파킨슨병에 대한 바이오피드백 신발의 효과: 기능적 운동 능력 및 운동 평가

파킨슨병(PD)은 만성적이고 진행성인 신경퇴행성 질환으로 임상적으로 운동완서, 안정시 떨림, 경직 및 자세 불안정을 특징으로 합니다. 이 상태에 영향을 받은 개인은 속도 감소, 짧고 질질 끄는 보폭, 보폭 가변성 증가를 특징으로 하는 여러 가지 보행 이상을 나타냅니다.

최근 수십 년 동안 자세 및 보행 성능 개선을 목표로 개인의 일상 생활에서 지속 가능하고 실행 가능한 전략을 개발하기 위한 노력이 이루어졌습니다.

이러한 맥락에서 강화된 발바닥 바이오피드백의 역할이 연구 중입니다. 예를 들어, 발바닥 감각 자극은 자세 조정과 보행을 개선하는 것으로 보입니다. 더욱이, 신발을 신는 것과는 달리 맨발로 지면과 발을 접촉하는 것이 더 큰 피드백을 제공하여 자세와 운동을 향상시킬 수 있다는 것이 관찰되었습니다. 운동 능력이 향상되면 일상 생활 활동을 수행하는 동안 안전성이 향상되고 낙상 위험이 감소하여 삶의 질이 향상됩니다. 문헌 연구는 주로 진동, 청각 및/또는 시각적 바이오피드백을 통합하여 깔창과 신발을 자극하는 데 중점을 두고 있습니다.

현재 전자 신발의 적용 가능성은 제한되어 있습니다. 가능한 지속 가능한 솔루션은 발이 외부 환경과 분리되는 것을 최소화하는 동시에 발생할 수 있는 부상으로부터 발을 효과적으로 보호하는 신발을 사용하는 것입니다. 이러한 유형의 신발은 발 모양에 맞춰져 있어 기존 신발에 비해 발바닥 피드백이 더 커질 수 있습니다. 관성 센서를 사용한 보행은 수많은 신경 증후군에 적용할 수 있어 연구 및 임상 실습에서 쉽게 구현할 수 있는 방법을 나타냅니다. 요추 높이에 착용하는 장치는 보행의 시공간 매개변수를 측정할 수 있습니다. 또한, 몸통 유래 가속도 지수를 계산하는 것도 가능합니다. 특히 HR(고조파비)은 생리적 보행의 유동성과 리듬을 나타내는 대표적인 지표입니다. 따라서 신경학적 환자의 보행 변화 가능성을 평가하기 위한 신뢰할 수 있는 매개변수입니다.

이 연구의 주요 목적은 증가된 발바닥 피드백을 제공하는 신발의 사용이 PD 환자의 HR을 개선하는지 여부를 확인하는 것입니다.

두 번째 목표로 다른 몸통 유래 보행 지수, 정적 자세 제어 및 기능적 능력의 변화를 평가합니다. 또한, 이러한 매개변수의 중기 변화(발바닥 피드백 신발 착용 4주 후)뿐만 아니라 넘어짐 및 보행 동결(FOG) 발생도 평가됩니다.

연구는 2개의 작업 패키지(WP)로 나뉩니다. WP1은 중재적 공개 라벨 연구로, 증가된 발바닥 피드백을 제공하는 신발에 의해 유발된 단기적인 변화가 관찰됩니다.

초기 평가(T0)에서는 임상 인구통계학적 데이터가 수집되고, 환자는 종합적인 신경학적 검사를 받게 됩니다. 질병별 척도(UPDRS III 파트 3, NFOG-q, LEDD, DASS-21)가 시행됩니다.

환자는 무작위 순서로 세 가지 조건에서 관성 보행 분석, 정적 맨발 자세 검사 및 기능 수행 테스트(TUG, 2MWT, 5-STST, 10-mFW)를 받게 됩니다.

• 맨발 상태(BC): 신발을 신지 않은 상태
• 중립상태(NC) : 중립운동화 착용
• 발바닥 피드백 상태 증가(PFC): 발바닥 신발 착용

WP2는 전향적 중재 무작위 대조 연구로, 4주 동안 발바닥 신발을 착용함으로써 유발된 변화를 평가할 것입니다. 기준선 평가(T0) 후에 환자는 무작위로 배정되어 다음 그룹 중 하나에 배정됩니다.

• 중립상태(NC) : 중립운동화 착용
• 더 큰 발바닥 피드백 상태(PFC): 발바닥 신발 착용

두 그룹 모두 참가자에게는 적절한 크기의 신발이 제공되며, 4주 동안 일상 활동을 위한 평소 신발로 지정된 신발을 착용하도록 요청받게 됩니다. 환자는 신발 사용 및 일일 사용 시간에 대한 문제를 표시하고 낙상 및 FOG 에피소드를 기록하는 일기를 작성해야 합니다.

평가 방식:

보행 분석 절차:

보행 데이터를 획득하기 위해 관성 센서(BTS G-Walk, BTS, Milan, Italy)를 인체공학적 벨트를 사용하여 다섯 번째 요추(L5) 수준에 배치합니다. 관성 센서는 데이터 기록 및 오프라인 분석을 위해 Bluetooth를 통해 노트북과 통신합니다. 센서에는 3축 가속도계(16비트/축), 3축 자력계(13비트) 및 3축 자이로스코프(16비트/축)가 통합되어 있습니다. 샘플링 주파수는 100Hz이며 전후(AP), 내외측(ML) 및 수직(V) 방향의 선형 및 각도 몸통 가속도를 기록합니다.

G-STUDIO 소프트웨어(G-STUDIO, BTS, 이탈리아 밀라노)의 "Walk+" 프로토콜을 사용하여 몸통 가속도, 오른쪽 및 왼쪽 걸음 주기 단계, 골반 운동학의 시공간 매개변수를 감지합니다. 고조파 비율은 세 방향(수직, 중앙-측면, 전후)에 따른 몸통 가속 데이터로 계산되며, 신호의 구성 요소를 해당 고조파로 분해합니다. 이는 처음 10개의 짝수 고조파와 처음 10개의 홀수 고조파의 합 사이의 비율입니다. 기본 주파수의 배수.

계산된 다른 트렁크 관성 지수는 Castiglia 등의 이전 연구에서 설명한 대로 최대 LLE(Lyapunov 지수), CV(변동 계수), LDLJ(로그 무차원 저크 점수), RQA(반복 정량 분석)가 됩니다.

실험 세션 전에 참가자는 절차에 익숙해지기 위해 미리 정해진 경로를 따라 지상을 걷도록 지시받습니다. 걸음걸이와 리듬을 방해할 수 있는 외부 요인이 없는 상태에서 너비 약 3m, 길이 30m의 복도를 따라 평소의 걸음걸이와 일치하는 속도로 걷도록 지시받습니다. 5회 연속 시험이 수행됩니다. 환자가 시술 중 불편함, 피로, 통증을 호소하는 경우 임상시험은 중단됩니다.

자세검사 평가:

자세검사 평가를 위해 우리 연구소(BTS P-6000, BTS, Milan, Italy)에서 사용할 수 있는 힘 플랫폼을 사용하여 눈을 뜨고 감은 상태에서 방해 없이 조용한 조건에서 기립 자세로 환자를 기록하는 컴퓨터 안정화 측정이 수행됩니다. . 환자는 자세조영 플랫폼(posturographic platform)에 위치하도록 요청받게 됩니다. 자세를 취하고 환자가 편안한지 확인되면 기술자는 눈을 뜬 상태에서 10초 동안 3번의 시도와 눈을 감은 상태에서 10초 동안 3번의 시도를 기록합니다. 학습 효과를 줄이기 위해 시험은 무작위 방식으로 기록됩니다. 환자가 시술 중 불편함, 피로, 통증을 호소하는 경우 임상시험은 중단됩니다.

기능적 능력 척도 관리:

• TUG(Timed-Up and Go) 테스트: TUG는 전반적인 모터 기능을 평가하기 위한 간단한 테스트입니다. 참가자들은 의자에서 일어나 3m의 직선 거리를 걷고, 180도 회전한 후, 가능한 최단 시간 내에 앉은 자세로 돌아오도록 요청받습니다.
• 2분 걷기 테스트(2MWT): 2MWT는 자율성과 유산소 보행 능력을 평가합니다. 2MWT에서는 피험자에게 2분 이내에 평평한 30m 길을 따라 가장 먼 거리를 이동하도록 지시합니다.
• 5 앉아서 기립 테스트(5-STST): 5-STST는 하지의 기능과 근력을 평가하는 데 사용됩니다. 피험자에게 가능한 한 최단 시간 내에 5번 의자에서 일어서거나 앉도록 요청합니다.
• 10m 자유 걷기(10mFW): 10m 테스트에서 피험자는 편안한(보통) 속도로 평평한 10m 경로를 따라 걷도록 요청받습니다.

통계 계획 그래픽 표현과 Shapiro-Wilk 테스트를 사용하여 모수적 방법을 사용할지, 비모수적 방법을 사용할지 결정하기 위해 예비 정규성 분석을 수행합니다. 숫자 변수는 평균 및 표준 편차(또는 적절한 경우 중앙값 및 사분위수)로 설명되며, 범주형 변수는 원시 개수 및 백분율로 표시됩니다.

WP1 내에서 세 그룹은 Bonferroni 사후 테스트 또는 종속 샘플에 대한 Friedman 테스트와 함께 ANOVA를 사용하여 비교됩니다.

정량적 매개변수와의 상관관계는 그룹 내에서 그리고 전체적으로 Pearson 상관 계수(또는 필요한 경우 Spearman)를 사용하여 평가됩니다.

WP2 내에서 HR의 변화는 TIME(2개 수준, T0 대 T1, 그룹 내) 및 GROUP(2개 수준, 발바닥 신발 대 중립)의 두 가지 요인을 사용하여 반복 측정 ANOVA(또는 유사한 비모수적 테스트)를 통해 평가됩니다. 신발, 그룹 간).