Podwójne zadania motoryczne w analizie i ocenie chodu u pacjentów po udarze mózgu
11 marca 2021
Ten artykuł przedstawia protokół specjalnie do analizy chodu z podwójnym zadaniem motorycznym u pacjentów po udarze mózgu z deficytami kontroli motorycznej.
Projekt tych zadań eksperymentalnych ułatwił dogłębną dyskusję na temat funkcji kontroli motorycznej u pacjentów po udarze, co dostarcza nowych pomysłów na diagnostykę kliniczną i ocenę funkcji chodu u pacjentów po udarze. Poprzez dwuzadaniowe zadania robocze i obliczanie wartości kosztów chodu dwuzadaniowego, ten protokół badawczy ma na celu zapewnienie podstawy do klinicznej diagnozy funkcji chodu i dogłębnego badania kontroli motorycznej u pacjentów po udarze. Procedurę zademonstrują doktor Shijuan Lang i doktorant Biyi Zhao oraz Yongchun Jiang z mojego laboratorium.
Na początek należy przeprowadzić rekrutację pacjentów z udarem mózgu i uzyskać pisemną świadomą zgodę od wszystkich pacjentów przed rozpoczęciem badania. 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. Następnie poproś pacjenta o wypełnienie mini badania stanu psychicznego w Montrealu Cognitive Assessment.
Następnie przeprowadź test 10-metrowego chodu, prosząc pacjenta o wykonanie trzech kolejnych prób w wybranym przez siebie tempie, odpowiednio dla bezpieczeństwa, komfortu i większej prędkości. Zapisz czas potrzebny na przejście środkowych sześciu metrów w każdej próbie. Następnie przeprowadź test czasowy Up and Go, prosząc pacjenta o wykonanie trzech kolejnych prób w wybranym przez siebie tempie dla bezpieczeństwa i komfortu.
Przed wykonaniem Analizy Chodu 3D poinformuj pacjenta o środkach ostrożności i celu eksperymentu. Następnie zapisz wartości różnych wskaźników antropometrycznych, w tym wzrost, wagę, obustronną szerokość stawów skokowych, obustronną średnicę kolana, szerokość miednicy, obustronną głębokość miednicy i obustronną długość nóg. Na kolejnym miejscu dwadzieścia dwa markery w kluczowych punktach pacjenta z trzema markerami na tułowiu, trzema znacznikami na miednicy, sześcioma znacznikami na udzie, sześcioma znacznikami na łydce i czterema znacznikami na stopie.
Poinstruuj pacjenta, aby utrzymywał pionową pozycję na płytce siłowej przez co najmniej trzy do pięciu sekund w celu zebrania danych wyjściowych. Następnie poproś pacjenta, aby chodził na przepustce spacerowej przez pięć prób z samodzielnie wybraną, wygodną prędkością, która jest oznaczona jako Zadanie 0"Rozważ pojedyncze zadanie chodzenia jako zadanie podstawowe. Następnie poproś pacjenta, aby szedł, trzymając butelkę wody na karnecie spacerowym przez pięć prób z samodzielnie wybraną, wygodną prędkością.
i oznacz to jako Zadanie 1"Na koniec poproś pacjenta, aby przeszedł przez linię w środku przejścia do chodzenia przez pięć prób z samodzielnie wybraną, wygodną prędkością i oznacz to jako Zadanie 2"Charakterystyka demograficzna 18 pacjentów zrekrutowanych w tym badaniu z porażeniem połowiczym po udarze jest pokazana tutaj dla oryginalnych danych podwójnego zadania Simple Motor, o nazwie Zadanie 1" i Złożone Zadanie Motoryczne, zwane Zadaniem 2 "nie stwierdzono statystycznej różnicy w parametrach czasoprzestrzennych. Jednak w parametrach kąta stawu obustronna rotacja tułowia i obustronna rotacja miednicy w płaszczyźnie poprzecznej były istotnie większe w zadaniu 2 niż w zadaniu 1. Dla wartości DTC dla podwójnych zadań chodu, obustronne nachylenie tułowia w płaszczyźnie czołowej i obustronna rotacja miednicy w płaszczyźnie poprzecznej były wyższe w zadaniu 2 niż w zadaniu 1.
W tym samym czasie prawa kadencja w prawym GPS została znacznie zwiększona w zadaniu 2 w porównaniu z tym w zadaniu 1. W tym badaniu, oprócz pojedynczego zadania chodzenia jako punktu odniesienia, skupiamy się głównie na porównaniu dwóch podwójnych zadań związanych z wydajnością motoryczną i chodzeniem, w tym zadaniem zatrzymywania wody i zadaniem pokonywania przeszkód. Badanie to miało na celu zbadanie wpływu zadania dwumodalnego na chód pacjentów po udarze mózgu i wykorzystanie wartości DTC parametrów podwójnego modalu w celu określenia niejednorodności wśród pacjentów po udarze.
Wyniki te sugerują, że wartości DTC mają przewagę w ocenie chodu dwuzadaniowego u pacjentów po udarze.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie analizuje kontrolę motoryczną i funkcję chodu u pacjentów po udarach przy użyciu analizy chodu w warunkach wielozadaniowości. Osiemnastu pacjentów po udarach poddano ocenie funkcji poznawczych oraz zdolności do chodzenia, a następnie trójwymiarowej analizie chodu w warunkach pojedynczego i podwójnego zadania. Protokół kładzie nacisk na wykorzystanie wartości kosztu chodu w zadaniu podwójnym (DTC) do oceny heterogeniczności sprawności motorycznej i dostarcza informacji przydatnych w diagnostyce klinicznej oraz strategiach rehabilitacyjnych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neurorehabilitacja
- Analiza chodu
- Rekonwalescencja po udarze
Wstęp
- Udar często prowadzi do deficytów kontroli motorycznej i upośledzenia funkcji chodu.
- Paradygmaty zadań podwójnych mogą ujawnić subtelne deficyty, które nie są widoczne podczas chodzenia z jednym zadaniem.
- Analiza chodu jest cennym narzędziem do oceny mobilności funkcjonalnej u pacjentów po udarze.
- Kwantyfikacja kosztów zadań podwójnych może poprawić ocenę kliniczną i zindywidualizowaną rehabilitację.
Cel badania
- Ocena wpływu chodu z podwójnym zadaniem na parametry chodu u pacjentów po udarze.
- Porównanie prostych i złożonych motorycznych zadań podwójnych z chodem z pojedynczym zadaniem.
- Ocena użyteczności wartości DTC w identyfikacji heterogeniczności chodu wśród pacjentów po udarze.
Zastosowane metody
- Rekrutacja 18 pacjentów po udarach z hemiplegią oraz uzyskanie świadomej zgody.
- Zebranie danych demograficznych i klinicznych, w tym ocen poznawczych (MMSE, MoCA).
- Zstandardyzowane testy chodu: 10-metrowy test chodu oraz test Timed Up and Go.
- Analiza chodu 3D z użyciem 22 markerów ciała podczas trzech zadań: chodu pojedynczego (Zadanie 0), zadania podwójnego z trzymaniem wody (Zadanie 1) oraz zadania podwójnego z pokonywaniem przeszkód (Zadanie 2).
- Obliczenie wartości kosztu chodu w zadaniu podwójnym (DTC) dla różnych parametrów kinematycznych.
Główne wyniki
- Brak istotnych różnic w parametrach spacjoczasowych pomiędzy zadaniami dualnymi.
- Istotne zwiększenie obustronnych kątów rotacji tułowia i miednicy podczas złożonego zadania dualnego (Zadanie 2) w porównaniu do prostego zadania dualnego (Zadanie 1).
- Wyższe wartości DTC dla skośności tułowia i rotacji miednicy w Zadaniu 2 w porównaniu do Zadania 1.
- Kadencja prawej nogi oraz wskaźnik profilu chodu (GPS) prawej nogi były istotnie zwiększone w Zadaniu 2.
- Wartości DTC skutecznie uchwyciły heterogeniczność sprawności chodu podczas zadań dualnych u pacjentów po udarze.
Wnioski
- Analiza chodu podczas zadań podwójnych, w szczególności z wykorzystaniem wartości DTC, dostarcza cennych informacji na temat deficytów kontroli motorycznej u pacjentów po udarze.
- Złożone zadania podwójne wywołują większe zmiany w kinematyce stawów proksymalnych niż proste zadania podwójne lub pojedyncze chodzenie.
- Niniejszy protokół wspiera usprawnienie diagnostyki klinicznej oraz ukierunkowaną rehabilitację zaburzeń chodu po udarze.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Ilościowa analiza chodu podczas wykonywania podwójnego zadania u pacjentów po udarze odpowiada na krytyczną potrzebę obiektywnej i powtarzalnej oceny deficytów kontroli motorycznej w badaniach nad neurorehabilitacją. Wykorzystanie wartości kosztu chodu podczas podwójnego zadania (DTC) umożliwia precyzyjne różnicowanie heterogeniczności pacjentów, wspierając ciągłość translacyjną od etapu odkryć do oceny klinicznej. Niniejszy protokół zwiększa pewność predykcyjną w zakresie mierników wyników funkcjonalnych, dostarczając informacji niezbędnych do dostosowania ryzyka w procesie wdrażania kandydatów na leki neuroterapeutyczne.
Zastosowania strategiczne w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia analizę mechanistyczną szlaków kontroli motorycznej dotkniętych udarem.
- Wspiera funkcjonalną walidację celu poprzez mierzalne parametry chodu w warunkach wielozadaniowości.
- Ułatwia biologiczną redukcję ryzyka poprzez ujawnianie subtelnych deficytów, których nie wykazują oceny jednowykonawcze.
- Zwiększa pewność prognostyczną w przypadku potencjalnych interwencji ukierunkowanych na regenerację motoryczną.
Przesiewy i opracowywanie testów
- Ustanawia zwalidowane, powtarzalne protokoły analizy chodu dla badań przedklinicznych i klinicznych.
- Zapewnia zestandaryzowane wyniki ilościowe (np. kąty w stawach, wartości DTC) do porównań między badaniami.
- Umożliwia skalowalność analizy i ponowne wykorzystanie platformy w procesach badawczych nad neurorehabilitacją.
- Wspiera rzetelną ocenę wpływu terapeutycznego na złożone funkcje motoryczne.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Koreluje wyniki analizy chodu z istotnymi dla choroby punktami końcowymi funkcji w modelach udaru.
- Zapewnia ciągłość procesu od wczesnej fazy odkryć, poprzez etapy walidacji przedklinicznej, aż po kliniczną.
- Umożliwia podejmowanie decyzji o dalszym rozwoju projektu z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o obiektywne biomarkery funkcjonalne.
- Zapewnia redukcję ryzyka mechanistycznego dla interwencji ukierunkowanych na integrację funkcji motorycznych i poznawczych.
Integracja potoku i przepływu pracy
Niniejszy protokół wpisuje się w kontinuum odkryć w zakresie neurorehabilitacji, łącząc wczesne badania mechanistyczne z badaniami translacyjnymi poprzez standaryzowaną, ilościową analizę chodu.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez dotyczących integracji motoryczno-poznawczej oraz wyjaśnianie ścieżek w procesie rekonwalescencji po udarze.
- Przesiewanie: Dostarcza powtarzalnych, ilościowych wskaźników chodu do oceny kandydatów i porównań międzykohortowych.
- Analityka: Zapewnia wartości DTC oraz odczyty kinematyki stawów, umożliwiając rzetelną analizę statystyczną efektów interwencji.
- Badania translacyjne: Dostosowuje funkcjonalne punkty końcowe chodu do strategii biomarkerów klinicznych w celu zapewnienia ciągłości przejścia z fazy przedklinicznej do klinicznej.
- Wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje wielokrotnego użytku, zstandaryzowany protokół dla różnorodnych programów badawczo-rozwojowych w obszarze neuroterapii.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność predykcyjną i walidację celów dla interwencji w zakresie powrotu sprawności ruchowej.
- Wartość operacyjna: Zapewnia zestandaryzowane, skalowalne i reprodukowalne przepływy pracy w analizie chodu.
- Wartość strategiczna: Dostarcza informacji do podejmowania decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) i redukuje biologiczne ryzyko na późnych etapach w portfolio neurerehabilitacyjnym.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój kandydatów na leki neuroterapeutyczne.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymagana jest wiedza specjalistyczna w zakresie analizy chodu, neurorehabilitacji oraz statystycznej oceny danych kinematycznych.
- Niezbędny jest dostęp do systemów trójwymiarowej analizy ruchu oraz zwalidowanych protokołów rozmieszczenia markerów.
- Konieczna jest standaryzacja procedur gromadzenia i analizy danych pomiędzy zespołami.
- Możliwa może być konieczność adaptacji metody dla różnych populacji pacjentów lub systemów modelowych.
- Ograniczenia praktyczne obejmują bezpieczeństwo pacjenta, sprawność poznawczą oraz przestrzeganie protokołu.
Najczęściej zadawane pytania dotyczące biofarmacji
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
