Motorische duale taken voor loopanalyse en -evaluatie bij patiënten na een beroerte
11 maart 2021
Dit artikel presenteert een protocol specifiek voor dual motor task ganganalyse bij patiënten met een beroerte met motorische controlestoornissen.
Het ontwerp van deze experimentele taken vergemakkelijkte een diepgaande discussie over de motorische controlefunctie van beroertepatiënten, wat nieuwe ideeën biedt voor klinische diagnose en evaluatie van de loopfunctie van patiënten met een beroerte. Door middel van dual-motorische werktaken en de berekening van dual-task gangkosten, beoogt dit onderzoeksprotocol een basis te bieden voor de klinische diagnose van de loopfunctie en de diepgaande studie van motorische controle bij patiënten met een beroerte. De procedure wordt gedemonstreerd door dokter Shijuan Lang en afgestudeerde student Biyi Zhao en Yongchun Jiang uit mijn laboratorium.
Om te beginnen, rekruteer patiënten met een beroerte en verkrijg schriftelijke geïnformeerde toestemming van alle patiënten voordat u met het onderzoek begint. Noteer de demografische kenmerken van de patiënt, waaronder naam, geslacht, geboortedatum, opleidingsniveau, hoofdklacht, huidige medische geschiedenis, voorgeschiedenis, medische behandeling en huidige medicijnen. Vraag de patiënt vervolgens om het mini-mentale toestandsonderzoek in Montreal Cognitive Assessment te voltooien.
Voer vervolgens een 10 meter looptest uit door de patiënt te vragen 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 de middelste zes meter te lopen. Voer vervolgens de getimede Up and Go"-test uit door de patiënt te vragen drie opeenvolgende onderzoeken uit te voeren in een zelfgekozen tempo voor veiligheid en comfort.
Voordat u de 3D-ganganalyse uitvoert, informeert u de patiënt over de voorzorgsmaatregelen en het doel van het experiment. Noteer vervolgens de waarden van verschillende antropometrische indicatoren, waaronder lengte, gewicht, bilaterale breedte van de enkelgewrichten, bilaterale kniediameter, bekkenbreedte, bilaterale bekkendiepte en bilaterale beenlengte. Volgende plaats, tweeëntwintig markers op belangrijke punten van de patiënt met drie markers op de romp, drie markers op het bekken, zes markers op de dij, zes markers op de kuit en vier markers op de voet.
Instrueer de patiënt om gedurende ten minste drie tot vijf seconden een rechtopstaande positie op de krachtplaat te houden om de basisgegevens te verzamelen. Vraag de patiënt vervolgens 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 basistaak. Vraag de patiënt vervolgens om te lopen terwijl hij een fles water op de wandelpas houdt voor vijf proeven met een zelfgekozen, comfortabele snelheid.
en markeer dit als taak 1"Vraag ten slotte de patiënt om over de lijn te lopen in het midden van de wandelpas voor vijf onderzoeken met een zelfgekozen comfortabele snelheid en markeer dit als taak 2"De demografische kenmerken van 18 patiënten die in deze studie zijn gerekruteerd met hemiplegie na een beroerte worden hier weergegeven voor de oorspronkelijke gegevens van Simple Motor dual-task, genaamd Task 1" en Complex Motor dual-Task, genaamd Task 2", er was geen statistisch verschil in de spatiotemporale parameters. In de gewrichtshoekparameters waren de bilaterale romprotatie en de bilaterale bekkenrotatie in het transversale vlak echter significant groter in taak 2 dan in taak 1. Voor de DTC-waarden van ganggebonden taken waren de bilaterale rompobliquiteit in het frontale vlak en de bilaterale bekkenrotatie in het transversale vlak hoger in taak 2 dan in taak 1.
Tegelijkertijd werd de juiste cadans in de juiste GPS aanzienlijk verhoogd in Taak 2, ten opzichte van die in Taak 1. In deze studie richten we ons, naast de enkele looptaak als basislijn, voornamelijk op het vergelijken van twee dubbele taken van motorische prestaties en lopen, waaronder de taak van het vasthouden van water en de taak van het overwinnen van obstakels. Deze studie was gericht op het onderzoeken van het effect van duale modale taak op het looppatroon van beroertepatiënten en het gebruik van DTC-waarden van duale modale parameters om de heterogeniteit tussen beroertepatiënten op te bouwen.
Deze resultaten suggereren dat DTC-waarden een voordeel hebben bij het beoordelen van dubbele taakgang bij patiënten met een beroerte.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie onderzoekt de motorische controle en loopfunctie bij beroertepatiënten met behulp van multitask-loopanalyse. Achttien beroertepatiënten ondergingen beoordelingen van het cognitieve vermogen en het loopvermogen, gevolgd door een driedimensionale loopanalyse onder single-task en dual-task condities. Het protocol benadrukt het gebruik van dual-task gait cost (DTC)-waarden om heterogeniteit in motorische prestaties te evalueren en biedt inzichten voor klinische diagnose en rehabilitatiestrategieën.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk gebied
- Neurorevalidatie
- Ganganalyse
- Herstel na beroerte
Achtergrond
- Een beroerte leidt vaak tot defecten in de motorische controle en een verminderde loopfunctie.
- Dual-task paradigma's kunnen subtiele tekortkomingen onthullen die niet zichtbaar zijn tijdens het lopen bij een enkelvoudige taak.
- Ganganalyse is een waardevol instrument voor het beoordelen van de functionele mobiliteit bij beroertepatiënten.
- Het kwantificeren van dual-task kosten kan de klinische evaluatie en geïndividualiseerde revalidatie verbeteren.
Doel van de studie
- Om de effecten van dual-task lopen op loopparameters bij patiënten na een beroerte te evalueren.
- Om eenvoudige en complexe motorische dual-tasks te vergelijken met single-task lopen.
- Om het nut van DTC-waarden te beoordelen bij het identificeren van loopheterogeniteit onder patiënten na een beroerte.
Gebruikte methoden
- Werving van 18 berotepatiënten met hemiplegie en verkrijgen van geïnformeerde toestemming.
- Verzameling van demografische en klinische gegevens, inclusief cognitieve beoordelingen (MMSE, MoCA).
- Gestandaardiseerde looptests: de 10-meter looptest en de Timed Up and Go-test.
- 3D-ganganalyse met 22 lichaamsmarkers tijdens drie taken: enkel lopen (Taak 0), een dual-task waarbij water wordt vastgehouden (Taak 1) en een dual-task waarbij obstakels worden overgestoken (Taak 2).
- Berekening van de dual-task gait cost (DTC)-waarden voor diverse kinematische parameters.
Belangrijkste Resultaten
- Geen significante verschillen in spatiotemporele parameters tussen de dubbeltaken.
- Significante toenames in de bilaterale rotatiehoeken van de romp en het bekken tijdens de complexe dubbeltak (Taak 2) vergeleken met de eenvoudige dubbeltak (Taak 1).
- Hogere DTC-waarden voor rompobliquiteit en bekkenrotatie in Taak 2 vergeleken met Taak 1.
- De rechtercadans en de score van het rechterloopprofiel (GPS) waren significant verhoogd in Taak 2.
- DTC-waarden legden de heterogeniteit in de loopfunctie tijdens dubbeltaken bij berotepatiënten effectief vast.
Conclusies
- Dual-task ganganalyse, in het bijzonder met behulp van DTC-waarden, biedt waardevolle inzichten in motorische controle-deficiënties bij berotepatiënten.
- Complexe dual-tasks veroorzaken grotere veranderingen in de proximale gewrichtskinematica dan eenvoudige dual-tasks of enkelvoudig lopen.
- Dit protocol draagt bij aan een verbeterde klinische diagnose en gerichte rehabilitatie voor gangstoornissen na een beroerte.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Directie
Kwantitatieve dual-task ganganalyse bij patiënten na een beroerte speelt in op een kritieke behoefte aan objectieve, reproduceerbare beoordeling van motorische controledeficiënties in neurorevalidatieonderzoek. Het gebruik van dual-task gait cost (DTC)-waarden maakt een precieze differentiatie van patiëntheterogeniteit mogelijk, wat de translationele continuïteit van ontdekking naar klinische evaluatie ondersteunt. Dit protocol versterkt het voorspellend vertrouwen in functionele uitkomstmaten, wat bijdraagt aan de risico-gecorrigeerde voortgang van neurotherapeutische kandidaten.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt mechanistische ondervraging mogelijk van motorische controlepaden die beïnvloed zijn door een beroerte.
- Ondersteunt functionele targetvalidatie via kwantificeerbare loopmetrieken onder multitaskomstandigheden.
- Faciliteert biologische risicoreductie door subtiele tekortkomingen bloot te leggen die niet worden vastgelegd in beoordelingen met een enkele taak.
- Verbetert het voorspellend vertrouwen voor kandidaat-interventies gericht op motorisch herstel.
Screening & Assayontwikkeling
- Stelt gevalideerde, reproduceerbare protocollen voor ganganalyse vast voor preklinische en klinische studies.
- Levert gestandaardiseerde kwantitatieve resultaten (bijv. gewrichtshoeken, DTC-waarden) voor vergelijkingen tussen verschillende studies.
- Maakt schaalbaarheid van assays en hergebruik van platforms mogelijk in onderzoekspijplijnen voor neurorehabilitatie.
- Ondersteunt een betrouwbare evaluatie van de therapeutische impact op complexe motorische functies.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt de resultaten van de ganganalyse uit met ziekterelevante functionele eindpunten voor berotemodellen.
- Waarborgt continuïteit van vroege ontdekking tot en met de preklinische en klinische validatiefasen.
- Maakt risico-gecorrigeerde beslissingen over verdere ontwikkeling mogelijk op basis van objectieve functionele biomarkers.
- Biedt mechanistische risicoreductie voor interventies gericht op motorische en cognitieve integratie.
Integratie van Pijplijn & Workflow
Dit protocol is geïntegreerd in het continuüm van ontdekkingen binnen de neurorevalidatie en slaat een brug tussen vroege mechanistische studies en translationeel onderzoek door middel van gestandaardiseerde, kwantitatieve ganganalyse.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing over motorisch-cognitieve integratie en het verhelderen van pathways bij herstel na een beroerte.
- Screening: Levert reproduceerbare, kwantitatieve gangmetrieken voor de evaluatie van kandidaten en vergelijkingen tussen cohorten.
- Analytics: Biedt DTC-waarden en gewrichtskinematische read-outs om robuuste statistische analyse van interventie-effecten mogelijk te maken.
- Translationeel onderzoek: Stemt functionele gang-eindpunten af op klinische biomarkerstrategieën voor continuïteit van preklinisch naar klinisch onderzoek.
- Enterprise hergebruik: Biedt een herbruikbaar, gestandaardiseerd protocol voor diverse neurotherapeutische R&D-programma's.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verbetert het voorspellend vertrouwen en de doelvalidatie voor interventies gericht op motorisch herstel.
- Operationele waarde: Levert gestandaardiseerde, schaalbare en reproduceerbare workflows voor ganganalyse.
- Strategische waarde: Informeert go/no-go-beslissingen en vermindert biologische risico's in een laat stadium binnen neurorehabilitatieportefeuilles.
- Impact op portefeuille: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering en verdere ontwikkeling van neurotherapeutische kandidaten mogelijk.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in ganganalyse, neurorevalidatie en statistische evaluatie van kinematische gegevens.
- Toegang tot 3D-motion-capture-systemen en gevalideerde protocollen voor markerplaatsing is noodzakelijk.
- Standaardisatie tussen teams is vereist voor de procedures voor gegevensverzameling en -analyse.
- Aanpassingen kunnen nodig zijn voor verschillende patiëntenpopulaties of modelsystemen.
- Praktische beperkingen omvatten patiëntveiligheid, cognitieve capaciteit en naleving van het protocol.
Veelgestelde vragen over biofarma
Chapters in this video
0:04
Introduction
1:04
Recruitment and Clinical Evaluation
2:03
3D Gait Analysis
3:24
Results: Comparison of Dual‐Task Gait Cost Values of Spatiotemporary Parameters, Trunk, and Joint Angle Parameters of Simple and Complex Motor Dual‐Task
4:23
Conclusion
