Poręczny system sprzężenia zwrotnego w czasie rzeczywistym w celu poprawy chodu i postawy w chorobie Parkinsona (WRTF for PD)

Po walidacji proponowanego nadającego się do noszenia systemu sprzężenia zwrotnego w czasie rzeczywistym (WRTF), wykonalność wykorzystania tego systemu do dostarczania RTF parametrów chodu i postawy zostanie przetestowana w pojedynczej grupie dwudziestu sześciu osób z łagodną do umiarkowanej chorobą Parkinsona (PD) . Wielkość próby dobrano tak, aby zaobserwować wartość współczynnika korelacji wewnątrzklasowej (ICC (2,1)) między 0,75 a 0,9 przy alfa = 0,05 i mocy 80%. Rekrutowani będą poddani wszystkich ras i obu płci. Pomimo większej reprezentacji mężczyzn w PD, badacze będą dążyć do osiągnięcia równego rozmieszczenia mężczyzn i kobiet. Ponieważ częstość występowania PD wzrasta wraz z wiekiem, wzrastając po 55 roku życia z gwałtownym wzrostem po 60 latach, badacze będą rekrutować uczestników w wieku od 50 do 80 lat.

Po rejestracji każdy uczestnik weźmie udział w jednej sesji badań przesiewowych i oceny klinicznej w Muhammad Ali Parkinson Center (MAPC) w St. Joseph's Hospital and Medical Center (SJHMC) w Phoenix, AZ, a wszystkie eksperymentalne sesje zbierania danych zostaną przeprowadzone w Arizona Uniwersytet Stanowy (ASU), Tempe, Arizona. Trzy eksperymentalne sesje zbierania danych to (1) sesja ważności, (2) sesja trybu ciągłego sprzężenia zwrotnego (CF) i (3) sesja trybu informacji zwrotnej na żądanie (ODF). Wszystkie badania przesiewowe, ocena kliniczna i sesje zbierania danych eksperymentalnych będą przeprowadzane podczas stanu „leczenia” pacjenta (kiedy lek najlepiej kontroluje objawy choroby Parkinsona, zwykle 60-90 minut po zwykłej dawce leku przeciw chorobie Parkinsona). . Kolejność sesji w trybach CF i ODF zostanie wybrana losowo wśród badanych.

Sesja badań przesiewowych i oceny klinicznej (~ 2 godziny): Podczas tej sesji najpierw badani zostaną poddani badaniu przesiewowemu przez dr Shill pod kątem kryteriów kwalifikacyjnych, które obejmuje ocenę UPDRS. Jeśli kwalifikują się, ich równowaga i stan poznawczy zostaną ocenione odpowiednio za pomocą testu Mini-Balance Evaluation Systems Test (Mini-BESTest) i Scale for Outcomes of Parkinson' Disease-Cognition (SCOPA-Cog). Wykazano, że Mini-BESTest wykrywa nawet subtelne zaburzenia równowagi u osób z PD. SCOPA-Cog to skala specyficzna dla PD, która testuje pamięć niewerbalną i werbalną, uczenie się, uwagę i funkcje wykonawcze, w tym złożone planowanie motoryczne, pamięć roboczą i płynność werbalną i przeszła szeroko zakrojone testy kliniczne.

WRTF Concurrent Validity Session (SA1) (~ 2 godziny): Podczas tej sesji czujniki MIMU zostaną umieszczone na podudziach, nadgarstkach, dolnej i górnej części pleców. Lekkie odblaskowe znaczniki zostaną umieszczone zgodnie z konfiguracją znaczników na całe ciało (Vicon Motion Systems, Ltd, Wielka Brytania), a specjalistyczne oprogramowanie (Nexus 2.3, Vicon) zostanie użyte do oceny kinematycznej. Uczestnicy zostaną poproszeni o wykonanie dwudziestu 15-metrowych prób marszu naziemnego z wybraną przez siebie komfortową prędkością. Z segmentów stanu ustalonego tych prób, zdarzenia chodu, czasoprzestrzenne wskaźniki chodu (w tym długość kroku, czas kroku, wymach ramienia i kąt pleców) zostaną obliczone w czasie rzeczywistym dla każdego kroku przy użyciu systemu WRTF (zgodnie z opisem we wcześniejszych rozdziałach) i zostaną porównane z wartościami złotego standardu uzyskanymi z systemu Vicon.

Sesja w trybie ciągłego sprzężenia zwrotnego (SA2) (~ 3 godziny): Podczas tej sesji zostanie zapewniony RTF, aby uczestnik mógł ćwiczyć chodzenie ze zwiększoną długością kroku, wymachem ramion, wyprostowaną postawą i regularnym czasem kroku. Wszystkie próby chodzenia będą wykonywane na ziemi, a informacje zwrotne dotyczące tylko jednego parametru będą dostarczane w danym czasie/próbie. Za pomocą systemu WRTF zostaną uzyskane różne przestrzenno-czasowe pomiary chodu i postawy krok po kroku.

Najpierw uczestnicy zostaną poproszeni o chodzenie z wybraną przez siebie prędkością przez jedną 80-metrową próbę (z zakrętem o 180 stopni na 40-metrze) długim korytarzem w celu określenia podstawowych miar chodu (w tym długości kroku, wymachu ramienia, czas kroku i kąt pleców). Następnie badani wykonują 80-metrowe kroki próbne na podstawie wskazówek wizualnych – pasków umieszczonych na podłodze w równych odstępach, aby uzyskać docelowy szablon długości kroku (opisany w części „Tryb ciągłego sprzężenia zwrotnego”). Następnie badani zostaną poproszeni o przejście dwóch 80-metrowych prób, podczas których otrzymają RTF z wykonania długości kroku (ich aktualne ruchy w formie dźwiękowej i szczegółowe instrukcje poprzez prowadzenie słuchawek). Następnie uczestnicy wykonają jedną 80-metrową próbę, podążając za metronomem, aby uzyskać docelowy szablon czasu kroku, po którym nastąpią dwie 80-metrowe próby, podczas których zapewniony zostanie RTF ich czasu kroku, aby poprawić rytmiczność chodu. Podobnie, próby wymachu ramionami i postawy pionowej zostaną przeprowadzone w następujący sposób: jedna próba na 80 metrów (chodzenie z większymi wymachami ramionami) w celu uzyskania szablonu celu wymachu rękami, dwie próby na 80 metrów zapewniające RTF wykonania wymachu rękami, jedna próba 80 metrów -metrowa próba (chodzenie w pozycji wyprostowanej) w celu uzyskania docelowego szablonu wyprostowania oraz dwie 80-metrowe próby zapewniające RTF postawy wyprostowanej.

Sesja w trybie informacji zwrotnej na żądanie (SA3) (~ 3 godziny): Podczas tej sesji zostanie ocenione wykorzystanie informacji zwrotnych na żądanie. Po założeniu czujników systemu WRTF i słuchawek badani wykonują jedną podstawową próbę na 100 metrów bez informacji zwrotnej z wybraną przez siebie komfortową prędkością. Następnie badani wezmą udział w ośmiu 100-metrowych próbach z obrotem o 180 stopni na 50 metrach, z których dwie próby zostaną przeprowadzone z każdym rodzajem sprzężenia zwrotnego (długość kroku, czas kroku, wymach ramienia lub postawa wyprostowana). Przestrzenne i czasowe wskaźniki chodu zostaną obliczone na podstawie prób bez sprzężenia zwrotnego i sprzężenia zwrotnego. Pomiędzy próbami zapewnione zostaną wystarczające okresy odpoczynku.

Główne i drugorzędne miary wyników: Głównymi głównymi wynikami będą korelacja wewnątrzklasowa (ICC) i współczynniki rzetelności (RC) w celu przetestowania ważności systemu WRTF. Inne podstawowe środki to długość i czas kroku oraz ich zmienność, wymach ramion i wyprostowana postawa. Zbadane zostaną również korelacje między stanem poznawczym a kontrolą równowagi i zdolnością do podążania za RTF.

Dane i analizy statystyczne: W przypadku chodu zostaną obliczone średnie wartości długości kroku/kroku, asymetrii, zmienności długości i czasu kroku, prędkości chodu, czasu wymachu, czasu trwania podwójnego podparcia oraz elementów oceny klinicznej związanych z chodem. Środki kontroli postawy będą obejmować kąt pleców podczas prób chodu i czas utrzymywania różnych zadań równowagi podczas oceny Mini-BESTest. Jednoczesna (związana z kryteriami) trafność między dwoma systemami (WRTF vs. Vicon) zostanie przeanalizowana za pomocą ICC (2,1) i RC. Wpływ RTF (CF i ODF) na każdy podstawowy pomiar zostanie oceniony za pomocą sparowanych testów t. Różnica w stopniu poprawy między trybami CF i ODF zostanie również porównana przez zastosowanie sparowanego testu t do zmian w pomiarach chodu i postawy między odpowiednimi próbami sprzężenia zwrotnego i próbami wyjściowymi. W przypadku warunków naruszających normalność zostanie zastosowany test rang podpisanych Wilcoxona.