Nositelný systém zpětné vazby v reálném čase pro zlepšení chůze a držení těla u Parkinsonovy choroby (WRTF for PD)

Po ověření navrženého systému odezvy v reálném čase (WRTF) bude proveditelnost využití tohoto systému k zajištění RTF parametrů chůze a držení těla testována na jediné skupině dvaceti šesti lidí s mírnou až středně závažnou Parkinsonovou nemocí (PD). . Velikost vzorku byla zvolena tak, aby byla pozorována hodnota korelačního koeficientu v rámci třídy (ICC (2,1)) mezi 0,75 a 0,9 při alfa = 0,05 a síle 80 %. Budou rekrutováni subjekty všech ras a obou pohlaví. I přes vyšší zastoupení mužů v PD se výzkumníci budou snažit dosáhnout rovnoměrného rozdělení mužů a žen. Vzhledem k tomu, že se incidence PD zvyšuje s věkem, přičemž stoupá po 55 letech s prudkým nárůstem po 60 letech, vyšetřovatelé budou rekrutovat účastníky ve věku 50-80 let.

Po zápisu se každý subjekt zúčastní jednoho screeningu a klinického hodnocení v centru Muhammada Aliho Parkinsona (MAPC) v nemocnici St. Joseph's Hospital and Medical Center (SJHMC) ve Phoenixu, AZ a všechna sezení experimentálního sběru dat proběhnou v Arizoně. Státní univerzita (ASU), Tempe, AZ. 3 experimentální relace sběru dat budou (1) relace platnosti, (2) relace režimu kontinuální zpětné vazby (CF) a (3) relace režimu zpětné vazby na vyžádání (ODF). Všechny screeningové, klinické hodnocení a experimentální shromažďování dat budou prováděny během stavu „léky“ subjektu (kdy léky nejlépe kontrolují symptomy PD, obvykle 60-90 minut po obvyklé dávce antiparkinsonické medikace u subjektu) . Pořadí relací v režimu CF a ODF bude mezi subjekty náhodně rozděleno.

Sezení screeningu a klinického hodnocení (~ 2 hodiny): V tomto sezení budou subjekty nejprve vyšetřovány Dr. Shillem na kritéria způsobilosti, která zahrnují hodnocení UPDRS. Pokud jsou způsobilí, bude jejich rovnováha a kognitivní stav vyhodnoceny pomocí testu Mini-Balance Evaluation Systems Test (Mini-BESTest) a Scale for Outcomes of Parkinson' Disease-Cognition (SCOPA-Cog). Ukázalo se, že Mini-BESTest odhaluje i jemné deficity rovnováhy u lidí s PD. SCOPA-Cog je škála specifická pro PD, která testuje neverbální a verbální paměť, učení, pozornost a výkonné funkce, včetně komplexního motorického plánování, pracovní paměti a verbální plynulosti, a prošla rozsáhlým klinimetrickým testováním.

Souběžná kontrola platnosti WRTF (SA1) (~ 2 hodiny): Při této relaci budou senzory MIMU umístěny na spodní části nohou, zápěstí, spodní část zad a horní část zad. Lehké reflexní značky budou umístěny podle nastavení celotělových značek (Vicon Motion Systems, Ltd, UK) a pro kinematické posouzení bude použit specializovaný software (Nexus 2.3, Vicon). Účastníci budou požádáni, aby dokončili dvacet 15metrových pokusů o nadzemní chůzi s pohodlnou rychlostí, kterou si sami zvolili. Ze segmentů v ustáleném stavu těchto zkoušek budou události chůze, časoprostorové indexy chůze (včetně délky kroku, doby kroku, výkyvu paže a úhlu zad) vypočítány v reálném čase pro každý krok pomocí systému WRTF (jak je popsáno v dřívějších částech) a budou porovnány s hodnotami zlatého standardu získanými ze systému Vicon.

Sezení v režimu kontinuální zpětné vazby (SA2) (~ 3 hodiny): V tomto sezení bude účastníkům poskytnuto RTF, aby si procvičil chůzi se zvýšenou délkou kroku, švih paží, vzpřímené držení těla a pravidelnou dobu kroku. Všechny pokusy chůze budou prováděny nad zemí a v daném čase/pokusu bude poskytnuta zpětná vazba pouze jednoho parametru. Pomocí systému WRTF budou získána různá časoprostorová měření chůze a držení těla krok za krokem.

Nejprve budou účastníci požádáni, aby šli rychlostí, kterou si sami zvolili, v jedné 80metrové zkoušce (s obratem o 180 stupňů na 40 metrech) v dlouhé chodbě, aby určili své základní míry chůze (včetně délky kroku, švihu paže, čas kroku a úhel zpět). Poté subjekty provedou jeden 80metrový zkušební krok na vizuální podněty – proužky umístěné na podlaze ve stejných intervalech, aby získaly cílovou šablonu délky kroku (popsáno v části „Režim kontinuální zpětné vazby“). Dále budou subjekty požádány, aby absolvovaly dva 80metrové pokusy, během nichž jim bude poskytnuto RTF výkonu v délce kroku (jejich aktuální pohyby ve zvukové podobě a konkrétní pokyny prostřednictvím sluchátek). Poté účastníci provedou jeden 80metrový test po metronomu, aby získali šablonu cílového času kroku, po kterém budou následovat dva 80metrové testy, během kterých bude poskytnuta RTF jejich času kroku pro zlepšení rytmičnosti chůze. Podobně budou zkoušky švihu paží a vzpřímeného držení těla provedeny následovně: jeden 80metrový pokus (chůze s většími švihy paží) pro získání cílové šablony švihu paží, dva 80metrové zkoušky poskytující RTF výkonu švihu paží, jeden 80 -metrový pokus (chůze vzpřímeně) pro získání cílové šablony vzpřímenosti a dva 80metrové pokusy poskytující RTF vzpřímeného držení těla.

Relace v režimu zpětné vazby na vyžádání (SA3) (~ 3 hodiny): Tato relace vyhodnotí využití zpětné vazby na vyžádání. Po nasazení senzorů systému WRTF a sluchátek provedou subjekty jednu základní 100metrovou zkoušku bez zpětné vazby při své vlastní zvolené pohodlné rychlosti. Poté se subjekty zúčastní osmi 100metrových testů s obratem o 180 stupňů na 50 metrů, z nichž dva testy budou provedeny s každým typem zpětné vazby (délka kroku, doba kroku, švih paže nebo vzpřímené držení těla). Časoprostorové indexy chůze budou vypočítány z testů bez zpětné vazby a zpětné vazby. Mezi zkouškami bude zajištěn dostatečný odpočinek.

Primární a sekundární výstupní opatření: Hlavními primárními výsledky budou vnitrotřídní korelace (ICC) a koeficienty spolehlivosti (RC) pro testování platnosti systému WRTF. Dalšími primárními měřítky budou délka a čas kroku a jejich variabilita, švih paží a vzpřímený postoj. Rovněž budou zkoumány korelace mezi kognitivním stavem a kontrolou rovnováhy a schopností sledovat RTF.

Data a statistické analýzy: Pro chůzi budou vypočteny průměrné hodnoty délky kroku/kroku, asymetrie, variability délky a doby kroku, rychlosti chůze, doby švihu, trvání dvojité podpory a položky klinického skóre související s chůzí. Opatření pro kontrolu držení těla budou zahrnovat úhel zad při zkouškách chůze a dobu trvání různých balančních úkolů během hodnocení Mini-BESTest. Souběžná (kritéria související) validita mezi dvěma systémy (WRTF vs. Vicon) bude analyzována pomocí ICC (2,1) a RC. Vliv RTF (CF a ODF) na každé primární měření bude hodnocen pomocí párových t-testů. Rozdíl v míře zlepšení mezi režimy CF a ODF bude také porovnán aplikací párového t-testu na změny v měření chůze a držení těla mezi příslušnými zpětnovazebními zkouškami a základními zkouškami. Pro stavy porušující normalitu bude použit Wilcoxonův znaménkový test.