Beam Walking über die Lebensdauer für die Vorhersage von Stürzen (BEAM)

Einführung Natürliches Altern ist mit einer Behinderung der Mobilität im fortgeschrittenen Alter verbunden. Die Gehgeschwindigkeit wird langsamer, die Schritte werden kürzer und variabel und das Gleichgewicht beim Stehen und Gehen wird instabil, insbesondere wenn diese Mobilitätsaufgaben mit einer motorischen oder kognitiven Aufgabe kombiniert werden. Gang-, Gleichgewichts- und Muskelbeeinträchtigungen verursachen Stürze bei ca. 30 % bzw. ca. 50 % der Erwachsenen über 65 bzw. 80 Jahren. Fast 50 % der Stürze im Freien ereignen sich beim Gehen. Die Messung des dynamischen Gleichgewichts ist daher wichtig, um den aktuellen Zustand der posturalen Kontrolle zu charakterisieren und diejenigen zu identifizieren, die wahrscheinlich schwere Mobilitätseinschränkungen, einschließlich Stürze, in der Zukunft erleiden werden.

Dynamisches Gleichgewicht ist die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts beim Gehen mit und ohne Eigen- oder Fremdstörung und Widerstand gegen innere oder äussere Störungen im Stehen. Insbesondere hält das dynamische Gleichgewicht die vertikale Projektion des Schwerpunkts (COM) innerhalb der Stützbasis, während sich der COM bewegt. Bisher wurde aus „Funktionstests“ auf ein dynamisches Gleichgewicht ohne tatsächlichen Gleichgewichtsverlust geschlossen.

Funktionstests messen das dynamische Gleichgewicht indirekt und viele leiden unter einem Decken- oder Bodeneffekt und sind unempfindlich gegenüber Eingriffen und dem klinischen Status. Die Berg-Balance-Skala (BBS), die für gebrechliche alte Erwachsene entwickelt wurde, leidet unter einer geringen Sensitivität gegenüber Behandlungseffekten, es gibt keine gemeinsame Interpretation für einen bestimmten Wert, und es besteht ein unklarer Zusammenhang mit dem Mobilitätsstatus und der Verwendung von Mobilitätshilfen. Der Tinetti Gleichgewichts- und Gangtest ist ein „funktioneller Test“, der für das „dynamische Gleichgewicht“ verwendet wird, aber nur 11 % der Nicht-Stürzer identifiziert, was auf eine geringe Spezifität hindeutet. Der Timed-up-and-Go (TUG)-Test informiert Kliniker nicht, wenn das statische oder dynamische Gleichgewicht oder die Gehfähigkeit des Patienten schlecht ist, und sagt Stürze uneinheitlich voraus. Einbeinstand kann für viele alte Erwachsene schwierig sein und hat nichts mit der Gangstabilität zu tun. Functional-Reach (FR) hat kein Gehelement und die Patienten gleichen Gleichgewichtsprobleme beim Gehen aus. Der BESTest ist um Systeme herum organisiert, die der Gleichgewichtskontrolle zugrunde liegen, und ähnelt dem physiologischen Profilansatz, dessen Durchführung über 30 Minuten dauert, obwohl er eine gute Zuverlässigkeit und eine höhere Empfindlichkeit gegenüber Veränderungen aufweist als der BBS. Seine Kurzversion, der miniBESTest, dauert nur ca. 15 Minuten und hat eine gute Zuverlässigkeit und Unterscheidungskraft zwischen Stürzenden und Nicht-Sturzenden, doch die gemeldeten Werte variieren stark und deuten auf einen Bodeneffekt bei Patienten mit Rückenmarksverletzung, Schädel-Hirn-Trauma, erworben, hin Gehirnverletzung und multiples Trauma. Die statische Posturographie misst das statische Gleichgewicht und korreliert schlecht mit dem dynamischen Gleichgewicht. Der Star Excursion Balance Test, der Modified Bass Test und der Dynamic Leap and Balance Test beinhalten unnatürliche Bewegungen oder schnelle Richtungswechsel, die Senioren niemals ausführen. Dynamische Posturographie bezieht sich auf Reaktionen auf eine Störung beim Stehen oder Gehen. Die direkte Validität des Stabilitätsspielraums oder der medialen Beschleunigung des COM und die Beziehung zwischen diesen Variablen und dem Gleichgewicht beim Gehen ist unklar. Zeit-bis-Stabilisierungstests beinhalten eine einzelne Sprunglandung auf dem Boden, was für Senioren ungeeignet ist. Diese letzteren Tests und diejenigen, die die Ergebnisse des Druckzentrums (COP) messen, erfordern eine Kraftplattform, wodurch die Tests für Kliniker ungeeignet sind. Trägheitssensoren können das Laufgleichgewicht während des TUG quantifizieren, aber die Datenanalyse der Gangdynamik erfordert eine ausgefeilte Software.

Beam Walking Performance zur Messung des dynamischen Gleichgewichts im Alter. Die wichtigste Einschränkung von „dynamischen Gleichgewichtstests“ ist das Versäumnis, einen tatsächlichen Gleichgewichtsverlust beim Gehen zu quantifizieren. Derzeit gibt es keinen laborbasierten oder klinischen Test, um den Verlust des dynamischen Gleichgewichts beim Gehen, die Beeinträchtigung des Gehgleichgewichts und das Sturzrisiko in einer klinischen Umgebung zu beurteilen. Beam Walking könnte das dynamische Gleichgewicht genauer messen als derzeit verwendete Tests, da die Verringerung der Stützbasis vorübergehend die Instabilität erhöht, die mit dem Schwenken des COM über das Standbein verbunden ist. Balken erhöht im Vergleich zum Gehen auf dem Boden die Herausforderung für das dynamische Gleichgewicht, da der Ausführende den Weg des COM kontrollieren muss, um nicht die Kante der Fußstütze zu überqueren, um auf dem Balken zu bleiben. Eine solche Überquerung passiert oft bei alten Erwachsenen und es folgt ein Fehltritt, ein „Sturz“. Die Instabilität während des COM-Transfers, während man sich vorübergehend auf einem Bein und auf einem schmalen Balken befindet, ist das zentrale und einzigartige Element des Beam Walking, das (sub)klinische Dysfunktionen des dynamischen Gleichgewichts effektiver als aktuelle Tests verstärken und die Beam Walking-Leistung zu einem neuartigen Biomarker für Dynamik machen könnte Gleichgewicht in Gesundheit und Krankheit.

Anwendung des Beam Walking bei Patienten mit neurologischen Erkrankungen. Eine Dysfunktion des dynamischen Gleichgewichts ist ein Vorläufer für die hohe Inzidenz von Stürzen bei neurologischen Patienten, und die Identifizierung von sturzbedingten Risikofaktoren hat Priorität. Patienten mit Parkinson-Krankheit (PD), Multipler Sklerose (MS) und Schlaganfall erlitten einen (47 %) oder mehrere (32 %) Stürze nach 6 Monaten. Während die Ätiologie, die zu einem Sturz führt, zwischen diesen Patientenkategorien unterschiedlich ist, ist eine Dysfunktion des dynamischen Gleichgewichts ein wichtiges gemeinsames Element, das zur Mobilitätseinschränkung beiträgt. Bemerkenswerterweise sagten nur der Krankheitstyp und das Gleichgewichtsvertrauen und keiner der „dynamischen Gleichgewichtstests“ oder „funktionellen Tests“ (BBS, dynamischer Gait-Index, TUG, 10-m-Gehtest) einzelne und wiederkehrende Stürze voraus. Es besteht daher ein Bedarf festzustellen, ob das Gehen auf Balken im Vergleich zu den derzeit verwendeten Tests des dynamischen Gleichgewichts bei der Diagnose des Sturzrisikos und der Vorhersage von Stürzen bei diesen Patienten genauer ist.

Kognitives Dual-Tasking beim Beam Walking. Auch wenn sich die Ganggeschwindigkeit mit zunehmendem Alter verlangsamt, was auf ein beeinträchtigtes dynamisches Gleichgewicht hindeutet, nimmt die bewusste, kognitive und kortikale Kontrolle des Gehens immer noch zu. Insbesondere wenn alte Erwachsene das Gehen mit einer kognitiven Aufgabe wie Sprechen, Rechnen oder Gedächtnisabruf verbinden, steigt der Bedarf an Aufmerksamkeit und exekutiven Funktionen, um den Gang zu kontrollieren. Beim Dual-Tasking werden die Schritte alter Erwachsener variabel und die Gangstabilität nimmt ab. Es ist jedoch nicht bekannt, ob die duale aufgabenbezogene Gangverlangsamung durch die kognitive Aufgabe verursacht wird, die das dynamische Gleichgewichtselement des Gangs beeinflusst, oder ob die Auswirkungen auf Geschwindigkeit und Rhythmus global sind.

Ziele, Hypothesen. Diese Studie bestimmt: 1. Die psychometrischen Eigenschaften und 2. Lebensdauer und Patientenreferenzwerte für das dynamische Gleichgewicht, bestimmt durch Beam Walking mit und ohne kognitives Dual-Tasking; 3. Die statistische Beziehung zwischen dem dynamischen Gleichgewicht (d. h. der Gehleistung auf einem Balken) und ausgewählten „Funktionstests“, die derzeit zur Messung des dynamischen Gleichgewichts verwendet werden, und 4. Die Risikofaktoren und Prädiktoren für Stürze bei neurologischen Patienten. Die globale Hypothese ist, dass Alter, Krankheitstyp und kognitives Dual-Tasking das dynamische Gleichgewicht beeinflussen, gemessen an der Beam-Walking-Leistung (Entfernung, Geschwindigkeit, Schrittzahl). Es wird erwartet, dass bei gesunden alten Erwachsenen Alter, Geschlecht, Exekutivfunktion, körperliche Aktivität, Beinkraft und COP-Variabilität auf einem Bein zu den Determinanten der Einzel- und Doppelaufgaben-Beam-Walking-Leistung gehören. Bei Patienten mit neurologischen Störungen erwarten wir, dass Krankheitstyp, Gleichgewichtsvertrauen und exekutive Funktion die Strahlleistung bei einer einzelnen Aufgabe beeinflussen. Aufgrund der Neuheit ist unklar, ob Patienten Dual-Task Beam Walking durchführen können. Die Forscher erwarten, dass die Balkenlaufleistung im Vergleich zu den traditionell verwendeten Gleichgewichtsergebnissen Sturzrisiken und Stürze genauer vorhersagt.

Methodendesign. Dies ist eine multizentrische Querschnitts-Beobachtungsstudie mit 5 Standorten unter Verwendung der STROBE-Checkliste. Die Zentren 1-4 untersuchen gesunde alte Erwachsene (n=432) und Zentrum 5 untersucht Patienten mit der Diagnose PD, MS, Schlaganfall und unspezifischen Gleichgewichtsstörungen (n=100). Ausgewählte gesunde Teilnehmer wiederholen nur die Beam-Walking-Messungen bei Test 2, 7–10 Tage nach Test 1, um die Zuverlässigkeit zu bewerten (n = 40). Alle Teilnehmer ab 50 Jahren werden die Sturzanamnese bei Test 1 und bei den Nachuntersuchungen nach 6 und 12 Monaten abschließen. Wir haben das Alter 50 ausgewählt, da das Gleichgewicht in diesem Alter abzunehmen beginnt. Das primäre Ergebnis für alle Teilnehmer ist die Beam-Walking-Leistung in Metern. Alter, Geschlecht, kognitive Funktion, körperliche Aktivität und Beinkraft sind Determinanten des dynamischen Gleichgewichts, und daher muss die Stichprobengröße so festgelegt werden, dass sie den Empfehlungen von mindestens 4-5 mal mehr Teilnehmern als den Prädiktoren entspricht. Um die externe Validität zu erhöhen, sollten universelle Referenzwerte breit und repräsentativ für die Heterogenität in der Bevölkerung sein, was durch Testen gesunder männlicher und weiblicher Teilnehmer in vier Ländern auf drei Kontinenten erreicht wird.

Teilnehmer. Gesunde Teilnehmer werden in den vier Zentren aus der Umgebung rekrutiert, indem Mundpropaganda und Anzeigen in öffentlichen Bereichen, Bibliotheken, Kirchen, Zeitungen, Fitnessclubs, Gesundheitseinrichtungen sowie in Radio, Fernsehen und Internet verwendet werden. Freiwillige Teilnehmer sind männliche und weibliche Erwachsene im Alter von über 20 Jahren mit guter Gesundheit, Ausgeglichenheit und Mobilität.

Positive Beantwortung einer der folgenden Fragen in einem (Telefon-)Interview führt zum Ausschluss aus der Studie: nicht in der Lage, 10 m selbstständig zu gehen; Knie- oder Hüftgelenksersatz ≤ 6 Monate vor Einschreibung; unkontrollierte kardiovaskuläre Erkrankung oder Angina; neuromuskuläre Erkrankung; diagnostizierte Parkinson-Krankheit; Multiple Sklerose; Schlaganfall; Krebstherapie ≤ 3 Monate vor Einschreibung; schweres Asthma oder chronische Bronchitis; diagnostizierter Diabetes mit Neuropathie, schlechtem und unkorrigiertem Sehvermögen und einem Ergebnis von ≤27 bei der Mini-Mental State Examination (MMSE). Zu Beginn des Laborbesuchs führen die Teilnehmer die Short-Physical-Performance-Battery (SPPB) durch und die gesunden Erwachsenen mit einer Punktzahl ≤10 für Mobilität werden ausgeschlossen.

Zentrum 5 (Kaposvár, Ungarn) wird Patienten aus der ambulanten Tagesklinik und der medizinischen Datenbank des Krankenhauses rekrutieren. Patienten, die über Gleichgewichts- und Mobilitätsschwierigkeiten berichten und Kandidaten für eine Rehabilitation sind oder derzeit in eine Rehabilitation eingeschrieben sind, kommen in Frage. Parkinson-Patienten (Hoehn-Yahr-Stadium 2 bis 3) erfüllen die Kriterien der UK Brain Bank. MS-Patienten erfüllen die McDonald-Kriterien des International Panel on Diagnosis of MS. Schlaganfallpatienten erfüllen die diagnostischen Kriterien der Weltgesundheitsorganisation für Schlaganfälle. Eingeschlossen werden Patienten mit Gleichgewichtsstörungen, die aufgrund eines Sturzes und Schwindelgefühls die Ambulanz aufsuchen. Ausgeschlossen werden Personen mit MMSE <21, Major Depression (Clinically Useful Depression Outcome Score ≥46), schweren Gelenk- und/oder Knochenerkrankungen, die das Gleichgewicht und den Gang beeinträchtigen (klinische Beurteilung), Aphasie, wenn sie das Verständnis der Ziele der Studie beeinträchtigen , MS-Schub innerhalb von 3 Monaten, Schlaganfall < 1 Monat vor Studienbeginn, benigner paroxysmaler Lagerungsschwindel, Polyneuropathie und phobischer Schwindel. Der Abschnitt Statistik zeigt die Stichprobenumfänge.

Ethikkommissionen an jedem Standort genehmigen das Studienprotokoll und die Einverständniserklärung, die jeder Teilnehmer lesen und unterschreiben muss. Die Studie wird gemäß der Deklaration von Helsinki durchgeführt.