Tragbares Echtzeit-Feedback-System zur Verbesserung von Gang und Körperhaltung bei der Parkinson-Krankheit (WRTF for PD)

Nach der Validierung des vorgeschlagenen tragbaren Echtzeit-Feedback-Systems (WRTF) wird die Machbarkeit der Verwendung dieses Systems zur Bereitstellung von RTF von Gang- und Haltungsparametern in einer einzelnen Gruppe von 26 Personen mit leichter bis mittelschwerer Parkinson-Krankheit (PD) getestet. . Die Stichprobengröße wurde so gewählt, dass ein Intraklassen-Korrelationskoeffizient (ICC (2,1)) zwischen 0,75 und 0,9 bei Alpha = 0,05 und einer Trennschärfe von 80 % beobachtet wurde. Es werden Probanden aller Rassen und beiderlei Geschlechts rekrutiert. Trotz einer höheren Repräsentation von Männern bei PD werden die Ermittler versuchen, eine gleichmäßige Verteilung von Männern und Frauen zu erreichen. Da die Inzidenz von PD mit zunehmendem Alter zunimmt und nach dem Alter von 55 Jahren mit einem starken Anstieg nach 60 Jahren zunimmt, werden die Forscher Teilnehmer im Alter zwischen 50 und 80 Jahren rekrutieren.

Nach der Registrierung nimmt jeder Proband an einer Screening- und klinischen Bewertungssitzung im Muhammad Ali Parkinson Center (MAPC) im St. Joseph's Hospital and Medical Center (SJHMC) in Phoenix, AZ teil, und alle experimentellen Datenerfassungssitzungen werden im Arizona durchgeführt Staatsuniversität (ASU), Tempe, AZ. Die 3 experimentellen Datenerfassungssitzungen sind (1) Validity Session, (2) Continuous Feedback (CF) Mode Session und (3) On-Demand Feedback (ODF) Mode Session. Alle Screening-, klinischen Bewertungs- und experimentellen Datenerfassungssitzungen werden während des „Medikamenten-an“-Zustands des Probanden durchgeführt (wenn das Medikament die Symptome von PD am besten kontrolliert, normalerweise 60-90 Minuten nach der üblichen Dosis des Anti-Parkinson-Medikaments des Probanden). . Die Reihenfolge der Sitzungen im CF- und ODF-Modus wird über die Probanden zufällig verteilt.

Screening und klinische Bewertungssitzung (~ 2 Stunden): In dieser Sitzung werden die Probanden zunächst von Dr. Shill auf die Eignungskriterien, einschließlich der UPDRS-Bewertung, überprüft. Wenn sie geeignet sind, werden ihr Gleichgewicht und ihr kognitiver Status mit dem Mini-Balance Evaluation Systems Test (Mini-BESTest) bzw. den Scales for Outcomes of Parkinson' Disease-Cognition (SCOPA-Cog) bewertet. Es hat sich gezeigt, dass der Mini-BESTest selbst subtile Gleichgewichtsdefizite bei Menschen mit Parkinson aufdeckt. SCOPA-Cog ist eine PD-spezifische Skala, die das nonverbale und verbale Gedächtnis, das Lernen, die Aufmerksamkeit und die exekutiven Funktionen, einschließlich der komplexen motorischen Planung, des Arbeitsgedächtnisses und der verbalen Geläufigkeit, testet und umfangreichen klinometrischen Tests unterzogen wurde.

WRTF Concurrent Validity Session (SA1) (~ 2 Stunden): In dieser Sitzung werden MIMU-Sensoren an den Unterschenkeln, Handgelenken, dem unteren Rücken und dem oberen Rücken platziert. Leichte reflektierende Marker werden gemäß dem Ganzkörper-Marker-Setup (Vicon Motion Systems, Ltd, UK) platziert und spezielle Software (Nexus 2.3, Vicon) wird für die kinematische Bewertung verwendet. Die Teilnehmer werden gebeten, zwanzig 15-Meter-Gehversuche über Grund in ihrer selbstgewählten bequemen Geschwindigkeit zu absolvieren. Aus den Steady-State-Segmenten dieser Versuche werden die Gangereignisse, räumlich-zeitlichen Gangindizes (einschließlich Schrittlänge, Schrittzeit, Armschwung und Rückenwinkel) in Echtzeit für jeden Schritt unter Verwendung des WRTF-Systems (wie beschrieben) berechnet in früheren Abschnitten) und werden mit den vom Vicon-System erhaltenen Goldstandardwerten verglichen.

Kontinuierliche Feedback-Modus-Sitzung (SA2) (~ 3 Stunden): In dieser Sitzung wird dem Teilnehmer RTF bereitgestellt, um das Gehen mit erhöhter Schrittlänge, Armschwung, aufrechter Haltung und regelmäßiger Schrittzeit zu üben. Alle Gehversuche werden oberirdisch durchgeführt, und zu einem bestimmten Zeitpunkt/Versuch wird nur ein Feedback zu einem Parameter bereitgestellt. Unter Verwendung des WRTF-Systems werden verschiedene räumlich-zeitliche Gang- und Körperhaltungsmaße Schritt für Schritt erhalten.

Zuerst werden die Teilnehmer gebeten, einen 80-Meter-Versuch (mit einer 180-Grad-Drehung auf 40 Metern) in einem langen Flur mit ihrer selbstgewählten Geschwindigkeit zu gehen, um ihre grundlegenden Gangmaße zu bestimmen (einschließlich Schrittlänge, Armschwung, Schrittzeit und Rückenwinkel). Dann werden die Probanden einen 80-Meter-Probeschritt auf visuelle Hinweise durchführen – Streifen, die in gleichen Abständen auf dem Boden platziert werden, um die Schrittlängen-Zielvorlage zu erhalten (beschrieben im Abschnitt „Kontinuierlicher Feedback-Modus“). Als nächstes werden die Probanden gebeten, zwei 80-Meter-Versuche zu gehen, während denen sie mit RTF ihrer Schrittlängenleistung versorgt werden (ihre aktuellen Bewegungen in einer Tonform und spezifische Anweisungen durch leitende Kopfhörer). Anschließend führen die Teilnehmer einen 80-Meter-Versuch nach einem Metronom durch, um die Zielvorlage für die Schrittzeit zu erhalten, gefolgt von zwei 80-Meter-Versuchen, bei denen RTF ihrer Schrittzeit bereitgestellt wird, um die Gangrhythmik zu verbessern. In ähnlicher Weise werden die Versuche für den Armschwung und die aufrechte Haltung wie folgt durchgeführt: ein 80-Meter-Versuch (Gehen mit größeren Armschwüngen), um die Zielvorlage für den Armschwung zu erhalten, zwei 80-Meter-Versuche, die RTF der Armschwungleistung liefern, einer 80 -Meter-Versuch (aufrechtes Gehen), um die Zielvorlage für die Aufrichtung zu erhalten, und zwei 80-Meter-Versuche, die RTF der aufrechten Haltung liefern.

On-Demand-Feedback-Modus-Sitzung (SA3) (~ 3 Stunden): In dieser Sitzung wird die Verwendung von On-Demand-Feedback bewertet. Nach dem Tragen der Sensoren des WRTF-Systems und der Kopfhörer führen die Probanden einen 100-Meter-Basisversuch ohne Feedback mit ihrer selbstgewählten bequemen Geschwindigkeit durch. Dann nehmen die Probanden an acht 100-Meter-Versuchen mit einer 180-Grad-Drehung auf 50 Metern teil, von denen zwei Versuche mit jeder Art von Feedback (Schrittlänge, Schrittzeit, Armschwung oder aufrechte Haltung) durchgeführt werden. Räumlich-zeitliche Gangindizes werden aus Nicht-Feedback- und Feedback-Versuchen berechnet. Zwischen den Prüfungen sind ausreichend Ruhezeiten einzuplanen.

Primäre und sekundäre Ergebnismessungen: Die wichtigsten primären Ergebnisse sind die Intraklassenkorrelation (ICC) und die Zuverlässigkeitskoeffizienten (RC), um die Gültigkeit des WRTF-Systems zu testen. Die anderen primären Maße sind Schrittlänge und -zeit und deren Variabilität, Armschwung und aufrechte Körperhaltung. Außerdem werden Korrelationen zwischen kognitivem Status und Gleichgewichtskontrolle und der Fähigkeit, RTF zu folgen, untersucht.

Daten und statistische Analysen: Für das Gangbild werden Mittelwerte der Schritt-/Schrittlänge, Asymmetrie, Variabilität in Schrittlänge und -zeit, Ganggeschwindigkeit, Schwungzeit, Dauer der doppelten Unterstützung und gangbezogene Elemente klinischer Werte berechnet. Die Maßnahmen zur Haltungskontrolle umfassen den Rückenwinkel während der Gehversuche und die Dauer der Aufrechterhaltung verschiedener Gleichgewichtsaufgaben während der Mini-BESTest-Evaluierung. Die gleichzeitige (kriteriumsbezogene) Validität zwischen den beiden Systemen (WRTF vs. Vicon) wird mit ICC (2,1) und RC analysiert. Die Auswirkung von RTF (CF und ODF) auf jede Primärmessung wird unter Verwendung von gepaarten t-Tests bewertet. Der Unterschied im Grad der Verbesserungen zwischen CF- und ODF-Modi wird auch durch die Anwendung eines gepaarten t-Tests auf die Änderungen der Gang- und Haltungsmessungen zwischen den jeweiligen Feedback-Versuchen und den Basisversuchen verglichen. Für Bedingungen, die die Normalität verletzen, wird der Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Test verwendet.