Effecten van biofeedback-schoenen bij de ziekte van Parkinson: beoordeling van functionele motorische vaardigheden en voortbeweging

De ziekte van Parkinson (PD) is een chronische en progressieve neurodegeneratieve aandoening, die klinisch wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van bradykinesie, tremor in rust, stijfheid en posturale instabiliteit. Personen die door deze aandoening worden getroffen, vertonen verschillende loopafwijkingen, gekenmerkt door verminderde snelheid, korte en schuifelende stappen en verhoogde stapvariabiliteit.

De afgelopen decennia zijn er inspanningen geleverd voor de ontwikkeling van duurzame en implementeerbare strategieën in het dagelijks leven van deze individuen, gericht op het verbeteren van de houdings- en loopprestaties.

In deze context wordt de rol van verbeterde plantaire biofeedback onderzocht. Plantaire sensorische stimulatie lijkt bijvoorbeeld de houdingsaanpassingen en het looppatroon te verbeteren. Bovendien is waargenomen dat het contact van de voet op blote voeten met de grond, in tegenstelling tot het dragen van een schoen, een grotere feedback kan geven, waardoor de houding en voortbeweging worden verbeterd. Verbeterde voortbeweging leidt tot meer veiligheid bij het uitvoeren van dagelijkse levensactiviteiten, een vermindering van het risico op vallen en dus een toename van de kwaliteit van leven. Literatuurstudies zijn primair gericht op het stimuleren van inlegzolen en schoenen met integratie van vibrerende, auditieve en/of visuele biofeedback.

De toepasbaarheid van elektronisch schoeisel is momenteel beperkt. Een mogelijke duurzame oplossing zou het gebruik van schoeisel kunnen zijn dat de scheiding van de voet van de externe omgeving minimaliseert, terwijl deze effectief wordt beschermd tegen mogelijke verwondingen. Dit type schoeisel past zich aan de vorm van de voet aan, waardoor mogelijk meer plantaire feedback mogelijk is in vergelijking met traditionele schoenen. Lopen met behulp van traagheidssensoren is een gemakkelijk implementeerbare methode in onderzoek en de klinische praktijk, met toepassing bij talrijke neurologische syndromen. Een apparaat dat op lumbaal niveau wordt gedragen, kan spatiotemporele parameters van het lopen meten. Bovendien is het mogelijk om stam-afgeleide accelerometrische indexen te berekenen. In het bijzonder is de Harmonische Ratio (HR) een representatieve index van de vloeibaarheid en het ritme van het fysiologische looppatroon. Het is daarom een ​​betrouwbare parameter voor het evalueren van mogelijke loopveranderingen bij neurologische patiënten.

Het primaire doel van het onderzoek is om na te gaan of het gebruik van schoeisel dat meer plantaire feedback geeft, de hartslag bij Parkinson-patiënten verbetert.

Als secundair doel zullen veranderingen in andere romp-afgeleide loopindexen, statische houdingscontrole en functionele mogelijkheden worden geëvalueerd. Bovendien zullen veranderingen op de middellange termijn (na vier weken dragen van plantaire feedbackschoenen) in deze parameters, evenals het optreden van vallen en bevriezen van de loop (FOG), worden beoordeeld.

Het onderzoek is opgedeeld in 2 werkpakketten (WP). WP1 is een interventioneel open-label onderzoek, waarin kortetermijnveranderingen, geïnduceerd door schoeisel met verhoogde plantaire feedback, zullen worden geobserveerd.

Bij de initiële beoordeling (T0) zullen klinisch-demografische gegevens worden verzameld en zullen patiënten een uitgebreid neurologisch onderzoek ondergaan. Ziektespecifieke schalen (UPDRS III deel 3, NFOG-q, LEDD, DASS-21) zullen worden afgenomen.

Patiënten zullen een traagheidsganganalyse, statische posturografie op blote voeten en functionele prestatietests (TUG, 2MWT, 5-STST, 10-mFW) ondergaan onder drie omstandigheden in een willekeurige volgorde:

• Conditie op blote voeten (BC): zonder schoenen te dragen
• Neutrale toestand (NC): het dragen van neutrale gymschoenen
• Verhoogde plantaire feedbackconditie (PFC): het dragen van plantaire schoenen

WP2 is een prospectieve, interventionele, gerandomiseerde, gecontroleerde studie, waarin de veranderingen die worden veroorzaakt door het gebruik van plantaire schoenen gedurende vier weken worden geëvalueerd. Na de basislijnevaluaties (T0) worden patiënten gerandomiseerd en toegewezen aan een van de volgende groepen:

• Neutrale toestand (NC): het dragen van neutrale gymschoenen
• Grotere plantaire feedbackconditie (PFC): het dragen van plantaire schoenen

In beide groepen krijgen de deelnemers schoenen van de juiste maat en wordt hen gevraagd om de toegewezen schoenen gedurende een periode van vier weken als hun gebruikelijke schoeisel te gebruiken voor dagelijkse activiteiten. Patiënten moeten een dagboek bijhouden om eventuele problemen met het gebruik van de schoenen en de dagelijkse gebruikstijd aan te geven, en ook vallen en FOG-episodes bijhouden.

Evaluatieschema:

Ganganalyseprocedure:

Om loopgegevens te verkrijgen, zal een traagheidssensor (BTS G-Walk, BTS, Milaan, Italië) met behulp van een ergonomische riem ter hoogte van de vijfde lendenwervel (L5) worden geplaatst. De traagheidssensor communiceert via Bluetooth met een laptop voor gegevensregistratie en offline analyse. De sensor bevat een triaxiale versnellingsmeter (16 bits/as), triaxiale magnetometer (13 bits) en triaxiale gyroscoop (16 bits/as). De bemonsteringsfrequentie is 100 Hz, waarbij lineaire en hoekige rompversnellingen in de anteroposterieure (AP), mediolaterale (ML) en verticale (V) richting worden geregistreerd.

Het "Walk+"-protocol van de G-STUDIO-software (G-STUDIO, BTS, Milaan, Italië) zal worden gebruikt om rompversnelling, fasen van de rechter- en linkerstapcycli en spatiotemporele parameters van de bekkenkinematica te detecteren. De harmonische verhouding wordt berekend als rompversnellingsgegevens langs drie richtingen (verticaal, medio-lateraal en anteroposterieur), waarbij de componenten van het signaal worden ontbonden in zijn harmonischen, als de verhouding tussen de som van de eerste 10 even en de eerste 10 oneven harmonische veelvouden van de fundamentele frequenties.

De andere berekende Trunk Inertial Indexes zijn de grootste Lyapunov-exponent (LLE), variatiecoëfficiënt (CV), log dimensionless jerk score (LDLJ), de recidiefkwantificeringsanalyse (RQA), zoals beschreven in eerder werk van Castiglia et al.

Voorafgaand aan de experimentele sessie krijgen de deelnemers de opdracht om langs een vooraf bepaald pad over de grond te lopen om vertrouwd te raken met de procedure. Ze krijgen de instructie om te lopen in een tempo dat overeenkomt met hun gebruikelijke manier van lopen, langs een gang van ongeveer 3 meter breed en 30 meter lang, bij afwezigheid van externe factoren die de pasfrequentie en het ritme kunnen verstoren. Er zullen vijf opeenvolgende proeven worden uitgevoerd. De onderzoeken worden stopgezet als de patiënt ongemak tijdens de procedure, vermoeidheid of pijn meldt.

Posturografische evaluatie:

Voor posturografische evaluatie zal computergestuurde stabilometrie worden uitgevoerd, waarbij de patiënt in een orthostatische positie wordt geregistreerd, onder rustige omstandigheden en zonder verstoringen met de ogen open en de ogen gesloten, met behulp van krachtplatforms die beschikbaar zijn bij ons instituut (BTS P-6000, BTS, Milaan, Italië) . Patiënten wordt gevraagd zichzelf op de posturografische platforms te positioneren. Zodra de positie is bereikt en zeker is dat de patiënt zich op zijn gemak voelt, zal de technicus 3 pogingen van 10 seconden opnemen met de ogen open en 3 pogingen van 10 seconden met de ogen gesloten. Om het leereffect te verkleinen worden de onderzoeken gerandomiseerd opgenomen. De onderzoeken worden stopgezet als de patiënt ongemak tijdens de procedure, vermoeidheid of pijn meldt.

Beheer van functionele capaciteitsschalen:

• Timed-Up and Go (TUG) test: De TUG is een eenvoudige test voor de beoordeling van de algehele motorische functionaliteit. Deelnemers wordt gevraagd om op te staan ​​uit een stoel, een lineaire afstand van 3 meter te lopen, 180 graden te draaien en zo snel mogelijk terug te keren naar een zittende positie.
• 2 minuten looptest (2MWT): De 2MWT evalueert de autonomie en het aerobe loopvermogen. Bij de 2MWT krijgt de proefpersoon de opdracht om de grootste afstand af te leggen door binnen 2 minuten over een vlak pad van 30 meter te lopen.
• 5 Zit-sta-test (5-STST): De 5-STST wordt gebruikt om de functionaliteit en kracht van de onderste ledematen te beoordelen. De proefpersoon wordt gevraagd om in zo kort mogelijke tijd vijf keer op te staan ​​en te gaan zitten van een stoel.
• Vrije wandeling van 10 meter (10 mFW): Bij de test van 10 meter wordt de proefpersoon gevraagd om over een vlak pad van 10 meter te lopen in een comfortabel (gebruikelijk) tempo.

Statistisch plan Er zal een voorlopige normaliteitsanalyse worden uitgevoerd om te bepalen of parametrische of niet-parametrische methoden moeten worden gebruikt, met behulp van grafische weergave en de Shapiro-Wilk-test. Numerieke variabelen zullen worden beschreven in termen van gemiddelde en standaarddeviatie (of mediaan en kwartielen indien van toepassing), terwijl categorische variabelen zullen worden gepresenteerd als ruwe telling en percentage.

Binnen WP1 zullen de drie groepen worden vergeleken met behulp van ANOVA met Bonferroni post-hoc tests of Friedman-tests voor afhankelijke monsters.

Correlaties met kwantitatieve parameters zullen worden beoordeeld met behulp van de Pearson-correlatiecoëfficiënt (of Spearman indien nodig), zowel binnen groepen als mondiaal.

Binnen WP2 worden veranderingen in HR geëvalueerd met herhaalde ANOVA-metingen (of een vergelijkbare niet-parametrische test) met twee factoren: TIJD (2 niveaus, T0 vs. T1, binnen groepen) en GROEP (2 niveaus, plantaire schoen vs. neutraal schoen, tussen groepen).