したTUG試験(立ち上がる、3 m歩く、向きを変える、後ろに歩く、座る)を自己選択のペースで実行するように依頼します¹⁸。

3.3D歩行分析

1. 患者の準備
   1. 予防措置と実験の目的について患者に知らせます。
   2. 首、肩、腰、下肢を完全に露出させるために、きつい下着を着用するように患者に依頼します。
   3. 身長、体重、足首関節の両側幅、両側膝の直径、骨盤の幅、両側の骨盤の深さ、両側の脚の長さなど、さまざまな人体測定指標の値を記録します。
   4. デイビスプロトコル¹⁹に基づいて患者の重要なポイントに22個のマーカーを配置します:体幹に3つのマーカー(7^番目の 頸椎、両側の肩)。骨盤上の3つのマーカー(前上腸骨脊椎と足首関節の両側)。大腿部の6つのマーカー(両側大腿大転子、大腿骨顆、および同じ側の大腿大転子と大腿骨顆の中点)。ふくらはぎの6つのマーカー(両側上腕骨頭、外側足首関節、および同じ側の上腕骨頭と外側足首関節の中点)。足の4つのマーカー(5番目の中足骨頭と両側のかかと)(図1)。
   5. 3D歩行分析システムの [開始 ]ボタンをクリックして、患者の新しいプロファイルを作成します。
   6. 基本的な患者情報と以前に測定したパラメータを入力します。
2. スタンディングデータ取得
   1. ベースラインデータを収集するために、フォースプレート上で少なくとも3〜5秒間直立位置を維持するように患者に指示します。
   2. Proc_Davis_Standingボタンをクリックすると、マーカーの位置をすばやく確認できます。
3. 歩行課題データ取得
   1. くじを引くことで3つの歩行課題のランダムな順序を決定します。
   2. 患者に、 タスク0 としてマークされている自己選択の快適な速度で5回の試行のためにウォーキングパスを歩くように依頼します(単一のウォーキングタスクをベースラインタスクと考えてください)。
   3. 患者に、ウォーキングパスにボトル入りの水を持って、 タスク1 (単純なデュアルモータータスク)としてマークされた自己選択の快適な速度で5回の試行を行うように依頼します。
      注意: 肩関節の腕の位置を0°、肘の屈曲を90°に保持しながら、影響を受けていない手に550mLのボトル入り飲料水を保持するように患者に依頼します。.
   4. 患者に、ウォーキングパスの真ん中で、 タスク2 (複雑なデュアルモータータスク)としてマークされた自己選択の快適な速度で5回の試行でラインを横切って歩くように依頼します。
      メモ: タスク 2 のデータ取得の前に、ウォーキングパスの中央にソフトルーラーを配置します。

4. データ処理と分析

1. 患者が安定していることを確認するために処理する各歩行課題の中間の3つの試行を選択します。
2. 同じ側に2つの連続したヒールストライドポイントで各歩行サイクルを識別します。
3. 各歩行サイクル²⁰のつま先をマークします。
4. Proc_DavisHeel+GI_AEボタンをクリックして、歩行の運動学的パラメータと歩行パフォーマンススコア(GPS)指数の計算を計算します。

5.関心のあるデータ抽出と統計分析

1. 処理されたデータから、特殊一時パラメータ(スタンスフェーズ、スイングフェーズ、シングルスタンス、ダブルスタンス、ケイデンス)、関節角度パラメータ(体幹斜め(正面面)、体幹傾斜(矢状面)、体幹回転(横面)、骨盤傾斜(前頭面)、骨盤傾斜(矢状面)、骨盤回転(横面)、股関節屈曲伸展、股関節内転、股関節回転、膝屈曲伸展、 足首背足底屈、およびGPSインデックス。
2. 次の式^[10]に基づいてDTC値を計算します。
   ([シングルタスク歩行速度-デュアルタスク歩行速度]/シングルタスク歩行速度) × 100 (1)
3. 前述の方法論を使用して統計分析(材料表を参照)を実行します^20,21。
   1. パラメトリック データを、正規分布している場合は平均および標準偏差として、そうでない場合は中央値として表示します。
   2. 対応のある t検定を使用して、タスク 1 条件と タスク2 条件の患者の運動学的パラメータの差を比較します。
   3. 一元配置分散分析を使用して、キネマティックパラメータの3つの異なるタスク(タスク0、タスク1、およびタスク2)を比較します。統計的有意性をP < 0.05に設定します。

結果

脳卒中後の片麻痺の18人の患者がこの研究で募集されました。参加者の平均年齢は51.61歳±12.97歳でした。全員が男性でした。左右片麻痺の割合は10/8であった。平均ブルンストロームステージは4.50 ± 0.76でした。MMSEとMoCAの平均はそれぞれ26.56±1.67と20.06±2.27でした。その他の人口統計学的特徴(脳卒中の種類および発症時間を含む)を表1に示す。歩行デュアルタスク(タスク1およびタスク2)の元のデータでは、時空間パラメータに統計的な差はありませんでした(表2)。しかし、関節角度パラメータでは、タスク2の方がタスク1よりも両側体幹回転(横面)が大きかった(左側:タスク1、18.40 ± 5.76 vs.タスク2、26.35±14.92、P = 0.004;右側: タスク 1、18.39 ± 7.04 vs.タスク2、24.08±18.18、P = 0.001)。両側骨盤旋(横面)は、タスク1よりもタスク2の方が大きかった(左側:タスク1、20.71 ± 7.97 vs. タスク2、21.31 ± 6....

ディスカッション

この研究では、二重運動タスクの臨床評価のためのプロトコルについて説明します 運動制御障害のある脳卒中患者における歩行分析。このプロトコルの設計は、2つの主要な点に基づいていました。第一に、以前のほとんどの研究では、脳卒中患者の歩行機能を評価するために単一の歩行課題を使用しており、特に複雑な運動運動の原理がほとんど関与しなかったため、運動制御に関する関連する議論は不十分でした^22,23。そこで本研究では,ベースラインとしての単一歩行課題に加えて,保水課題(単純運動二重課題)と障害物越え課題(複雑運動二重課題)を含む運動能力と歩行の2つの二重課題の比較に主に焦点を当てた²⁴。保水課題は,単純歩行課題と単純運動課題の組み合わせと同等であると同定された。

横断障害物歩行課題は、歩行中に水を保持する単純な運動デュアルタスクよりも、運動制御(運動計画、運動協調、運動フィードバックを含む)に関与する神経系、骨格筋運動、および認知リソ...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
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		統計分析