Artykuł metodologiczny

Ćwiczenia fizyczne u osób starszych żyjących z wirusem HIV poprawiają równowagę, mobilność i łagodzą niektóre aspekty słabości

12.4K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/54275

⸱

6 października 2016

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Surgery, Interdisciplinary Consortium on Advanced Motion Performance (iCAMP), College of Medicine, University of Arizona, 2Department of Medicine, Division of Infectious Disease, College of Medicine, University of Arizona, 3Interdisciplinary Consortium on Advanced Motion Performance (iCAMP), Division of Vascular Surgery and Endovascular Therapy, Michael E. DeBakey Department of Surgery, Baylor College of Medicine

W tym artykule

Podsumowanie

Osoby zarażone wirusem HIV są często słabe, przygnębione i prowadzą siedzący tryb życia, dla którego konwencjonalne ćwiczenia są zbyt męczące. W tym miejscu przedstawiamy protokół ćwiczeń, który łagodzi aspekty słabości u osób zakażonych wirusem HIV. Stworzono grę ruchową integrującą kontrolę poznawczą przy użyciu bioczujników, które mierzyły równowagę, przenoszenie ciężaru ciała i pokonywanie przeszkód.

Streszczenie

Około 1,2 miliona osób w Stanach Zjednoczonych żyje z zakażeniem wirusem HIV. Postęp medyczny wydłużył oczekiwaną długość życia, a ta kohorta starzeje się. Osoby zakażone wirusem HIV mają wysoką częstość występowania słabości (~ 20%) charakteryzującej się depresją i siedzącym trybem życia. Ćwiczenia byłyby zdrowe, ale ze względu na słaby stan wielu osób zarażonych wirusem HIV, konwencjonalne ćwiczenia są zbyt obciążające. Celem tego badania była ocena skuteczności i akceptowalności nowatorskiego programu treningowego opartego na grach (exergame) w łagodzeniu niektórych aspektów słabości u osób zakażonych wirusem HIV. Dziesięć starszych osób żyjących z wirusem HIV zostało włączonych do interwencji w postaci gier ruchowych. Pacjenci wykonywali ćwiczenia równowagi, takie jak przenoszenie ciężaru ciała, sięganie do kostki i pokonywanie przeszkód. Wizualne/dźwiękowe informacje zwrotne o ruchu stawów kończyn dolnych w czasie rzeczywistym zapewniono za pomocą czujników do noszenia, aby wspomóc informacje zwrotne i zachęcić badanych do dokładnego wykonania każdego zadania ćwiczeniowego. Pacjenci trenowali dwa razy w tygodniu przez 45 minut przez 6 tygodni. Zmiany w równowadze, chodzie, parametrach psychospołecznych i parametrach jakości życia oceniano na początku, w połowie i na końcu programu treningowego. Dziesięciu pacjentów ukończyło badanie, a ich wyniki zostały przeanalizowane. Średni wiek wynosił 57,2 ± 9,2 lat. Uczestnicy wykazali znaczne zmniejszenie kołysania środka ciężkości (78,2%, p = 0,045) podczas półtandemowej postawy równowagi z zamkniętymi oczami i wykazali znaczny wzrost prędkości chodu podczas podwójnej oceny motoryczno-poznawczej (9,3%, p = 0,048) przy wzroście prędkości kroku o ponad 0,1 m/s. Nastąpiło znaczące zmniejszenie zgłaszanego bólu (43,5%, p = 0,041). Wstępne wyniki tej interwencji w grze ćwiczeniowej dają nadzieję na poprawę równowagi i mobilności, jednocześnie wymagając od osób starszych żyjących z wirusem HIV większej aktywności. Gra może być kontynuowana w domu i może przynieść zarówno długoterminowe, jak i krótkoterminowe korzyści w łagodzeniu słabości związanej z zakażeniem wirusem HIV.

Wprowadzenie

Wdrożenie skutecznej terapii antyretrowirusowej (ART) w przypadku zakażenia ludzkim wirusem niedoboru odporności (HIV) spowodowało, że osoby zakażone dożyły sędziwego wieku. 1 Średni wiek pacjentów zakażonych wirusem HIV wzrasta2 i przewiduje się, że do 2030 r. 73% osób zakażonych wirusem HIV będzie w wieku 50 lat lub starszych. 3 Osoby starzejące się z zakażeniem wirusem HIV mogą mieć "przyspieszone starzenie się" z wcześniejszym niż oczekiwano wystąpieniem wielu chorób związanych ze starzeniem się, w tym słabości i wysokiego ryzyka upadku. 4-8 Podobnie, osoby zakażone wirusem HIV mają wysoką częstość występowania chorób współistniejących, w tym pogorszenia funkcji poznawczych, obwodowych uszkodzeń czuciowych (tj. neuropatii) i bólu prowadzącego do upośledzenia fizycznego i zwiększonego ryzyka upadku. 9 Około 75% osób zakażonych wirusem HIV otrzymuje co najmniej jeden lek na receptę oprócz ART, w tym niektóre leki związane z wysokim ryzykiem upadku (leki sercowo-naczyniowe i psychoaktywne). 10 Zakażenie wirusem HIV wiąże się z neuropatią, która jest bardzo powszechna wśród osób starszych zakażonych wirusem HIV. 11 Ponadto HIV może prowadzić do pogorszenia funkcji poznawczych, a tym samym wpływać na mobilność i ryzyko upadku, prowadząc do utraty niezależności i niskiej jakości życia. 12

Kilka badań pokazuje korzyści płynące z ćwiczeń u pacjentów z HIV, np. poprawę równowagi, percepcji bólu, postrzeganie zadowolenia z życia, zmniejszenie ograniczeń funkcjonalnych i poprawę jakości życia. 13-18 Jednak konwencjonalne ćwiczenia mogą nie być odpowiednie dla wielu starszych osób dorosłych zakażonych wirusem HIV ze względu na ryzyko upadku, utraty percepcji stawów, zmniejszonej ruchomości stawów i ogólnego osłabienia. Cechy te mogą ograniczać wydajność ćwiczeń, szczególnie u osób cierpiących na neuropatię. 19,20 Zakażenie wirusem HIV może być związane z utratą beztłuszczowej masy ciała, co może być związane z trudnościami w ćwiczeniach, złym odżywianiem, rozległym bólem, zaburzeniami metabolicznymi i nieprawidłowościami lipidowymi, co przyczynia się do niezdolności do uczestniczenia w konwencjonalnych ćwiczeniach. 15 Ponadto, przy 20% występowaniu zespołu słabości6,7 wiele ćwiczeń nie będzie odpowiednich dla słabych, starszych osób dorosłych. W związku z tym podczas opracowywania i wdrażania ćwiczeń dla osób starszych zakażonych wirusem HIV należy wziąć pod uwagę kilka czynników, w tym kompensację utraconej percepcji stawów, poprawę sprawności motoryczno-poznawczej, kontrolowanie intensywności treningu w celu uniknięcia przeciążenia i wreszcie personalizację ćwiczeń poprzez dostosowanie ćwiczeń pod względem ich intensywności i czasu do ograniczeń fizycznych. Ćwiczenia, gry i techniki wirtualnej rzeczywistości zostały ocenione pod kątem treningu kontroli motorycznej u osób w podeszłymwieku 22-24 lat, przynosząc korzyści, w tym zgodność informacji wizualnych i proprioceptywnych, istotne informacje zwrotne z ruchu stawów, a także aktywację obszarów związanych z motoryką w mózgu. 24-26

W tym badaniu oceniliśmy skuteczność i akceptowalność dostosowanych do potrzeb interaktywnych ćwiczeń kończyn dolnych opartych na czujnikach z informacją zwrotną w czasie rzeczywistym oraz ich wpływ na poprawę stabilności postawy i codziennych czynności u osób starszych zakażonych wirusem HIV. Trening fizyczny koncentrował się w szczególności na zakresie ruchu stawu skokowego i kończyny dolnej, zarówno z komponentami poznawczymi, jak i motorycznymi. Stawiamy hipotezę, że trening fizyczny poprzez interaktywny interfejs z wizualnym ruchem stawów w czasie rzeczywistym podczas ćwiczeń nie tylko poprawi stabilność postawy, ale może poprawić cechy słabości, jeśli nie samą kruchość.

Protokół

Badanie zostało zatwierdzone przez Institutional Review Board of the University of Arizona. Uczestnicy wyrażają podpisaną zgodę na uczestnictwo.

1. Rekrutacja uczestników zakażonych wirusem HIV

  1. Rekrutacja pacjentów z wirusem HIV uczęszczających do kliniki Petersena w Banner-University Medical Center Tucson Campus w wieku >50 lat, zdolnych do chodzenia bez pomocy na odległość co najmniej 15 stóp i zobowiązanych do uczęszczania na spotkania szkoleniowe przez 30-60 minut, dwa razy w tygodniu, przez sześć tygodni.
  2. Przebadaj rekrutów pod kątem depresji za pomocą kwestionariusza 27 Centrum Badań Epidemiologicznych nad Depresją (CES-D). (Ma to na celu zebranie kohorty reprezentatywnej dla bardziej depresyjnej populacji HIV). W przypadku umiarkowanej lub ciężkiej depresji (wynik >16 na CES-D) poproś osobę o udział w badaniu.

2. Oceń stan słabości uczestników metodą Frieda i wsp. 28 z niewielkimi modyfikacjami dla populacji HIV29

  1. Zmierz pacjentów pod kątem (1) kurczenia się lub niezamierzonej utraty wagi; (2) Powolność lub zmniejszona prędkość chodu; (3) Osłabienie mierzone siłą chwytu; (4) Niski poziom aktywności fizycznej w liczbie kalorii; (5) oraz Wyczerpanie lub depresja poprzez udzielenie odpowiedzi na kwestionariusz CES-D. 27 Rozdział 27
  2. Zbierz dane demograficzne przed interwencją wraz z kwestionariuszami oceniającymi lęk przed upadkiem (FES-I: Short-Falls Effectiveness Scale - International),30 i jakość życia (Short-Form Health Survey, SF-1231), historię upadków, ocenę bólu za pomocą Wizualnej Skali Analogowej, czynności życia codziennego (Barthel Index of Activities of Daily Living32).

3. Rozpocznij interwencję szkoleniową

  1. Przeprowadzaj ćwiczenia treningowe przez 3 -60 minut przez okres 6 tygodni, jak pokazano w tabeli 1.
    1. Poproś badanych, aby wykonali wszystkie ćwiczenia i zwiększyli ich trudność.
    2. Podłącz 5 czujników inercyjnych do ciała obiektu, które umożliwiają oszacowanie kątów 3D stawów w czasie rzeczywistym33 i dostarczają trójosiowe dane akcelerometru, żyroskopu i magnetometru wraz z parametrami kwaternionów. 34,35 Zamocować czujniki na podudziach, udach i dolnej części pleców za pomocą pasków samoprzylepnych.
  2. Na początku pomiar równowagi i chodu pacjenta. Zmierz również równowagę i chód w połowie i ostatniej sesji.
    1. Zmierz równowagę jako kołysanie środka masy (CoM) zapewnione przez sprzężenie zwrotne z bioczujników.
      1. Niech badany stanie przez 30 sekund ze stopami w podwójnej pozycji - najpierw oczy otwarte, a następnie powtórzone z zamkniętymi oczami; następnie stopy w pozycji półtandemowej – oczy otwarte, a następnie zamknięte.
      2. Obserwuj dane z biosensora i poproś badanego, aby podczas pomiarów utrzymywał wzrok bezpośrednio przy ścianie.
      3. Zbierz pomiary równowagi za pomocą czujników umieszczonych w kostkach i talii. 35,36 Główne wyniki bilansu obejmowały zmiany kołysania CoM w kierunku przednio-tylnym i przyśrodkowo-bocznym, mierzone przy otwartych i zamkniętych oczach.
    2. Oceń chód, prosząc badanego o wykonanie spaceru o długości 10 m. Trener może obserwować dane z biosensorów, ale badany nie może.
      1. Zbierz pomiary chodu dla pojedynczego zadania (normalny chód 10 m), podwójnego zadania (10 m marszu podczas wykonywania zadania poznawczego (liczenie wstecz od podanej liczby przez 1) i szybkiego marszu (szybki chód 10 m).
      2. Oceń główne wyniki chodu pod kątem prędkości i zmienności chodu zebrane przez czujniki w kostkach i udach. Pytanie 37,38
        3. TGL
    3. Na początku lekcji i w sesjach kontrolnych daj badanemu koszulkę do noszenia przez 48 godzin z monitorem39,40 w celu zebrania danych dotyczących normalnej aktywności fizycznej.
      Uwaga: Powyższe ćwiczenia poprawiają równowagę u pacjentów z neuropatią obwodową. Z dnia 24,41
      4. zł
  3. W sesjach 1-12 wykonaj zadanie sięgania do kostki (Rysunek 1).
    1. Wyjaśnij ćwiczenie, a następnie poproś osobę badaną o wykonanie zadania sięgania do kostki, które wymaga pochylenia się do przodu/do tyłu/na boki/po przekątnej i częściowego przeniesienia ciężaru ciała osoby stojącej przed ekranem komputera.
      Uwaga: Dane z czujników zamontowanych na trzonku zapewniają wizualną informację zwrotną w czasie rzeczywistym na temat trajektorii kostki 2D. Obroty stawów skokowych są przekształcane w liniowy kursor na ekranie komputera (rysunek 1). Na ekranie znajdują się dwa okręgi, jeden to okrąg początkowy, a drugi to okrąg docelowy (są one oddzielone na ekranie komputera, jeden na dole, a drugi na górze).
    2. Poproś obiekt, aby przesunął kursor (kropkę na ekranie, która reprezentuje obiekt) ze środka okręgu początkowego do środka okręgu docelowego. Pozycja kursora na ekranie jest określana przez biosensory, dzięki czemu przesuwając kostkę, kursor będzie poruszał się po ekranie.
      1. Poproś badanego, aby przesunął kursor z okręgu początkowego do okręgu docelowego poprzez obrót stawu skokowego, stojąc ze stopami osadzonymi w miejscu. Aby przesunąć kursor do przodu/do tyłu, poproś uczestnika, aby przesunął biodro w kierunku przednim i tylnym, aby wygenerować zgięcie grzbietowe lub podeszwowe kostki. Przyśrodkowo-boczny ruch bioder porusza kursorem na boki. Powtórzenie zadania w przeciwnym kierunku kończy jeden cykl.
    3. Niech obiekt porusza się szybko (<1 s) i dokładnie (w środku okręgu) z jednego okręgu do drugiego. Potwierdź poprawne wykonanie za pomocą wizualnej wskazówki (eksplodowanie celu) i dźwiękowej (wybuchowego dźwięku). Wykorzystaj te wskazówki jako zachętę dla badanego do pozostania zaangażowanym w ćwiczenie i zauważenia poprawy w trakcie ćwiczeń.
    4. Przekaż błąd motoryczny spowodowany niedokładnością nawigacji i zatrzymania się w środku okręgu docelowego w odpowiednim czasie do obiektu za pośrednictwem audiowizualnej informacji zwrotnej na koniec wykonywania każdej próby. Wizualna wskazówka w postaci zielonego okręgu w połączeniu z brakiem szumu wskazuje na prawidłowe działanie wykonywane zbyt wolno. Natomiast wizualna wskazówka w postaci niebieskiego koła w połączeniu z brakiem szumu wskazuje na prawidłowe działanie wykonane szybciej niż oczekiwano przez program.
    5. Dla każdej sesji wykonuj 9 bloków z 20 cyklami sięgania do kostki.
      1. Wykonaj bloki 1 + 4 + 7 w kierunku przednio-tylnym.
      2. Wykonaj blok 2 + 5 + 8 w połączonym kierunku przednio-tylnym i przyśrodkowo-bocznym dla ruchu po przekątnej.
      3. Wykonaj blok 3 + 6 + 9 z zadaniem rotacji wzrokowo-ruchowej42, aby zwiększyć wyzwanie motoryczne i poznawcze. W tym zadaniu obróć trajektorię kursora o 20o. Badany obserwuje tę zmianę trajektorii podczas ćwiczenia i dostosowuje koordynację kostki, aby nawigować kursorem w kierunku okręgu docelowego. Rotacja wzrokowo-ruchowa poprawia adaptację postawy i kalibrację postawy. 37
      4. Niech uczestnicy odpoczywają między blokami, aby uniknąć zmęczenia (od 30 do 60 sekund).
    6. W sesjach 9-12 wykonaj trudniejsze ćwiczenie sięgania po kostkę, ćwiczenie motoryczno-poznawcze sięgania po kostkę.
      1. W tych ćwiczeniach umieść na ekranie 5 okręgów i oznacz je cyframi lub literami wraz z okręgiem początkowym "home". Wydaj polecenie, aby przesunąć kursor z okręgu do okręgu w jakiejś kolejności. Na przykład, poproś podmiot o przesunięcie kursora z okręgu 1 do "home" do 2 z "home" do 3 i tak dalej, lub jakąś odmianę tej kolejności wymagającą od podmiotu zapamiętania kolejności okręgów, aby przesunąć kursor do.
        Uwaga: To zadanie ma na celu poprawę koordynacji między stawami skokowymi, kolanowymi i biodrowymi podczas zadań związanych z przenoszeniem ciężaru ciała. Z dnia 24,41
        2. zł
  4. W sesjach 2-12 wykonaj zadanie pokonywania przeszkód o rosnącym stopniu trudności.
    1. W sesjach 2-7 wykorzystaj zadanie pokonywania przeszkód z przeszkodami na 5% i 10% wysokości obiektu. W sesjach 9 - 12 dodaj dodatkowe zadanie polegające na pokonywaniu przeszkód z przeszkodami na wysokości 15% i 20% wysokości obiektu.
    2. Niech osoba badana jest zwrócona twarzą do ekranu komputera, na którym znajduje się awatar obiektu przedstawiający biodra i kończyny dolne. Poproś fotografowaną osobę, aby obserwowała ekran podczas wykonywania tego zadania.
    3. Po wyjaśnieniu poproś badanego o wykonanie zadania pokonywania przeszkód (Rysunek 2). W tym zadaniu uczestnik pokonuje wirtualne przeszkody (głazy) poruszające się po ekranie komputera od prawej do lewej. Informacja zwrotna w czasie rzeczywistym jest udzielana za pomocą awatara w postaci patyczaka reprezentującego ruchy bioder i kolan uczestnika. Awatar naśladuje ruchy kończyn dolnych, w tym podnosi wyznaczoną nogę na odpowiednią wysokość, aby przekroczyć przeszkodę.
    4. Do każdej sesji dołącz dwie lub cztery serie pokonywania przeszkód po dziesięć powtórzeń każda. Aby rzucić wyzwanie poznawcze uczestnikom, program wymaga, aby przeszli przez przeszkodę na przemian lewą lub prawą nogą. Jeśli sekwencja podnoszenia nóg jest błędna, badany zostanie powiadomiony za pomocą audiowizualnej informacji zwrotnej. Kolejna przeszkoda jest zwalniana dopiero po tym, jak uczestnik przekroczy lub uderzy w poprzednią przeszkodę i powróci do podwójnej postawy na co najmniej 2 sekundy (dla bezpieczeństwa).
    5. Na koniec każdej próby pokonywania przeszkód przekaż uczestnikom informację dźwiękową wskazującą, czy udało im się pokonać przeszkodę, czy nie. W razie potrzeby mogli trzymać się solidnego biurka, aby uzyskać wsparcie. Jednak po nabraniu pewności siebie zachęć ich do wykonywania ćwiczeń bez wsparcia.
      Uwaga: Zadanie wirtualnego pokonywania przeszkód ma na celu poprawę percepcji pozycji kończyn dolnych, skrócenie czasu reakcji i poprawę równowagi na jednej nodze.

4. Trener mierzy i rejestruje wszystkie interwencje

  1. Zbierz dane demograficzne po interwencji wraz z kwestionariuszami oceniającymi lęk przed upadkiem (FES-I: Short-Falls Effectiveness Scale - International)30 i jakość życia (Short-Form Health Survey, SF-1231), historię upadków, ocenę bólu za pomocą wizualnej skali analogowej, czynności życia codziennego (Barthel Index of Activities of Daily Living32) oraz depresję za pomocą kwestionariusza CES-D. 27 Rozdział 27

5. Wynagradzaj poddanych za ich czas

6. Przeprowadź analizę statystyczną wszystkich badanych i ich zmierzonych odpowiedzi na zadania

  1. Użyj sparowanych prób, testów t-studenta i jednokierunkowych testów ANOVA, aby porównać pomiary pacjenta na początku badania i obserwacji względem siebie i w grupach podczas obserwacji (tj. odpowiednio depresja/brak depresji, stan przedkruchy vs. niesłabość itp.). Raportuj wyniki jako +/- SEM.
  2. Wykonaj jednowymiarową analizę regresji liniowej, aby zbadać hipotetyczne czynniki i wyniki w odpowiedzi na trening, takie jak depresja i stan słabości z deltą i wyjściową prędkością chodu. Przedstawić wyniki o istotności statystycznej p <0,05 i współczynniku determinacji R2 dla dopasowania modelu.

Wyniki

Dziesięcioro starszych osób dorosłych żyjących z HIV (wiek: 57,2 ± 9,2 lat, BMI: 27,0 ± 2,8) przeszło 6-tygodniowy trening (dwukrotnie w tygodniu), pomyślnie ukończyło wszystkie sesje, a ich wyniki zostały poddane analizie.

U uczestników odnotowano istotne zmniejszenie kołysania środka masy (CoM) (78,2%, p = .045) podczas stania w pozycji półtandemowej z zamkniętymi oczami, która jest jedną z trudniejszych pozycji dla tej podgrupy populacji (Rysunek 3). U uczestników zaobserwowano istotny wzrost prędkości chodu podczas oceny motoryczno-poznawczej w zadaniu podwójnym (9,3%, p = .048), z wzrostem prędkości kroku o ponad 0,1 m/sec, który osiągnął istotność statystyczną (Rysunek 4). Kwestionariusz bólu wykazał również istotną redukcję zgłaszanego bólu (43,5%, p = .041), co stanowi ważny wskaźnik oceny jakości życia (Rysunek 5).

Uczestnicy, u których w badaniu wyjściowym stwierdzono depresję (> 16) na podstawie kwestionariusza CES-D, wykazali tendencję do wolniejszej prędkości chodu podczas marszu z pojedynczym zadaniem (<1.3 m/sec, R2 = 0.2911). Grupa ta, charakteryzująca się wolniejszą wyjściową prędkością chodu, wykazała tendencję do większej poprawy w zmianie (delta) prędkości chodu w porównaniu stanu przed i po interwencji (R2 = 0.3906). Kolejną tendencję zaobserwowano w odniesieniu zmiany prędkości chodu do stanu kruchości. Pacjenci niekruchy wykazali spadki prędkości chodu średnio o -0.08 m/sec podczas fazy inicjacji i fazy stanu ustalonego w badaniu kontrolnym w stosunku do stanu wyjściowego (p = 0.125), natomiast pacjenci zaklasyfikowani jako przedkruchy z powodu depresji w badaniu wyjściowym wykazali poprawę prędkości chodu średnio o .09 i .082 m/sec odpowiednio podczas fazy inicjacji i fazy stanu ustalonego po interwencji w porównaniu do stanu wyjściowego (p = 0.143).

Eksperyment analizy chodu z czujnikami ruchu i chodzikiem; starszy uczestnik w warunkach laboratoryjnych.
Rycina 1: Badany wykonujący motoryczno-poznawcze zadanie sięgania kostką z pomocą chodzika. Badany obserwuje na ekranie wirtualną reprezentację samego siebie (awatar). Jego ruchy są odpowiedzią na sygnały zwrotne słuchowe i wizualne z ekranu przed nim, dostarczane przez biosensory umieszczone na kostkach, udach i w pasie. Osoba ta wyraziła pisemną zgodę na wykonanie fotografii.

Układ do testowania równowagi; czujniki ruchu na osobie korzystającej z chodzika, komputer analizujący dane dotyczące stabilności.
Rycina 2: Badany wykonujący zadanie pokonywania przeszkód z pomocą chodzika. Badany widzi na ekranie jedynie swoje kończyny dolne i naprzemiennie porusza nogami, aby uniknąć uderzenia w wirtualną przeszkodę wyświetlaną na ekranie. Osoba ta wyraziła pisemną zgodę na wykonanie fotografii.

Wykres kołysania środka masy, przed i po interwencji; analiza równowagi, badanie biomechaniczne.
Rysunek 3: Poprawa kołysania środka masy podczas postawy w jednopodporowym staniu, przed i po interwencji. U badanego obserwuje się ograniczenie ruchomości, t. j., kołysanie, co wskazuje na poprawę równowagi. Słupki błędów reprezentują SEM.

Wykres słupkowy prędkości kroku; przed i po interwencji; analiza mobilności; porównanie wyników.
Rycina 4: Poprawa prędkości kroku przed i po interwencji. Prędkość kroku mierzona jest w jednostkach m/sec. Wyższa prędkość świadczy o lepszej sprawności fizycznej. Słupki błędów reprezentują SEM.

Wykres oceny bólu; porównanie wyników oceny bólu przed interwencją i po interwencji.
Rysunek 5: Poprawa w ocenie bólu przed i po interwencji. Wyniki te uzyskano z kwestionariusza samooceny, w którym odnotowano zmniejszenie codziennego bólu (w skali 0-10). Słupki błędów reprezentują SEM.

SesjaWykonane czynnościCzas
Poziom bazowyĆwiczenia równowagi i choduCzas całkowity: 20 min; każde ćwiczenie (6) oraz pozycje równoważne (6) trwają od 2 do 3 min
Sesja 1Ćwiczenia równoważne i ćwiczenia zasięgu stawu skokowegoCałkowity czas: 25 min; pozycje równoważne (4) trwają 2-3 min, a zadanie sięgania do kostki wykonuje się w 3 seriach po 3 powtórzeniach, każda seria trwa 5 min
Sesje 2–7Ćwiczenia równowagi, zasięgu kostki i pokonywania przeszkód przy wysokości przeszkód wynoszącej 5% i 10% wzrostu badanego Całkowity czas: 35 min; pokonywanie przeszkód, każda wysokość: 5 min
Linia środkowaPowtórz pomiar bazowyCzas całkowity: 20 min; każde ćwiczenie (6) oraz pozycje równoważne (6) trwają od 2 do 3 min
Sesje 9-12Taka sama procedura jak w sesjach 2–7, dodatkowo z motoryczno-poznawczym zasięgiem stawu skokowego oraz pokonywaniem przeszkód o wysokości 15% i 20% wzrostu badanego Całkowity czas wynosi 45 min; dodatkowe 10 min dla każdej z dwóch dodanych wysokości
Dalsze obserwacjePowtórz pomiar wyjściowyCzas całkowity: 20 min; każde ćwiczenie (6) oraz pozycje równoważne (6) trwają od 2 do 3 min

Tabela 1: Sesje treningowe i ćwiczenia.

Dyskusja

Odkryliśmy, że wśród słabych pacjentów z HIV 100% cierpiało na depresję, mierzoną za pomocą skali CES-D; 30% cierpi na łagodną depresję, a 70% ma poważne zaburzenia depresyjne. 7 Należy podkreślić, że w populacji pacjentów zakażonych wirusem HIV, którzy nie są słabi, depresja była również bardzo powszechna, a 38% z nich cierpiało na depresję. Chociaż wszyscy pacjenci z depresją korzystali z poradnictwa i leków przeciwdepresyjnych, pozostali w depresji, przyczyniając się w ten sposób do stanu przedkruchego (podmiot mający 1 lub 2 z 5 kryteriów Frieda dla słabości28 lub stan kruchości, 3 lub więcej kryteriów). Ponieważ depresja jest tak powszechna wśród pacjentów z wirusem HIV, staramy się złagodzić zaburzenia nastroju i kruchość za pomocą nowatorskich interwencji, takich jak opisane tutaj. Stosujemy ćwiczenia wymagające kontroli poznawczej, które obejmują równowagę i chód, cechy osób zakażonych wirusem HIV, które często są upośledzone w stanie przedkruchym i wątłym. Opisane tutaj ćwiczenia mają bardzo niewielki wpływ w sensie fizycznym, a zatem mają niewielkie ryzyko dla słabych pacjentów. Ważne jest, aby wszystkie ćwiczenia i sesje były wykonywane po kolei, ponieważ stają się coraz trudniejsze, szczególnie w sferze danych poznawczych. Na przykład w późniejszych sesjach zapamiętywanie sekwencji przesuwania kursora poprzez poruszanie kostką jest ważne dla pomyślnego ukończenia. Bardzo ważne jest, aby każde zadanie zostało wykonane, aby można było zarejestrować dokładne dane, a tym samym można dokonać znaczących porównań między obiektami.

Gry w wirtualnej rzeczywistości, takie jak Nintendo Wii Exergames, mogą poprawić funkcje fizyczne, funkcje poznawcze i wyniki psychospołeczne u osób starszych. 43 Jedno z badań przeprowadzonych na osobach w wieku 20-95 lat obejmowało badania przesiewowe w kierunku depresji. Badanie to nie wykazało istotnej różnicy w wynikach Geriatrycznej Skali Depresji mierzonych na początku i na końcu badania. Interwencja trwała 6 tygodni i składała się z 3 dni w tygodniu, 35-45 minutowych sesji z 3 grami równowagi. 44 Chociaż schemat ćwiczeń w tym badaniu jest podobny pod względem długości do tego zastosowanego w naszym badaniu, gry komercyjne wymagają bardziej energicznego ruchu niż ćwiczenia w naszym badaniu. Co więcej, ćwiczenia w naszym badaniu są dostosowane do każdej unikalnej osoby, podczas gdy komercyjne gry ćwiczeniowe są przeznaczone do użytku przez każdego w populacji ogólnej, a zatem nie mają takiej precyzji i dokładności, jak opisane tutaj ćwiczenia.

Wykazano, że same ćwiczenia zapobiegają wystąpieniu depresji. 45 Ćwiczenia mogą łagodzić depresję, ale ich skutki nie są długotrwałe. 46 Opisana tu interwencja u pacjentów zakażonych wirusem HIV obejmuje ćwiczenia w rzeczywistości wirtualnej dostosowane do każdego pacjenta. Dane poznawcze w postaci wyboru sposobu zmiany wirtualnej reprezentacji pacjenta, szybkości działania, kierunku i wielkości są pod kontrolą poznawczą badanego. Chociaż są podobne do komercyjnych gier egzekucyjnych, metody różnią się pod wieloma względami. Na przykład gry komercyjne są ustandaryzowane do użytku przez dużą liczbę osób, podczas gdy dzięki naszemu protokołowi pomiary są zindywidualizowane dla każdego pacjenta, a biosensory są stosowane w różnych miejscach ciała, co zapewnia precyzyjne i dokładne pomiary. Wstępne dane wskazują na obiecujące rozwiązania dla tej formy interwencji technologicznej w zakresie poprawy stanu depresyjnego i kruchości u osób zakażonych wirusem HIV. Wstępne wyniki są obiecujące dla poprawy równowagi i chodu w populacji HIV oraz skuteczności tego nowatorskiego programu treningu równowagi opartego na czujnikach do noszenia w rzeczywistości wirtualnej. Chód jest jednym z pomiarów używanych do oceny słabości28 , a równowaga przyczynia się do charakteru chodu. Znaczne zmniejszenie kołysania CoM i wzrost prędkości chodu są obiecujące dla interwencji o takim czasie trwania i pokazują potencjał w łagodzeniu aspektów słabości.

Mamy nadzieję, że dzięki stałemu uczestnictwu zaobserwujemy ciągłą poprawę ogólnej jakości życia pacjenta zakażonego wirusem HIV w zakresie parametrów psychospołecznych (np. ból, depresja), a także obiektywnych wskaźników (tj. stan słabości, prędkość chodu, kołysanie CoM itp.). Uważamy, że wraz z fizyczną poprawą równowagi i chodu może to wiązać się z mniejszym ryzykiem i strachem przed upadkiem. Ponadto, dzięki zmniejszeniu bólu i zachęceniu do aktywności fizycznej i ćwiczeń wymagających funkcji poznawczych poprzez wprowadzenie tej interwencji, mamy nadzieję zobaczyć poprawę codziennej aktywności fizycznej i społecznej oraz zmniejszenie stanu depresyjnego. Badanie było wstępne, ale pokazuje, że interwencja może być skuteczna w rozwiązywaniu niektórych aspektów słabości i została dobrze zaakceptowana przez badanych. Czas trwania interwencji był krótki i będzie wymagał obserwacji w późniejszych terminach w celu oceny rzeczywistej wartości i korzyści. Jedną z głównych wad osób biorących udział w badaniu jest duże zaangażowanie czasowe ze strony badanych. Osoby, które były zainteresowane uczestnictwem, często nie były w stanie sprostać zobowiązaniu czasowemu potrzebnemu do wykonania ćwiczeń (dwa razy w tygodniu przez 6 tygodni), a wiele z nich nie było stać na pokrycie kosztów podróży. Planujemy udoskonalić ćwiczenia i być może skrócić czas potrzebny na sesje.

Badanie to dostarcza obiecujących wstępnych wyników dotyczących wykorzystania tego nowatorskiego programu ćwiczeń równowagi opartego na wirtualnej rzeczywistości z czujnikiem do noszenia na ciele w warunkach klinicznych lub domowych w celu poprawy równowagi postawy i chodu. Badanie to bada również trend, zgodnie z którym ci, którzy odnoszą największe korzyści lub mają największą poprawę w tych obiektywnych modalnościach, to osoby z depresją lub przed osłabieniem. Może to poprawić ich ogólną jakość życia poprzez zmniejszenie strachu przed upadkiem i ryzyka upadku oraz zachęcanie i zwiększanie ogólnej aktywności fizycznej.

Oświadczenia

Autorzy nie mają konkurencyjnych interesów finansowych ani konfliktów interesów w tym badaniu.

Podziękowania

Finansowanie tych badań pochodziło z funduszy wewnętrznych z Wydziału Chorób Zakaźnych.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
UchwytOpcjonalnie; dla bardzo słabych pacjentów
2 czujniki: LegSys i Pamsys Biosensics, Cambridge, MA
EkranUmieszczony przed tematem
Program protokołówTe obiekty wyświetlane i awatar na ekranie
Duża salakliniki Musi pomieścić zajęcia pacjenta i trenera
1 starszy pacjent
1 trener
komputerowy ćwiczeń egzaminacyjna zakażony wirusem HIV

Bibliografia

  1. High, K. P., et al. HIV and aging: state of knowledge and areas of critical need for research. A report to the NIH Office of AIDS Research by the HIV and Aging Working Group. J Acquir Immune Defic Syndr. 60, S1-S18 (2012).
  2. Martin, C. P., Fain, M. J., Klotz, S. A. The older HIV-positive adult: a critical review of the medical literature. Am J Med. 121, 1032-1037 (2008).
  3. Smit, M., et al. Future challenges for clinical care of an ageing population infected with HIV: a modelling study. Lancet Infect Dis. 15, 810-818 (2015).
  4. Deeks, S. G. Immune dysfunction, inflammation, and accelerated aging in patients on antiretroviral therapy. Top HIV Med. 20, 118-123 (2009).
  5. Erlandson, K. M., et al. Risk factors for falls in HIV-infected persons. J Acquir Immune Defic Syndr. 61, 484-489 (2012).
  6. Ianas, V., Berg, E., Mohler, M. J., Wendel, C., Klotz, S. A. Antiretroviral therapy protects against frailty in HIV-1 infection. J Int Assoc Provid AIDS Care. 12, 62-66 (2013).
  7. Rees, H., Meister, E., Mohler, J., Klotz, S. HIV-related frailty is not characterized by sarcopenia. J Int Assoc Provid AIDS Care. , (2014).
  8. Klotz, S., Mohler, M. Contemporary HIV patients and the frailty syndrome: A short review. Austin J Infect Dis. 1, 2(2014).
  9. Effros, R. B., et al. Aging and infectious diseases: workshop on HIV infection and aging: what is known and future research directions. Clin Infect Dis. 47, 542-553 (2008).
  10. Marzolini, C., et al. Prevalence of comedications and effect of potential drug-drug interactions in the Swiss HIV Cohort Study. Antivir Ther. 15, 413-423 (2010).
  11. Smyth, K., et al. Prevalence of and risk factors for HIV-associated neuropathy in Melbourne, Australia. HIV Med. 8, 367-373 (2007).
  12. Cohen, R. A., Seider, T. R., Navia, B. HIV effects on age-associated neurocognitive dysfunction: premature cognitive aging or neurodegenerative disease. Alzheimers Res Ther. 7, 37(2015).
  13. Gale, J. Physiotherapy intervention in two people with HIV or AIDS-related peripheral neuropathy. Physiother Res Int. 8, 200-209 (2003).
  14. Harris-Love, M. O., Shrader, J. A. Physiotherapy management of patients with HIV-associated Kaposi's sarcoma. Physiother Res Int. 9, 174-181 (2004).
  15. Pullen, S. D., Chigbo, N. N., Nwigwe, E. C., Chukwuka, C. J., Amah, C. C., Idu, S. C. Physiotherapy intervention as a complementary treatment for people living with HIV/AIDS. HIV AIDS (Auckl). 6, 99-107 (2014).
  16. Cruz-Ferreira, A., et al. Effects of Pilates-based exercise on life satisfaction, physical self-concept and health status in adult women. Women Health. 51, 240-255 (2011).
  17. Gomes, R. D., Borges, J. P., Lima, D. B., Farinatti Lima, P. T. Effects of physical exercise in the perception of life satisfaction and immunological function in HIV-infected patients: Non-randomized clinical trial. Rev Bras Fisioter. 14, 390-395 (2010).
  18. Farinatti, P. T., Borges, J. P., Gomes, R. D., Lima, D., Fleck, S. J. Effects of a supervised exercise program on the physical fitness and immunological function of HIV-infected patients. J Sports Med Phys Fitness. 50, 511-518 (2010).
  19. Gutierrez, E. M., Helber, M. D., Dealva, D., Ashton-Miller, J. A., Richardson, J. K. Mild diabetic neuropathy affects ankle motor function. Clin Biomech. 16, 522-528 (2001).
  20. Simoneau, G. G., Derr, J. A., Ulbrecht, J. S., Becker, M. B., Cavanagh, P. R. Diabetic sensory neuropathy effect on ankle joint movement perception. Arch Phys Med Rehab. 77, 453-460 (1996).
  21. Ene, L., Goetghebuer, T., Hainaut, M., Peltier, A., Toppet, V., Levy, J. Prevalence of lipodystrophy in HIV-infected children: a cross-sectional study. Eur J Pediatr. 166, 13-21 (2007).
  22. Agmon, M., Perry, C. K., Phelan, E., Demiris, G., Nguyen, H. Q. A pilot study of Wii Fit exergames to improve balance in older adults. J Geriatr Phys Ther. 34, 161-167 (2011).
  23. Tanaka, K., Parker, J., Baradoy, G., Holash Sheehan,, Katz, J. R., L, A comparison of exergaming interfaces for use in rehabilitation programs and research. Loading. 6, (2012).
  24. Grewal, G. S., et al. Sensor-Based Interactive Balance Training with Visual Joint Movement Feedback for Improving Postural Stability in Diabetics with Peripheral Neuropathy: A Randomized Controlled Trial. Gerontol. 61, 567-574 (2015).
  25. Bisson, E., Contant, B., Sveistrup, H., Lajoie, Y. Functional balance and dual-task reaction times in older adults are improved by virtual reality and biofeedback training. Cyberpsychol Behav. 10, 16-23 (2007).
  26. Cross, E. S., Kraemer, D. J., Hamilton, A. F. dC., Kelley, W. M., Grafton, S. T. Sensitivity of the action observation network to physical and observational learning. Cereb Cortex. 19, 315-326 (2009).
  27. Radloff, L. The CES_D Scale: A self report depression scale for research in the general population. Appl Psychol Measurement. 1, 385-401 (1977).
  28. Fried, L. P., et al. Frailty in older adults: evidence for a phenotype. J Gerontol A Biol Sci Med Sc. 56, M146-M156 (2001).
  29. Rees, H. C., et al. Measuring frailty in HIV-infected individuals. Identification of frail patients is the first step to amelioration and reversal of frailty. J Vis Exp. , (2013).
  30. Kempen, G. I., et al. The Short FES-I: a shortened version of the falls efficacy scale-international to assess fear of falling. Age Ageing. 37, 45-50 (2008).
  31. Gandek, B., et al. Cross-validation of item selection and scoring for the SF-12 Health Survey in nine countries: results from the IQOLA Project. International Quality of Life Assessment. J Clin Epidemiol. 51, 1171-1178 (1998).
  32. Avlund, K., Vass, M., Hendriksen, C. Onset of mobility disability among community-dwelling old men and women. The role of tiredness in daily activities. Age and Ageing. 32, 579-584 (2003).
  33. Najafi, B., Horn, D., Marclay, S., Crews, R. T., Wu, S., Wrobel, J. S. Assessing postural control and postural control strategy in diabetes patients using innovative and wearable technology. J Diabetes Sci and Technol. 4, 780-791 (2010).
  34. Favre, J., Jolles, B., Aissaoui, R., Aminian, K. Ambulatory measurement of 3D knee joint angle. Journal of biomechanics. 41, 1029-1035 (2008).
  35. Najafi, B., Lee-Eng, J., Wrobel, J. S., Goebel, R. Estimation of center of mass trajectory using wearable sensors during golf swing. J Sports Sci Med. 14, 354-363 (2015).
  36. Najafi, B., Horn, D., Marclay, S., Crews, R. T., Wu, S., Wrobel, J. S. Assessing postural control and postural control strategy in diabetes patients using innovative and wearable technology. J Diabetes Sci Technol. 4, 780-791 (2010).
  37. Najafi, B., Helbostad, J. L., Moe-Nilssen, R., Zijlstra, W., Aminian, K. Does walking strategy in older people change as a function of walking distance. Gait Posture. 29, 261-266 (2009).
  38. Najafi, B., Aminian, K., Loew, F., Blanc, Y., Robert, P. A. Measurement of stand-sit and sit-stand transitions using a miniature gyroscope and its application in fall risk evaluation in the elderly. IEEE Trans Biomed Eng. 49, 843-851 (2002).
  39. Najafi, B., Aminian, K., Paraschiv-Ionescu, A., Loew, F., Bula, C. J., Robert, P. Ambulatory system for human motion analysis using a kinematic sensor: monitoring of daily physical activity in the elderly. IEEE Trans Biomed Eng. 50, 711-723 (2003).
  40. Schwenk, M., et al. Wearable sensor-based in-home assessment of gait, balance, and physical activity for discrimination of frailty status: baseline results of the Arizona frailty cohort study. Gerontol. 61, 258-267 (2015).
  41. Schwenk, G. S., et al. Interactive balance training integrating sensor-based visual feedback of movement performance: a pilot study in older adults. J Neuroeng Rehabil. 11, 164(2014).
  42. Shabbott, B. A., Sainburg, R. L. Learning a visuomotor rotation: simultaneous visual and proprioceptive information is crucial for visuomotor remapping. Exp Brain Res. 203, 75-87 (2010).
  43. Chao, Y. -Y., Scherer, Y., Montgomery, C. Effects of using Nintendo Wii Exergames in older adults: a review of the literature. J Aging and Health. 27, 379-402 (2015).
  44. Rendon, A., Lohman, E., Thorpe, D., Johnson, E., Medina, E., Bradley, B. The effect of virtual reality gaming on dynamic balance in older adults. Age and Aging. 41, 549-552 (2012).
  45. Mammen, G., Faulkner, G. Physical activity and the prevention of depression. A systematic review of prospective studies. Am J Prev Med. 45, 649-657 (2013).
  46. Krogh, J., Nordentoft, M., Sterne, J., Lawlor, D. The effect of exercise in clinically depressed adults: systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. J Clin Psychiatry. 36, 529-538 (2011).

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

Kruchość w przebiegu HIVtrening równowagianaliza choduczujniki noszoneocena zadań podwójnychkołysanie środka masyprędkość krokuredukcja bólućwiczenia poznawcze
Ćwiczenia fizyczne u osób starszych żyjących z wirusem HIV poprawiają równowagę, mobilność i łagodzą niektóre aspekty słabości
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.