Bærbart realtidsfeedbacksystem til forbedring af gang og kropsholdning ved Parkinsons sygdom (WRTF for PD)

Efter validering af det foreslåede WRTF-system (wearable real-time feedback), vil muligheden for at bruge dette system til at give RTF for gang- og kropsholdningsparametre blive testet i en enkelt gruppe på seksogtyve personer med mild til moderat Parkinsons sygdom (PD) . Prøvestørrelsen blev valgt for at observere en intra-klasse korrelationskoefficient (ICC (2,1)) værdi mellem 0,75 og 0,9 ved alfa = 0,05 og power på 80%. Emner af alle racer og begge køn vil blive rekrutteret. På trods af højere repræsentation af mænd i PD, vil efterforskerne søge at opnå en ligelig fordeling af mænd og kvinder. Da forekomsten af ​​PD stiger med alderen, stiger efter 55 års alderen med en kraftig stigning efter 60 år, vil efterforskerne rekruttere deltagere i alderen 50-80 år.

Efter tilmelding vil hvert forsøgsperson deltage i en screenings- og klinisk evalueringssession på Muhammad Ali Parkinson Center (MAPC) på St. Joseph's Hospital og Medical Center (SJHMC) i Phoenix, AZ, og alle eksperimentelle dataindsamlingssessioner vil blive udført i Arizona State University (ASU), Tempe, AZ. De 3 eksperimentelle dataindsamlingssessioner vil være (1) Validity Session, (2) Kontinuerlig feedback (CF) Mode Session og (3) On-demand feedback (ODF) Mode session. Al screening, klinisk evaluering, eksperimentelle dataindsamlingssessioner vil blive udført under forsøgspersonens "medicin-på"-tilstand (når medicinen bedst kontrollerer symptomer på PD, normalt 60-90 minutter efter forsøgspersonernes sædvanlige dosis af anti-parkinson medicin) . Rækkefølgen af ​​CF- og ODF-sessioner vil blive randomiseret på tværs af emnerne.

Screening og klinisk evalueringssession (~ 2 timer): I denne session vil forsøgspersonerne først blive screenet af Dr. Shill for berettigelseskriterierne, som inkluderer UPDRS-evaluering. Hvis de er kvalificerede, vil deres balance og kognitive status blive evalueret ved hjælp af henholdsvis Mini-Balance Evaluation Systems Test (Mini-BESTest) og Scales for Outcomes of Parkinsons Disease-Cognition (SCOPA-Cog). Mini-BESTest har vist sig at opdage selv subtile balanceunderskud hos mennesker med PD. SCOPA-Cog er en PD-specifik skala, der tester non-verbal og verbal hukommelse, læring, opmærksomhed og eksekutiv funktion, herunder kompleks motorisk planlægning, arbejdshukommelse og verbal flydende, og har gennemgået omfattende kliniske tests.

WRTF Concurrent Validity Session (SA1) (~ 2 timer): I denne session vil MIMU-sensorer blive placeret på underben, håndled, lænd og øvre ryg. Letvægts reflekterende markører vil blive placeret i henhold til opsætningen af ​​helkropsmarkør (Vicon Motion Systems, Ltd, UK), og specialiseret software (Nexus 2.3, Vicon) vil blive brugt til kinematisk vurdering. Deltagerne vil blive bedt om at gennemføre tyve 15 meter overjordiske gåprøver ved deres selvvalgte behagelige hastighed. Ud fra steady state-segmenterne af disse forsøg vil gangbegivenhederne, spatio-temporale gangindekser (inklusive skridtlængde, skridttid, armsving og rygvinkel) blive beregnet i realtid for hvert skridt ved hjælp af WRTF-systemet (som beskrevet) i tidligere afsnit), og vil blive sammenlignet med guldstandardværdierne opnået fra Vicon-systemet.

Kontinuerlig feedback-session (SA2) (~ 3 timer): I denne session vil der blive givet RTF, så deltageren kan øve sig i at gå med øget skridtlængde, armsving, oprejst stilling og regelmæssig skridttid. Alle gangforsøg vil blive udført over jorden, og der vil kun blive givet feedback på én parameter på et givet tidspunkt/forsøg. Forskellige trin-til-trin spatio-temporale gang- og kropsholdningsmål vil blive opnået ved hjælp af WRTF-systemet.

Først vil deltagerne blive bedt om at gå med deres selvvalgte hastighed i en 80-meters prøvetur (med en 180 graders vending ved 40-meter) i en lang gang for at bestemme deres baseline gangmål (inklusive skridtlængde, armsving, skridttid og rygvinkel). Derefter vil forsøgspersonerne udføre en 80-meters forsøg med at træde på visuelle signaler - strimler placeret på gulvet med lige store intervaller, for at opnå trinlængdemålskabelonen (beskrevet i afsnittet 'Kontinuerlig feedbacktilstand'). Dernæst vil forsøgspersonerne blive bedt om at gå to 80 meter forsøg, hvorunder de vil blive forsynet med RTF af deres skridtlængde præstation (deres nuværende bevægelser i en lydform og specifikke instruktioner gennem ledende øretelefoner). Efter dette vil deltagerne udføre en 80-meters-forsøg efter en metronom for at opnå skridttidsmålskabelonen, som vil blive efterfulgt af to 80-meter-forsøg, hvorunder RTF af deres skridttid vil blive leveret for at forbedre gangrytmen. Tilsvarende vil forsøgene for armsving og oprejst stilling udføres som følger: et 80-meters forsøg (gang med større armsving) for at opnå armsvingsmålskabelonen, to 80-meters forsøg, der giver RTF af armsvingydeevne, en 80 -meter forsøg (gå oprejst) for at opnå opretstående målskabelon og to 80-meter forsøg, der giver RTF af opretstående stilling.

On-Demand Feedback Mode Session (SA3) (~ 3 timer): Denne session vil evaluere brugen af ​​on-demand feedback. Efter at have båret sensorerne på WRTF-systemet og høretelefoner, vil forsøgspersonerne udføre en baseline 100-meters prøve uden feedback ved deres selvvalgte behagelige hastighed. Derefter vil forsøgspersonerne deltage i otte 100 meter forsøg med en 180 graders drejning på 50 meter, hvoraf to forsøg vil blive udført med hver type feedback (trinlængde, skridttid, armsving eller opretstående stilling). Spatio-temporal gangindeks vil blive beregnet ud fra ikke-feedback og feedback forsøg. Der vil være tilstrækkelige hvileperioder mellem forsøgene.

Primære og sekundære resultatmål: De primære primære resultater vil være intra-klasse korrelation (ICC) og reliabilitetskoefficienter (RC) for at teste gyldigheden af ​​WRTF-systemet. De andre primære mål vil være skridtlængde og tid og deres variabilitet, armsving og oprejst stilling. Også sammenhænge mellem kognitiv status og balancekontrol og evnen til at følge RTF vil blive udforsket.

Data og statistiske analyser: For gangart beregnes middelværdier for skridt/skridtlængde, asymmetri, variabilitet i skridtlængde og tid, ganghastighed, svingtid, dobbelt støttevarighed og gangrelaterede elementer af klinisk score. Holdningskontrolforanstaltningerne vil omfatte rygvinkel under gangforsøg og varigheden af ​​opretholdelse af forskellige balanceopgaver under Mini-BESTest-evaluering. Samtidig (kriterium-relateret) validitet mellem de to systemer (WRTF vs. Vicon) vil blive analyseret med ICC (2,1) og RC. Effekten af ​​RTF (CF og ODF) på hvert primært mål vil blive vurderet ved hjælp af parrede t-test. Forskellen i graden af ​​forbedringer mellem CF- og ODF-tilstande vil også blive sammenlignet ved anvendelse af en parret t-test på ændringerne i gang- og kropsholdningsmål mellem respektive feedback-forsøg og baseline-forsøg. For tilstande, der krænker normaliteten, vil Wilcoxon signed-rank test blive brugt.