Auswirkungen von Biofeedback-Schuhen bei der Parkinson-Krankheit: Bewertung der funktionellen motorischen Fähigkeiten und Fortbewegung

Die Parkinson-Krankheit (PD) ist eine chronische und fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, die klinisch durch das Vorhandensein von Bradykinesie, Ruhetremor, Steifheit und Haltungsinstabilität gekennzeichnet ist. Personen, die von dieser Erkrankung betroffen sind, weisen mehrere Gangstörungen auf, die durch verringerte Geschwindigkeit, kurze und schlurfende Schritte und erhöhte Schrittvariabilität gekennzeichnet sind.

In den letzten Jahrzehnten wurden Anstrengungen unternommen, nachhaltige und umsetzbare Strategien im täglichen Leben dieser Menschen zu entwickeln, die auf eine Verbesserung der Haltung und Gangleistung abzielen.

In diesem Zusammenhang wird die Rolle eines verbesserten plantaren Biofeedbacks untersucht. Beispielsweise scheint die sensorische Stimulation der Fußsohlen die Haltungsanpassung und den Gang zu verbessern. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass der barfüßige Kontakt des Fußes mit dem Boden im Gegensatz zum Tragen eines Schuhs zu einem stärkeren Feedback und damit zu einer Verbesserung der Körperhaltung und Fortbewegung führen kann. Eine verbesserte Fortbewegung führt zu mehr Sicherheit bei der Ausübung alltäglicher Aktivitäten, einer Verringerung des Sturzrisikos und damit einer Steigerung der Lebensqualität. Studien in der Literatur konzentrieren sich hauptsächlich auf die Stimulation von Einlegesohlen und Schuhen mit Integration von Vibrations-, Hör- und/oder visuellem Biofeedback.

Die Anwendbarkeit von elektronischem Schuhwerk ist derzeit begrenzt. Eine mögliche nachhaltige Lösung könnte die Verwendung von Schuhwerk sein, das die Trennung des Fußes von der Außenumgebung minimiert und ihn gleichzeitig wirksam vor möglichen Verletzungen schützt. Diese Art von Schuhen passt sich der Form des Fußes an und ermöglicht im Vergleich zu herkömmlichen Schuhen möglicherweise ein besseres Plantar-Feedback. Die Gangmessung mithilfe von Inertialsensoren stellt eine einfach umsetzbare Methode in Forschung und klinischer Praxis dar, die bei zahlreichen neurologischen Syndromen Anwendung findet. Ein auf der Lendenwirbelsäule getragenes Gerät kann räumlich-zeitliche Gangparameter messen. Darüber hinaus ist es möglich, vom Stamm abgeleitete Beschleunigungsindizes zu berechnen. Insbesondere das Harmonische Verhältnis (HR) ist ein repräsentativer Index für die Fließfähigkeit und den Rhythmus des physiologischen Gangs. Es handelt sich somit um einen zuverlässigen Parameter zur Beurteilung möglicher Gangveränderungen bei neurologischen Patienten.

Das Hauptziel der Studie besteht darin, zu überprüfen, ob die Verwendung von Schuhen, die ein verstärktes Plantar-Feedback ermöglichen, die HR bei PD-Patienten verbessert.

Als sekundäres Ziel werden Veränderungen in anderen vom Rumpf abgeleiteten Gangindizes, der statischen Haltungskontrolle und den funktionellen Fähigkeiten evaluiert. Darüber hinaus werden mittelfristige Veränderungen (nach vierwöchigem Tragen von Plantar-Feedback-Schuhen) dieser Parameter sowie das Auftreten von Stürzen und Freezing of Gang (FOG) beurteilt.

Das Studium ist in 2 Arbeitspakete (WP) gegliedert. WP1 ist eine interventionelle offene Studie, in der kurzfristige Veränderungen beobachtet werden, die durch Schuhe hervorgerufen werden, die ein verstärktes Plantar-Feedback ermöglichen.

Bei der Erstbeurteilung (T0) werden klinisch-demografische Daten erhoben und die Patienten einer umfassenden neurologischen Untersuchung unterzogen. Es werden krankheitsspezifische Skalen (UPDRS III Teil 3, NFOG-q, LEDD, DASS-21) verabreicht.

Die Patienten werden einer Trägheitsganganalyse, einer statischen Barfuß-Posturographie und funktionellen Leistungstests (TUG, 2MWT, 5-STST, 10-mFW) unter drei Bedingungen in zufälliger Reihenfolge unterzogen:

• Barfußzustand (BC): ohne Schuhe tragen
• Neutraler Zustand (NC): Tragen neutraler Turnschuhe
• Erhöhter Plantar-Feedback-Zustand (PFC): Tragen von Plantarschuhen

WP2 ist eine prospektive, interventionelle, randomisierte, kontrollierte Studie, in der Veränderungen evaluiert werden, die durch die Einführung von Plantarschuhen über einen Zeitraum von vier Wochen hervorgerufen werden. Nach den Basisbewertungen (T0) werden die Patienten randomisiert und einer der folgenden Gruppen zugeordnet:

• Neutraler Zustand (NC): Tragen neutraler Turnschuhe
• Größere Plantar-Feedback-Bedingung (PFC): Tragen von Plantarschuhen

In beiden Gruppen werden den Teilnehmern Schuhe in angemessener Größe zur Verfügung gestellt und sie werden gebeten, die zugewiesenen Schuhe über einen Zeitraum von vier Wochen als ihr gewohntes Schuhwerk für alltägliche Aktivitäten zu verwenden. Die Patienten müssen ein Tagebuch führen, um etwaige Probleme bei der Verwendung der Schuhe und der täglichen Nutzungsdauer anzugeben sowie Stürze und FOG-Episoden aufzuzeichnen.

Bewertungsschema:

Verfahren zur Ganganalyse:

Um Gangdaten zu erfassen, wird ein Trägheitssensor (BTS G-Walk, BTS, Mailand, Italien) mithilfe eines ergonomischen Gürtels auf Höhe des fünften Lendenwirbels (L5) positioniert. Der Trägheitssensor kommuniziert über Bluetooth mit einem Laptop zur Datenaufzeichnung und Offline-Analyse. Der Sensor umfasst einen dreiachsigen Beschleunigungsmesser (16 Bit/Achse), ein dreiachsiges Magnetometer (13 Bit) und ein dreiachsiges Gyroskop (16 Bit/Achse). Die Abtastfrequenz beträgt 100 Hz und zeichnet lineare und Winkelbeschleunigungen des Rumpfes in anteroposteriorer (AP), mediolateraler (ML) und vertikaler (V) Richtung auf.

Das „Walk+“-Protokoll der G-STUDIO-Software (G-STUDIO, BTS, Mailand, Italien) wird verwendet, um Rumpfbeschleunigung, Phasen der rechten und linken Schrittzyklen und raumzeitliche Parameter der Beckenkinematik zu erfassen. Das harmonische Verhältnis wird als Rumpfbeschleunigungsdaten in drei Richtungen (vertikal, mediolateral und anteroposterior) berechnet, wobei die Komponenten des Signals in ihre Harmonischen zerlegt werden, als Verhältnis zwischen der Summe der ersten 10 geraden und der ersten 10 ungeraden Harmonischen Vielfache der Grundfrequenzen.

Die anderen berechneten Trunk-Inertial-Indizes sind der größte Lyapunov-Exponent (LLE), der Variationskoeffizient (CV), der logarithmische dimensionslose Jerk-Score (LDLJ) und die Recurrence-Quantification-Analyse (RQA), wie in einer früheren Arbeit von Castiglia et al. beschrieben.

Vor der experimentellen Sitzung werden die Teilnehmer angewiesen, auf einem vorgegebenen Weg auf dem Boden zu gehen, um sich mit dem Verfahren vertraut zu machen. Sie werden angewiesen, in einem Tempo zu gehen, das ihrer üblichen Gangart entspricht, entlang eines etwa 3 Meter breiten und 30 Meter langen Korridors, ohne dass äußere Faktoren die Schrittfrequenz und den Rhythmus beeinträchtigen könnten. Es werden fünf aufeinanderfolgende Versuche durchgeführt. Die Studien werden abgebrochen, wenn der Patient Beschwerden während des Eingriffs, Müdigkeit oder Schmerzen meldet.

Posturographische Auswertung:

Zur posturographischen Beurteilung wird eine computergestützte Stabilometrie durchgeführt, bei der der Patient in orthostatischer Position, unter ruhigen Bedingungen und ohne Störungen mit offenen und geschlossenen Augen unter Verwendung von an unserem Institut verfügbaren Kraftplattformen (BTS P-6000, BTS, Mailand, Italien) aufgezeichnet wird. . Die Patienten werden gebeten, sich auf den posturografischen Plattformen zu positionieren. Sobald die Position erreicht ist und sichergestellt ist, dass sich der Patient wohl fühlt, zeichnet der Techniker 3 Versuche von 10 Sekunden mit offenen Augen und 3 Versuche von 10 Sekunden mit geschlossenen Augen auf. Um den Lerneffekt zu reduzieren, werden die Versuche randomisiert aufgezeichnet. Die Studien werden abgebrochen, wenn der Patient Beschwerden während des Eingriffs, Müdigkeit oder Schmerzen meldet.

Verwaltung funktionaler Kapazitätsskalen:

• Timed-Up and Go (TUG)-Test: Der TUG ist ein einfacher Test zur Beurteilung der gesamten motorischen Funktionalität. Die Teilnehmer werden gebeten, so schnell wie möglich von einem Stuhl aufzustehen, eine lineare Strecke von 3 Metern zu gehen, sich um 180 Grad zu drehen und wieder in eine sitzende Position zurückzukehren.
• 2-Minuten-Gehtest (2MWT): Der 2MWT bewertet die Autonomie und die aerobe Gehfähigkeit. Beim 2MWT wird der Proband angewiesen, die längste Distanz zurückzulegen, indem er innerhalb von 2 Minuten einen flachen 30-Meter-Weg entlang geht.
• 5-Sitz-Steh-Test (5-STST): Der 5-STST wird verwendet, um die Funktionalität und Kraft der unteren Gliedmaßen zu beurteilen. Der Proband wird gebeten, innerhalb kürzester Zeit fünfmal von einem Stuhl aufzustehen und sich wieder hinzusetzen.
• 10-Meter-Freilauf (10-mFW): Beim 10-Meter-Test wird die Testperson gebeten, einen flachen 10-Meter-Weg in einem als angenehm empfundenen (üblichen) Tempo zu gehen.

Statistischer Plan Eine vorläufige Normalitätsanalyse wird durchgeführt, um zu bestimmen, ob parametrische oder nichtparametrische Methoden verwendet werden sollen, unter Verwendung der grafischen Darstellung und des Shapiro-Wilk-Tests. Numerische Variablen werden anhand von Mittelwert und Standardabweichung (oder ggf. Median und Quartilen) beschrieben, während kategoriale Variablen als Rohzahl und Prozentsatz dargestellt werden.

Im Rahmen von WP1 werden die drei Gruppen mittels ANOVA mit Bonferroni-Post-hoc-Tests oder Friedman-Tests für abhängige Stichproben verglichen.

Korrelationen mit quantitativen Parametern werden anhand des Pearson-Korrelationskoeffizienten (oder ggf. Spearman) bewertet, sowohl innerhalb von Gruppen als auch global.

Im Rahmen von WP2 werden Veränderungen der Herzfrequenz mithilfe einer ANOVA mit wiederholten Messungen (oder einem ähnlichen nichtparametrischen Test) mit zwei Faktoren bewertet: ZEIT (2 Stufen, T0 vs. T1, innerhalb der Gruppen) und GRUPPE (2 Stufen, Plantarschuh vs. Neutral). Schuh, zwischen Gruppen).