パーキンソン病における認知課題を伴う歩行訓練

これは、ロンドン脳バンクによって確立されたガイドラインに従って、パーキンソン病と診断された被験者を含む試験です。

個人は、日常生活の中で複数のタスクを同時に実行しなければならないことがよくあります。 注意が必要なさまざまなアクティビティが同時に実行されると、デュアル タスクと呼ばれる状況が発生します。

通常の状態では、運動野（一次運動野、運動前皮質、補足運動野）は、タスクの要求と環境制限に従って、特定のアクション シーケンスで動作範囲を選択する役割を果たします。運動皮質によって引き起こされる運動の開始、大脳基底核は実行を継続し、注意を必要とする他のタスクのために運動皮質を解放します。 しかし、パーキンソン病では、大脳基底核によって促進される自動性が損なわれ、歩行中に常に意識的な制御が必要になります。 したがって、この機能と同時に活動が実行されると、前頭葉領域は二次タスクに専念し、歩行は主に欠陥のある基底核によって制御され、歩行に負のデュアルタスク干渉が生成されます。

DT の状況で評価された歩行の質の悪さを考えると、PD を持つ個人は、これらの状況を避けるように指示されています。 対照的に、最近の証拠は、二次活動と組み合わせた歩行トレーニングが、PD の DT 歩行パフォーマンスに関連する変数を改善できることを示しています。

トレッドミルの歩行トレーニングがより大きな規則性と自動性を提供し、被験者が認知機能に注意をそらすことを可能にすることを考慮して、この研究は、認知タスクと組み合わせた DT トレッドミルの歩行トレーニングが PD 患者のより良い歩行パフォーマンスを促進すると仮定しています。

患者は、電話で研究に参加するよう招待されました。 彼らは、ブラジルのナタールにあるオノフレ ロペス病院の神経科のサービス リストから採用されました。 グループへの参加に関する個人の無作為化は、randomization.com を介して行われました。 各グループに色 (黄色または緑) を割り当てた、トレーニング手順に不慣れな人 (評価者 1) による Web サイト。 不透明な封筒には番号が付けられて分けられており、各封筒の中には「黄色」または「緑色」という言葉を含む紙が1枚入っていました。 新しい患者がトレーニングのために到着したとき、評価者 2 は封筒を開け、その特定の患者のカラーコードしか知りませんでした。 主任研究者である評価者 3 が、評価と再評価の手順を実施しました。 カラーコードは、調査全体を通して評価者 1 および 2 によって秘密裏に維持されました。

認知機能は、モントリオール認知評価尺度 (MoCA) を使用して評価されました。 そのスコアは 0 ～ 30 の範囲であり、視覚空間および実行機能、名前付け、記憶、注意、言語、抽象化、遅延想起、および時間的および空間的方向性に関連する側面をカバーしています。 より高いスコアは、より高い認知機能に対応します。

疾患の重症度は、7 つの段階で構成される修正 Hoehn and Yahr スケールによって提案されたガイドラインに従って分類され、バランスと身体的独立性に関する身体の両側の分類が可能になりました。 そのスコアは、0 (病気の兆候がない) から 5 点 (ベッドまたは車椅子に閉じ込められている) までの範囲です。

統合パーキンソン病評価尺度 (UPDRS) を使用して、運動障害および機能障害の程度を評価しました。 この研究では、スコアがそれぞれ 52 と 56 に対応する、ADL と運動探索に関連するスケールの項目 2 と 3 のみを使用しました。

地上歩行の運動学的評価は、Qualisys Motion Capture Systems (Qualisys Medical AB、411 13 Gothenburg、Sweden) によって実行されました。これは、歩行の時空間変数と、股関節、膝関節、足首関節の角度変化を記録します。 このシステムは、赤外線を放射およびキャプチャする 8 台のカメラで構成されています。 光は、下肢のデータを取得するために、骨隆起および標準体節に配置された球状パッシブ マーカーによって反射されます。 カメラはコンピューターに接続され、収集された画像が保存されます。 2 次元イメージングでキャプチャされたデータは、マーカーの位置を認識し、直列に接続された少なくとも 2 台のカメラからの画像の組み合わせに基づいて、動きの 3 次元座標の生成を可能にする Qualisys Track Manager 2.6 取得ソフトウェアによって処理されます。 そのために、データは 3D ビジュアル ソフトウェア (C-Motion、ロックビル、メリーランド州、米国)、バージョン Basic/RT 3.99.25.8) によって転送されます。歩行中に実行される動き。

運動学的評価のために、次の構造に両側に配置された直径15および19 mmのマーカーを使用しました：腸骨稜、大転子、大腿骨の内側および外側上顆、内側および外側のくるぶし、踵骨、第1中足骨の頭および第五中足骨。 これらのマーカーは、その機能が軸関節の境界を定めることであり、異なるセグメントを区切ることができるため、解剖学と呼ばれています。

セグメントの軌跡を導くマークはトラッキングとして分類され、長方形のベース (クラスター) に 4 つ配置されます。 マーカーは、仙骨の付け根、太ももの中央 3 分の 1、脚の中央 3 分の 1 に配置されました。 解剖学的マーカーは両面粘着テープで固定し、サージカル テープで補強し、トラッキング マーカーはゴムバンドとベルクロで体節に結合しました。 マーキングの信頼性を維持するために、マーカーはすべてのボランティアで同じ評価者によって色付けされました。

歩行トレーニングには、歩行エリアが 160 x 51 センチメートル (cm) で、上肢サポート用のバー、バイオインピーダンス センサーによる心臓モニタリングを備えた、電動の Gait Trainer 2 トレッドミル (Biodex Medical System、NY、USA) を使用しました。バーと Polar Telemetry システム (POLAR、USA) にあります。 トレッドミルに結合されているのは、ハーネスによって支えられた重量を運ぶ垂直のスタンディング フレームで構成された Unweighing System (Biodex Medical System、NY、USA) です。 ただし、この研究では患者は体重支持システムを使用せず、ハーネスはトレーニング セッション中の安全対策としてのみ使用されました。

研究手順は 2 日間にわたって行われ、1 日目は評価のため、2 日目は介入のための即時再評価でした。 初日には、モントリオール認知評価 (MoCA)、統一パーキンソン病評価尺度、修正ヘーンおよびヤール尺度が適用されました。 次に、体重と身長を記録しました。 最後に、地上 DT 歩行の運動学的評価を実施しました。 2 日目に、被験者はトレッドミル トレーニングと地上 DT 歩行の運動学的再評価を受けました。 評価はトレーニングの 1 日後に行われました。

運動学的評価の開始時に、マーカーの配置と機器のキャリブレーションの後、静的収集が実行され、身体セグメントの位置に関するシステムに通知され、その後の生体力学的モデルの構築が可能になりました。 患者は起立姿勢のままで、腕を胸の上で交差させ、足を離してカメラの 1 つに向けました。 被験者はこの位置で 3 秒間撮影されました。 次に、動的キャプチャを実行するために、解剖学的マーカーが削除されました。 太ももと脚のセグメントの追跡マーカーだけが残り、足のセグメントに対応する第 5 中足骨、外果、および踵骨の頭にあるものも同様です。

動的キャプチャのたびに、個人は認知課題を実行しながら最大速度で 8 メートルの距離をカバーするように指示されました。 8メートルのラップごとにランダムに文字が描かれ、その文字で始まるできるだけ多くの単語を言うように求められました. 患者が言葉を思い出すことができない場合、被験者は立ち止まらず、歩き続けて思い出そうとするように指示されました. 10 の動的コレクションが実施されました。

翌日、実験グループ (n=11) はトレッドミル歩行トレーニングを同時に受け、言語の流暢さ、作業記憶、空間計画など、多くの注意と実行機能を含む認知タスクのプロトコルを実行しました。 プロトコルは、以前の研究で提案された認知活動に基づいて、この研究のために特別に作成されました。 トレーニング セッションは 20 分間続きました。 最初の 3 分間で、被験者はトレッドミルに慣れることができました。 4 分目以降、ボランティアは認知タスクを実行しながら 1 分間歩き、次の 1 分間は歩くだけでした。 したがって、トレッドミルでの残りの 17 分間は、認知タスクと組み合わせたトレッドミル トレーニングの 1 分間と、トレッドミル トレーニングのみの次の 1 分間を交互に繰り返しました。 コントロール グループ (n = 11) は、トレッドミル トレーニングのみを受けました。 トレーニングは両方のグループで 20 分間続きました。 両方のグループのトレッドミルの歩行速度は、適切な快適さのレベルを維持しながら可能な限り速い速度として患者が報告したものでした。 バイタル サイン (心拍数と血圧) は、セッションの前、最中、後にモニターされました。

トレッドミル トレーニングの直後に、初日に使用したのと同じ手順で、10 個のダイナミクス キャプチャを使用して DT 地上歩行を再評価しました。

キネマティック データ処理は、Qualisys Track Manager 2.6 ソフトウェア (QTM) を使用して実行され、マーカーに名前が付けられ、その軌跡が定義されました。 次に、QTM で取得したデータを Visual 3D プログラムにエクスポートし、そこで生化学モデルの 3 次元再構築を行いました。

統計分析は、社会科学用統計パッケージ (SPSS) バージョン 19.0 を使用して実施されました。 各グループの分析の前に、記述統計手順とコルモゴロフ-スミルノフ (KS) 検定を適用して、データ分布の正規性を検証しました。

中心傾向と分散の尺度は、臨床、人口統計、および人体測定データを説明するために使用されました。 正規分布を持つデータの場合、対応のある t 検定を使用してグループ内の時空間変数と角度変数を比較し、独立したサンプルのスチューデントの t 検定を適用してグループ間変数を比較しました。 マン・ホイットニー検定は、非正規分布のデータに使用されました。 これらすべてのテストで 5% の有意水準が設定されました。