Harmonický poměr u pacientů se syndromem deficitu GLUT1

Syndrom nedostatku glukózového transportéru typu 1 (GLUT1DS) je vzácná, geneticky podmíněná, neurometabolická porucha. Nedávno odhadovaná incidence je kolem 1,65-2,22/100 000. Syndrom nedostatku GLUT1 je způsoben přítomností patogenních mutací v genu SLC2A1, jejichž haploinsuficience vede ke snížené dostupnosti glukózy v mozku s dopady na mozkové funkce. Ketogenní dietní terapie (KDT) – diety s vysokým obsahem tuku, sníženým obsahem sacharidů a přiměřeným obsahem bílkovin – představují současný standard léčby syndromu: ketolátky překračují hematoencefalickou bariéru a jsou alternativním zdrojem energie pro metabolismus mozku.

Odhaduje se, že asi 90 % postižených pacientů má různé patologické vzorce chůze. Ataxická, spastická, ataxospastická nebo dystonická chůze jsou hlavními dosud popsanými projevy.

Kinematická analýza chůze pomocí inerciálních senzorů představuje metodu snadno použitelnou v klinické praxi s možnou aplikací u řady neurologických syndromů dětského i dospělého věku. Jediný přístroj nošený v bederní úrovni dokáže přesně měřit časoprostorové parametry chůze. Navíc je s tímto nástrojem možné posoudit několik indexů setrvačnosti kmene. Zejména harmonický poměr (HR) je reprezentativním indexem plynulosti a rytmičnosti cyklu chůze. Spolu s největším Lyapunovovým exponentem (LLE), což je ověřená metoda pro kvantifikaci stability chůze u mladých a starých dospělých, jsou to spolehlivé parametry pro hodnocení jakýchkoli změn chůze u neurologického pacienta.

Prostřednictvím kinematické analýzy chůze bude možné získat přesnou charakteristiku chůze pacientů s GLUT1DS. To umožní v první řadě lepší znalost pohybových parametrů u této vzácné skupiny pacientů. Vzhledem k tomu, že kinematická analýza prostřednictvím nositelného senzoru je metodou, kterou lze snadno integrovat do každodenní klinické praxe, mohou se získaná data stát prognostickými biomarkery a významnými ukazateli výsledku onemocnění (také ve vztahu k možným zlepšením vyplývajícím z léčby ketogenní dietou resp. v kontextu budoucích farmakologických studií).

Konečně, identifikace charakteristického vzorce chůze by mohla usnadnit nastavení ad hoc neuromotorických rehabilitačních aktivit, které jsou co nejvíce personalizované.

Naše studie má proto inovativní cíl poskytnout přesnou analýzu časoprostorových a kinematických parametrů chůze u pacientů s GLUT1DS, poskytnout také indexy setrvačnosti trupu, a korelovat tyto charakteristiky s dalšími klinickými projevy syndromu, jeho přirozenou progresí, a odpověď na léčbu.

- Studium je rozděleno do 2 pracovních balíčků (WP):

WP1, který představuje jádro tohoto projektu, je observační případová-kontrolní studie.

WP2, která představuje pilotní dílčí studii, je prospektivní kohortová studie.

V rámci WP1 se subjekty zúčastní jediného zasedání (V1).

V rámci WP2 budou subjekty sledovány 4 dalšími návštěvami (V2, V3, V4 a V5, v tomto pořadí), s odstupem 6 měsíců.

Subjekty, které splňují kritéria pro zařazení, budou zapsány a budou se účastnit studijních sezení.

Předpokládané schéma hodnocení:

Pacienti podstoupí čtyři různé návštěvy ve čtyřech různých časech:

• První návštěva (V1): podpis informovaného souhlasu, sběr klinicko-demografických dat, antropometrická měření, sestavení ABC-Movement 2, instrumentální analýza chůze.
• Druhá návštěva (V2): šest měsíců po předchozí, klinické přehodnocení, sběr antropometrických měření, sestavení ABC-Movement 2, instrumentální analýza chůze.
• Třetí návštěva (V3): šest měsíců po předchozí, klinické přehodnocení, sběr antropometrických měření, sestavení ABC-Movement 2, instrumentální analýza chůze.
• Čtvrtá návštěva (V4): šest měsíců po předchozí, klinické přehodnocení, sběr antropometrických měření, sestavení ABC-Movement 2, instrumentální analýza chůze.
• Pátá návštěva (V5): šest měsíců po předchozí, klinické přehodnocení, sběr antropometrických měření, sestavení ABC-Movement 2, instrumentální analýza chůze.

Postup analýzy chůze:

Pro získávání dat o chůzi bude inerciální senzor (BTS G-Walk, BTS, Milán, Itálie) umístěn na úrovni pátého bederního obratle (L5) pomocí ergonomického pásu. Inerciální senzor komunikuje s notebookem přes připojení Bluetooth pro záznam dat a offline analýzu. Snímač obsahuje tříosý akcelerometr (16 bitů/osa), tříosý magnetometr (13 bitů) a tříosý gyroskop (16 bitů/osa). Vzorkovací frekvence je 100 Hz, zaznamenávána budou lineární a úhlová zrychlení trupu v předozadním (AP), mediolaterálním (ML) a vertikálním (V) směru.

Protokol "Walk+" softwaru G-STUDIO (G-STUDIO, BTS, Milán, Itálie) bude použit k detekci zrychlení trupu, fází cyklu levé a pravé chůze a časoprostorových parametrů pánevní kinematiky.

Harmonický poměr bude vypočítán jako data zrychlení kmene ve třech směrech (vertikální, středolaterální a anteroposteriorní), přičemž se složky signálu rozloží na jeho harmonické, jako poměr mezi součtem prvních 10 sudých a prvních 10 lichých harmonických. násobky základních frekvencí.

Dalšími vypočítanými indexy setrvačnosti kmene budou největší Lyapunovův exponent (LLE), variační koeficient (CV), normalizované trhavé skóre (NJS), analýza kvantifikace recidivy (RQA), jak je popsáno v předchozí práci Castiglia et al. Budeme také hodnotit multiškálovou entropii (MSE), jak je popsáno Bisi et al.

Před experimentálním sezením bude účastníkům vysvětleno, že budou chodit po zemi po předem stanovené cestě. Budou vydány pokyny k chůzi rychlostí odpovídající obvyklé chůzi, po chodbě přibližně 3 m široké a 30 m dlouhé, za nepřítomnosti vnějších faktorů, které mohou narušovat kadenci a rytmus cyklu chůze. Bude provedeno pět po sobě jdoucích testů. Zkoušky budou přerušeny, pokud pacient ohlásí nesnášenlivost zákroku, astenii nebo bolest.

- Statistický plán:

S odkazem na práci Castiglia et al 2021, která provádí kinematickou analýzu na kohortě pacientů s Parkinsonovou chorobou vs. kontroly, předpokládáme, že získáme podobnou velikost účinku 0,74.

Vezmeme-li v úvahu jednostranný t test pro srovnání mezi dvěma skupinami (pacienti a kontroly), s alfa významností 0,05 mocnina 0,8 a velikostí účinku 0,74, získáme minimální počet 24 subjektů na skupinu.

Bude provedena předběžná analýza normality, která rozhodne, zda použít parametrické nebo neparametrické metody, prostřednictvím grafického znázornění a Shapiro Wilk testu. Číselné proměnné budou popsány jako průměr a směrodatná odchylka (nebo případně medián a kvartily), kategorické proměnné jako hrubé číslo a procento.

Obě skupiny budou porovnány t testem nebo Mann Whitney pro nezávislé vzorky.

Korelace s věkem bude ověřena Pearsonovým (nebo Spearmanovým, pokud je to vhodné) korelačním koeficientem, a to jak uvnitř skupiny, tak globálně.

Korelace s kvantitativními parametry bude ověřena Pearsonovým (případně Spearmanovým) korelačním koeficientem, a to jak vnitroskupinově, tak globálně.

Korelace s kvalitativními parametry budou hodnoceny t testem nebo ANOVA (Mann Whitney nebo Kruskal Wallis, pokud nejsou normální).

Porovnání HR mezi V1, V2, V3, V4 a V5 bude provedeno opakovaným měřením ANOVA (mezi skupinovým faktorem, uvnitř faktoru v časovém bodě).