Gangtræning med kognitive opgaver ved Parkinsons sygdom

Dette er et forsøg, der involverer forsøgspersoner diagnosticeret med Parkinsons sygdom i overensstemmelse med retningslinjer fastsat af London Brain Bank.

Enkeltpersoner skal ofte udføre mere end én opgave samtidigt i hverdagen. Når forskellige aktiviteter, der kræver opmærksomhed, udføres på samme tid, opstår en situation kaldet Dual Task.

Under normale forhold er motoriske cortex-områder (primær motorisk cortex, præmotorisk cortex og supplerende motorisk område) ansvarlige for at udvælge rækkevidden af ​​bevægelser i en given handlingssekvens i overensstemmelse med opgavens krav og miljømæssige restriktioner, og efter at påbegyndelse af bevægelser forårsaget af den motoriske cortex, fortsætter basalkernerne udførelsen, hvilket efterlader den motoriske cortex fri til andre opgaver, der kræver opmærksomhed. Ved Parkinsons sygdom kompromitteres automatik, der fremmes af basale kerner, og konstant bevidst kontrol bliver nødvendig under gang. Når en aktivitet samtidig med denne funktion udføres, bliver frontalregionerne dedikeret til den sekundære opgave, og gang er overvejende styret af defekte basale kerner, hvilket genererer negativ Dual Task interferens på gang.

På grund af den dårlige gangkvalitet vurderet i DT-situationer, er personer med PD blevet instrueret i at undgå disse omstændigheder. Derimod har nyere beviser vist, at gangtræning i forbindelse med sekundære aktiviteter er i stand til at forbedre variabler relateret til DT-gangpræstation i PD.

I betragtning af, at løbebånds-gangtræning giver større regelmæssighed og automatik, hvilket giver forsøgspersoner mulighed for at aflede deres opmærksomhed mod kognitive funktioner, antager denne undersøgelse, at DT-løbebånds-gangtræning kombineret med kognitive opgaver vil fremme bedre gangpræstation hos personer med PD.

Patienterne blev inviteret til at deltage i undersøgelsen fra telefonopkald. De blev rekrutteret fra servicelisten i Neurologi på Hospital Onofre Lopes, i Natal-Brasilien. Randomisering af individer med hensyn til deltagelse i grupperne blev foretaget via randomization.com hjemmeside, af en person, der ikke er bekendt med træningsprocedurerne (bedømmer 1), som tildelte en farve (gul eller grøn) til hver gruppe. Uigennemsigtige konvolutter blev nummereret og adskilt, og inde i hver konvolut var der et stykke papir med ordet "gul" eller "grøn". Da en ny patient ankom til træning, åbnede rater 2 en kuvert og var kun opmærksom på farvekoden for den pågældende patient. Bedømmer 3, den ledende forsker, udførte vurderings- og revurderingsprocedurerne. Farvekoderne blev holdt hemmeligt af bedømmere 1 og 2 gennem hele undersøgelsen.

Kognitiv funktion blev vurderet ved hjælp af Montreal Cognitive Assessment Scale (MoCA). Dens score går mellem 0 og 30 og dækker aspekter relateret til visuospatiale og eksekutive funktioner, navngivning, hukommelse, opmærksomhed, sprog, abstraktion, forsinket genkaldelse samt tidsmæssig og rumlig orientering. Højere score svarer til større kognitiv funktion.

Sygdommens sværhedsgrad blev klassificeret i henhold til retningslinjer foreslået af den modificerede Hoehn og Yahr-skala, sammensat af syv stadier, der tillader kategorisering af begge sider af kroppen med hensyn til balance og fysisk uafhængighed. Dens score går fra 0 (ingen tegn på sygdommen) til 5 point (begrænset til seng eller kørestol).

Vurdering af graden af ​​motorisk og funktionel svækkelse blev opnået ved hjælp af Unified Parkinsons Disease Rating Scale (UPDRS). Denne undersøgelse brugte kun punkt 2 og 3 på skalaen, relateret til ADL'er og motorisk udforskning, hvis score svarer til henholdsvis 52 og 56.

Kinematisk vurdering af overjordisk gang blev udført af Qualisys Motion Capture Systems (Qualisys Medical AB, 411 13 Gøteborg, Sverige), som registrerer de spatiotemporale variabler af gangart, såvel som vinkelvariationer af hofte-, knæ- og ankelled. Dette system er sammensat af otte kameraer, der udsender og fanger infrarødt lys. Lyset reflekteres af sfæriske passive markører placeret på knoglefremspring og standardkropssegmenter for at fange data fra underekstremiteterne. Kameraerne er tilsluttet en computer, hvor de indsamlede billeder gemmes. Data optaget i todimensionel billedbehandling behandles af Qualisys Track Manager 2.6-opsamlingssoftware, som genkender markørpositionering og, baseret på kombinationen af ​​billeder fra mindst to kameraer forbundet i serie, muliggør generering af tredimensionelle bevægelseskoordinater. Til det formål transporteres data af 3D visuel software (C-Motion, Rockville, MD, USA), version Basic/RT 3.99.25.8), som tillader rekonstruktion og tredimensionel analyse af de markerede kropssegmenter, og derved registrerer bevægelser udført under gang.

Til kinematisk vurdering brugte vi 15 og 19 mm-diameter markører placeret bilateralt på følgende strukturer: hoftekammen, større trochanter, medial og lateral epikondyl af lårbenet, mediale og laterale malleoli, calcaneus, hovedet af den første metatarsal og hovedet af femte metatarsal. Disse markører betegnes anatomiske, da deres funktion er at afgrænse aksiale led, så forskellige segmenter kan afgrænses.

Mærkerne, der styrer segmenternes bane, er klassificeret som sporing og er arrangeret i firere på den rektangulære base (cluster). Markørerne blev placeret på bunden af ​​korsbenet, på den midterste tredjedel af låret og den midterste tredjedel af benet. Anatomiske markører blev fikseret med dobbeltklæbende tape og forstærket med kirurgisk tape, mens spormarkører blev koblet til kropssegmenterne med elastiske bånd og velcro. Markører blev farvet af den samme bedømmer på alle de frivillige, for at bevare pålideligheden af ​​markeringen.

Til gangtræning brugte vi et elektrisk Gait Trainer 2 løbebånd (Biodex Medical System, NY, USA), med et gangareal, der måler 160 x 51 centimeter (cm), og udstyret med en stang til støtte af overekstremiteter, hjerteovervågning med bioimpedanssensorer placeret på baren og et Polar Telemetri-system (POLAR, USA). Koblet til løbebåndet er et uvægtssystem (Biodex Medical System, NY, USA), sammensat af en lodret stående ramme, der bærer vægten understøttet af en sele. Patienterne brugte dog ikke vægtstøttesystemet i denne undersøgelse, og selen blev kun brugt som en sikkerhedsforanstaltning under træningssessionerne.

Undersøgelsesprocedurerne blev udført over to dage, den første til vurdering og den anden til interventionen med øjeblikkelig revurdering. På den første dag blev Montreal Cognitive Assessment (MoCA), Unified Parkinsons Disease Rating Scale og Modified Hoehn and Yahr Scale anvendt. Dernæst blev vægt og højde registreret. Til sidst blev der udført kinematisk vurdering af overjordisk DT-gang. På andendagen blev forsøgspersonerne underkastet løbebåndstræning og kinematisk revurdering af overjordisk DT-gang. Evaluering fandt sted en dag efter træning.

Ved begyndelsen af ​​kinematisk vurdering, efter markørplacering og udstyrskalibrering, blev statisk opsamling udført for at informere systemet om kropssegmentpositionering og muliggøre efterfølgende konstruktion af den biomekaniske model. Individet forblev i den ortostatiske stilling, med armene krydset over brystet, fødderne fra hinanden og pegende mod et af kameraerne. Emner blev filmet i 3 sekunder i denne position. Derefter blev de anatomiske markører fjernet for at udføre dynamiske indfangninger. Kun sporingsmarkører af lår- og bensegmenter forblev på plads, såvel som dem på hovedet af den femte metatarsal, laterale malleolus og calcaneus, som svarer til fodsegmentet.

Ved hver dynamisk indfangning blev individerne instrueret i at tilbagelægge en afstand på 8 meter, gå med maksimal hastighed, mens de udfører en kognitiv opgave. I løbet af hver 8-meters omgang blev et bogstav trukket tilfældigt, og personen blev bedt om at sige så mange ord som muligt begyndende med det bogstav. Når patienterne ikke var i stand til at huske ord, blev forsøgspersonerne også instrueret i ikke at stoppe, men i stedet fortsætte med at gå og prøve at huske. Der blev gennemført ti dynamiske indsamlinger.

Den næste dag gennemgik den eksperimentelle gruppe (n=11) løbebåndsgangtræning samtidig med en protokol af kognitive opgaver, der involverede en række opmærksomheds- og eksekutive funktioner, såsom verbal flydende, arbejdshukommelse og rumlig planlægning. Protokollen blev oprettet specifikt til denne undersøgelse, baseret på kognitive aktiviteter foreslået i tidligere undersøgelser. Træningssessionerne varede 20 minutter. De første tre minutter gav forsøgspersoner mulighed for at blive fortrolig med løbebåndet. Fra det 4. minut og frem gik den frivillige i 1 minut, mens han udførte kognitive opgaver, og i det følgende minut gik han kun. De resterende 17 minutter på løbebåndet vekslede således mellem et minuts løbebåndstræning kombineret med en kognitiv opgave og det efterfølgende minut kun løbebåndstræning. Kontrolgruppen (n=11) gennemgik kun løbebåndstræning. Træningen varede 20 minutter for begge grupper. Løbebåndets ganghastighed for begge grupper var den, som patienten rapporterede som den hurtigst mulige hastighed, samtidig med at et passende komfortniveau blev opretholdt. Vitale tegn (puls og blodtryk) blev overvåget før, under og efter sessionen.

Umiddelbart efter løbebåndstræning blev DT overjordisk gangart revurderet ved hjælp af ti dynamikoptagelser, de samme procedurer som blev brugt på den første dag.

Kinematisk databehandling blev udført med Qualisys Track Manager 2.6-software (QTM), hvor markører blev navngivet og deres baner defineret. Dernæst blev data opnået i QTM eksporteret til Visual 3D-programmet, hvor der blev udført tredimensionel rekonstruktion af den biokemiske model.

Statistisk analyse er udført ved hjælp af Statistisk Pakke for Samfundsvidenskab (SPSS), version 19.0. Før analysen af ​​hver gruppe blev datafordelingens normalitet verificeret ved at anvende beskrivende statistiske procedurer og Kolmogorov-Smirnov (K-S) testen.

Mål for central tendens og spredning blev brugt til at illustrere kliniske, demografiske og antropometriske data. For data med normalfordeling blev den parrede t-test brugt til at sammenligne intragruppe spatiotemporale og vinkelvariable, mens elevens t-test for uafhængige prøver blev anvendt til at sammenligne intergruppevariable. Mann-Whitney-testen blev brugt til data med ikke-normal fordeling. Der blev fastsat et signifikansniveau på 5 % for alle disse tests.