Sistema di feedback in tempo reale indossabile per migliorare l'andatura e la postura nella malattia di Parkinson (WRTF for PD)

Dopo la convalida del sistema di feedback in tempo reale indossabile (WRTF) proposto, la fattibilità dell'utilizzo di questo sistema per fornire RTF dei parametri di andatura e postura sarà testata in un singolo gruppo di ventisei persone con malattia di Parkinson (PD) da lieve a moderata. . La dimensione del campione è stata scelta per osservare un valore del coefficiente di correlazione intra-classe (ICC (2,1)) compreso tra 0,75 e 0,9 con alfa = 0,05 e potenza dell'80%. Saranno reclutati soggetti di tutte le razze e di entrambi i sessi. Nonostante la maggiore rappresentanza di maschi nel PD, gli investigatori cercheranno di ottenere un'equa distribuzione di maschi e femmine. Poiché l'incidenza del PD aumenta con l'età, aumentando dopo i 55 anni con un forte aumento dopo i 60 anni, i ricercatori recluteranno partecipanti di età compresa tra 50 e 80 anni.

Dopo l'arruolamento, ogni soggetto parteciperà a una sessione di screening e valutazione clinica presso il Muhammad Ali Parkinson Center (MAPC) presso il St. Joseph's Hospital and Medical Center (SJHMC) a Phoenix, AZ e tutte le sessioni di raccolta dei dati sperimentali saranno eseguite presso l'Arizona Università Statale (ASU), Tempe, AZ. Le 3 sessioni di raccolta dati sperimentali saranno (1) sessione di validità, (2) sessione in modalità di feedback continuo (CF) e (3) sessione in modalità di feedback su richiesta (ODF). Tutte le sessioni di screening, valutazione clinica e raccolta dati sperimentali saranno effettuate durante lo stato di "assunzione di farmaci" del soggetto (quando il farmaco controlla meglio i sintomi del morbo di Parkinson, di solito 60-90 minuti dopo la dose abituale di farmaco anti-parkinson del soggetto) . L'ordine delle sessioni in modalità CF e ODF sarà randomizzato tra i soggetti.

Sessione di screening e valutazione clinica (~ 2 ore): in questa sessione, i soggetti saranno prima selezionati dal Dr. Shill per i criteri di ammissibilità che include la valutazione UPDRS. Se sono idonei, il loro equilibrio e lo stato cognitivo saranno valutati utilizzando rispettivamente il Mini-Balance Evaluation Systems Test (Mini-BESTest) e le Scales for Outcomes of Parkinson' Disease-Cognition (SCOPA-Cog). Il Mini-BESTest ha dimostrato di rilevare anche sottili deficit di equilibrio nelle persone con PD. SCOPA-Cog è una scala specifica per il PD che testa la memoria non verbale e verbale, l'apprendimento, l'attenzione e la funzione esecutiva, inclusa la pianificazione motoria complessa, la memoria di lavoro e la fluidità verbale ed è stata sottoposta a numerosi test clinimetrici.

WRTF Concurrent Validity Session (SA1) (~ 2 ore): in questa sessione, i sensori MIMU verranno posizionati sulla parte inferiore delle gambe, sui polsi, sulla parte bassa della schiena e sulla parte superiore della schiena. Marcatori riflettenti leggeri saranno posizionati in base alla configurazione del marcatore a corpo intero (Vicon Motion Systems, Ltd, Regno Unito) e verrà utilizzato un software specializzato (Nexus 2.3, Vicon) per la valutazione cinematica. Ai partecipanti verrà chiesto di completare venti prove di camminata fuori terra di 15 metri alla loro velocità confortevole autoselezionata. Dai segmenti di stato stazionario di queste prove, gli eventi di andatura, gli indici di andatura spazio-temporali (inclusi la lunghezza del passo, il tempo del passo, l'oscillazione del braccio e l'angolo della schiena) saranno calcolati in tempo reale per ogni passo utilizzando il sistema WRTF (come descritto nelle sezioni precedenti), e saranno confrontati con i valori gold standard ottenuti dal sistema Vicon.

Sessione in modalità di feedback continuo (SA2) (~ 3 ore): in questa sessione, al partecipante verrà fornito RTF per esercitarsi a camminare con una maggiore lunghezza del passo, oscillazione delle braccia, postura eretta e tempo di passo regolare. Tutte le prove di deambulazione verranno eseguite in superficie e verrà fornito il feedback di un solo parametro in un determinato momento/prova. Utilizzando il sistema WRTF verranno ottenute varie misurazioni spazio-temporali dell'andatura e della postura.

In primo luogo, ai partecipanti verrà chiesto di camminare alla loro velocità autoselezionata per una prova di 80 metri (con una rotazione di 180 gradi a 40 metri) in un lungo corridoio per determinare le loro misure di andatura di base (compresa la lunghezza del passo, l'oscillazione del braccio, tempo del passo e angolo posteriore). Quindi, i soggetti eseguiranno una prova di 80 metri calpestando segnali visivi - strisce poste sul pavimento a intervalli uguali, per ottenere il modello target della lunghezza del passo (descritto nella sezione "Modalità di feedback continuo"). Successivamente, ai soggetti verrà chiesto di percorrere due prove di 80 metri durante le quali verranno forniti RTF della loro performance di lunghezza del passo (i loro movimenti attuali in una forma sonora e istruzioni specifiche attraverso la conduzione di auricolari). Successivamente, i partecipanti eseguiranno una prova di 80 metri seguendo un metronomo per ottenere il modello target del tempo del passo che sarà seguito da due prove di 80 metri durante le quali verrà fornito RTF del loro tempo del passo per migliorare la ritmicità dell'andatura. Allo stesso modo, le prove per l'oscillazione del braccio e la postura eretta saranno eseguite come segue: una prova di 80 metri (camminata con oscillazioni del braccio più grandi) per ottenere il modello di obiettivo dell'oscillazione del braccio, due prove di 80 metri che forniscono RTF delle prestazioni dell'oscillazione del braccio, una prova di 80 metri prova di un metro (camminare in posizione eretta) per ottenere il modello target di verticalità e due prove di 80 metri che forniscono RTF della postura eretta.

Sessione della modalità di feedback su richiesta (SA3) (~ 3 ore): questa sessione valuterà l'uso del feedback su richiesta. Dopo aver indossato i sensori del sistema WRTF e gli auricolari, i soggetti eseguiranno una prova di base di 100 metri senza feedback alla loro velocità confortevole autoselezionata. Quindi, i soggetti parteciperanno a otto prove di 100 metri con una rotazione di 180 gradi a 50 metri, di cui verranno eseguite due prove con ciascun tipo di feedback (lunghezza del passo, tempo del passo, oscillazione del braccio o postura eretta). Gli indici dell'andatura spazio-temporale saranno calcolati da prove senza feedback e feedback. Tra le prove saranno previsti sufficienti periodi di riposo.

Misure di esito primario e secondario: i principali risultati primari saranno la correlazione intra-classe (ICC) e i coefficienti di affidabilità (RC) per testare la validità del sistema WRTF. Le altre misure principali saranno la lunghezza e il tempo del passo e la loro variabilità, l'oscillazione delle braccia e la postura eretta. Inoltre, verranno esplorate le correlazioni tra lo stato cognitivo e il controllo dell'equilibrio e la capacità di seguire RTF.

Dati e analisi statistiche: per l'andatura, verranno calcolati i valori medi della lunghezza del passo/falcata, l'asimmetria, la variabilità nella lunghezza e nel tempo del passo, la velocità dell'andatura, il tempo di oscillazione, la durata del doppio supporto e gli elementi relativi all'andatura dei punteggi clinici. Le misure di controllo della postura includeranno l'angolo della schiena durante le prove di deambulazione e la durata del mantenimento di diversi compiti di equilibrio durante la valutazione Mini-BESTest. La validità concorrente (correlata al criterio) tra i due sistemi (WRTF vs. Vicon) sarà analizzata con ICC (2,1) e RC. L'effetto di RTF (CF e ODF) su ciascuna misura primaria sarà valutato utilizzando test t appaiati. La differenza nel grado di miglioramento tra le modalità CF e ODF sarà anche confrontata mediante l'applicazione del t-test accoppiato sui cambiamenti nelle misure di andatura e postura tra le rispettive prove di feedback e le prove di base. Per le condizioni che violano la normalità, verrà utilizzato il test dei ranghi con segno di Wilcoxon.