Summary
In dieser Arbeit wird ein Protokoll vorgestellt, das speziell für die Analyse des Gangs mit dualer motorischer Aufgabe bei Schlaganfallpatienten mit motorischen Kontrolldefiziten entwickelt wurde.
Abstract
Achtzehn Schlaganfallpatienten wurden für diese Studie rekrutiert, die die Bewertung der Kognition und der Gehfähigkeit sowie die Multitasking-Ganganalyse umfasste. Die Multitasking-Ganganalyse bestand aus einer einzelnen Gehaufgabe (Aufgabe 0), einer einfachen motorischen Doppelaufgabe (Wasserhalten, Aufgabe 1) und einer komplexen motorischen Doppelaufgabe (Überqueren von Hindernissen, Aufgabe 2). Die Aufgabe, Hindernisse zu überwinden, wurde als gleichwertig mit der Kombination einer einfachen Gehaufgabe und einer komplexen motorischen Aufgabe angesehen, da sie mehr Nervensystem, Skelettbewegungen und kognitive Ressourcen erforderte. Um Heterogenitäten in den Ergebnissen der Ganganalyse der Schlaganfallpatienten zu eliminieren, wurden die Dual-Task-Gangkostenwerte für verschiedene kinematische Parameter berechnet. Die Hauptunterschiede zeigten sich in den proximalen Gelenkwinkeln, insbesondere in den Winkeln der Rumpf-, Becken- und Hüftgelenke, die bei den dualmotorischen Aufgaben signifikant größer waren als bei der einfachen Gehaufgabe. Dieses Forschungsprotokoll zielt darauf ab, eine Grundlage für die klinische Diagnose der Gangfunktion und eine vertiefte Untersuchung der motorischen Kontrolle bei Schlaganfallpatienten mit motorischen Kontrolldefiziten durch die Analyse von dual-motorischen Gehaufgaben zu schaffen.
Introduction
Die Wiederherstellung der selbständigen Gehfunktion ist eine der Voraussetzungen für die Teilhabe von Patienten nach einem Schlaganfall am Gemeinschaftsleben1. Die Wiederherstellung der Gehfähigkeit erfordert nicht nur das Zusammenspiel von Wahrnehmung und kognitivem System, sondern auch die motorische Kontrolle 2,3,4. Darüber hinaus benötigen Menschen im realen Gemeinschaftsleben höhere Fähigkeiten, wie z. B. das gleichzeitige Ausführen von zwei oder mehr Aufgaben (z. B. Gehen, während man Gegenstände hält oder Hindernisse überquert). Daher haben Studien begonnen, sich auf die Interferenz von Doppelaufgaben in die Gangleistung zu konzentrieren 5,6. Frühere Dual-Task-Studien richteten sich aufgrund der Schwierigkeiten in der motorischen Leistungsfähigkeit und der Heterogenität bei Schlaganfallpatienten hauptsächlich an ältere und kognitiv beeinträchtigte Patienten. Die Gangfunktion bei Schlaganfallpatienten wurde meist durch eine einzelne Gehaufgabe beurteilt 7,8,9. Es sind jedoch weitere Forschungen zur Dual-Task-Ganganalyse erforderlich, insbesondere zu motorischen Dual-Tasks im Zusammenhang mit der motorischen Kontrolle.
In dieser Studie wird eine Methodik zur Analyse und Bewertung des Gangbildes mit dualen motorischen Aufgaben vorgestellt. Dieses Protokoll umfasst nicht nur die klinische Beurteilung der Gehfähigkeit bei Schlaganfallpatienten, sondern konzentriert sich auch auf zwei dual-motorische Aufgaben: die Aufgabe des Wasserhaltens und Gehens (eine einfache Dual-Motor-Aufgabe) und die Walking-Aufgabe beim Überqueren von Hindernissen (eine komplexe Dual-Motor-Aufgabe). Das Ziel dieser Studie war es, die Auswirkungen von dual-motorischen Aufgaben auf den Gang von Schlaganfallpatienten zu untersuchen und die Dual-Task-Gangkosten (DTC)-Werte10 von Dual-Task-Parametern (der Unterschied zwischen einer Einzelaufgabe und einer Doppelaufgabe) zu verwenden, um die Heterogenität bei Schlaganfallpatienten auszuschließen. Das Design der experimentellen Aufgaben ermöglichte eine vertiefte Diskussion der motorischen Kontrollfunktion von Schlaganfallpatienten, die neue Ideen für die klinische Diagnostik und Bewertung der Gangfunktion von Schlaganfallpatienten lieferte.
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Protocol
HINWEIS: Die klinische Studie wurde von der Medical Ethics Association of the Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University genehmigt (NO. KY01-2019-02-27) und wurde beim China Clinical Trial Registration Center (No. ChiCTR1800017487 mit dem Titel "Die multiplen modalen Aufgaben zur Gangkontrolle und motorischen Kognition nach Schlaganfall").
1. Rekrutierung
- Rekrutierung von Schlaganfallpatienten mit den folgenden Einschlusskriterien: Patienten, die die diagnostischen Kriterien für zerebrovaskuläre Erkrankungen der Neurologischen Abteilung der Chinesischen Ärztekammer (2005) erfüllen; Hirninfarkt, bestätigt durch Computertomographie oder Magnetresonanztomographie; Schädigung des unilateralen Kortex oder mit einer subkortikalen Läsion; Fähigkeit, selbstständig zu gehen, Brunnström-Stufe ≥ 4 Stufen; Modifizierte Ashworth-Skala11 ≤ 2 Punkte; Erfüllung der Anforderungen der dreidimensionalen (3D) Ganganalyse und die Fähigkeit, den gesamten Prozess zu tolerieren; und die Fähigkeit, eine Einwilligung nach Aufklärung zu erteilen.
- Stellen Sie sicher, dass die folgenden Ausschlusskriterien erfüllt sind: Herzinsuffizienz, tiefe Venenthrombose der unteren Extremitäten, maligne progrediente Hypertonie, Ateminsuffizienz oder andere Erkrankungen und ernsthaftes Sturzrisiko.
- Holen Sie vor Beginn der Studie die schriftliche Einverständniserklärung aller Patienten ein.
2. Klinische Bewertung
- Erfassen Sie die demografischen Merkmale des Patienten, einschließlich Name, Geschlecht, Geburtsdatum, Bildungsstand, Hauptbeschwerde, aktuelle Krankengeschichte, Vorgeschichte, medizinische Behandlung und aktuelle Medikamente.
- Beurteilung der kognitiven Funktionen
- Bitten Sie den Patienten, die Mini-Mental-State-Untersuchung (MMSE)12 auszufüllen, um die Antworten des Patienten auf eine 30-Fragen-Skala mit einer Gesamtpunktzahl von 30 Punkten für die Kognitionsbewertung aufzuzeichnen, die die folgenden sieben Aspekte umfasst: Zeitorientierung, Positionsorientierung, Sofortgedächtnis, Aufmerksamkeit und Rechenleistung, verzögertes Gedächtnis, Sprache und visueller Raum.
HINWEIS: Die MMSE-Werte stehen in engem Zusammenhang mit dem Bildungsniveau. Der normale kognitive Standard ist Analphabetismus > 17 Punkte, Grundschule > 20 Punkte und Mittelschule > 24 Punkte13. - Bitten Sie den Patienten, das Montreal Cognitive Assessment (MoCA)14 auszufüllen, um die Antworten des Patienten auf eine 11-Fragen-Skala mit einer Gesamtpunktzahl von 30 Punkten für die kognitive Bewertung aufzuzeichnen, die die folgenden acht Aspekte umfasst: Aufmerksamkeit und Konzentration, exekutive Funktionen, Gedächtnis, Sprache, visuelle Strukturfähigkeiten, abstraktes Denken, Rechnen und Orientierung.
HINWEIS: Der normale kognitive Standard liegt ≥ 26 Punkten. Wenn das Subjekt weniger als 12 Jahre ausgebildet wurde, sollte es 1 Punkt zur Punktzahl15 hinzufügen.
- Bitten Sie den Patienten, die Mini-Mental-State-Untersuchung (MMSE)12 auszufüllen, um die Antworten des Patienten auf eine 30-Fragen-Skala mit einer Gesamtpunktzahl von 30 Punkten für die Kognitionsbewertung aufzuzeichnen, die die folgenden sieben Aspekte umfasst: Zeitorientierung, Positionsorientierung, Sofortgedächtnis, Aufmerksamkeit und Rechenleistung, verzögertes Gedächtnis, Sprache und visueller Raum.
- Beurteilung der Gehfähigkeit
- Führen Sie den 10-m-Gehtest (10 MWT)16 durch. Bitten Sie den Patienten, drei aufeinanderfolgende Versuche in einem selbst gewählten Tempo durchzuführen, um Sicherheit, Komfort bzw. höhere Geschwindigkeit zu gewährleisten. Notieren Sie die Zeit, die benötigt wird, um die mittleren 6 m in jedem Versuch zu erreichen (um Beschleunigungs- und Verzögerungseffekte auszuschließen).
- Führen Sie den Timed-up-and-go-Test (TUGT)17 durch. Bitten Sie den Patienten, drei aufeinanderfolgende TUG-Versuche (Aufstehen, 3 m gehen, Drehen, Zurückgehen und Hinsetzen) in einem selbst gewählten Tempo durchzuführen, um Sicherheit und Komfort zu gewährleisten18.
3. .3D Ganganalyse
- Vorbereitung des Patienten
- Informieren Sie den Patienten über die Vorsichtsmaßnahmen und den Zweck des Experiments.
- Bitten Sie den Patienten, enge Unterwäsche zu tragen, um den Nacken, die Schultern, die Taille und die unteren Gliedmaßen vollständig zu entblößen.
- Zeichnen Sie die Werte verschiedener anthropometrischer Indikatoren auf, darunter Größe, Gewicht, bilaterale Breite der Sprunggelenke, bilateraler Kniedurchmesser, Beckenbreite, bilaterale Beckentiefe und bilaterale Beinlänge.
- Platzieren Sie 22 Marker an Schlüsselpunkten des Patienten gemäß dem Davis-Protokoll19: drei Marker am Rumpf (7. Halswirbel, Schultern auf beiden Seiten); drei Marker am Becken (beide Seiten der vorderen oberen Darmbeinwirbelsäule und des Sprunggelenks); sechs Marker am Oberschenkel (beidseitiger Trochanter femoralis major, Femurkondylus und Mittelpunkt des Trochanters femoralis major und Femurkondylus auf derselben Seite); sechs Marker an der Wade (beidseitiger Oberarmkopf, seitliches Sprunggelenk und Mittelpunkt des Oberarmkopfes und des seitlichen Sprunggelenks auf derselben Seite); vier Markierungen am Fuß (der fünfte Mittelfußkopf und die Ferse auf beiden Seiten) (Abbildung 1).
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Start des 3D-Ganganalysesystems und erstellen Sie ein neues Profil für den Patienten.
- Geben Sie grundlegende Patienteninformationen und zuvor gemessene Parameter ein.
- Stehende Datenerfassung
- Weisen Sie den Patienten an, mindestens 3-5 s lang eine aufrechte Position auf der Kraftmessplatte beizubehalten, um die Ausgangsdaten zu erfassen.
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Proc_Davis_Standing , um die Position des Markers schnell zu überprüfen.
- Datenerfassung für Gehaufgaben
- Bestimmen Sie die zufällige Reihenfolge von drei Gehaufgaben, indem Sie das Los ziehen.
- Bitten Sie den Patienten, fünf Versuche lang auf dem Gehpass mit einer selbst gewählten angenehmen Geschwindigkeit zu gehen, die als Aufgabe 0 markiert ist (betrachten Sie die einzelne Gehaufgabe als Basisaufgabe).
- Bitten Sie den Patienten, mit einer Flasche Wasser auf dem Wanderpass für fünf Versuche in einer selbst gewählten angenehmen Geschwindigkeit zu gehen, die als Aufgabe 1 (einfache Aufgabe mit zwei Motoren) gekennzeichnet ist.
HINWEIS: Bitten Sie den Patienten, eine 550-ml-Flasche Wasser in der nicht betroffenen Hand zu halten, während Sie die Armposition des Schultergelenks bei 0° und die Ellbogenbeugung bei 90° halten. - Bitten Sie den Patienten, die Linie in der Mitte des Gehpasses für fünf Versuche mit einer selbst gewählten angenehmen Geschwindigkeit zu überqueren, die als Aufgabe 2 (komplexe zweimotorische Aufgabe ) gekennzeichnet ist.
HINWEIS: Platzieren Sie ein weiches Lineal in der Mitte des Laufdurchgangs, bevor Sie die Datenerfassung für Aufgabe 2 durchführen.
4. Datenverarbeitung und -analyse
- Wählen Sie die mittleren drei Versuche jeder zu bearbeitenden Gehaufgabe aus, um sicherzustellen, dass der Patient stabil ist.
- Identifizieren Sie jeden Gangzyklus mit zwei aufeinanderfolgenden Fersenschrittpunkten auf derselben Seite.
- Markieren Sie den Zehenabdruckpunkt in jedem Gangzyklus20.
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Proc_DavisHeel+GI_AE , um die kinematischen Parameter des Gangbildes sowie die Berechnung des Gait Performance Score (GPS)-Index zu berechnen.
5. Datenextraktion und statistische Analyse von Interesse
- Wählen Sie aus den verarbeiteten Daten Parameter für die Region of Interest aus, zu denen spezielle-temporäre Parameter (Standphase, Schwungphase, Einzelstand, Doppelstand, Trittfrequenz), Gelenkwinkelparameter (Rumpfschiefe (Frontalebene), Rumpfneigung (Sagittalebene), Rumpfrotation (Transversalebene), Beckenschiefstand (Frontalebene), Beckenneigung (Sagittalebene), Beckenrotation (Transversalebene), Hüftflexstreckung, Hüftabadduktion, Hüftrotation, Knieflexstreckung, Dorsi-Plantarflexion des Knöchels und GPS-Index.
- Berechnen Sie die Fehlercodewerte nach der folgenden Formel[10]:
([Single-Task-Ganggeschwindigkeit - Dual-Task-Ganggeschwindigkeit]/ Single-Task-Ganggeschwindigkeit) × 100 (1) - Die statistische Analyse (siehe Materialtabelle) wird mit der zuvor beschriebenen Methodik20,21 durchgeführt.
- Zeigen Sie parametrische Daten als Mittelwerte und Standardabweichung an, wenn normalverteilt ist, oder als Mediane, wenn dies nicht der Fall ist.
- Verwenden Sie den gepaarten t-Test, um die Unterschiede in den kinematischen Parametern zwischen Patienten unter den Bedingungen von Aufgabe 1 und Aufgabe 2 zu vergleichen.
- Verwenden Sie die unidirektionale Varianzanalyse, um drei verschiedene Aufgaben (Aufgabe 0, Aufgabe 1 und Aufgabe 2) der kinematischen Parameter zu vergleichen. Legen Sie die statistische Signifikanz auf P < 0,05 fest.
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Representative Results
Achtzehn Patienten mit halbseitiger Lähmung nach Schlaganfall wurden für diese Studie rekrutiert. Das Durchschnittsalter der Teilnehmer betrug 51,61 ± 12,97 Jahre; Alle waren Männer. Der Anteil der linken und rechten Hemiplegie betrug 10/8; die durchschnittliche Brunnström-Stufe lag bei 4,50 ± 0,76. Der Durchschnitt von MMSE und MoCA betrug 26,56 ± 1,67 bzw. 20,06 ± 2,27. Weitere demografische Merkmale (einschließlich Schlaganfallart und Zeitpunkt des Auftretens) sind in Tabelle 1 dargestellt. Für die ursprünglichen Daten der Gang-Doppelaufgaben (Aufgabe 1 und Aufgabe 2) gab es keinen statistischen Unterschied in den raumzeitlichen Parametern (Tabelle 2). Bei den Gelenkwinkelparametern war die bilaterale Rumpfrotation (Transversalebene) in Aufgabe 2 jedoch größer als in Aufgabe 1 (linke Seite: Aufgabe 1, 18,40 ± 5,76 vs. Aufgabe 2, 26,35 ± 14,92, p = 0,004; rechte Seite: Aufgabe 1, 18.39 ± 7.04 vs. Aufgabe 2, 24,08 ± 18,18, p = 0,001). Die bilaterale Beckenrotation (Transversalebene) war in Aufgabe 2 größer als in Aufgabe 1 (linke Seite: Aufgabe 1, 20,71 ± 7,97 vs. Aufgabe 2, 21,31 ± 6,96, P = 0,024; rechte Seite: Aufgabe 1, 27,56 ± 9,71 vs. Aufgabe 2, 29,264 ± 11,17, P = 0,006). Die Unterschiede waren statistisch signifikant (Tabelle 3).
Bei den DTC-Werten der Gang-Doppelaufgaben (Aufgabe 1 und Aufgabe 2) war der beidseitige Rumpfschiefstand (Frontalebene) in Aufgabe 2 höher als in Aufgabe 1 (linke Seite: Aufgabe 1, 2,60 ± 36,38 vs. Aufgabe 2, -23,4 ± 40,62, P = 0,006; rechte Seite: Aufgabe 1, -10,82 ± 47,58 vs. Aufgabe 2, -11,42 ± 30,10, P = 0,013). Die bilaterale Beckenrotation (Transversalebene) war in Aufgabe 2 höher als in Aufgabe 1 (linke Seite: Aufgabe 1, -2,75 ± 36,20 vs. Aufgabe 2, -23 ± 40,36, P = 0,011; rechte Seite: Aufgabe 1, 1,66 ± 43,72 vs. Aufgabe 2, -31,89 ± 58,50, p = 0,006). Alle Unterschiede waren statistisch signifikant (Tabelle 4 und Abbildung 2). Gleichzeitig war die rechte Trittfrequenz in Aufgabe 2 im Vergleich zu Aufgabe 1 signifikant verringert (rechte Seite: Aufgabe 1, 18,40 ± 5,76 vs. Aufgabe 2, 26,35 ± 14,92, P = 0,044), und das rechte GPS war in Aufgabe 2 im Vergleich zu Aufgabe 1 signifikant verringert (rechte Seite: Aufgabe 1, 20,71 ± 4,87 vs. Aufgabe 2, 24,24 ± 10,33, P = 0,047) (Tabelle 5 und Abbildung 3).
Abbildung 1: Die Einstellungen für die Ganganalyse basieren auf dem Davis-Protokoll. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2: Vergleich der DTC-Werte der Rumpf- und Gelenkwinkelparameter des einfachen Motor-Dual-Tasks (Task 1) und des komplexen Motor-Dual-Tasks (Task 2). (A) Schiefstand des Rumpfes (Frontalebene); (B) Rumpfdrehung (Transversalebene); (C) Beckenrotation (Transversalebene). Abkürzung: DTC = Dual-Task Gait Cost. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 3: Vergleich der DTC-Werte von raumtemporären Parametern der einfachen motorischen Doppelaufgabe (Aufgabe 1) und der komplexen motorischen Doppelaufgabe (Aufgabe 2). Die Prozentsätze von (A) Standphase und (B) Schwungphase werden für einen Gangzyklus angezeigt. Die Prozentsätze von (C) Einzelstandphase und (D) Doppelstandphase werden für einen Gangzyklus angezeigt. (E) Die Trittfrequenz und (F) der GPS-Index werden angezeigt. Abkürzungen: DTC = Dual-Task Gangkosten; GPS = Gangleistungs-Score. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
| Betreff | Sex | Alter (Jahre) | Blutung/Infarkt | Hemiplegische Seite | Beginn des Schlaganfalls (Monate) | Brunnstrom-Bühne (LE) | MMSE | Moca | 10MWT (kundenspezifische Geschwindigkeit) | 10MWT (hohe Geschwindigkeit) | TUGT(s) |
| 001 | Männlich | 30 | Blutung | Rechts | 29 | 5 | 25 | 18 | 0.52 | 0.62 | 26 |
| 002 | Männlich | 59 | Infarkt | Links | 26 | 6 | 30 | 23 | 0.43 | 0.52 | 36 |
| 003 | Männlich | 27 | Infarkt | Links | 26 | 5 | 24 | 19 | 0.46 | 0.48 | 48 |
| 004 | Männlich | 54 | Blutung | Rechts | 23 | 5 | 26 | 18 | 0.56 | 0.61 | 58 |
| 005 | Männlich | 63 | Infarkt | Links | 23 | 4 | 29 | 23 | 0.62 | 0.72 | 28 |
| 006 | Männlich | 45 | Infarkt | Links | 23 | 5 | 25 | 19 | 0.56 | 0.63 | 33 |
| 007 | Männlich | 67 | Blutung | Links | 22 | 4 | 28 | 17 | 0.59 | 0.67 | 45 |
| 008 | Männlich | 42 | Infarkt | Links | 21 | 3 | 29 | 23 | 0.67 | 0.73 | 27 |
| 009 | Männlich | 38 | Infarkt | Rechts | 18 | 4 | 28 | 20 | 0.52 | 0.67 | 26 |
| 010 | Männlich | 70 | Infarkt | Links | 31 | 4 | 26 | 23 | 0.64 | 0.68 | 30 |
| 011 | Männlich | 49 | Blutung | Links | 17 | 4 | 24 | 20 | 0.46 | 0.53 | 45 |
| 012 | Männlich | 42 | Infarkt | Links | 19 | 3 | 27 | 16 | 0.43 | 0.56 | 49 |
| 013 | Männlich | 45 | Infarkt | Rechts | 26 | 5 | 26 | 24 | 0.56 | 0.74 | 29 |
| 014 | Männlich | 45 | Blutung | Rechts | 28 | 4 | 26 | 19 | 0.64 | 0.73 | 27 |
| 015 | Männlich | 54 | Infarkt | Rechts | 18 | 5 | 25 | 21 | 0.52 | 0.65 | 33 |
| 016 | Männlich | 68 | Infarkt | Rechts | 14 | 5 | 27 | 20 | 0.57 | 0.59 | 42 |
| 017 | Männlich | 69 | Infarkt | Links | 15 | 5 | 26 | 18 | 0.52 | 0.63 | 38 |
| 018 | Männlich | 62 | Infarkt | Rechts | 24 | 5 | 27 | 20 | 0.61 | 0.72 | 31 |
| Mittelwert±SD | 51,61±12,97 | NA | NA | 22.39±4.70 Uhr | 4,50±0,76 | 26,56±1,67 | 20.06±2.27 | 0,55±0,07 | 0,64±0,08 | 36.17±9.29 |
Tabelle 1: Grundlegende Merkmale der Studienteilnehmer. Die Werte werden als Zahl oder Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt. Abkürzungen: MMSE = Mini-Mental State Examination; MoCA = Montreal Cognitive Assessment; 10MWT = 10-Meter-Gehtest; TUGT = zeitgesteuerter Test und Go-Test; SD = Standardabweichung; LE = untere Extremität; s = Sekunde.
| Linke Seite | Rechte Seite | |||||||
| Aufgabe 1 | Aufgabe 2 | Unterschied | P-Wert | Aufgabe 1 | Aufgabe 2 | Unterschied | P-Wert | |
| Standphase (%) | 20,71±7,97 | 21.31±6.96 | 0,60±10,58 | 0.916 | 18.02±4.86 Uhr | 20.66±7.41 | 2,64±8,86 | 0.254 |
| Schwungphase (%) | 27,56±9,71 | 29.26±11.17 Uhr | 1,70±14,80 | 0.285 | 23,68±6,74 | 29,88±12,19 | 6,20±13,93 | 0.916 |
| Einzelne Haltung (%) | 26,91±5,41 | 31.09±11.67 | 4.18±12.86 | 0.519 | 31.16±9.27 | 27,80±10,67 | -3,36±14,13 | 0.583 |
| Doppelter Stand (%) | 24.72±7.10 | 31,31±5,99 | 6,59±9,29 | 0.291 | 37,55±17,79 | 44,10±12,60 | 6,55±21,80 | 0.369 |
| Trittfrequenz (Schritte/min) | 18.40±5.76 Uhr | 26.35±14.92 Uhr | 7,95±15,99 | 0.521 | 18.39±7.04 Uhr | 24.08±18.18 Uhr | 5,79±19,50 | 0.720 |
| GPS (Punkte) | 17.91±7.24 | 23.09±9.49 Uhr | 5.18±11.94 | 0.580 | 20,71±4,87 | 24.24±10.33 Uhr | 3,53±11,42 | 0.058 |
Tabelle 2: Unterschiede in den räumlichen temporären Parametern des einfachen motorischen Dual-Tasks (Aufgabe 1) und des komplexen motorischen Dual-Tasks (Task 2). Die Werte werden als Zahl oder Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt. Die statistische Signifikanz wurde auf P < 0,05 festgelegt und fett markiert. Abkürzungen: GPS = Gait Performance Score; min = Minute.
| Linke Seite | Rechte Seite | |||||||
| Aufgabe 1 | Aufgabe 2 | Unterschied | P-Wert | Aufgabe 1 | Aufgabe 2 | Unterschied | P-Wert | |
| Rumpfschiefe (Frontalebene) | 27,86±7,45 | 24.63±4.08 | -3,23±8,49 | 0.263 | 37,91±4,76 | 48,89±7,56 | 10,98±8,93 | 0.114 |
| Rumpfneigung (Sagittalebene) | 31,43±12,69 | 34,25±12,69 | 2,82±17,95 | 0.238 | 24,64±7,53 | 29,85±16,93 | 5,21±18,53 | 0.582 |
| Rumpfdrehung (Transversalebene) | 18.40±5.76 Uhr | 26.35±14.92 Uhr | 7,95±15,99 | 0.004 | 18.39±7.04 Uhr | 24.08±18.18 Uhr | 5,69±19,50 | 0.001 |
| Plevic Obliquity (Frontalebene) | 16.99±6.07 | 25.05±15.43 Uhr | 8.06±16.58 | 0.277 | 20.66±7.41 | 18.02±4.86 Uhr | -2,64±8,86 | 0.937 |
| Plevic Tilt (Sagittalebene) | 23,68±6,74 | 29,88±12,19 | 6,20±13,93 | 0.282 | 34,94±18,29 | 39,31±12,86 | 4,37±22,36 | 0.689 |
| Plevic Rotation (Transversale Ebene) | 20,71±7,97 | 21.31±6.96 | 0,60±10,58 | 0.024 | 27,56±9,71 | 29.26±11.17 Uhr | 1,70±14,80 | 0.006 |
| Hüft-Ab-Adduktion | 20,71±4,87 | 24.24±10.33 Uhr | 3,53±11,42 | 0.148 | 17.91±7.24 | 23.09±9.49 Uhr | 5.18±11.94 | 0.238 |
| Hüft-Flex-Streckung | 37,55±17,79 | 44,10±21,60 | 6,55±27,98 | 0.544 | 13.00±2.59 Uhr | 19.87±10.16 Uhr | 6,87±10,48 | 0.531 |
| Hüft-Rotation | 27.69±11.17 | 28.27±13.78 | 0,58±17,74 | 0.323 | 31.16±9.27 | 27,80±10,67 | -3,36±14,13 | 0.006 |
| Knie-Flex-Streckung | 26,91±5,41 | 31.09±11.67 | 4.18±12.86 | 0.475 | 23.37±7.75 Uhr | 29.16±18.66 Uhr | 5,79±20,21 | 0.791 |
| Knöchel Dors-Plantarflex | 21.75±11.07 | 27.54±13.41 Uhr | 5,79±17,39 | 0.213 | 25,87±10,71 | 25,87±11,50 | 0±15,71 | 0.112 |
Tabelle 3: Unterschiede in den Rumpf- und Gelenkwinkelparametern des einfachen motorischen Dual-Tasks (Aufgabe 1) und des komplexen motorischen Dual-Tasks (Aufgabe 2). Die Werte werden als Zahl oder Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt. Die statistische Signifikanz wurde auf P < 0,05 festgelegt und fett markiert.
| Linke Seite | Rechte Seite | |||||||
| Aufgabe 1 | Aufgabe 2 | Unterschied | P-Wert | Aufgabe 1 | Aufgabe 2 | Unterschied | P-Wert | |
| Rumpfschiefe (Frontalebene) | 2,60±36,38 | -23,4±40,62 | -26.00±54.53 | 0.006 | -10,82±47,58 | -11.42±30.10 Uhr | -0,60±56,30 | 0.013 |
| Rumpfneigung (Sagittalebene) | 15.34±7.74 Uhr | 13.40±8.22 Uhr | -1,94±11,29 | 0.260 | 16.28±5.12 | 36,62±5,20 | 20.34±7.30 Uhr | 0.489 |
| Rumpfdrehung (Transversalebene) | -8,15±26,55 | -18,56±29,54 | -10,41±39,72 | 0.004 | 2,75±36,20 | -23.00±40.36 Uhr | -25,75±54,22 | 0.001 |
| Beckenschiefstand (Frontalebene) | 15.34±7.74 Uhr | 13.40±8.22 Uhr | -1,94±11,29 | 0.153 | 62,51±4,53 | 64,40±6,19 | 1,89±7,67 | 0.962 |
| Beckenneigung (Sagittalebene) | 37,49±6,36 | 37,60±6,19 | 0,11±8,88 | 0.097 | 12,89±6,36 | 14.32±3.79 Uhr | 1,43±7,43 | 0.510 |
| Beckenrotation (Transversalebene) | -2,75±36,20 | -23±40.36 | -20,25±54,22 | 0.011 | 1,66±43,72 | -31,89±58,50 | -30,23±73,03 | 0.006 |
| Hüft-Ab-Adduktion | 83,15±7,21 | 78,49±5,91 | -4,66±9,32 | 0.125 | 84,18±8,81 | 92,56±6,51 | 8,38±10,95 | 0.242 |
| Hüft-Flex-Streckung | 37,49±6,36 | 37,60±6,19 | 0,11±8,88 | 0.392 | 12,89±6,36 | 14.32±3.79 Uhr | 1,43±7,40 | 0.583 |
| Hüft-Rotation | 37,64±6,87 | 36,98±6,21 | -0,66±9,26 | 0.549 | 49,6±8,52 | 56,52±4,52 | 6,92±9,65 | 0.004 |
| Knie-Flex-Streckung | 50,68±4,89 | 67,63±4,87 | 16,95±6,90 | 0.343 | 78,54±7,92 | 57,95±7,16 | -20,59±10,68 | 0.673 |
| Knöchel Dors-Plantarflex | 27,86±7,45 | 24.63±4.08 | -3,23±8,50 | 0.263 | 37,91±4,76 | 48,89±7,56 | 10,98±8,93 | 0.114 |
Tabelle 4: Unterschiede in den Dual-Task-Gangkostenwerten der Rumpf- und Gelenkwinkelparameter des einfachen motorischen Dual-Tasks (Aufgabe 1) und des komplexen motorischen Dual-Tasks (Aufgabe 2). Die Werte werden als Zahl oder Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt. Die statistische Signifikanz wurde auf P < 0,05 festgelegt und fett markiert.
| Linke Seite | Rechte Seite | |||||||
| Aufgabe 1 | Aufgabe 2 | Unterschied | P-Wert | Aufgabe 1 | Aufgabe 2 | Unterschied | P-Wert | |
| Standphase (%) | 74,44±31,37 | 79.08±16.36 | 4,64±35,38 | 0.916 | 63,24±7,60 | 36,76±5,84 | -26,48±9,58 | 0.236 |
| Schwungphase (%) | 35,15±7,74 | 15.34±4.53 Uhr | -19,81±8,97 | 0.980 | 63,24±7,61 | 52,28±4,36 | -10,96±8,77 | 0.654 |
| Einzelne Haltung (%) | 62,51±6,19 | 62,40±6,36 | -0,11±8,88 | 0.348 | 37,49±6,19 | 37,60±6,36 | 0,11±8,88 | 0.671 |
| Doppelter Stand (%) | 37,78±14,71 | 39.19±8.05 | 1,41±16,77 | 0.164 | 37.03±15.55 | 39.19±8.05 | 2,16±17,51 | 0.406 |
| Trittfrequenz (Schritte/min) | 2,53±55,72 | 12.13±43.62 | 9,60±70,76 | 0.087 | 18.40±5.76 Uhr | 26.35±14.92 Uhr | 7,95±15,99 | 0.044 |
| GPS (Punkte) | 11,1±34,86 | 9.65±37.01 | -1,45±50,84 | 0.681 | 20,71±4,87 | 24.24±10.33 Uhr | 3,53±11,42 | 0.047 |
Tabelle 5: Unterschiede in den Kostenwerten für den Gang mit zwei Aufgaben der räumlichen temporären Parameter der einfachen motorischen Dual-Aufgabe (Aufgabe 1) und der komplexen motorischen Dual-Aufgabe (Aufgabe 2). Die Werte werden als Zahl oder Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt. Die statistische Signifikanz wurde auf P < 0,05 festgelegt und fett markiert. Abkürzungen: GPS = Gait Performance Score; min = Minute.
Ergänzende Tabelle 1: Unterschiede in den Rumpf- und Gelenkwinkelparametern von Einzelmotoraufgaben (Aufgabe 0), einfacher motorischer Dual-Aufgabe (Aufgabe 1) und komplexer motorischer Dual-Aufgabe (Aufgabe 2) (Grad). Die Werte werden als Zahl oder Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt. Die statistische Signifikanz wurde auf P < 0,05 festgelegt und fett markiert. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
Ergänzende Tabelle 2: Unterschiede in den räumlichen temporären Parametern von Einzelmotoraufgaben (Aufgabe 0), einfacher motorischer Doppelaufgabe (Aufgabe 1) und komplexer motorischer Doppelaufgabe (Aufgabe 2). Die Werte werden als Zahl oder Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt. Die statistische Signifikanz wurde auf P < 0,05 festgelegt und fett markiert. Abkürzungen: GPS = Gait Performance Score; min = Minute. Bitte klicken Sie hier, um diese Tabelle herunterzuladen.
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Discussion
Diese Studie beschreibt ein Protokoll zur klinischen Beurteilung der dualmotorischen Ganganalyse bei Schlaganfallpatienten mit motorischen Kontrolldefiziten. Die Konzeption dieses Protokolls basierte auf zwei Hauptpunkten. Erstens verwendeten die meisten früheren Studien eine einzige Gehaufgabe, um die Gangfunktion von Schlaganfallpatienten zu beurteilen, und die damit verbundenen Diskussionen über die motorische Kontrolle waren unzureichend, insbesondere weil die Prinzipien komplexer motorischer Bewegungen selten einbezogen wurden22,23. Daher konzentrierten sich die Autoren in dieser Studie neben der einzelnen Gehaufgabe als Ausgangsbasis hauptsächlich auf den Vergleich von zwei Doppelaufgaben der motorischen Leistungsfähigkeit und des Gehens, einschließlich der Aufgabe des Wasserhaltens (einfache motorische Dual-Aufgabe) und der Aufgabe des Überwindens von Hindernissen (komplexe motorische Dual-Aufgabe)24. Die Aufgabe des Wasserhaltens wurde als äquivalent zu einer Kombination aus einer einfachen Gehaufgabe und einer einfachen motorischen Aufgabe identifiziert.
Da die Aufgabe des Gehens über Hindernisse hinweg mehr Nervensystem, Skelettmuskelbewegung und kognitive Ressourcen bei der Teilnahme an der motorischen Kontrolle (einschließlich motorischer Planung, motorischer Koordination und motorischem Feedback) erforderte als die einfache motorische Doppelaufgabe, Wasser während des Gehens zu halten, wurde sie als gleichwertig mit einer Kombination aus einer einfachen Gehaufgabe und einer komplexen motorischen Aufgabe identifiziert. Somit konnte das Defizit der motorischen Kontrollfunktion nach einem Schlaganfall anhand dieses experimentellen Aufgabendesigns genauer untersucht werden. Frühere Dual-Task-Ganganalysen bei älteren Menschen und bei Patienten mit kognitiven Beeinträchtigungen berichteten über eine verringerte Geschwindigkeit und Trittfrequenz beim Dual-Task-Gehen im Vergleich zum Single-Task-Gehen25.
Die Ergebnisse dieser Studie an Schlaganfallpatienten zeigen jedoch, dass es keine signifikanten Unterschiede in den raumzeitlichen Parametern bei dual-motorischen Aufgaben im Vergleich zu denen der einmotorischen Aufgabe gab. Die größeren Veränderungen wurden nur bei den proximalen Gelenkwinkeln beobachtet, insbesondere bei den Winkeln der Rumpf-, Becken- und Hüftgelenke, die bei dualmotorischen Aufgaben signifikant größer waren als bei einfachen Gehaufgaben. Dies könnte mit dem offensichtlichen motorischen Defizit der rekrutierten Schlaganfallpatienten im Vergleich zu den älteren oder kognitiv beeinträchtigten Patienten zusammenhängen (ihre motorische Grundfunktion bleibt erhalten). Ähnliche Schwierigkeiten könnten bei der Durchführung einer einfachen motorischen Aufgabe und einer komplexen motorischen Aufgabe bei Schlaganfallpatienten mit bestehender motorischer Funktion auftreten, was erklären könnte, warum die raumzeitlichen Parameter und der distale Gelenkwinkel keine sensitiven Parameter für den Vergleich zwischen ein- und zweimotorischen Aufgaben bei Schlaganfallpatienten waren. Darüber hinaus deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass Rehabilitationstraining zur Verbesserung der Kontrolle über den Rumpf und die großen Gelenke Schlaganfallpatienten helfen könnte, ihre Fähigkeit zur Durchführung komplexer täglicher motorischer Aktivitäten zu verbessern.
Die Heterogenität der Schlaganfallpatienten war schon immer das Haupthindernis in vielen Untersuchungen26. In einer früheren Studie wurde die Verwendung des DTC-Wertes (das Dual-Task-Verbrauchsverhältnis als Differenz zwischen einer Einzelaufgabe und Doppelaufgaben) untersucht, um die Heterogenität zwischen Schlaganfallpatienten zu beseitigen10. In der Tat zeigen die repräsentativen Ergebnisse, dass die bilateralen Gelenkwinkelparameter der großen proximalen Gelenke in der komplexen dualen Gehaufgabe signifikant größer sind als die in der einfachen motorischen Dual-Aufgabe, was auf die Vorteile der Verwendung der DTC-Werte bei der Beurteilung des Dual-Task-Gangs bei Schlaganfallpatienten hinweist.
Diese Studie weist drei wesentliche Einschränkungen auf. Erstens, da es sich bei dieser Studie hauptsächlich um eine methodische Demonstration von dual-motorischen Aufgaben handelt, umfassten die repräsentativen Daten nur Daten von 18 männlichen Schlaganfallpatienten. Darüber hinaus haben frühere Studien gezeigt, dass sowohl das Geschlecht als auch das Alter den Gang und die Gleichgewichtsfunktion beeinflussen. Mit zunehmendem Alter nimmt beispielsweise die Fähigkeit, die Körperhaltung zu kontrollieren, ab, und Frauen sind stärker betroffen als Männer. Darüber hinaus könnte das Fehlen eines signifikanten Unterschieds in den raumzeitlichen Parametern, der in dieser Studie gefunden wurde, einfach auf die Stichprobengröße zurückzuführen sein. Daher sind weitere Studien erforderlich, um die Stichprobengröße zu erhöhen und weibliche Probanden einzubeziehen, um die klinische Anwendung dieser Bewertung zu erweitern. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Forschungsprotokoll durch zweimotorische Gehaufgaben und die Berechnung von DTC-Werten eine Grundlage für die klinische Diagnose der Gangfunktion und eine eingehende Untersuchung der motorischen Kontrolle bei Schlaganfallpatienten liefern soll.
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Disclosures
Die Autoren haben nichts zu verraten.
Acknowledgments
Wir danken Anniwaer Yilifate für das Korrekturlesen unseres Manuskripts. Diese Studie wurde von der National Science Foundation unter Grant No. 81902281 und No. 82072544, dem General Guidance Project of Guangzhou Health and Family Planning Commission unter Grant No. 20191A011091 und No. 20211A011106, dem Guangzhou Key Laboratory Fund unter Grant No. 201905010004 und der Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation unter Grant No.2020A1515010578 unterstützt.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 | Statistical analysis |
References
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