Summary
Le scale di valutazione clinica non sono abbastanza sensibili alla disfunzione cognitiva nei pazienti con ictus ad alto funzionamento. Il paradigma dual-task presenta vantaggi e potenzialità nella valutazione e nell'allenamento cognitivo della disfunzione cognitiva. Lo studio qui propone un paradigma Stroop a doppio compito per identificare la disfunzione cognitiva nei pazienti con ictus ad alto funzionamento.
Abstract
Le scale di valutazione cognitiva clinica generale non sono abbastanza sensibili al deterioramento cognitivo nei pazienti con ictus ad alto funzionamento. La valutazione a doppio compito presenta vantaggi per l'identificazione dei deficit cognitivi nei pazienti con ictus ad alto funzionamento ed è stata gradualmente applicata nella valutazione clinica e nell'allenamento cognitivo. Inoltre, il paradigma Stroop ha una maggiore sensibilità e specificità per la valutazione attenzionale rispetto alle scale di valutazione cognitiva clinica convenzionali. Pertanto, questo studio presenta la valutazione a doppio compito basata sul paradigma Stroop per identificare i deficit cognitivi nei pazienti con ictus ad alto funzionamento. Questo studio dimostra una valutazione single-task e dual-task basata sul paradigma Stroop e conferma la sua fattibilità attraverso esperimenti di casi e la valutazione sincronizzata della spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso. Il tempo di reazione di Stroop e la velocità corretta sono utilizzati come indicatori principali per valutare il livello cognitivo dei soggetti. Questo protocollo di studio mira a fornire nuove idee per capire l'effetto massimale nel fallimento della valutazione clinica generale per i pazienti con ictus ad alto funzionamento.
Introduction
L'ictus è la principale causa di disabilità negli esseri umani1 e può causare vari gradi di deficit motori, cognitivi, emotivi e altri deficit funzionali2. Alcuni pazienti colpiti da ictus con prognosi migliore e solo lievi difetti funzionali mostrano una maggiore autonomia funzionale nelle attività quotidiane, ma lo stato funzionale della loro disabilità potrebbe non essere sufficiente a sostenere il loro ritorno al lavoro o le attività precedenti. Questi pazienti sono indicati come pazienti con ictus ad alto funzionamento 3,4. A causa dei loro deficit funzionali minori, è difficile identificare le loro disfunzioni, soprattutto in termini di funzioni cognitive, attraverso la valutazione generale delle scale funzionali, come la valutazione cognitiva di Montreal (MoCA)5 e la valutazione clinica della demenza (CDR)6, che hanno un effetto soffitto e scarsa sensibilità per identificare lievi difetti funzionali nei pazienti con ictus ad alto funzionamento. Pertanto, è necessario sviluppare metodi oggettivi e semplici per identificare la disfunzione cognitiva nei pazienti con ictus ad alto funzionamento.
Negli ultimi anni, i vantaggi del paradigma dual-task nella valutazione e nella formazione sono gradualmente diventati valutati 7,8. Ad esempio, i pazienti possono eseguire normalmente semplici compiti cognitivi singoli (ad esempio, calcolo) ma mostrano vari gradi di declino cognitivo quando vengono aggiunti compiti aggiuntivi 9,10 (ad esempio, camminare mentre si conta). Manaf et al. hanno scoperto che i pazienti colpiti da ictus usano spesso strategie compensative quando eseguono doppi compiti cognitivo-motori, come mantenere la stabilità sacrificando le prestazioni dei compiti cognitivi11. Pertanto, la valutazione a doppio compito può avere vantaggi nell'identificare i deficit cognitivi nei pazienti con ictus ad alto funzionamento. Da un lato, il contenuto della valutazione del doppio compito è più vicino alla vita quotidiana di un singolo compito, come camminare osservando l'ambiente circostante o parlare e chiamare. In studi precedenti, il compito camminare + nominare e camminare + attraversare ostacoli sono stati progettati per simulare la camminata in ambienti reali12.
D'altra parte, la capacità esecutiva nei compiti duali ha una stretta relazione con l'attenzione divisa (appartenente alla categoria della funzione cognitiva avanzata)13. L'attenzione divisa è la capacità di gestire più attività contemporaneamente e allocare l'attenzione a due o più attività14. Questa abilità cognitiva è di grande importanza per migliorare l'efficienza delle attività quotidiane. Pertanto, i risultati della valutazione a doppio compito possono essere utilizzati per riflettere l'attenzione divisa dell'individuo. Normalmente, le persone possono affrontare due o più compiti semplici contemporaneamente nella loro vita quotidiana e non sono disturbati. Tuttavia, quando la funzione cerebrale è compromessa, ci possono essere più interferenze a doppio compito di fronte a semplici compiti duplici; Cioè, quando si eseguono compiti duplici, l'attenzione divisa ridotta può essere suscettibile di compromettere l'esecuzione di uno o due compiti15. Si è concluso che l'esecuzione di due compiti ha maggiori probabilità di essere in grado di rilevare il deterioramento avanzato della funzione cognitiva nei pazienti con ictus ad alto funzionamento.
Il paradigma di Stroop è un paradigma sperimentale classico per studiare l'effetto Stroop (noto anche come effetto conflitto)16, che è stato ampiamente utilizzato nella valutazione dell'attenzione nei test di funzione cognitiva, specialmente nel campo dell'inibizione dell'attenzione17. Il classico effetto Stroop si riferisce al fatto che è difficile per gli individui rispondere rapidamente e con precisione a stimoli non dominanti a causa dell'interferenza della risposta dominante. Ciò si traduce in un tempo di risposta più lungo e una minore precisione di risposta per gli stimoli non dominanti. La differenza nel tempo di reazione o nel tasso di precisione tra reazioni dominanti e non dominanti è l'effetto Stroop18. Pertanto, lo Stroop richiede alti livelli di attenzione19. Gli effetti Stroop più piccoli rappresentano una maggiore inibizione dell'attenzione, mentre gli effetti Stroop più grandi rappresentano un declino dell'inibizione dell'attenzione18.
Il paradigma Stroop può essere più adatto per valutare la disfunzione cognitiva in pazienti con ictus ad alto funzionamento e ha una maggiore sensibilità e specificità per la valutazione dell'attenzione rispetto alla tradizionale scala di valutazione clinica20. Pertanto, questo studio ha progettato una valutazione a doppio compito basata sul paradigma Stroop per identificare i deficit cognitivi nei pazienti con ictus ad alto funzionamento. Il protocollo include anche la valutazione clinica della funzione cognitiva, della funzione motoria degli arti inferiori e della funzione di equilibrio nei pazienti colpiti da ictus per garantire che i pazienti possano completare la valutazione a doppio compito. La spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso (fNIRS) è stata utilizzata come strumento di valutazione oggettiva della funzione cerebrale per rilevare l'attivazione della funzione cerebrale in pazienti con ictus ad alto funzionamento sotto il duplice compito. L'efficacia e la fattibilità dello schema di valutazione dual-task basato sul paradigma Stroop sono state verificate dal punto di vista del neuroimaging, che fornisce nuovi aspetti per la pratica clinica.
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Protocol
Questo progetto è stato approvato dalla Medical Ethics Association del quinto ospedale affiliato della Guangzhou Medical University (n. KY01-2020-08-06) ed è stato registrato presso il China Clinical Trial Registration Center (No. ChiCTR2000036514). Il consenso informato è stato ottenuto dai pazienti per l'utilizzo dei loro dati in questo studio.
1. Assunzione
- Reclutare pazienti colpiti da ictus con condizioni stabili come confermato dall'esame di imaging-diagnosi conforme ai criteri diagnostici della malattia cerebrovascolare del ramo di neurologia dell'Associazione medica cinese (2005). Scegli i pazienti con ictus allo stadio IV21 di Brunnstrom.
- Assicurarsi che i pazienti possano completare le attività quotidiane di base in modo indipendente. Assicurarsi che i pazienti siano privi di evidente deterioramento cognitivo e soddisfino i seguenti requisiti: MoCA nel range di normalità; nessuna negligenza unilaterale (Test di Albert, numero di omissioni ≤2)22; nessun'altra malattia neurologica, come i difetti del linguaggio; e può collaborare con le istruzioni pertinenti per completare questo studio.
- Assicurati che i soggetti partecipino volontariamente al test e firmino un modulo di consenso informato.
2. Valutazione clinica
- Registra le informazioni del soggetto, inclusi nome, sesso, data di nascita, livello di istruzione, indice di massa corporea, storia medica e storia dei farmaci.
- Eseguire la valutazione della funzione cognitiva.
- Esegui MoCA23 su pazienti colpiti da ictus ponendo 11 domande che affrontano l'attenzione e la concentrazione dei soggetti, la funzione esecutiva, la memoria, il linguaggio, le capacità di struttura visiva, il pensiero astratto, l'informatica e l'orientamento.
- Il punteggio totale del MoCA è 30, che è correlato al livello di istruzione. Se il soggetto ha richiesto meno di 12 anni di istruzione, aggiungere un punto al punteggio totale di MoCA. Considera un punteggio di 26 e superiore come normale23.
- Eseguire un CDR24 sui pazienti colpiti da ictus. Raccogliere informazioni durante interviste strutturate con pazienti colpiti da ictus e le loro famiglie e valutare le capacità dei soggetti in sei aspetti: memoria, orientamento, giudizio e risoluzione dei problemi, lavoro e interazione sociale, vita familiare e hobby personale e vita indipendente.
- Il punteggio più alto possibile è 3. Valutare i punteggi ottenuti come segue: punteggio totale = 0 indica nessuna demenza; punteggio totale = 0,5 indica sospetta demenza; punteggio totale = 1 indica un lieve deterioramento cognitivo; punteggio totale = 2 indica un moderato deterioramento cognitivo; e il punteggio totale = 3 indica un grave deterioramento cognitivo24.
- Eseguire il test di Albert per rilevare la presenza di negligenza spaziale unilaterale (USN) in pazienti con ictus. Chiedi al soggetto di barrare tutte le linee che sono posizionate in orientamenti casuali su un pezzo di carta.
- Presenta il soggetto con una serie di 40 linee nere, ciascuna lunga circa 2 cm, orientate casualmente su un foglio di carta bianca da 11 in x 8,6 in formato sei file. Valutare la presenza o l'assenza di USN, in base al numero di linee lasciate non incrociate su ciascun lato del foglio di prova. Se alcune linee non vengono attraversate e più del 70% di queste linee non incrociate si trovano sullo stesso lato del deficit motorio, ciò indica negligenza spaziale unilaterale.
- Eseguire la valutazione della funzione motoria.
- Eseguire la valutazione Fugl-Meyer (FMA) sui pazienti colpiti da ictus per valutare la funzione motoria, la sensazione, l'equilibrio, la gamma di movimento articolare e il dolore articolare nei pazienti con emiplegia post-ictus. Il dominio motorio include elementi che valutano il movimento, la coordinazione e le azioni riflesse della spalla, del gomito, dell'avambraccio, del polso, della mano, dell'anca, del ginocchio e della caviglia.
- Il punteggio della funzione motoria varia da 0 (emiplegia) a 100 punti (prestazione motoria normale), suddivisi in 66 punti per gli arti superiori e 34 punti per gli arti inferiori. Valutare il punteggio come segue: 0-49 punti indicano grave compromissione motoria; 50-84 punti indicano una marcata compromissione motoria; 85-95 punti indicano una compromissione motoria moderata; e 96-99 punti indicano una leggera compromissione motoria.
- Eseguire la valutazione della funzione di bilanciamento.
- Eseguire la bilancia Berg (BBS)27 sul paziente colpito da ictus, con un totale di 14 elementi da facile a difficile, tra cui equilibrio seduto, equilibrio in piedi, trasferimento del corpo, rotazione e posizione eretta a gamba singola.
- Valuta i punteggi come segue: il punteggio più alto sulla scala è 56; un punteggio totale di <40 punti suggerisce un rischio di caduta; 0-20 punti segnati indica una scarsa funzione di equilibrio e che è necessaria una sedia a rotelle; 21-40 punti segnati suggeriscono che il soggetto ha una certa funzione di equilibrio e ha bisogno di camminare con assistenza; 41-56 punti segnati suggerisce una buona funzione di equilibrio e che il soggetto può camminare autonomamente28.
- Eseguire la valutazione del rischio di caduta.
- Eseguire il timed up and go test (TUGT)29 su pazienti colpiti da ictus. Chiedi al soggetto di alzarsi dalla sedia, camminare per 3 m, girare il corpo, quindi tornare indietro e sedersi sulla sedia a una velocità confortevole per garantire la sicurezza. Allo stesso tempo, chiedi al valutatore di cronometrare l'intero processo dall'emissione dell'ordine di partenza alla sedia.
- Valutare il risultato ottenuto come segue: se il tempo totale per il soggetto di completare TUGT ≥14 s, indica che il soggetto ha il rischio di cadere29.
3. Valutazioni delle attività di Stroop
- Eseguire la valutazione della singola attività Stroop (solo attività Stroop; Figura 1).
- Chiedere al paziente di sedersi su una sedia stabile.
- Eseguire il software di presentazione degli stimoli commerciali e selezionare le prove di test di congruenza. Crea un nuovo profilo per il paziente. Selezionare le prove di test di congruenza dell'attività Stroop e ripetere tre prove.
- Eseguire il seguente paradigma sperimentale. Progettare l'esperimento con un tempo di riposo del paziente di 10 s e quindi chiedere al paziente di eseguire un test cognitivo con una frequenza di 6 s per un totale di tre prove, con ogni prova con uno stimolo di 60 s + 60 s di riposo.
- Impostare la durata totale dell'esperimento su 370 s (il processo specifico è mostrato nella Figura 1). Nella fase di riposo, chiedere al paziente di rilassarsi. Quando l'esperimento è nella fase di stimolazione, chiedere al paziente di eseguire il test relativo all'attenzione, completare l'attività in 6 s e completarla 10x in 60 s.
- Chiedere ai pazienti di seguire le istruzioni per le due prove di prova come descritto di seguito.
- Selezionare le prove di test di congruenza. Fare clic sul pulsante freccia a sinistra (←) il prima possibile quando
viene visualizzato a sinistra del quadrato. Fare clic sul pulsante freccia a destra (→) il prima possibile quando 
viene visualizzato a destra del quadrato. - Selezionare le prove di test di incongruenza, che condividono lo stesso passaggio delle prove di test di congruenza. Fare clic sul pulsante freccia a sinistra (←) il prima possibile quando viene mostrato a sinistra del quadrato, ignorando il significato del carattere e concentrandosi sulla sua posizione.
- Fare clic sul pulsante freccia a destra (→) il prima possibile, quando viene mostrato a destra del quadrato, ignorando il significato del carattere e concentrandosi sulla sua posizione. Completare l'attività, salvare i dati ed esportare i dati in un database autocostruito.
- Selezionare le prove di test di congruenza. Fare clic sul pulsante freccia a sinistra (←) il prima possibile quando
- Eseguire la valutazione dual-task di Stroop (Stroop task + controllo del bilanciamento).
- Chiedi al paziente di sedersi su una palla di equilibrio con il terapeuta responsabile della protezione del paziente. Lascia che il paziente completi il paradigma sperimentale di Stroop con i passaggi sopra menzionati (passi 3.1.1.-3.1.5.).
- Quando l'esperimento è in una fase di riposo, chiedere al paziente di mantenere l'equilibrio e rilassarsi sulla sfera di equilibrio il più possibile. Quando l'esperimento è in stato di stimolazione, chiedere al paziente di eseguire il test relativo all'attenzione mantenendo l'equilibrio sulla sfera di equilibrio il più possibile.
- Chiedi al paziente di sedersi su una palla di equilibrio con il terapeuta responsabile della protezione del paziente. Lascia che il paziente completi il paradigma sperimentale di Stroop con i passaggi sopra menzionati (passi 3.1.1.-3.1.5.).
4. Valutazione fNIRS
- Posizionare 10 sorgenti luminose e 12 ricevitori sul cappuccio del test fNIRS per corrispondere alle quattro regioni di interesse (ROI) di questo studio, che includono la corteccia prefrontale sinistra (LPFC), la corteccia prefrontale destra (RPFC), la corteccia del promotore sinistro (LPMC) e la corteccia del promotore destro (RPMC).
- Preparazione del soggetto
- Informare i soggetti dello scopo sperimentale e osservare i pazienti.
- Assicurarsi il sito Cz nella parte superiore del cappuccio di prova, il quarto punto dalla fronte al lobo occipitale sulla linea mediana del cappuccio completo. Assicurarsi che il punto medio della connessione si trovi tra la radice nasale e il bordo inferiore della protuberanza occipitale, il punto di intersezione della connessione dalla radice nasale alla protuberanza occipitale o la connessione tra la fossa auricolare superiore di entrambe le orecchie (cymba conchae).
- Posizionare il cappuccio sulla testa del soggetto e regolare la posizione del cappuccio in modo che il punto Cz sulla testa del soggetto coincida con il punto Cz sul cappuccio. Stringere la cravatta su entrambi i lati del cappuccio e consentire alle orecchie del soggetto di perforare lo spazio; La parte anteriore del cappuccio è naturalmente attaccata alla fronte e la parte posteriore è naturalmente attaccata all'occipite.
- Acquisizione e pre-acquisizione
- Aprire il software, selezionare il soggetto sperimentale e inserire le informazioni di base dei pazienti. Impostare la frequenza di campionamento su 11 Hz.
- Fare clic sul pulsante Pre-acquisizione per avviare la pre-acquisizione e calibrare il segnale di prova. In base all'intensità del segnale di ciascun punto visualizzato dalla spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso, regolare i punti di segnale deboli spostando il cappuccio o esponendo ulteriormente il cuoio capelluto. Quando l'intensità del segnale di ciascun punto raccolto dal tappo tende ad essere stabile, interrompere la pre-raccolta e fare clic sul pulsante di guadagno automatico. Fare clic sul pulsante Start per raccogliere il segnale.
NOTA: Assicurarsi della qualità del segnale durante l'acquisizione e la pre-acquisizione come segue. La curva del segnale di intensità luminosa originale deve essere stabile, accompagnata da una fluttuazione del segnale del battito cardiaco di 1-2 Hz e il valore deve soddisfare la soglia ragionevole impostata dall'apparecchiatura. L'intensità del segnale può essere indicata dal colore, dove l'intensità del segnale del display grigio è bassa, il giallo è buono, il verde è eccellente e il rosso è troppo forte.
- Eseguire la valutazione delle singole attività di Stroop sincronizzata con fNIRS. Quindi, eseguire la valutazione dual-task di Stroop sincronizzata con fNIRS.
5. Trattamento e analisi dei dati
- Elaborare informazioni generali e dati di valutazione clinica dei pazienti.
- Analizza i dati nel vicino infrarosso utilizzando il pacchetto software NirSpark in MATLAB.
- Eseguire la pre-processione dei dati.
- Fai clic sul pulsante Escludi per eliminare l'intervallo di tempo non correlato all'esperimento. Fare clic sul pulsante Movimento per eliminare gli artefatti di movimento causati da attività fisiologiche come respirazione, battito cardiaco, polso, ecc. E attività involontarie come lampeggiare, deglutire, ecc. E convertire il segnale di intensità luminosa in un segnale di densità ottica.
- Fare clic sul pulsante Filtro per selezionare il filtro passa banda (0,01-0,2 Hz) per rimuovere il rumore fisiologico e strumentale. Fare clic sul pulsante Hemo per calcolare le variazioni relative di ossiemoglobina (HbO2) e deossiemoglobina (HbR) secondo la legge di Beer-Lambert modificata e convertire il segnale di densità ottica nel segnale di concentrazione di ossigeno nel sangue.
NOTA: HbO 2 è più sensibile ai cambiamenti tra le condizioni rispetto all'HbR, quindi l'analisi successiva utilizza solo i dati HbO2 in questo protocollo di studio.
- Costruzione di modelli lineari generali (GLM)
- Scegliere HbO2 in Tipo di hemo come dati di analisi. Fare clic sul pulsante Specifica per prendere secondi come unità di tempo e selezionare il tipo di HRF standard come funzione di base. Quindi, eliminare la fase di riposo per stabilire la matrice di progettazione GLM e selezionare la fase di stimolo nell'attività in base al progetto sperimentale.
- Fare clic sul pulsante Stima per adattare la matrice di progettazione stabilita ai dati raccolti. Fare clic sul pulsante Visualizza per estrarre il valore β calcolato.
NOTA: GLM è una combinazione lineare di segnali emodinamici osservati (variabile dipendente) come regressioni interessanti (variabile compito), covariate ridondanti (come il rumore superficiale misurato in canali a corto raggio) e termini di errore.
- Calcolare il valore β come segue. Calcola i dati sperimentali nei ROI utilizzando il modello di correlazione lineare stabilito. Ottenere i parametri GLM del canale richiesto e derivare il valore β dell'attivazione cerebrale in ogni condizione sperimentale (cioè il coefficiente di peso nel modello lineare) per l'analisi.
- Eseguire la pre-processione dei dati.
- Eseguire il software di presentazione degli stimoli commerciali per esportare i dati sulle prestazioni delle attività cognitive nell'attività Stroop e ottenere l'accuratezza (ACC) e il tempo di reazione (RT) per l'analisi finale dei dati.
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Representative Results
Questo studio presenta i risultati di un paziente con ictus ad alto funzionamento, che era un maschio di 71 anni che soffriva di ictus ischemico con emiplegia sinistra 2 anni fa. La risonanza magnetica (MRI) presentava un infarto cronico bilaterale dai gangli della base alla corona radiante. Era in grado di camminare e vivere in modo indipendente nella comunità, ma non era soddisfatto del suo recupero cognitivo. Tuttavia, le valutazioni funzionali erano tutte all'interno del range di normalità: FMA = 100, BBS = 56/56, TUGT = 6, MoCA = 26/30, CDR = 0,5, Test di Albert = 0. Inoltre, abbiamo anche reclutato una giovane donna sana come controllo. Le informazioni dei soggetti sono riportate nella tabella 1.
I risultati della valutazione single/dual-task basati sul paradigma Stroop hanno mostrato che, nei pazienti con ictus ad alto funzionamento che eseguivano il test di Stroop single-task, l'RT degli studi di test di congruenza era più breve di quello degli studi di test di incongruenza e l'ACC era paragonabile agli studi di test di incongruenza (RT Congruence = 547,62 ms, RTIncongruence = 565,07 ms; Congruenza ACC =Incongruenza ACC = 100%). Durante l'esecuzione di prove di test di congruenza a doppio compito, l'RT dei pazienti con ictus ad alto funzionamento era superiore a quello dei soggetti giovani sani e anche il loro ACC era relativamente più basso (ictus RT = 587,03 ms, RTsalute = 363,07 ms; ACC stroke = 93,33%, ACC health = 100%), e la differenza nelle prove di incongruenza era maggiore di quella nelle prove di test di congruenza (RTstroke = 613,03 ms, RThealth = 384,67 ms; Ictus ACC = 90%,salute ACC = 100%; Tabella 2).
I risultati per la funzione cerebrale hanno mostrato che il valore β dei ROI nel paziente con ictus era inferiore a quello del soggetto giovane sano durante il processo di esecuzione di doppi compiti (RDLPFC: ictus β = -0,006, βsalute = 0,1366; LDPFC: βictus = -0,0196, βsalute = 0,0976). Il resto delle regioni del cervello sono mostrate in Figura 2 e Figura 3.
Figura 1: Il paradigma Stroop single/dual-task e il progetto fNIRS . (A) Prove di prova di congruenza. (B) Prove di incongruenza. (C) Il diagramma temporale del paradigma Stroop single/dual-task. Abbreviazioni:ms = millisecondo; s = secondo; 
= sinistra; 
= giusto. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 2: I valori β in ROI dell'effetto Stroop dual-task. I valori β di ROI nel paziente con ictus erano inferiori a quelli del giovane soggetto sano durante il doppio compito di Stroop. Abbreviazioni: ROI = regioni di interesse; RDLPFC = corteccia prefrontale dorsolaterale destra; LDPFC = corteccia prefrontale dorsolaterale sinistra; RPMC = corteccia del promotore destro; LPMC = corteccia promotoria sinistra; RSM1 = corteccia senso-motoria primaria destra 1; RPMC = corteccia senso-motoria primaria destra. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 3: Concentrazione di ossigeno nel sangue nelle regioni cerebrali del paziente colpito da ictus e del soggetto giovane sano sotto l'effetto Stroop a doppio compito. (A) Concentrazione di ossigeno nel sangue nelle regioni cerebrali del paziente colpito da ictus sotto l'effetto Stroop a doppio compito. (B) Concentrazione di ossigeno nel sangue nelle regioni cerebrali del soggetto giovane sano sotto l'effetto Stroop a doppio compito. I valori di β sono indicati da barre colorate. I risultati della funzione cerebrale hanno mostrato che il valore β dei ROI nel paziente con ictus era inferiore a quello del soggetto giovane sano durante le prestazioni a doppio compito. Abbreviazioni: R-DLPFC = corteccia prefrontale dorsolaterale destra; L-DLPFC = corteccia prefrontale dorsolaterale sinistra; R-PMC = corteccia del promotore destro; L-PMC = corteccia promotoria sinistra; R-SMI = corteccia senso-motoria primaria destra; R-PMC = corteccia senso-motoria primaria destra. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
| Caratteristiche | Soggetto giovane sano | Paziente colpito da ictus |
| Età (anno) | 21 | 71 |
| Genere | femmina | maschio |
| BMI (kg/m2) | 22.27 | 23.81 |
| Valutazione cognitiva | ||
| Valutazione cognitiva di Montreal (MoCA) | 30/30 | 26/30 |
| Valutazione della demenza clinica (CDR) | 0 | 0.5 |
| Test di Albert | 0 | 0 |
| Valutazione del motore e dell'equilibrio | ||
| Tappa Brunnstrom | NT | V stadio |
| Valutazione Fugl-Meyer (FMA) | 100 | 100 |
| Bilancia Berg (BBS) | 56/56 | 52/56 |
| Timed Up and Go Test (TUGT) (s) | 6 | 11 |
| Abbreviazioni: BMI, indice di massa corporea; kg/m2, chilogrammo per metro quadrato; NT, Non testabile; s, secondo. | ||
Tabella 1: Le informazioni di base e le caratteristiche del soggetto giovane sano e del paziente colpito da ictus.
| Prove di test di congruenza | Prove di prova di incongruenza | |||
| ACC | RT(ms) | ACC | RT(ms) | |
| Il paziente colpito da ictus | 93.33% | 587.03 | 90% | 613.03 |
| Il soggetto giovane sano | 100% | 363.07 | 100% | 384.67 |
| Abbreviazioni: ACC, accuratezza; RT, tempo di reazione; ms, millisecondo. | ||||
Tabella 2: L'ACC e RT del soggetto giovane sano e del paziente colpito da ictus nel duplice compito. Abbreviazioni: ACC = accuratezza; RT = tempo di reazione; ms = millisecondo.
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Discussion
Nel nostro studio, i risultati delle scale di valutazione cognitiva clinica di routine per il paziente con ictus ad alto funzionamento non hanno mostrato alcun deficit cognitivo significativo. Tuttavia, queste scale di valutazione potrebbero mostrare un effetto massimale ed essere meno sensibili per identificare i deficit cognitivi lievi dei pazienti con ictus ad alto funzionamento. Quindi, questo protocollo ha ulteriormente selezionato ACC e RT nella valutazione dual-task basata sul paradigma Stroop come indicatori principali per identificare i deficit cognitivi dei pazienti con ictus ad alto funzionamento. I risultati hanno mostrato che, quando il paziente con ictus ad alto funzionamento ha eseguito il paradigma Stroop a doppio compito, il loro RT era significativamente più lungo di quello del soggetto giovane sano, l'ACC era anche relativamente più basso e la differenza negli studi di test di incongruenza era maggiore di quella negli studi di test di congruenza. Inoltre, lo studio ha anche utilizzato fNIRS per rilevare l'entità dell'attivazione cerebrale dei soggetti nelle regioni cognitive durante l'esecuzione del compito singolo / doppio in tempo reale in modo da verificare la fattibilità dello schema. I dati mostrano che il valore β dei ROI del paziente con ictus ad alto funzionamento era inferiore a quello del soggetto sano.
Questo protocollo di studio ha progettato il paradigma Stroop combinato con il controllo del movimento e i moduli della scala di valutazione funzionale motoria delle scale cliniche di routine, tra cui FMA, BBS e TUGT. Tra questi, la FMA è stata utilizzata per valutare la funzione motoria degli arti inferiori dei soggetti, la BBS è stata utilizzata per valutare la funzione dell'equilibrio e la TUGT è stata utilizzata per valutare il rischio di caduta. I risultati della valutazione erano tutti all'interno del normale intervallo di funzione motoria. I risultati della valutazione delle scale cliniche di routine hanno mostrato che il paziente colpito da ictus incluso nello studio era un paziente con ictus ad alto funzionamento. D'altra parte, ha anche assicurato che il soggetto incluso fosse in grado di completare il compito motorio nell'esperimento. Inoltre, i moduli della scala di valutazione del funzionamento cognitivo delle scale cliniche di routine includevano il MoCA, il CDR e il test di Albert. Tra questi, il MoCA e il CDR sono stati utilizzati per valutare il livello di cognizione e il test di Albert è stato utilizzato per valutare se il soggetto soffriva di negligenza spaziale unilaterale. Considerando che le scale di valutazione del funzionamento cognitivo clinico sono semi-quantitative e hanno un effetto massimale e che vi è una mancanza di sensibilità nella valutazione dei pazienti con disfunzione cognitiva lieve, che causa alcune limitazioni nella valutazione delle scale cliniche per i pazienti con ictus ad alto funzionamento, è necessario trovare un approccio superiore per risolvere questo problema. Inoltre, il protocollo di studio ha utilizzato l'ACC e l'RT del paradigma Stroop come indicatori oggettivi per migliorare la sensibilità dei risultati della valutazione.
Secondo i risultati rappresentativi, quando il paziente con ictus ad alto funzionamento ha eseguito il paradigma Stroop a compito singolo, l'RT delle prove di test di congruenza era più breve di quello delle prove di test di incongruenza e l'ACC era comparabile tra le due prove di test. Durante il paradigma single-task, il paziente con ictus ad alto funzionamento è stato in grado di completare bene il test di Stroop, senza mostrare evidenti deficit cognitivi. Tuttavia, quando il paziente con ictus ad alto funzionamento ha eseguito il paradigma Stroop a doppio compito, l'RT era significativamente superiore a quello del soggetto giovane sano e l'ACC del paziente con ictus ad alto funzionamento era inferiore. Inoltre, la differenza nella prova di prova di incongruenza era più significativa rispetto alla prova di congruenza. Durante il paradigma a doppio compito, il paziente con ictus ad alto funzionamento aveva una capacità indebolita di eseguire entrambi i compiti contemporaneamente a causa dei suoi potenziali deficit cognitivi. Il paziente usa spesso strategie compensative (cioè, per mantenere la stabilità sacrificando le prestazioni del compito cognitivo), che espone i deficit cognitivi in termini di prestazioni relativamente scarse del compito. Nelle prove di test di incongruenza, la difficoltà dei compiti cognitivi è aumentata, il che ha reso la differenza nelle prestazioni tra il paziente con ictus ad alto funzionamento e il soggetto giovane sano più significativa e più facilmente esposto ai deficit cognitivi del paziente con ictus ad alto funzionamento. Pertanto, questo studio propone un approccio di valutazione a doppio compito basato sul paradigma Stroop per identificare i deficit cognitivi nei pazienti con ictus ad alto funzionamento.
Inoltre, lo studio ha utilizzato anche la tecnica fNIRS per verificare la fattibilità di questo protocollo. In un caso di studio, fNIRS è stato utilizzato per monitorare l'attivazione cerebrale dei soggetti nelle regioni cognitive in tempo reale durante periodi di attività singola / doppia e sono stati selezionati sei ROI da aree cognitive per calcolare il valore β30. I risultati del caso di studio hanno mostrato che il valore β dei ROI nel paziente con ictus era inferiore a quello del soggetto sano. Nel processo di esecuzione del duplice compito, il soggetto sano ha utilizzato le risorse cerebrali per completare il compito cognitivo e il compito motorio contemporaneamente attivando più regioni cerebrali; Quando il paziente con ictus ad alto funzionamento ha eseguito il doppio compito, aree cerebrali sufficienti non erano attive a causa di danni parziali alla funzione cerebrale. Pertanto, non sono state generate risorse cerebrali sufficienti per soddisfare i requisiti di esecuzione dei compiti cognitivi e motori allo stesso tempo, il che ha reso le prestazioni inferiori a quelle del soggetto sano. Secondo i risultati del monitoraggio fNIRS, il grado di attivazione cerebrale nel paziente con ictus ad alto funzionamento era effettivamente inferiore a quello nel soggetto sano, il che ha confermato la fattibilità dell'utilizzo del paradigma Stroop a doppio compito per identificare i deficit cognitivi nei pazienti con ictus ad alto funzionamento.
Sebbene il numero di soggetti inclusi sia limitato in questo studio, un precedente caso di studio di Zlatko Matjačić et al.31 ha dimostrato che l'allenamento dell'equilibrio di disturbo utilizzando un robot può essere un metodo fattibile, e questo risultato illustra l'efficacia del caso di studio mostrato qui. Inoltre, questo studio mostra l'intero processo del disegno sperimentale e dimostra la fattibilità di questo protocollo con l'aiuto dei risultati di un caso di studio. Prima del processo, i soggetti devono comprendere le regole ed eseguire sufficientemente i processi del test di Stroop. Inoltre, uno o due pretest dovrebbero essere eseguiti dai soggetti prima dell'esperimento formale per fare progressi regolari e migliorare l'accuratezza dei dati. Inoltre, la sicurezza del paziente con ictus ad alto funzionamento deve essere garantita tutto il tempo sulla palla di equilibrio durante il paradigma Stroop a doppio compito, quindi è necessario assicurarsi che ci sia un membro dello staff professionale responsabile della sicurezza dei soggetti.
Questo protocollo ha alcune limitazioni. In primo luogo, questo studio mira a dimostrare un metodo di valutazione a doppio compito in grado di identificare i deficit cognitivi nei pazienti con ictus ad alto funzionamento. I risultati rappresentativi presentano solo i risultati della valutazione di un soggetto. In secondo luogo, questo protocollo prende solo il compito cognitivo dell'equilibrio come paradigma dual-task e non riesce a mostrare una varietà di schemi di valutazione dual-task. Saranno necessari studi futuri per integrare questo.
Questo studio propone il paradigma Stroop a doppio compito, che potrebbe essere utilizzato per identificare i deficit cognitivi nei pazienti con ictus ad alto funzionamento.
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Disclosures
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Acknowledgments
Questo studio è stato supportato da sovvenzioni della National Natural Science Foundation of China (n. 81804004, 81902281), China Postdoctoral Science Foundation (n. 2018M643207), Shenzhen Municipal Health Commission Project (No. SZBC2018005), Shenzhen Science and Technology Project (No. JCYJ20160428174825490), il Programma di orientamento generale della salute municipale di Guangzhou e pianificazione familiare (n. 20211A010079, 20211A011106), Guangzhou e University Foundation (n. 202102010100), Guangzhou Medical University Foundation (No. PX-66221494), Key Laboratory of Guangdong Higher Education Institutes [Numero di sovvenzione: 2021KSYS009] e Dipartimento dell'Istruzione della Provincia del Guangdong [Numero di sovvenzione: 2021ZDZX2063].
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Balance Ball | Shanghai Fanglian Industrial Co, China | PVC-KXZ-EVA01-2015 | NA |
| E-Prime 3.0 | Psychology softwares Tools | commercial stimulus presentation software | |
| fNIRS | Hui Chuang, China | NirSmart-500 | NA |
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