Trening na symulatorze rowerowym u osób starszych: randomizowana, kontrolowana próba (PerStBiRo)

Upadki i urazy związane z upadkiem są częstymi problemami zdrowotnymi osób starszych. Upadki są główną przyczyną urazów śmiertelnych i niezakończonych zgonem wśród osób starszych, zmniejszając mobilność i niezależność oraz zwiększając ryzyko śmierci. Od 30 do 40% osób starszych mieszkających w społeczności upada co najmniej raz w roku, zwykle na boki, co powoduje 95% złamań szyjki kości udowej. W Stanach Zjednoczonych w 2014 roku szacowane bezpośrednie koszty medyczne urazów związanych z upadkiem wyniosły 31,3 miliarda dolarów i oczekuje się, że do 2030 roku osiągną 67,7 miliarda dolarów. Zmiany w systemie kontroli równowagi związane z wiekiem zwiększają ryzyko upadków. Wykonanie szybkiego kroku, niezależnie od tego, czy jest dobrowolne, czy kompensacyjne, jest najważniejszą strategią równowagi, aby zapobiec upadkowi. W dobrowolnym teście krokowym czas kontaktu stopy (tj. czas kroku) i czas reakcji (faza inicjacji) były w stanie przewidzieć przyszły upadek i obrażenia spowodowane upadkiem. Badania nad reaktywną kontrolą postawy wykazały, że starsi dorośli rozpoczynają stąpanie przy niższych poziomach niestabilności, wykonują wiele kroków, doświadczają kolizji nóg lub nie odzyskują równowagi w porównaniu z młodszymi dorosłymi. Środkowo-boczne centrum zakresu wahań ciśnienia przy zamkniętych oczach jest najlepszym pojedynczym predyktorem przyszłego spadku.

Badania wykazały, że osoby starsze były w stanie przystosować się w sposób reaktywny po uczestnictwie w treningu równowagi opartym na zaburzeniach (PBBT), który rzucił wyzwanie mechanizmom odpowiedzialnym za stabilność dynamiczną. Badania te wykazały również zmniejszenie częstości upadków i zróżnicowanego ryzyka upadków u osób starszych (dowolny czas chodzenia, kontrola równowagi podczas stania i chodzenia, poprawa funkcji i zmniejszenie lęku przed upadkami). jednak w tych badaniach urządzenia i programy treningowe były przeznaczone dla uczestników, którzy byli w stanie samodzielnie chodzić przez całe sesje treningowe, trwające od 20 do 45 minut każda i odpowiednie tylko dla niewielkiej części ogólnej populacji w podeszłym wieku. W rzeczywistości w 2014 roku w Stanach Zjednoczonych mieszkające w społeczności osoby starsze, które zgłosiły upadek, podzielono równo na trzy stany zdrowia: zły-zadowalający, dobry, bardzo dobry-doskonały z 33% wskaźnikiem upadku w każdej podgrupie. Fakt ten motywuje nas do zapewnienia dostępności PBBT dla szerszego grona osób starszych, a nie dla „najsilniejszych” osób starszych.

Zainspirowani dobrze znanymi korzyściami zdrowotnymi płynącymi z jazdy na rowerze i wymaganiami przyśrodkowo-bocznej kontroli postawy podczas jazdy na rowerze dwukołowym, zachęcamy nas do przeprowadzenia wstępnego badania wykonalności. W tym badaniu stwierdziliśmy, że starsze osoby dorosłe, które starzeją się z nawykami związanymi z jazdą na rowerze, odnoszą korzyści w zakresie reaktywnych i predykcyjnych aspektów mechanizmów kontroli postawy (szczególnie w zakresie kontroli postawy przyśrodkowo-bocznej) podczas stania i chodzenia, co wiąże się z ryzykiem upadku u osób starszych (zob. Sekcja wyników wstępnych). Ze względu na szczególne znaczenie kontroli równowagi przyśrodkowo-bocznej w zapobieganiu upadkom bocznym i złamaniom biodra w starszym wieku, biorąc pod uwagę nasze wstępne ustalenia, stawiamy hipotezę, że po ekspozycji na program treningowy, który obejmuje nieoczekiwane zaburzenia, ćwiczenia podczas jazdy na rowerze znacznie poprawią kompensacyjny i dobrowolny czas stąpania jak również kontrolę równowagi przyśrodkowo-bocznej u osób starszych, czynniki związane z upadkami i urazami związanymi z upadkiem.

Cele: po pierwsze, zbadanie, czy trening podczas jazdy na nowym symulatorze roweru, który zapewnia nieoczekiwane zakłócenia, może zmniejszyć ryzyko upadków podczas stania i chodzenia u niezależnych osób starszych. Po drugie, jeśli tak, zbadanie tego symulatora roweru zapewniającego metodę nieoczekiwanych perturbacji w szerszym zakresie osób w podeszłym wieku (tj. które nie chodzą samodzielnie lub chodzą tylko na krótkie odległości lub z urządzeniami wspomaganymi lub cierpią z powodu strachu przed upadkiem lub w stanie przedwczesnym) fazy rehabilitacji chodu po udarze mózgu lub innej chorobie).

Metody Projekt badania: Podwójnie ślepa, randomizowana, kontrolowana próba. Uczestnicy: Względnie zdrowi starsi dorośli mieszkający w społeczności, w wieku co najmniej 70 lat, niezależni w codziennych czynnościach, chodzący bez urządzeń wspomagających, bez chorób wpływających na zachowanie równowagi. Badanie zostanie zatwierdzone przez komitet helsiński centrum medycznego Uniwersytetu Barzilai w Aszkelonie w Izraelu. Wszyscy uczestnicy podpiszą oświadczenie o świadomej zgodzie.

Programy treningowe: Będziemy używać dwóch identycznych rowerów treningowych, jeden pozostanie stacjonarnym urządzeniem rowerowym dla grupy kontrolnej, a symulatorem rowerowym zapewniającym nieoczekiwane perturbacje podczas jazdy na symulatorze rowerowym dla grupy eksperymentalnej. Grupa interwencyjna otrzyma 24 symulatory rowerów zapewniające sesje nieoczekiwanych perturbacji, dwa razy w tygodniu przez 12 tygodni (około 20 min. każdy). Badani zostaną poinstruowani, aby „jeździć na rowerze w preferowanym przez siebie tempie i starać się ustabilizować”. Aby zapobiec obrażeniom w przypadku utraty równowagi podczas jazdy na rowerze, osoba badana nosi luźną uprząż bezpieczeństwa, która może zatrzymać upadek. Symulator roweru dostarczający programu nieoczekiwanych perturbacji będzie miał 24 poziomy trudności z rosnącymi poziomami perturbacji (tj. Grupa kontrolna otrzyma 24 sesje, 2 razy w tygodniu przez 12 tygodni, około 20 minutową jazdę na rowerze na urządzeniu stacjonarnym, pedałowanie w preferowanym przez badanego tempie bez zakłóceń i noszenie luźnych szelek bezpieczeństwa. Ponieważ obie grupy będą trenować na dwóch identycznych rowerach treningowych, nie będą miały możliwości przydziału do grupy interwencyjnej lub kontrolnej.

Oceny: 1) Kompensacyjne testy wykonania kroku podczas stania i chodzenia: Badani zostaną poinstruowani, aby reagowali naturalnie. Dziesięć poziomów perturbacji zostanie wywołanych przez urządzenie, które zapewnia kontrolowane i nieoczekiwane translacje platformy przednio-tylnej i przyśrodkowo-bocznej podczas bieżni z jednym pasem w pozycji stojącej i chodzącej. Cztery perturbacje kierunkowe (prawo/lewo/przód/tył) w losowej kolejności na każdym poziomie, łącznie 40 prób perturbacji. Analiza kinematyczna: trójwymiarowe dane kinematyczne będą gromadzone za pomocą optycznego przechwytywania ruchu, zapewniając kinematyczną analizę sekwencji ruchu. Szesnaście kamer na podczerwień jednocześnie obserwuje próbkę przestrzeni laboratoryjnej, z częstotliwością 200 Hz, lokalizacją 35 znaczników odblaskowych umieszczonych na anatomicznych punktach orientacyjnych ciała i kolejnych dwóch na ruchomej platformie. Następujące parametry kinematyki kompensacyjnej równowagi: (1) perturbacja platformy; (2) Czas inicjacji pierwszego kroku (milisekundy); (3) Czas kontaktu stopy (milisekundy); (4) Czas wykonania kroku kompensacyjnego (milisekundy); (5) Czas zmiany kroku (milisekundy); (6) Długość kroku (w centymetrach); (7) Koniec czasu kroków kompensacyjnych (milisekundy); (8) Całkowita odległość wykonanego środka ciężkości (w centymetrach); (9) Odległość środka ciężkości od nogi w punkcie początkowym kroku (w centymetrach); 10) Czasy inicjacji podnoszenia rąk (milisekundy); 11) Maksymalna amplituda/długość wymachu ramion (w centymetrach); 12) Czasy wymachu ramion (milisekundy). Analiza obserwacyjna: obserwacja każdego śladu wideo i identyfikacja reakcji kompensacyjnych (patrz wstępne wyniki). 2) Dobrowolny test wykonania kroku: Uczestnicy są instruowani, aby dobrowolnie zrobić krok tak szybko, jak to możliwe, po wskazaniu somatosensorycznym, podanym losowo na jednej ze stóp. Łącznie zostanie przeprowadzonych 8 prób w warunkach jednozadaniowych i dwuzadaniowych (przy wykonywaniu zmodyfikowanego zadania Stroopa). Z danych wykonania kroku wyodrębniono określone zdarzenia czasowe: (a) czas reakcji; (b) czas kontaktu stopy; (c) czas przygotowania; (d) Czas wymachu. 3) Stabilność postawy: Badani zostaną poinstruowani, aby stać boso tak nieruchomo, jak to możliwe na platformie siłowej w znormalizowanej pozycji. Pięć 30-sekundowych prób na stojąco z otwartymi oczami i pięć prób z zasłoniętymi oczami. Ocena kontroli równowagi zostanie przeprowadzona przy użyciu zarówno tradycyjnej miary kołysania posturalnego (np. kołysanie przyśrodkowo-boczne, kołysanie przednio-tylne, prędkość kołysania i obszar kołysania) oraz obliczanie parametrów analizy stabilogramu-dyfuzji na podstawie danych ciśnienia środka. Ponadto, jako drugorzędne pomiary wyników zostaną przeprowadzone pomiary kliniczne i kwestionariusze: Berg Balance Scale (BBS); 6-minutowy test marszu (6MWT); Formularz historii medycznej; Instrument funkcji późnego życia i niepełnosprawności (LLFDI); Międzynarodowa skala skuteczności upadków (FES); Mini badanie stanu psychicznego (MMSE).