Artykuł metodologiczny

Podwójne zadania motoryczne w analizie i ocenie chodu u pacjentów po udarze mózgu

DOI:

10.3791/62302

⸱

11 marca 2021

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
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

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ten artykuł przedstawia protokół specjalnie do analizy chodu z podwójnym zadaniem motorycznym u pacjentów po udarze mózgu z deficytami kontroli motorycznej.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Osiemnastu pacjentów po udarze zostało zrekrutowanych do tego badania obejmującego ocenę zdolności poznawczych i chodu oraz analizę chodu wielozadaniowego. Wielozadaniowa analiza chodu składała się z pojedynczego zadania chodu (Zadanie 0), prostego podwójnego zadania motorycznego (trzymanie wody, Zadanie 1) i złożonego podwójnego zadania motorycznego (pokonywanie przeszkód, Zadanie 2). Zadanie pokonywania przeszkód uznano za równoważne połączeniu prostego zadania chodzenia i złożonego zadania motorycznego, ponieważ angażowało więcej układu nerwowego, ruchów szkieletowych i zasobów poznawczych. Aby wyeliminować niejednorodność w wynikach analizy chodu pacjentów po udarze, obliczono wartości kosztów chodu dwuzadaniowego dla różnych parametrów kinematycznych. Główne różnice zaobserwowano w kątach stawów proksymalnych, zwłaszcza w kątach tułowia, miednicy i stawów biodrowych, które były znacznie większe w zadaniach motorycznych z podwójną motoryką niż w zadaniu z pojedynczym chodzeniem. Ten protokół badawczy ma na celu zapewnienie podstaw do klinicznej diagnozy funkcji chodu oraz dogłębnego badania kontroli motorycznej u pacjentów po udarze mózgu z deficytami kontroli motorycznej poprzez analizę zadań chodu dwusilnikowego.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Przywrócenie funkcji samodzielnego chodzenia jest jednym z warunków uczestnictwa pacjentów po udarze mózgu w życiu społeczności1. Odzyskanie zdolności chodzenia wymaga nie tylko interakcji systemów percepcji i poznawczych, ale także kontroli motorycznej2,3,4. Co więcej, w prawdziwym życiu społecznym ludzie wymagają wyższych umiejętności, takich jak wykonywanie dwóch lub więcej zadań w tym samym czasie (np. chodzenie trzymając przedmioty lub pokonywanie przeszkód). Dlatego badania zaczęły koncentrować się na interferencji podwójnych zadań z wydajnością chodu5,6. Wcześniejsze badania dwuzadaniowe były skierowane głównie do pacjentów w podeszłym wieku i z zaburzeniami poznawczymi ze względu na trudności w sprawności motorycznej i niejednorodność u pacjentów po udarze; Funkcja chodu u pacjentów po udarze mózgu była najczęściej oceniana za pomocą pojedynczego zadania chodzenia7,8,9. Potrzebne są jednak dalsze badania nad dwuzadaniową analizą chodu, zwłaszcza dwuzadaniowymi zadaniami motorycznymi związanymi z kontrolą motoryczną.

To badanie wprowadza metodologię analizy i oceny chodu dwufunkcyjnego. Protokół ten obejmuje nie tylko kliniczną ocenę zdolności chodzenia u pacjentów po udarze, ale także koncentruje się na dwóch zadaniach dwumotorycznych: zadaniu polegającym na trzymaniu wody i chodzeniu (proste zadanie podwójnej motoryki) oraz zadaniu chodzenia z przeszkodą (złożone zadanie motoryczne podwójne). Celem tego badania było zbadanie wpływu podwójnych zadań motorycznych na chód pacjentów po udarze mózgu oraz zastosowanie wartości kosztu chodu dwuzadaniowego (DTC)10 parametrów dwuzadaniowych (różnica między pojedynczym zadaniem a podwójnym zadaniem) w celu wykluczenia heterogeniczności wśród pacjentów po udarze. Opracowanie zadań eksperymentalnych umożliwiło dogłębną dyskusję na temat funkcji kontroli motorycznej u pacjentów po udarze, co dostarczyło nowych pomysłów na diagnostykę kliniczną i ocenę funkcji chodu u pacjentów po udarze.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

UWAGA: Badanie kliniczne zostało zatwierdzone przez Stowarzyszenie Etyki Medycznej Piątego Szpitala Stowarzyszonego Uniwersytetu Medycznego w Kantonie (nr KY01-2019-02-27) i zostało zarejestrowane w Chińskim Centrum Rejestracji Badań Klinicznych (No. ChiCTR1800017487 i zatytułowany "Wiele zadań modalnych dotyczących kontroli chodu i poznania motorycznego po udarze").

1. Rekrutacja

  1. Rekrutacja pacjentów po udarze mózgu z następującymi kryteriami włączenia: pacjenci spełniający kryteria diagnostyczne choroby naczyń mózgowych Oddziału Neurologicznego Chińskiego Towarzystwa Medycznego (2005); zawał mózgu potwierdzony tomografią komputerową lub rezonansem magnetycznym; uszkodzenie kory jednostronnej lub uszkodzenie podkorowe; zdolność do samodzielnego chodzenia, stadium Brunnstroma ≥ 4 etapy; Zmodyfikowana skala Ashwortha11 ≤ 2 punkty; spełnianie wymagań trójwymiarowej (3D) analizy chodu oraz zdolność do tolerowania całego procesu; oraz zdolność do wyrażenia świadomej zgody.
  2. Upewnij się, że spełnione są następujące kryteria wykluczenia: zastoinowa niewydolność serca, zakrzepica żył głębokich kończyn dolnych, złośliwe postępujące nadciśnienie, niewydolność oddechowa lub inne choroby oraz poważne ryzyko upadku.
  3. Należy uzyskać pisemną świadomą zgodę wszystkich pacjentów przed rozpoczęciem badania.

2. Ocena kliniczna

  1. Zapisz cechy demograficzne pacjenta, w tym imię i nazwisko, płeć, datę urodzenia, poziom wykształcenia, główną dolegliwość, aktualną historię medyczną, przeszłą historię, leczenie i aktualne leki.
  2. Ocena funkcji poznawczych
    1. Poproś pacjenta o wypełnienie Mini-Mental State Examination (MMSE)12 zapisz odpowiedzi pacjenta na skalę 30 pytań z łącznym wynikiem 30 punktów do oceny poznawczej, która obejmuje następujące siedem aspektów: orientacja czasowa, orientacja pozycji, pamięć natychmiastowa, uwaga i moc obliczeniowa, pamięć opóźniona, język i przestrzeń wizualna.
      UWAGA: Wyniki MMSE są ściśle związane z poziomem wykształcenia. Normalnym standardem poznawczym jest analfabetyzm > 17 punktów, szkoła podstawowa > 20 punktów, a gimnazjum > 24 punkty13.
    2. Poproś pacjenta o wypełnienie Montrealskiej Oceny Poznawczej (MoCA)14 zapisz odpowiedzi pacjenta na 11-pytaniową skalę z łącznym wynikiem 30 punktów do oceny poznawczej, która obejmuje następujące osiem aspektów: uwaga i koncentracja, funkcje wykonawcze, pamięć, język, umiejętności struktury wizualnej, myślenie abstrakcyjne, obliczenia i orientacja.
      UWAGA: Normalny standard poznawczy to ≥ 26 punktów. Jeśli przedmiot jest uczony krócej niż 12 lat, powinien dodać 1 punkt do wyniku15.
  3. Ocena zdolności chodzenia
    1. Przeprowadź test chodu na 10 m (10 MWT)16. Poproś pacjenta o wykonanie trzech kolejnych prób w wybranym przez siebie tempie, odpowiednio dla bezpieczeństwa, komfortu i większej prędkości. Zapisać czas potrzebny na przejście do środkowych 6 m w każdej próbie (aby wykluczyć efekty przyspieszania i zwalniania).
    2. Przeprowadź test czasowy w górę i przejdź (TUGT)17. Poproś pacjenta, aby wykonał trzy kolejne próby TUG (wstanie, przejście 3 m, odwrócenie się, cofnięcie i siedzenie) w wybranym przez siebie tempie dla bezpieczeństwa i komfortu18.

3. 3D analiza chodu

  1. Przygotowanie pacjenta
    1. Poinformuj pacjenta o środkach ostrożności i celu eksperymentu.
    2. Poproś pacjenta o założenie obcisłej bielizny, aby w pełni odsłonić szyję, ramiona, talię i kończyny dolne.
    3. Zapisuj wartości różnych wskaźników antropometrycznych, w tym wzrost, wagę, obustronną szerokość stawów skokowych, obustronną średnicę kolana, szerokość miednicy, obustronną głębokość miednicy i obustronną długość nóg.
    4. Umieść 22 markery w kluczowych punktach pacjenta w oparciu o protokół Davisa19: trzy znaczniki na tułowiu (7 kręgiszyjne, ramiona po obu stronach); trzy znaczniki na miednicy (po obu stronach przedniego górnego odcinka kręgosłupa biodrowego i stawu skokowego); sześć markerów na udzie (obustronny krętarz większy kości udowej, kłykieć kości udowej, i środkowy punkt krętarza większego kości udowej i kłykcia kości udowej po tej samej stronie); sześć znaczników na łydce (obustronna głowa kości ramiennej, boczny staw skokowy oraz środkowy punkt głowy kości ramiennej i boczny staw skokowy po tej samej stronie); cztery znaczniki na stopie (piąta głowa kości śródstopia i pięta po obu stronach) (Rysunek 1).
    5. Kliknij przycisk Start systemu analizy chodu 3D i utwórz nowy profil dla pacjenta.
    6. Wprowadź podstawowe informacje o pacjencie i wcześniej zmierzone parametry.
  2. Akwizycja danych dotyczących pozycji stojącej
    1. Poinstruuj pacjenta, aby utrzymywał pionową pozycję na płytce siłowej przez co najmniej 3-5 sekund w celu zebrania danych wyjściowych.
    2. Kliknij przycisk Proc_Davis_Standing, aby szybko sprawdzić położenie znacznika.
  3. Akwizycja danych zadania chodzenia
    1. Określ losową kolejność trzech zadań związanych z chodzeniem, losując.
    2. Poproś pacjenta, aby chodził na przepustce spacerowej przez pięć prób z samodzielnie wybraną wygodną prędkością, która jest oznaczona jako Zadanie 0 (potraktuj pojedyncze zadanie chodzenia jako zadanie podstawowe).
    3. Poproś pacjenta, aby chodził, trzymając butelkę z wodą na karnecie spacerowym przez pięć prób z samodzielnie wybraną, wygodną prędkością, która jest oznaczona jako Zadanie 1 (proste zadanie dwumotoryczne).
      UWAGA: Poproś pacjenta, aby trzymał butelkę wody o pojemności 550 ml w zdrowej dłoni, utrzymując pozycję ramienia stawu barkowego pod kątem 0° i zgięcie łokcia pod kątem 90°.
    4. Poproś pacjenta, aby przeszedł przez linię w środku przejścia do chodzenia przez pięć prób z samodzielnie wybraną, wygodną prędkością, która jest oznaczona jako Zadanie 2 (złożone zadanie dwumotoryczne).
      UWAGA: Umieść miękką linijkę na środku przejścia pieszego przed pobraniem danych w zadaniu 2.

4. Przetwarzanie i analiza danych

  1. Wybierz trzy środkowe próby każdego zadania chodzenia, które mają zostać przetworzone, aby upewnić się, że pacjent jest stabilny.
  2. Zidentyfikuj każdy cykl chodu z dwoma kolejnymi punktami kroku pięty po tej samej stronie.
  3. Zaznacz punkt odsunięcia palców w każdym cyklu chodu20.
  4. Kliknij przycisk Proc_DavisHeel+GI_AE, aby obliczyć parametry kinematyczne chodu, a także obliczyć wskaźnik Gait Performance Score (GPS).

5. Ekstrakcja danych i analiza statystyczna

  1. Z przetworzonych danych należy wybrać parametry obszaru zainteresowania, do których należą parametry specjalno-tymczasowe (faza podparcia, faza wymachu, postawa pojedyncza, podwójna postawa, kadencja), parametry kąta stawu (nachylenie tułowia (płaszczyzna czołowa), pochylenie tułowia (płaszczyzna strzałkowa), rotacja tułowia (płaszczyzna poprzeczna), skośność miednicy (płaszczyzna czołowa), pochylenie miednicy (płaszczyzna strzałkowa), rotacja miednicy (płaszczyzna poprzeczna), wyprost gięcia bioder, przywodzenie brzucha biodrowego, rotacja bioder, wyprost kolana, zgięcie grzbietowo-podeszwowe kostki i indeks GPS.
  2. Oblicz wartości DTC na podstawie następującego wzoru[10]:
    ([Prędkość chodu jednozadaniowego - Prędkość chodu dwuzadaniowego]/ Prędkość chodu jednozadaniowego) × 100 (1)
  3. Przeprowadź analizę statystyczną (patrz tabela materiałów) przy użyciu metodologii opisanej wcześniej20,21.
    1. Przedstaw dane parametryczne jako średnie i odchylenie standardowe w przypadku rozkładu normalnego lub jako mediany, jeśli nie są w tonie.
    2. Użyj sparowanego testu t, aby porównać różnice w parametrach kinematycznych między pacjentami w warunkach Zadania 1 i Zadania 2.
    3. Jednokierunkowa analiza wariancji służy do porównywania trzech różnych zadań (Zadanie 0, Zadanie 1 i Zadanie 2) parametrów kinematycznych. Ustawić istotność statystyczną na poziomie P < 0,05.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Osiemnastu pacjentów z porażeniem połowiczym po udarze zostało zrekrutowanych do tego badania. Średni wiek uczestników wynosił 51,61 ± 12,97 lat; Wszyscy byli mężczyznami. Odsetek lewej i prawej połowiczki wynosił 10/8; średni etap Brunnstrom wynosił 4,50 ± 0,76. Średnie MMSE i MoCA wynosiły odpowiednio 26,56 ± 1,67 i 20,06 ± 2,27. Inne cechy demograficzne (w tym rodzaj udaru i czas wystąpienia) przedstawiono w Tabeli 1. W przypadku pierwotnych danych dotyczących podwójnych zadań chodu (Zadanie 1 i Zadan...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

W badaniu opisano protokół klinicznej oceny analizy chodu dwuzadaniowego u pacjentów po udarze mózgu z deficytami kontroli motorycznej. Projekt tego protokołu opierał się na dwóch głównych punktach. Po pierwsze, większość wcześniejszych badań wykorzystywała pojedyncze zadanie chodzenia do oceny funkcji chodu u pacjentów po udarze, a związane z tym dyskusje na temat kontroli motorycznej były niewystarczające, zwłaszcza że zasady złożonych ruchów motorycznych rzadko były zaangażowane22,23...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dziękujemy Anniwaer Yilifate za korektę naszego rękopisu. Badanie to było wspierane przez National Science Foundation w ramach grantu nr 81902281 i nr 82072544, Projekt Ogólnych Wytycznych Komisji Zdrowia i Planowania Rodziny w Kantonie w ramach grantu nr 20191A011091 i nr 20211A011106, Guangzhou Key Laboratory Fund w ramach grantu nr 201905010004 oraz Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation w ramach grantu nr 2020A1515010578.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
System BTS Smart DXBioengineering Technology System, Mediolan, Włochy1Gromadzenie danych czasowo-przestrzennych
Oprogramowanie BTS SMART-ClinicBioengineering Technology System, Mediolan, Włochy2Przetwarzanie danych
Oprogramowanie SPSS (wersja 25.0)IBM Crop., Armonk, NY, USAAnaliza statystyczna

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Ch d podczas zada podw jnychmotoryczne zadania podw jnezdolno chodzeniatr jwymiarowa analiza chodupomiar k t w w stawachtest Timed Up And GoMini Mental Statepokonywanie przeszk d

Powiązane artykuły