Markerless Motion Capture -arvioinnin tarkkuus Parkinsonin taudissa DBS:n jälkeen

Metodologia. Potilaat. Mukana oli kuusi PD-potilasta, jotka sertifioitu neurologi ja liikehäiriöiden asiantuntija diagnosoi Yhdistyneen kuningaskunnan Parkinsonin tautiyhdistyksen Brain Bankin kliinisten diagnostisten kriteerien mukaisesti. Tämä on pilottitutkimus, ja otoskoko valittiin mukavuuden, saavutettavuuden ja tutkijoiden läheisyyden perusteella. Tutkimuksen hyväksyi tutkijan laitostutkimuslautakunta, ja potilaat ja kontrollit antoivat kirjallisen suostumuksen. Testiä edeltäneiden kuukausien aikana sama lääkäri arvioi PD-potilaat kliinisesti Unified Parkinson Disease Rating Scale -asteikon III tai motorisen osan (UPDRS-III) mukaisesti.

Instrumentti. Itse asiassa markkinoilla on monia merkkejä sisältämättömiä liikkeensieppausjärjestelmiä, joilla on laaja hintavalikoima sekä laaja luotettavuus. DARI-järjestelmä on kuitenkin osoittautunut yhdeksi parhaista useista syistä. Tämä järjestelmä vaatii nopean kalibroinnin jokaisen päivän alussa, jonka teknikko voi suorittaa alle 10 minuutissa. Se on toistettava vasta seuraavana päivänä riippumatta siitä, kuinka monta potilasta arvioidaan. Järjestelmä perustuu tietokonepohjaiseen ohjelmistoon, joka hankkii potilaan luurangon tai avatarin kahdeksallatoista nopealla (120 Hz) kameralla, jotka on sijoitettu ympäri huonetta koko kehon tietojen keräämiseksi, ja toimittaa kinemaattisen analyysin lähes välittömästi käyttämällä kehittyneitä biomekaanisia algoritmeja.

Myös perinteiset liikelaboratoriot käyttävät hankalia lattiaan asennettuja painelevyjä mittaamaan kehon tuottamia voimia. Nämä vaativat toistuvaa kalibrointia ja rajoittavat kohteen liikkeen rajoitetulle alueelle. DARI:n kineettinen sieppausjärjestelmä ei vaadi voimalevyjä ja voi mitata nivelen vääntömomentteja, maareaktiovoimia ja muita mittauksia rajoittamatta kohteen luonnollista liikettä.

Markerless 3D-liikkeenkaappaus PD-potilaiden ja kontrollien kinematiikasta suoritettiin suorakaiteen muotoisessa huoneessa, jonka mitat ovat 6 x 6 metriä ja 3 metriä korkea. Huoneen lattialla on vihreä näyttö, ja seinillä on strategisesti sijoitettu kahdeksantoista kameraa, joista kaksitoista on sijoitettu 2,6 metrin korkeuteen ja kuusi alemmalla tasolla 30 senttimetrin etäisyydellä maasta. Huoneessa on runsaasti tilaa, mikä mahdollistaa laajempien liikkeiden analysoinnin.

Arvioinnit. PD-potilaita pyydettiin saapumaan aamulla tummissa, tiukasti istuvissa vaatteissa, jättämään viimeinen PD-lääkityksensä väliin ja DBS:n ollessa pois päältä vähintään 180 minuuttia. PD-potilailla UPDRS-III-arviointi tehtiin ensin. Sitten merkkittömän kehon liikkeen arvioinnin (BME) aloittamiseksi järjestelmään syötettiin potilaiden ja kontrollien paino ja pituus nivelkeskusten sijainnin määrittämiseksi. Viherhuoneen sisällä koehenkilöt seisoivat ensin jalat erillään ja käsivarret sivulle ojennettuina, kun taas järjestelmä loi 3D-siluetin kunkin osallistujan muodosta ja biometrinen luuranko hankittiin; tämä ei kestänyt enempää kuin kolme sekuntia. BME:ssä kaikki koehenkilöt suorittivat 16 eri liikettä. Tämä liikesarja on suunniteltu erityisesti PD-potilaiden arvioimiseen, ja se sisältää kohteita, jotka liittyvät kolmeen pääasialliseen motoriseen oireeseen tässä sairaudessa: jäykkyys, bradykinesia ja asennon epävakaus; vapinaa ei ole mahdollista arvioida. Kun BME oli tehty, PD-potilaita pyydettiin kääntämään DBS-tilaansa On-tilaan ja odottamaan 30 minuuttia ennen kuin toistettiin sekä UPDRS-III että BME. Kontrollit suorittivat vain BME:n, joka kesti enintään 20 minuuttia. PD-potilaat arvioitiin kahdesti (DBS-tila päällä ja pois päältä) 1 tunnin odotusvälillä; Niiden arviointi kesti yhteensä noin 1,5 tuntia. Datatiedostot ladattiin DARI Motion Platformiin, jossa biomekaaninen analyysi tuotti koko kehon kinemaattisia tuloksia ja lopuksi nämä tiedot vietiin Exceliin tilastollista analyysiä varten.

Analyysi. Paritettua t-testiä käytettiin UPDRS-III:n keskimääräisten muutosten vertaamiseen On- ja Off-tilan välillä. Keskimääräiset erot ryhmien välillä arvioitiin ANOVA- tai Kruskal-Wallis-testeillä riippuen kunkin riippumattoman muuttujan datan jakautumisesta. Post hoc -analyysit tehtiin tilastollisesti merkittävien tulosten parivertailua varten. Arviointimenetelmien kaksimuuttujakorrelaatioita tutkittiin. Näitä korrelaatioita tutkittiin On- ja Off-tilassa UPDRS-III- ja BME-kohteiden välillä. Jotta niitä voitaisiin verrata mahdollisimman tarkasti, UPDRS-III:n ja BME:n samankaltaiset kohteet korreloivat (esim. Yläraajojen jäykkyys UPDRS-III:sta korreloi olkapään taivutuksen, venytyksen ja kiertoliikkeen kanssa BME:stä). Yksi korrelaatioista oli BME:stä otettu lonkan siirtymä, joka analysoi tasapainoa mittaamalla lantion liikettä, kun potilas seisoo 10 sekuntia kädet ojennettuina sivuille ja silmät kiinni; Tämä korreloi UPDRS-III:n asennon vakautta koskevan kohteen kanssa, joka on nopea veto, taantumuksellinen interventiotesti, jossa mitataan potilaan vastetta. Koska kaikki UPDRS-III-kohteet eivät olleet DARI:n mitattavissa, seitsemän 18:sta korreloi; kuitenkin, kaikki BME-kohteet korreloivat UPDRS-III:n globaalin pistemäärän kanssa. Tietojen analysointiin käytettiin IBM SPSS Statistics 21.0 -ohjelmistoa. P-arvon ≤0,05 katsottiin osoittavan tilastollista merkitsevyyttä.