Nachverfolgung von Gehverbesserungen nach einem Schlaganfall von der Klinik bis nach Hause

Ziel 1 Den Zusammenhang zwischen Gehkapazität und Gehleistung bei Menschen mit chronischem Schlaganfall herstellen. Der erste entscheidende Schritt zur Verbesserung der Gehfähigkeit zu Hause nach einem Schlaganfall besteht darin, herauszufinden, wie unterschiedlich Menschen in der Standardumgebung einer Klinik im Vergleich zu ihrem Zuhause gehen. Für jede Person erhalten die Ermittler Videoaufzeichnungen von 6 Minuten Gehen sowohl in der Klinik als auch in der häuslichen Umgebung. Die Ermittler werden dann Posenschätzungsalgorithmen verwenden, um drei Schlüsselmerkmale der Gang-Schrittlängen-Asymmetrie, Schrittzeit-Asymmetrie und Ganggeschwindigkeit zu quantifizieren. Die Forscher gehen davon aus, dass die in der Klinik gemessene Gehfähigkeit der zu Hause gemessenen Gehleistung für jede der drei Metriken überlegen ist.

Ziel 2 Quantifizierung des Ausmaßes und der Dauerhaftigkeit von klinisch ermittelten Gehverbesserungen zu Hause. Die derzeitige klinische Praxis basiert auf der Überzeugung, dass Veränderungen der Gehfähigkeit, die durch die Rehabilitation hervorgerufen werden, zu Verbesserungen der Gehleistung zu Hause führen. Hier werden die Ermittler diese Vermutung direkt überprüfen. Die gleiche Gruppe von Teilnehmern mit Schlaganfall von Ziel 1 erhält eine einzelne Sitzung des lokomotorischen Anpassungstrainings – eine etablierte Intervention, die nachweislich die Schrittlängensymmetrie über dem Boden schnell verbessert – im Labor. Die Teilnehmer nehmen dann Videos auf, während sie zu Hause Gehversuche mit Anweisungen durchführen, um zu vier Zeitpunkten (am selben Tag, am nächsten Tag, drei Tage und eine Woche nach dem Training) mit ihren verbesserten Gangmustern weiter zu gehen. Die Forscher gehen von der Hypothese aus, dass die Verbesserung der Schrittlängensymmetrie zu Hause die Hälfte dessen sein wird, was am selben Tag in der Klinik beobachtet wird, und am nächsten Tag auf Null abfällt.

Studiendesign Die Teilnehmer absolvieren insgesamt 5 Datenerfassungssitzungen (Abbildung 1). Tag 1 umfasst eine standardisierte neurologische klinische Untersuchung, eine Videoaufzeichnung des Gehens in der Klinik (z. Bewertung der Grundfähigkeit) und eine Videoaufzeichnung des Gehens in der Wohnung (z. grundlegende Leistungsbewertung). Tag 2 umfasst eine einzelne 30-minütige Trainingseinheit in unserem Labor, während der der Teilnehmer ein etabliertes Protokoll durchführt, von dem bekannt ist, dass es die Asymmetrie der Schrittlänge reduziert. Sie werden außerdem innerhalb einer Stunde nach Abschluss des Schrittsymmetrie-Trainings ein Video des Gehens zu Hause (Überweisungsbeurteilung am selben Tag) aufnehmen. An den Tagen 3, 5 und 9 reicht der Teilnehmer Videoaufzeichnungen seines Gehens zu Hause ein.

Teilnehmer Die Prüfer rekrutieren eine einzelne Kohorte von 20 Personen mit einer Asymmetrie der Schrittlänge nach einem Schlaganfall von ≥ 4 cm. Die hier gesammelten Daten werden als notwendige vorläufige Daten für größere Studien dienen, die Faktoren untersuchen, die die Gehleistung zu Hause beeinflussen, und für Studien, die Interventionen testen, die darauf abzielen, das Gehen zu Hause zu verbessern.

Videoaufzeichnung Zur Beurteilung der Gehfähigkeit zeichnen die Prüfärzte Videos (~30 Hz) von Sagittal- und Frontalansichten der Teilnehmer auf, während sie auf einer ebenen Fliesenoberfläche in einer gut beleuchteten und ablenkungsfreien klinischen Umgebung über den Boden gehen. Zur Bewertung der Gehleistung verwenden die Teilnehmer oder Mitglieder ihres Haushalts eine einzelne stationäre Tablet- oder Smartphone-Abtastung bei 30 Hz, um den Teilnehmer beim Gehen in seinen Häusern aufzuzeichnen (dies ist idealerweise eine sagittale Aufzeichnung, kann aber auch frontal sein, wenn Platz vorhanden ist). ist begrenzt - die Ermittler verfügen über Arbeitsabläufe zur Analyse der Posenschätzung, mit denen Schrittlängen aus beiden Ansichten gemessen werden können). Für eine bestimmte Übertragungsaufzeichnung führen die Teilnehmer fünf Gehversuche mit ihrer bevorzugten Gehgeschwindigkeit durch.

Posenschätzung Die Forscher haben Posenschätzungs-Workflows für die menschliche Ganganalyse unter Verwendung des frei verfügbaren Posenschätzungsalgorithmus OpenPose entwickelt. Diese Arbeitsabläufe können genaue Schätzungen vieler räumlich-zeitlicher und kinematischer Gangparameter sowohl aus sagittaler als auch aus frontaler Sicht liefern und wurden anhand von dreidimensionalen Bewegungserfassungsmessungen für Erwachsene mit und ohne Schlaganfall validiert. Diese Validierungsschritte wurden auch sowohl für das Gehen auf der Erde als auch für das Gehen auf dem Laufband durchgeführt.