クリニックから自宅まで、脳卒中後の歩行の改善を追跡する

目的 1 慢性脳卒中患者の歩行能力と歩行パフォーマンスの関係を確立する。 脳卒中後の自宅での歩行能力を改善するための最初の重要なステップは、標準的なクリニック環境と自宅での歩行の違いを明らかにすることです。 各個人について、治験責任医師は診療所と家庭環境の両方で 6 分間の歩行のビデオ記録を取得します。 次に、研究者は姿勢推定アルゴリズムを使用して、歩幅の非対称性、歩時間の非対称性、および歩行速度の 3 つの重要な特徴を定量化します。 研究者らは、クリニックで測定された歩行能力は、3 つの測定基準のそれぞれについて、家庭で測定された歩行能力よりも優れていると仮定しています。

目標 2 クリニックで得られた家庭での歩行改善の規模と持続性を数値化します。 現在の臨床診療は、歩行能力の変化がリハビリテーションを通じて引き出され、家庭での歩行能力の改善につながるという信念に基づいています。 ここで、研究者はこの仮定を直接テストします。 目的 1 からの脳卒中の参加者の同じグループは、運動適応トレーニングの単一のセッションを受けます。 参加者は、4 つのタイムポイント (トレーニングの同日、翌日、3 日、および 1 週間後) で、改善された歩行パターンで歩き続けるように指示された自宅でのウォーキング トライアルを実行する際に、ビデオを録画します。 研究者は、自宅での歩幅の対称性の改善は、同じ日に診療所で観察されたものの半分であり、翌日までにゼロに減衰すると仮定しています.

研究デザインの参加者は、合計 5 つのデータ収集セッションを完了します (図 1)。 1日目は、標準化された神経学的臨床検査、診療所での歩行のビデオ記録（例： ベースライン能力評価）、および家での歩行のビデオ録画（例： ベースラインのパフォーマンス評価)。 2 日目は、私たちの研究室で 30 分間のトレーニング セッションを 1 回行います。その間、参加者は歩幅の非対称性を減らすことが知られている確立されたプロトコルに参加します。 また、ステップ対称トレーニングを完了してから 1 時間以内に、自宅でのウォーキングのビデオを記録します (同日転送評価)。 3 日目、5 日目、9 日目に、参加者は自宅でのウォーキングのビデオ録画を提出します。

参加者 治験責任医師は、脳卒中後の歩幅の非対称性が 4 cm 以上の 20 人の単一コホートを募集します。 ここで収集されたデータは、家庭での歩行パフォーマンスに影響を与える要因を調査する大規模な研究や、家庭での歩行を改善することを目的とした介入をテストする研究に必要な予備データとして役立ちます。

ビデオ録画 歩行能力の評価のために、治験責任医師は、明るく気晴らしのない臨床環境で、平らなタイル面を地上を歩くときに、参加者の矢状面および正面図のビデオ (~30 Hz) を記録します。 歩行パフォーマンスの評価では、参加者またはその家族は、30 Hz でサンプリングした単一の固定タブレットまたはスマートフォンを使用して、家の中を歩くときに参加者を記録します (これは理想的には矢状記録になりますが、スペースがあれば正面になる可能性があります)。は限られています - 研究者は、両方のビューから歩幅を測定できるポーズ推定分析ワークフローを持っています)。 特定の転送記録について、参加者は好みの歩行速度で 5 回の歩行試行を実行します。

姿勢推定 研究者は、自由に利用できる姿勢推定アルゴリズム OpenPose を使用して、人間の歩行分析用の姿勢推定ワークフローを開発しました。 これらのワークフローは、矢状面と前頭面の両方の視点から多くの時空間的および運動学的な歩行パラメーターの正確な推定値を提供でき、脳卒中の有無にかかわらず成人のグラウンド トゥルース 3 次元モーション キャプチャ測定に対して検証されています。 これらの検証手順は、オーバーグラウンド ウォーキングとトレッドミル ウォーキングの両方に対しても実行されています。