Summary
Klinik değerlendirme ölçekleri, yüksek fonksiyonlu inme hastalarında bilişsel işlev bozukluğuna yeterince duyarlı değildir. İkili görev paradigması, bilişsel işlev bozukluğunun değerlendirilmesinde ve bilişsel eğitiminde avantajlar ve potansiyel sunar. Buradaki çalışma, yüksek işlevli inme hastalarında bilişsel işlev bozukluğunu tanımlamak için çift görevli bir Stroop paradigması önermektedir.
Abstract
Genel klinik bilişsel değerlendirme ölçekleri, yüksek işlevli inme hastalarında bilişsel bozulmaya yeterince duyarlı değildir. Çift görevli değerlendirme, yüksek işlevli inme hastalarında bilişsel eksiklikleri tanımlamak için avantajlara sahiptir ve klinik değerlendirme ve bilişsel eğitimde kademeli olarak uygulanmaktadır. Ayrıca, Stroop paradigması, geleneksel klinik bilişsel değerlendirme ölçeklerinden daha yüksek dikkat değerlendirmesi için duyarlılık ve özgüllüğe sahiptir. Bu nedenle, bu çalışma, yüksek işlevli inme hastalarında bilişsel eksiklikleri tanımlamak için Stroop paradigmasına dayanan çift görevli değerlendirmeyi sunmaktadır. Bu çalışma, Stroop paradigmasına dayanan tek ve çift görevli bir değerlendirmeyi göstermektedir ve vaka deneyleri ve senkronize fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi değerlendirmesi yoluyla fizibilitesini doğrulamaktadır. Stroop reaksiyon süresi ve doğru oranı, deneklerin bilişsel seviyesini değerlendirmek için ana göstergeler olarak kullanılır. Bu çalışma protokolü, yüksek işlevli inme hastalarında genel klinik değerlendirme başarısızlığında tavan etkisini anlamak için yeni fikirler sunmayı amaçlamaktadır.
Introduction
İnme, insanlarda engelliliğin önde gelen nedenidir1 ve değişen derecelerde motor, bilişsel, duygusal ve diğer fonksiyonel eksikliklere neden olabilir2. Daha iyi prognozu olan ve sadece hafif fonksiyonel kusurları olan bazı inme hastaları günlük aktivitelerde daha fazla fonksiyonel özerklik gösterir, ancak sakatlıklarının fonksiyonel durumu, işe veya önceki aktivitelere dönüşlerini desteklemek için yeterli olmayabilir. Bu hastalar yüksek fonksiyonlu inme hastaları olarak adlandırılır 3,4. Küçük fonksiyonel eksiklikleri nedeniyle, yüksek işlevli inme hastalarında hafif fonksiyonel kusurları tanımlamak için tavan etkisi ve zayıf duyarlılığa sahip olan Montreal bilişsel değerlendirme (MoCA)5 ve klinik demans derecelendirmesi (CDR)6 gibi işlev ölçeklerinin genel değerlendirmesi yoluyla, özellikle bilişsel işlevler açısından işlev bozukluklarını tanımlamak zordur. Bu nedenle, yüksek fonksiyonlu inme hastalarında bilişsel işlev bozukluğunu tanımlamak için objektif ve basit yöntemler geliştirmek gereklidir.
Son yıllarda, çift görev paradigmasının değerlendirme ve eğitimdeki avantajları giderek 7,8 değerinde hale gelmiştir. Örneğin, hastalar basit bilişsel tek görevlerde (örneğin, hesaplama) normal performans gösterebilir, ancak ek görevler 9,10 eklendiğinde değişen derecelerde bilişsel düşüş gösterebilir (örneğin, sayarken yürüme). Manaf ve ark., inme hastalarının bilişsel görev performansını feda ederek stabiliteyi korumak gibi bilişsel-motor ikili görevleri yerine getirirken sıklıkla telafi edici stratejiler kullandıklarını bulmuşlardır11. Bu nedenle, çift görevli değerlendirme, yüksek işlevli inmeli hastalarda bilişsel eksiklikleri belirlemede avantajlara sahip olabilir. Bir yandan, çift görevli değerlendirmenin içeriği, çevredeki çevreyi gözlemlerken yürümek veya konuşmak ve aramak gibi tek bir görevden ziyade günlük hayata daha yakındır. Önceki çalışmalarda, yürüme + adlandırma görevi ve yürüme + engelleri geçme görevi, gerçek ortamlarda yürümeyi simüle etmek için tasarlanmıştır12.
Öte yandan, ikili görevlerdeki yürütme yeteneği, bölünmüş dikkat (ileri bilişsel işlev kategorisine ait) ile yakın bir ilişkiye sahiptir13. Bölünmüş dikkat, aynı anda birden fazla görevi yerine getirme ve dikkati iki veya daha fazla göreve ayırma yeteneğidir14. Bu bilişsel beceri, günlük aktivitelerin verimliliğini artırmak için büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle, çift görevli değerlendirmenin sonuçları, bireyin bölünmüş dikkatini yansıtmak için kullanılabilir. Normalde insanlar günlük yaşamlarında iki veya daha fazla basit görevle aynı anda başa çıkabilir ve rahatsız edilmezler. Bununla birlikte, beyin fonksiyonu bozulduğunda, basit ikili görevlerle karşı karşıya kaldığında daha fazla çift görev girişimi olabilir; Yani, ikili görevleri yerine getirirken, azaltılmış bölünmüş dikkat, bir veya iki görevin performansının bozulmasına neden olabilir15. Çift görevli yürütmenin, yüksek işlevli inmeli hastalarda ileri bilişsel işlev bozukluğunu tespit edebilme olasılığının daha yüksek olduğu sonucuna varılmıştır.
Stroop paradigması, bilişsel işlev testlerinde, özellikle dikkat inhibisyonu 17 alanında, dikkat değerlendirmesinde yaygın olarak kullanılan Stroop etkisini (çatışma etkisi olarak da bilinir)16 incelemek için klasik bir deneysel paradigmadır. Klasik Stroop etkisi, baskın yanıtın müdahalesi nedeniyle bireylerin baskın olmayan uyaranlara hızlı ve doğru bir şekilde yanıt vermelerinin zor olduğu gerçeğini ifade eder. Bu, baskın olmayan uyaranlar için daha uzun bir tepki süresi ve daha düşük yanıt doğruluğu ile sonuçlanır. Baskın ve baskın olmayan reaksiyonlar arasındaki reaksiyon süresi veya doğruluk oranındaki fark, Stroop etkisi18'dir. Bu nedenle, Stroop yüksek düzeyde dikkat gerektirir19. Daha küçük Stroop etkileri daha yüksek dikkat inhibisyonunu temsil ederken, daha büyük Stroop etkileri dikkat inhibisyonunda bir düşüşü temsil eder18.
Stroop paradigması, yüksek işlevli inmeli hastalarda bilişsel işlev bozukluğunu değerlendirmek için daha uygun olabilir ve dikkat değerlendirmesi için geleneksel klinik değerlendirme ölçeği20'den daha yüksek duyarlılık ve özgüllüğe sahiptir. Bu nedenle, bu çalışma, yüksek işlevli inme hastalarında bilişsel eksiklikleri tanımlamak için Stroop paradigmasına dayanan çift görevli bir değerlendirme tasarlamıştır. Protokol ayrıca, hastaların çift görev değerlendirmesini tamamlayabilmelerini sağlamak için inme hastalarında bilişsel fonksiyon, alt ekstremite motor fonksiyonu ve denge fonksiyonunun klinik değerlendirmesini de içerir. Fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIRS), ikili görev altında yüksek işlevli inme hastalarında beyin fonksiyonunun aktivasyonunu tespit etmek için beyin fonksiyonu için objektif bir değerlendirme aracı olarak kullanılmıştır. Stroop paradigmasına dayanan çift görevli değerlendirme şemasının etkinliği ve fizibilitesi, klinik uygulama için yeni yönler sağlayan nörogörüntüleme perspektifinden doğrulanmıştır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Bu proje, Guangzhou Tıp Üniversitesi Beşinci Bağlı Hastanesi Tıp Etiği Derneği tarafından onaylanmıştır (No. KY01-2020-08-06) ve Çin Klinik Araştırma Kayıt Merkezi'nde (No. ChiCTR2000036514). Bu çalışmada verilerini kullanmak için hastalardan bilgilendirilmiş onam alınmıştır.
1. İşe Alım
- Görüntüleme muayenesi-tanısı ile doğrulandığı gibi stabil durumları olan inme hastalarının işe alınması, Çin Tabipler Birliği Nöroloji Şubesi'nin (2005) serebrovasküler hastalık tanı kriterlerine uygundur. Brunnstrom evre IV21'de inme geçiren hastaları seçin.
- Hastaların temel günlük aktivitelerini bağımsız olarak tamamlayabilmelerini sağlayın. Hastaların belirgin bilişsel bozukluk olmadığından ve aşağıdaki gereksinimleri karşıladığından emin olun: Normal aralıkta MoCA; tek taraflı ihmal olmaması (Albert Testi, ihmal sayısı ≤2)22; dil kusurları gibi başka nörolojik hastalık yok; ve bu çalışmayı tamamlamak için ilgili talimatlarla işbirliği yapabilir.
- Deneklerin sınava gönüllü olarak katılmalarını sağlayın ve bilgilendirilmiş bir onam formu imzalayın.
2. Klinik değerlendirme
- Ad, cinsiyet, doğum tarihi, eğitim seviyesi, vücut kitle indeksi, tıbbi öykü ve ilaç geçmişi dahil olmak üzere deneğin bilgilerini kaydedin.
- Bilişsel işlev değerlendirmesi yapın.
- MoCA23'ü inme hastalarına deneklerin dikkat ve konsantrasyonu, yürütücü işlevi, hafızası, dili, görsel yapı becerileri, soyut düşünme, hesaplama ve oryantasyonunu ele alan 11 soru sorarak uygulayın.
- MoCA'nın toplam puanı, eğitim seviyesi ile ilgili olan 30'dur. Konu 12 yıldan az eğitim aldıysa, MoCA'nın toplam puanına bir puan ekleyin. Normal 23 olarak26 ve daha yüksek bir puan düşünün.
- İnme hastalarına CDR24 uygulayın. İnme hastaları ve aileleri ile yapılandırılmış görüşmeler sırasında bilgi toplayın ve deneklerin yeteneklerini altı açıdan değerlendirin: hafıza, oryantasyon, yargılama ve problem çözme, iş ve sosyal etkileşim, aile hayatı ve kişisel hobi ve bağımsız yaşam.
- Mümkün olan en yüksek puan 3'tür. Elde edilen puanları şu şekilde değerlendirin: toplam puan = 0 demans olmadığını gösterir; toplam puan = 0.5 şüpheli demansı gösterir; toplam puan = 1 hafif bilişsel bozukluğu gösterir; toplam puan = 2, orta derecede bilişsel bozukluğu gösterir; ve toplam puan = 3, ciddi bilişsel bozukluğugösterir 24.
- İnme geçiren hastalarda tek taraflı mekansal ihmalin (USN) varlığını tespit etmek için Albert testini yapın. Özneden, bir kağıda rastgele yönlere yerleştirilmiş tüm çizgilerin üzerini çizmesini isteyin.
- Konuyu, her biri yaklaşık 2 cm uzunluğunda, altı sıra halinde 11 x 8,6 boyutunda beyaz bir kağıda rastgele yönlendirilmiş 40 siyah çizgiden oluşan bir dizi ile sunun. USN'nin varlığını veya yokluğunu, test sayfasının her iki tarafında geçilmemiş kalan çizgi sayısına göre değerlendirin. Herhangi bir çizgi geçilmeden bırakılırsa ve bu aşılmamış çizgilerin% 70'inden fazlası motor açığı ile aynı taraftaysa, bu tek taraflı mekansal ihmali gösterir.
- Motor fonksiyon değerlendirmesi yapın.
- İnme sonrası hemiplejisi olan hastalarda motor fonksiyonu, duyuyu, dengeyi, eklem hareket açıklığını ve eklem ağrısını değerlendirmek için inme hastalarında Fugl-Meyer Değerlendirmesini (FMA) gerçekleştirin. Motor alanı, omuz, dirsek, önkol, el bileği, el, kalça, diz ve ayak bileğinin hareketini, koordinasyonunu ve refleks hareketlerini değerlendiren öğeleri içerir.
- Motor fonksiyon skoru 0 (hemipleji) ile 100 puan (normal motor performans) arasında değişir, üst ekstremiteler için 66 puana ve alt ekstremiteler için 34 puana bölünür. Puanı şu şekilde değerlendirin: 0-49 puan ciddi motor bozukluğunu gösterir; 50-84 puan belirgin motor bozukluğunu gösterir; 85-95 puan orta derecede motor bozukluğu gösterir; ve 96-99 puan hafif motor bozukluğunu gösterir.
- Denge işlevi değerlendirmesi gerçekleştirin.
- İnme hastası üzerinde Berg denge ölçeği (BBS)27'yi , oturma dengesi, ayakta durma dengesi, vücut transferi, dönme ve tek bacak ayakta durma dahil olmak üzere kolaydan zora toplam 14 maddeyle uygulayın.
- Puanları şu şekilde değerlendirir: ölçekteki en yüksek puan 56'dır; Toplam <40 puanlık bir puan, düşme riskini gösterir; Alınan 0-20 puan, zayıf denge fonksiyonunu ve tekerlekli sandalyenin gerekli olduğunu gösterir; Atılan 21-40 puan, öznenin belirli bir denge işlevine sahip olduğunu ve yardımla yürümesi gerektiğini gösterir; Atılan 41-56 puan, iyi denge fonksiyonu ve öznenin bağımsız olarak yürüyebildiğini gösterir28.
- Düşme riski değerlendirmesi yapın.
- İnme hastalarında zamanlanmış ve git testi (TUGT)29'u gerçekleştirin. Deneğin sandalyeden kalkmasını, 3 m yürümesini, vücudunu çevirmesini, ardından geri dönmesini ve güvenliği sağlamak için sandalyeye rahat bir hızda oturmasını isteyin. Aynı zamanda, değerlendiriciden, kalkış emrinin verilmesinden sandalyeye oturmaya kadar tüm süreci zamanlamasını isteyin.
- Elde edilen sonucu şu şekilde değerlendirin: Deneğin TGT'yi tamamlaması için toplam süre ≥14 sn ise, deneğindüşme riski olduğunu gösterir 29.
3. Stroop görev değerlendirmeleri
- Stroop tek görev değerlendirmesini gerçekleştirin (Yalnızca Stroop görevi; Şekil 1).
- Hastadan sabit bir sandalyeye oturmasını isteyin.
- Ticari uyaran sunum yazılımını çalıştırın ve uyumluluk testi denemelerini seçin. Hasta için yeni bir profil oluşturun. Stroop görevinin uyumluluk testi denemelerini seçin ve üç denemeyi tekrarlayın.
- Aşağıdaki deneysel paradigmayı uygulayın. Deneyi 10 s'lik bir hasta dinlenme süresi ile tasarlayın ve ardından hastadan toplam üç deneme için 6 s frekansında bir bilişsel test yapmasını isteyin, her denemede 60 s uyaran + 60 s dinlenme vardır.
- Denemenin toplam süresini 370 s olarak ayarlayın (belirli bir süreç Şekil 1'de gösterilmiştir). Dinlenme aşamasında, hastadan rahatlamasını isteyin. Deney stimülasyon aşamasındayken, hastadan dikkat ile ilgili testi yapmasını, görevi 6 saniyede tamamlamasını ve 60 saniyede 10 kat tamamlamasını isteyin.
- Hastalardan aşağıda açıklandığı gibi iki test denemesi için talimatları izlemelerini isteyin.
- Uyumluluk testi denemelerini seçin. Karenin solunda gösterildiğinde
mümkün olan en kısa sürede soldaki (←) ok düğmesini tıklatın. Karenin sağında gösterildiğinde 
mümkün olan en kısa sürede sağdaki ok düğmesini (→) tıklatın. - Uyumluluk testi denemeleriyle aynı adımı paylaşan uyumsuzluk testi denemelerini seçin. Karenin solunda gösterildiğinde mümkün olan en kısa sürede soldaki ok düğmesini (←) tıklatın, karakterin anlamını göz ardı eder ve konumuna odaklanır.
- Karenin sağında gösterildiğinde, karakterin anlamını göz ardı ederek ve konumuna odaklanarak mümkün olan en kısa sürede sağdaki ok düğmesini (→) tıklatın. Görevi bitirin, verileri kaydedin ve verileri kendi kendine oluşturulmuş bir veritabanına verin.
- Uyumluluk testi denemelerini seçin. Karenin solunda gösterildiğinde
- Stroop çift görev değerlendirmesini gerçekleştirin (Stroop görevi + denge kontrolü).
- Hastadan, terapistin hastanın korunmasından sorumlu olduğu bir denge topu üzerinde oturmasını isteyin. Hastanın yukarıda belirtilen adımlarla Stroop deneysel paradigmasını tamamlamasına izin verin (adım 3.1.1.-3.1.5.).
- Deney dinlenme aşamasındayken, hastadan dengeyi korumasını ve denge topu üzerinde mümkün olduğunca rahatlamasını isteyin. Deney stimülasyon durumundayken, hastadan denge topu üzerindeki dengeyi mümkün olduğunca korurken dikkat ile ilgili testi yapmasını isteyin.
- Hastadan, terapistin hastanın korunmasından sorumlu olduğu bir denge topu üzerinde oturmasını isteyin. Hastanın yukarıda belirtilen adımlarla Stroop deneysel paradigmasını tamamlamasına izin verin (adım 3.1.1.-3.1.5.).
4. fNIRS değerlendirmesi
- Sol prefrontal korteks (LPFC), sağ prefrontal korteks (RPFC), sol promoter korteks (LPMC) ve sağ promotör korteks (RPMC) dahil olmak üzere bu çalışmanın dört ilgi alanına (ROI) karşılık gelmek için fNIRS test kapağına 10 ışık kaynağı ve 12 alıcı yerleştirin.
- Konunun hazırlanması
- Denekleri deney amacı hakkında bilgilendirir ve hastaları gözlemler.
- Test kapağının üstündeki Cz bölgesini, alından tam kapağın orta hattındaki oksipital loba kadar dördüncü noktayı işaretleyin. Bağlantının orta noktasının, burun kökü ile oksipital çıkıntının alt kenarı arasında, burun kökünden oksipital çıkıntıya bağlantının kesişme noktası veya her iki kulağın üstün auriküler fossası (cymba conchae) arasındaki bağlantı arasında olduğundan emin olun.
- Kapağı öznenin kafasına yerleştirin ve kapağın konumunu, öznenin kafasındaki Cz noktası kapaktaki Cz noktasıyla çakışacak şekilde ayarlayın. Kapağın her iki tarafındaki bağı sıkın ve öznenin kulaklarının boşluğu delmesine izin verin; Kapağın önü doğal olarak alnına tutturulur ve arka kısım doğal olarak oksiputa tutturulur.
- Satın alma ve satın alma öncesi
- Yazılımı açın, deney konusunu seçin ve hastaların temel bilgilerini girin. Örnekleme frekansını 11 Hz'e ayarlayın.
- Ön alımı başlatmak ve test sinyalini kalibre etmek için Ön alım düğmesine tıklayın. İşlevsel yakın kızılötesi spektroskopi tarafından görüntülenen her noktanın sinyal yoğunluğuna göre, kapağı hareket ettirerek veya kafa derisini daha fazla açığa çıkararak zayıf sinyal noktalarını ayarlayın. Kapak tarafından toplanan her noktanın sinyal yoğunluğu sabit olma eğiliminde olduğunda, ön toplamayı durdurun ve otomatik kazanç düğmesine tıklayın. Sinyali toplamak için Başlat düğmesine tıklayın.
NOT: Edinim ve ön edinimde sinyal kalitesini aşağıdaki gibi sağlayın. Orijinal ışık yoğunluğu sinyal eğrisi, 1-2 Hz kalp atışı sinyal dalgalanması eşliğinde sabit olmalı ve değer, ekipman tarafından belirlenen makul eşiği karşılamalıdır. Sinyalin yoğunluğu, gri ekran sinyal yoğunluğunun düşük, sarının iyi, yeşilin mükemmel ve kırmızının çok güçlü olduğu renklerle gösterilebilir.
- fNIRS ile senkronize edilmiş Stroop tek görev değerlendirmesi gerçekleştirin. Ardından, fNIRS ile senkronize edilmiş Stroop çift görev değerlendirmesi gerçekleştirin.
5. Veri işleme ve analizi
- Hastaların genel bilgilerini ve klinik değerlendirme verilerini işler.
- MATLAB'deki NirSpark yazılım paketini kullanarak yakın kızılötesi verileri analiz edin.
- Veri ön işleme gerçekleştirin.
- Denemeyle ilgisi olmayan zaman aralığını ortadan kaldırmak için Hariç Tut düğmesini tıklayın. Nefes alma, kalp atışı, nabız vb. fizyolojik aktivitelerin ve yanıp sönme, yutma gibi istemsiz faaliyetlerin neden olduğu hareket artefaktlarını ortadan kaldırmak ve ışık yoğunluğu sinyalini optik yoğunluk sinyaline dönüştürmek için Hareket düğmesine tıklayın.
- Fizyolojik ve enstrümantal gürültüyü gidermek üzere bandpass filtresini (0,01-0,2 Hz) seçmek için Filtre düğmesine tıklayın. Modifiye edilmiş Beer-Lambert Yasasına göre oksihemoglobin (HbO2) ve deoksihemoglobinin (HbR) göreceli değişikliklerini hesaplamak ve optik yoğunluk sinyalini kan oksijen konsantrasyon sinyaline dönüştürmek için Hemo düğmesine tıklayın.
NOT: HbO 2, koşullar arasındaki değişikliklere HbR'den daha hassastır, bu nedenle sonraki analizler bu çalışma protokolünde yalnızca HbO2 verilerini kullanır.
- Genel doğrusal model (GLM) oluşturma
- Analiz verisi olarak Hemo Türü'nde HbO2'yi seçin. Zaman birimi olarak saniyeler ayırmak için Teknik Özellikler düğmesini tıklatın ve temel işlev olarak standart HRF türünü seçin. Ardından, GLM tasarım matrisini oluşturmak için dinlenme aşamasını ortadan kaldırın ve deneysel tasarıma göre görevdeki uyaran aşamasını seçin.
- Oluşturulan tasarım matrisini toplanan verilerle sığdırmak için Tahmin düğmesini tıklatın. Hesaplanan β değerini kontrol etmek için Görünüm düğmesini tıklatın.
NOT: GLM, ilginç regresyonlar (görev değişkeni), gereksiz eşdeğişkenler (kısa menzilli kanallarda ölçülen yüzey gürültüsü gibi) ve hata terimleri olarak gözlemlenen hemodinamik sinyallerin (bağımlı değişken) doğrusal bir kombinasyonudur.
- β değerini aşağıdaki gibi hesaplayın. Oluşturulan doğrusal korelasyon modelini kullanarak YG'lerdeki deneysel verileri hesaplayın. Gerekli kanalın GLM parametrelerini elde edin ve analiz için her deneysel koşul altında beyin aktivasyonunun β değerini (yani, doğrusal modeldeki ağırlık katsayısı) elde edin.
- Veri ön işleme gerçekleştirin.
- Stroop görevindeki bilişsel görevlerin performans verilerini dışa aktarmak ve son veri analizi için doğruluğu (ACC) ve tepki süresini (RT) elde etmek için ticari uyaran sunum yazılımını çalıştırın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Bu çalışma, 2 yıl önce sol hemipleji ile iskemik inme geçiren 71 yaşında bir erkek olan yüksek işlevli bir inme hastasının sonuçlarını sunmaktadır. Manyetik rezonans görüntüleme (MRG), bazal ganglionlardan yayılan krona bilateral kronik enfarktüs sundu. Toplumda bağımsız olarak yürüyebiliyor ve yaşayabiliyordu, ancak bilişsel iyileşmesinden memnun değildi. Bununla birlikte, fonksiyonel değerlendirmelerin hepsi normal aralıktaydı: FMA = 100, BBS = 56/56, TUGT = 6, MoCA = 26/30, CDR = 0.5, Albert Testi = 0. Ayrıca, kontrol olarak bir genç kadın sağlıklı deneği de işe aldık. Deneklerin bilgileri Tablo 1'de gösterilmiştir.
Stroop paradigmasına dayanan tek/çift görevli değerlendirme sonuçları, tek görevli Stroop testini gerçekleştiren yüksek işlevli inme hastasında, uyum testi denemelerinin RT'sinin uyumsuzluk testi denemelerinden daha kısa olduğunu ve ACC'nin uyumsuzluk testi denemeleriyle karşılaştırılabilir olduğunu göstermiştir (RT Uyumsuzluğu = 547.62 ms, RTUyumsuzluğu = 565.07 ms; ACC Uyumsuzluğu = ACCUyumsuzluğu = %100). Çift görevli uyum testi çalışmaları yapılırken, yüksek işlevli inme hastalarının RT'si sağlıklı genç deneklerinkinden daha yüksekti ve ACC'leri de nispeten daha düşüktü (RTinme = 587.03 ms, RTsağlığı = 363.07 ms; ACC inme = %93.33, ACC sağlığı = %100) ve uyumsuzluk testi çalışmalarındaki fark uyum testi denemelerinden daha büyüktü (RTinme = 613.03 ms, RTsağlığı = 384.67 ms; ACCinme = %90, ACCsağlığı = %100; Tablo 2).
Beyin fonksiyonu için sonuçlar, inme hastasında YG'lerin β değerinin, ikili görevleri yerine getirme sürecinde sağlıklı genç denekteklerden daha düşük olduğunu göstermiştir (RDLPFC: βinme = -0.006, βsağlığı = 0.1366; LDPFC: βinme = −0.0196, βsağlığı = 0.0976). Beyin bölgelerinin geri kalanı Şekil 2 ve Şekil 3'te gösterilmiştir.
Resim 1: Tek/çift görevli Stroop paradigması ve fNIRS tasarımı . (A) Uyum testi denemeleri. (B) Uyumsuzluk testi denemeleri. (C) Tek/çift görevli Stroop paradigmasının zaman çizelgesi diyagramı. Kısaltmalar:ms = milisaniye; s = saniye; 
= sol; 
= doğru. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Çift görevli Stroop etkisinin YG'lerindeki β değerleri. İnme hastasındaki YG'lerin β değerleri, çift görevli Stroop sırasında sağlıklı genç deneklerinkinden daha düşüktü. Kısaltmalar: ROI'ler = ilgilenilen bölgeler; RDLPFC = sağ dorsolateral prefrontal korteks; LDPFC = sol dorsolateral prefrontal korteks; RPMC = sağ promotör korteks; LPMC = sol promotor korteks; RSM1 = sağ birincil duyusal-motor korteks 1; RPMC = sağ birincil duyusal-motor korteks. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Çift görevli Stroop etkisi altında inme hastasının ve sağlıklı genç deneğin beyin bölgelerindeki kan oksijen konsantrasyonu. (A) Çift görevli Stroop etkisi altında inme hastasının beyin bölgelerindeki kan oksijen konsantrasyonu. (B) Çift görevli Stroop etkisi altında sağlıklı genç deneğin beyin bölgelerindeki kan oksijen konsantrasyonu. β değerleri renk çubuklarıyla gösterilir. Beyin fonksiyonunun sonuçları, inme hastasındaki YG'lerin β değerinin, çift görev performansı sırasında sağlıklı genç denekteklerden daha düşük olduğunu göstermiştir. Kısaltmalar: R-DLPFC = sağ dorsolateral prefrontal korteks; L-DLPFC = sol dorsolateral prefrontal korteks; R-PMC = sağ promotör korteks; L-PMC = sol promotor korteks; R-SMI = sağ birincil duyusal-motor korteks; R-PMC = sağ birincil duyusal-motor korteks. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
| Özellik -lerini | Sağlıklı genç denek | İnme hastası |
| Yaş (yıl) | 21 | 71 |
| Cinsiyet | dişi | erkek |
| VKİ (kg/m2) | 22.27 | 23.81 |
| Bilişsel değerlendirme | ||
| Montreal Bilişsel Değerlendirme (MoCA) | 30/30 | 26/30 |
| Klinik Demans Derecesi (CDR) | 0 | 0.5 |
| Albert Testi | 0 | 0 |
| Motor ve balans değerlendirmesi | ||
| Brunnstrom sahnesi | NT | V aşaması |
| Fugl-Meyer Değerlendirmesi (FMA) | 100 | 100 |
| Berg Terazi Ölçeği (BBS) | 56/56 | 52/56 |
| Zamanlanmış ve Başla Testi (TUGT) (s) | 6 | 11 |
| Kısaltmalar: VKİ, Vücut Kitle İndeksi; kg / m2, metrekare başına kilogram; NT, Test edilemez; s, ikinci. | ||
Tablo 1: Sağlıklı genç deneğin ve inme hastasının temel bilgileri ve özellikleri.
| Uyumluluk testi denemeleri | Uyumsuzluk testi denemeleri | |||
| ACC | RT(ms) | ACC | RT(ms) | |
| İnme hastası | 93.33% | 587.03 | 90% | 613.03 |
| Sağlıklı Genç Özne | 100% | 363.07 | 100% | 384.67 |
| Kısaltmalar: ACC, doğruluk; RT, reaksiyon süresi; MS, milisaniye. | ||||
Tablo 2: İkili görevde sağlıklı genç denek ve inme hastasının ACC ve RT'si. Kısaltmalar: ACC = doğruluk; RT = reaksiyon süresi; ms = milisaniye.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Çalışmamızda, yüksek fonksiyonlu inme hastası için rutin klinik bilişsel değerlendirme ölçeklerinin sonuçları anlamlı bir bilişsel eksiklik göstermedi. Bununla birlikte, bu değerlendirme ölçekleri tavan etkisi gösterebilir ve yüksek işlevli inme hastalarının hafif bilişsel eksikliklerini tanımlamak için daha az duyarlı olabilir. Bu nedenle, bu protokol, yüksek işlevli inme hastalarının bilişsel eksikliklerini tanımlamak için ana göstergeler olarak Stroop paradigmasına dayanan çift görevli değerlendirmede ACC ve RT'yi daha da seçmiştir. Sonuçlar, yüksek işlevli inme hastası çift görevli Stroop paradigmasını gerçekleştirdiğinde, RT'lerinin sağlıklı genç deneklerinkinden önemli ölçüde daha uzun olduğunu, ACC'nin de nispeten daha düşük olduğunu ve uyumsuzluk testi denemelerindeki farkın uyum testi denemelerindekinden daha büyük olduğunu göstermiştir. Ayrıca, çalışma ayrıca, şemanın fizibilitesini doğrulamak için tek / ikili görevin gerçek zamanlı olarak yürütülmesi sırasında deneklerin bilişsel bölgelerdeki beyin aktivasyonu derecesini tespit etmek için fNIRS kullandı. Veriler, yüksek işlevli inme hastasının ROI'lerinin β değerinin sağlıklı denekinkinden daha düşük olduğunu göstermektedir.
Bu çalışma protokolü, hareket kontrolü ve FMA, BBS ve TUGT dahil olmak üzere rutin klinik ölçeklerin motor fonksiyonel değerlendirme ölçeği modülleri ile birlikte Stroop paradigmasını tasarlamıştır. Bunlar arasında, FMA deneklerin alt ekstremite motor fonksiyonunu değerlendirmek için kullanıldı, BBS denge fonksiyonunu değerlendirmek için kullanıldı ve TUGT düşme riskini değerlendirmek için kullanıldı. Değerlendirme sonuçlarının hepsi normal motor fonksiyon aralığındaydı. Rutin klinik ölçeklerin değerlendirme sonuçları, çalışmaya dahil edilen inme hastasının yüksek işlevli bir inme hastası olduğunu göstermiştir. Öte yandan, dahil edilen deneğin deneydeki motor görevini tamamlayabilmesini de sağlamıştır. Ek olarak, rutin klinik ölçeklerin bilişsel işlevsellik değerlendirme ölçeği modülleri MoCA, CDR ve Albert Testini içermektedir. Bunlar arasında, biliş seviyesini değerlendirmek için MoCA ve CDR kullanıldı ve Albert'in Testi, konunun tek taraflı mekansal ihmalden muzdarip olup olmadığını değerlendirmek için kullanıldı. Klinik bilişsel işlevsellik değerlendirme ölçeklerinin yarı kantitatif olduğu ve tavan etkisi olduğu, hafif bilişsel işlev bozukluğu olan hastaların değerlendirilmesinde duyarlılık eksikliği olduğu, bunun da yüksek işlevli inme hastalarında klinik ölçeklerin değerlendirilmesinde belirli sınırlamalara neden olduğu göz önüne alındığında, bu sorunun çözümü için üstün bir yaklaşımın bulunması gerekmektedir. Ayrıca, çalışma protokolü, değerlendirme sonuçlarının duyarlılığını artırmak için Stroop paradigmasının ACC ve RT'sini objektif göstergeler olarak kullanmıştır.
Temsili sonuçlara göre, yüksek işlevli inme hastası tek görevli Stroop paradigmasını gerçekleştirdiğinde, uyum testi denemelerinin RT'si uyumsuzluk testi denemelerinden daha kısaydı ve ACC iki test denemesi arasında karşılaştırılabilirdi. Tek görevli paradigma sırasında, yüksek işlevli inme hastası, belirgin bir bilişsel eksiklik göstermeden Stroop testini iyi bir şekilde tamamlayabildi. Bununla birlikte, yüksek işlevli inme hastası çift görevli Stroop paradigmasını uyguladığında, RT sağlıklı genç denekinkinden anlamlı derecede yüksekti ve yüksek işlevli inme hastasının ACC'si daha düşüktü. Ayrıca, uyumsuzluk testi denemesindeki fark, uyum testi denemesinden daha önemliydi. Çift görevli paradigma sırasında, yüksek işlevli inme hastası, potansiyel bilişsel eksiklikleri nedeniyle her iki görevi de aynı anda yerine getirme konusunda zayıflamış bir yeteneğe sahipti. Hasta genellikle telafi edici stratejiler kullanır (yani, bilişsel görev performansından ödün vererek istikrarı korumak için), bu da bilişsel eksiklikleri nispeten zayıf görev performansı açısından ortaya çıkarır. Uyumsuzluk testi çalışmalarında, bilişsel görevlerin zorluğu artmış, bu da yüksek işlevli inme hastası ile sağlıklı genç denek arasındaki performans farkını daha önemli hale getirmiş ve yüksek işlevli inme hastasının bilişsel eksikliklerini daha kolay ortaya çıkarmıştır. Bu nedenle, bu çalışma, yüksek işlevli inme hastalarında bilişsel eksiklikleri tanımlamak için Stroop paradigmasına dayanan çift görevli bir değerlendirme yaklaşımı önermektedir.
Ek olarak, çalışma ayrıca bu protokolün fizibilitesini doğrulamak için fNIRS tekniğini kullandı. Bir vaka çalışmasında, deneklerin bilişsel bölgelerdeki beyin aktivasyonunu tek / çift görev dönemlerinde gerçek zamanlı olarak izlemek için fNIRS kullanıldı ve β değeri30'u hesaplamak için bilişsel alanlardan altı YG seçildi. Vaka çalışmasının sonuçları, inme hastasında ROI'lerin β değerinin sağlıklı denektekinden daha düşük olduğunu göstermiştir. İkili görevi yerine getirme sürecinde, sağlıklı denek, daha fazla beyin bölgesini aktive ederek bilişsel görevi ve motor görevi aynı anda tamamlamak için beyin kaynaklarını kullandı; Yüksek işlevli inme hastası ikili görevi yerine getirdiğinde, beyin fonksiyonlarındaki kısmi hasar nedeniyle yeterli beyin alanları aktif değildi. Bu nedenle, bilişsel ve motor görevleri aynı anda yerine getirme gereksinimlerini karşılamak için yeterli beyin kaynağı üretilmedi, bu da performansı sağlıklı deneğinkinden daha düşük hale getirdi. fNIRS izlemesinin sonuçlarına göre, yüksek işlevli inme hastasındaki beyin aktivasyon derecesi, sağlıklı denektekinden gerçekten daha azdı, bu da yüksek işlevli inme hastalarında bilişsel eksiklikleri tanımlamak için çift görevli Stroop paradigmasını kullanmanın fizibilitesini doğruladı.
Bu çalışmada dahil edilen deneklerin sayısı sınırlı olmasına rağmen, Zlatko Matjačić ve ark.31 tarafından yapılan daha önceki bir vaka çalışması, bir robot kullanarak bozulma dengesi eğitiminin uygulanabilir bir yöntem olabileceğini kanıtlamıştır ve bu bulgu, burada gösterilen vaka çalışmasının etkinliğini göstermektedir. Ayrıca, bu çalışma deneysel tasarımın tüm sürecini göstermekte ve bir vaka çalışmasının sonuçları yardımıyla bu protokolün fizibilitesini göstermektedir. Denemeden önce, denekler kuralları anlamalı ve Stroop testinin süreçlerini yeterince yerine getirmelidir. Ek olarak, sorunsuz bir ilerleme kaydetmek ve verilerin doğruluğunu artırmak için resmi deneyden önce denekler tarafından bir ila iki ön test yapılmalıdır. Ayrıca, çift görevli Stroop paradigması sırasında yüksek işlevli inme hastasının güvenliğinin denge topu üzerinde her zaman sağlanması gerekir, bu nedenle deneklerin güvenliğinden sorumlu profesyonel bir personel olduğundan emin olunmalıdır.
Bu protokolün bazı sınırlamaları vardır. İlk olarak, bu çalışma, yüksek işlevli inme hastalarında bilişsel eksiklikleri tanımlayabilen çift görevli bir değerlendirme yöntemini göstermeyi amaçlamaktadır. Temsili sonuçlar sadece bir deneğin değerlendirme sonuçlarını sunar. İkincisi, bu protokol sadece denge-bilişsel görevi çift görev paradigması olarak alır ve çeşitli çift görevli değerlendirme şemaları gösteremez. Bunu desteklemek için gelecekteki çalışmalara ihtiyaç duyulacaktır.
Bu çalışma, yüksek işlevli inme hastalarında bilişsel eksiklikleri tanımlamak için kullanılabilecek çift görevli Stroop paradigmasını önermektedir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yok.
Acknowledgments
Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (No. 81804004, 81902281), Çin Doktora Sonrası Bilim Vakfı (No. 2018M643207), Shenzhen Belediye Sağlık Komisyonu Projesi (No. SZBC2018005), Shenzhen Bilim ve Teknoloji Projesi (No. JCYJ20160428174825490), Guangzhou Belediye Sağlık ve Aile Planlaması Genel Rehberlik Programı (No. 20211A010079, 20211A011106), Guangzhou ve Üniversite Vakfı (No. 202102010100), Guangzhou Tıp Üniversitesi Vakfı (No. PX-66221494), Guangdong Yüksek Öğretim Enstitüleri Anahtar Laboratuvarı [Hibe Numarası: 2021KSYS009] ve Guangdong Eyaleti Eğitim Bakanlığı [Hibe Numarası: 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 |
References
- Dichgans, M., Pulit, S. L., Rosand, J. Stroke genetics: Discovery, biology, and clinical applications. The Lancet. Neurology. 18 (6), 587-599 (2019).
- Chen, G., Leak, R. K., Sun, Q., Zhang, J. H., Chen, J. Neurobiology of stroke: Research progress and perspectives. Progress In Neurobiology. 163-164, 1-4 (2018).
- Maratos, M., Huynh, L., Tan, J., Lui, J., Jarus, T. Picture this: Exploring the lived experience of high-functioning stroke survivors using photovoice. Qualitative Health Research. 26 (8), 1055-1066 (2016).
- Platz, T., Prass, K., Denzler, P., Bock, S., Mauritz, K. H. Testing a motor performance series and a kinematic motion analysis as measures of performance in high-functioning stroke patients: reliability, validity, and responsiveness to therapeutic intervention. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 80 (3), 270-277 (1999).
- Trzepacz, P. T., Hochstetler, H., Wang, S., Walker, B., Saykin, A. J. Relationship between the Montreal Cognitive Assessment and Mini-mental State Examination for assessment of mild cognitive impairment in older adults. BMC Geriatrics. 15, 107 (2015).
- McDougall, F., et al. Psychometric properties of the Clinical Dementia Rating - Sum of boxes and other cognitive and functional outcomes in a prodromal Alzheimer's disease population. The Journal of Prevention of Alzheimer's Disease. 8 (2), 151-160 (2021).
- McHorney, C. A., Tarlov, A. R. Individual-patient monitoring in clinical practice: Are available health status surveys adequate. Quality of Life Research. 4 (4), 293-307 (1995).
- Silsupadol, P., et al. Effects of single-task versus dual-task training on balance performance in older adults: a double-blind, randomized controlled trial. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 90 (3), 381-387 (2009).
- Feld, J. A., et al. Relationship between dual-task gait speed and walking activity poststroke. Stroke. 49 (5), 1296-1298 (2018).
- Liu, Y. -C., Yang, Y. -R., Tsai, Y. -A., Wang, R. -Y. Cognitive and motor dual task gait training improve dual task gait performance after stroke - A randomized controlled pilot trial. Scientific Reports. 7 (1), 4070 (2017).
- Manaf, H., Justine, M., Ting, G. H., Latiff, L. A. Comparison of gait parameters across three attentional loading conditions during timed up and go test in stroke survivors. Topics In Stroke Rehabilitation. 21 (2), 128-136 (2014).
- Ou, H., et al. Motor dual-tasks for gait analysis and evaluation in post-stroke patients. Journal of Visualized Experiments. (169), e62302 (2021).
- Hirano, D., Goto, Y., Jinnai, D., Taniguchi, T. Effects of a dual task and different levels of divided attention on motor-related cortical potential. Journal of Physical Therapy Science. 32 (11), 710-716 (2020).
- Loetscher, T., Potter, K. -J., Wong, D., das Nair, R. Cognitive rehabilitation for attention deficits following stroke. The Cochrane Database of Systematic Reviews. 2019 (11), (2019).
- Chen, C., Leys, D., Esquenazi, A. The interaction between neuropsychological and motor deficits in patients after stroke. Neurology. 80, Suppl 2 27-34 (2013).
- Puglisi, G., et al. Frontal pathways in cognitive control: Direct evidence from intraoperative stimulation and diffusion tractography. Brain. 142 (8), 2451-2465 (2019).
- MacLeod, C. M. Half a century of research on the Stroop effect: An integrative review. Psychological Bulletin. 109 (2), 163-203 (1991).
- Su, M., Wang, R., Dong, Z., Zhao, D., Yu, S. Decline in attentional inhibition among migraine patients: An event-related potential study using the Stroop task. The Journal of Headache and Pain. 22 (1), 34 (2021).
- Tsang, C. S. L., Chong, D. Y. K., Pang, M. Y. C. Cognitive-motor interference in walking after stroke: test-retest reliability and validity of dual-task walking assessments. Clinical Rehabilitation. 33 (6), 1066-1078 (2019).
- Bai, Q., Hu, J., Zhang, L. J., Chen, Y., Zhang, Y. H., Wang, X. C., Chi, L. Y. Application value of Stroop test in the evaluation of cognitive function in asymptomatic cerebral infarction. China Journal of Alzheimer's Disease and Related Disorders. 4 (4), 269-274 (2021).
- Pandian, S., Arya, K. N. Stroke-related motor outcome measures: Do they quantify the neurophysiological aspects of upper extremity recovery. Journal of Bodywork and Movement Therapies. 18 (3), 412-423 (2014).
- Albert, M. L. A simple test of visual neglect. Neurology. 23 (6), 658-664 (1973).
- Nasreddine, Z. S., et al. The Montreal Cognitive Assessment, MoCA: A brief screening tool for mild cognitive impairment. Journal of the American Geriatrics Society. 53 (4), 695-699 (2005).
- Morris, J. C. The Clinical Dementia Rating (CDR): Current version and scoring rules. Neurology. 43 (11), 2412-2414 (1993).
- Sullivan, K. J., et al. Fugl-Meyer assessment of sensorimotor function after stroke: Standardized training procedure for clinical practice and clinical trials. Stroke. 42 (2), 427-432 (2011).
- Sanford, J., Moreland, J., Swanson, L. R., Stratford, P. W., Gowland, C. Reliability of the Fugl-Meyer assessment for testing motor performance in patients following stroke. Physical Therapy. 73 (7), 447-454 (1993).
- Downs, S.
- Blum, L., Korner-Bitensky, N. Usefulness of the Berg Balance Scale in stroke rehabilitation: A systematic review. Physical Therapy. 88 (5), 559-566 (2008).
- El Said, S. M. S., Adly, N. N., Abdul-Rahman, S. A. Executive function and physical function among community-dwelling Egyptian older adults. Journal of Alzheimer's Disease. 80 (4), 1583-1589 (2021).
- Al-Yahya, E., et al. Prefrontal cortex activation while walking under dual-task conditions in stroke: A multimodal imaging study. Neurorehabilitation and Neural Repair. 30 (6), 591-599 (2016).
- Matjacic, Z., Zadravec, M., Olensek, A. Feasibility of robot-based perturbed-balance training during treadmill walking in a high-functioning chronic stroke subject: A case-control study. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 15 (1), 32 (2018).
