Zmęczenie podczas chodzenia i aktywność mózgu u osób chorych na stwardnienie rozsiane

Metodologia Strategia rekrutacji. Uczestnicy będą rekrutowani z flamandzkich ośrodków rehabilitacji stwardnienia rozsianego Melsbroek (NMSC) i Overpelt (Noorderhart RMSC), a także centrum badawczego REVAL w UHasselt. Ulotki informacyjne będą rozprowadzane w ośrodkach oraz za pośrednictwem informacji umieszczanych na stronie internetowej i w mediach społecznościowych REVAL oraz flamandzkiego stowarzyszenia na rzecz osób cierpiących na stwardnienie rozsiane. Przeszukamy osoby dopasowane pod względem wieku i płci pod kątem zdrowych grup kontrolnych, biorąc pod uwagę 5-letni zakres na osobę.

Po wyrażeniu świadomej zgody dane demograficzne dotyczące wieku i płci, a także informacje związane ze stwardnieniem rozsianym, takie jak EDSS, typ stwardnienia rozsianego i lata od diagnozy, zostaną zebrane i dostarczone przez ośrodki lub w formie samoopisu. Uczestnicy zostaną poinstruowani, aby co najmniej 24 godziny przed sesją gromadzenia danych zachowywali swoje normalne rutyny i unikali dodatkowej aktywności fizycznej.

Zarys eksperymentu. W pracy zaproponowano dwa pytania badawcze i zostanie ona przeprowadzona w ciągu trzech dni. Pierwszy dzień to ocena kliniczna/badanie przesiewowe uczestników (wspólne dla Części A i B). Część A to badanie obserwacyjne (drugi dzień), a część B to studium obserwacyjne i wykonalności (trzeci dzień).

Ocena kliniczna/badanie przesiewowe Z uczestnikami skontaktujemy się w celu sprawdzenia ich zainteresowania i uprawnień (kryteria włączenia i wykluczenia) do udziału w badaniu. W przypadku włączenia do badania do uczestników zostaną przesłane różne kwestionariusze do wypełnienia: Międzynarodowa Skala Skuteczności Upadku (FES-I) w zakresie lęku przed upadkiem, Skala Chodzenia w Stwardnieniu Rozsianym (MSWS-12) oraz 10 pytań obejmujących elementy chodu do oceny postrzeganej zdolności chodzenia [11], Pittsburgh Fatigability Scale (PFS) do oceny postrzeganej męczliwości, Modified Fatigue Impact Scale (MFIS) do oceny odczuwanego zmęczenia, Krótki Inwentarz Bólu (BPI, krótka forma) do oceny odczuwanego bólu, Skala Spastyczności Stwardnienia Rozsianego 88 (MSWS-88, rozdział 5 i 6) w celu sprawdzenia wpływu spastyczności na zdolność chodzenia i poruszania się oraz Krótką Skalę Samokontroli (BSCS) do oceny samokontroli. W szczególności w przypadku pwSM, w celu poznania poziomu niepełnosprawności postrzeganego przez pacjenta, wymagane będą kroki określane przez chorobę pacjenta (PDDS). Uczestnicy zostaną również poproszeni i przeszkoleni, aby zmierzyli obwód głowy na potrzeby pomiaru funkcjonalnej spektroskopii bliskiej podczerwieni (fNIRS). W przypadku kontaktu z pacjentem w ośrodkach stwardnienia rozsianego (Centrum Rehabilitacji stwardnienia rozsianego – Pelt i Krajowe Centrum stwardnienia rozsianego Melsbroek) terapeuta przekaże kwestionariusze, zmierzy obwód głowy uczestników i uzyska stopień niepełnosprawności (mierzony za pomocą rozszerzonej niepełnosprawności skala stanu – EDSS). Kolor skóry, rodzaj i kolor włosów zostaną odnotowane, aby pomóc w analizie fNIRS.

Część A – Ocena Badanie obejmuje 70 pzSM i 30 zdrowych osób z grupy kontrolnej. Badanie obejmuje jedną wizytę (trwającą 1 godzinę i 30 minut, obejmującą przygotowanie sprzętu i okresy odpoczynku). Uczestnicy zostaną poproszeni o założenie szortów lub legginsów, aby zapewnić lepsze zamocowanie czujników. Zostaną pobrane i zmierzone cechy antropometryczne, takie jak wiek, waga, wzrost i płeć. Ponadto w przypadku pwSM rejestrowany będzie również czas od rozpoznania, fenotyp stwardnienia rozsianego i leki, które mogą wpływać na zmęczenie lub zdolność chodzenia. Test modalności cyfr symbolicznych (SDMT) oceni szybkość przetwarzania poznawczego. Następnie zmodyfikowana skala Ashwortha (MAS) zostanie wykorzystana do sprawdzenia spastyczności mięśni zginaczy/prostowników stawu kolanowego i zginaczy/prostowników stawu skokowego. W celu pomiaru siły mięśni zostanie przeprowadzony wskaźnik motoryki, a następnie zostanie przeprowadzony test chodu na dystansie 25 stóp w czasie (T25FWT). W celu pomiaru aktywności korowej kory przedczołowej, dodatkowego obszaru motorycznego, kory przedruchowej i pierwotnej kory ruchowej, w głowie uczestników zostanie umieszczony fNIRS. Czujniki do noszenia zostaną umieszczone w określonej pozycji ciała w celu pomiaru charakterystyki chodu. Zarówno charakterystyka chodu, jak i aktywacja kory mózgowej będą mierzone jednocześnie podczas krótkiego chodzenia (10 prób po 15 sekund z 25–30 sekundowymi przerwami w pozycji spoczynkowej pomiędzy próbami, w układzie blokowym) przed i po oraz podczas długotrwałego chodzenia (6-minutowy marsz testowe (6MWT)). Przed rozpoczęciem 6MWT uczestnikom zostaną zadane dwa pytania: „Czy podczas spaceru zwalniasz na chwilę?” oraz „Czy odczuwasz pogorszenie swojej gładkości podczas chodzenia przez chwilę?” gdzie będą musieli ocenić od 1 („w ogóle”) do 5 („Bardzo”). Kwestionariusz dotyczący postrzeganych przez nich zmian w jakości chodu, porównujący koniec i początek 6MWT, zostanie poproszony w ramach Postrzegania zmiany jakości chodu (PGQC).

Część B – Ocena Badanie obejmuje 30 pacjentów z SM i 30 zdrowych osób z grupy kontrolnej. Uczestnicy, którzy wzięli udział w Części A, zostaną zaproszeni do udziału w Części B. Uczestnicy zostaną poproszeni o założenie szortów lub legginsów w celu lepszego zamocowania czujników i znaczników odblaskowych. Badanie to obejmuje również pojedynczą wizytę trwającą 1 godzinę i 30 minut (obejmującą przygotowanie i ocenę). Czujniki do noszenia zostaną umieszczone na ciałach uczestników zgodnie z tą samą konfiguracją, co w części A. Odblaskowe znaczniki zostaną umieszczone w punktach orientacyjnych na ciele. Uczestnicy zostaną poproszeni o chodzenie po immersyjnej bieżni w dwóch stałych prędkościach (w odniesieniu do 80% i 50% T25FW), podczas gdy kamery na podczerwień będą rejestrować położenie odblaskowych znaczników. Uczestnicy zostaną również zapytani o wcześniejsze doświadczenia z chodzeniem na bieżni.

CZĘŚĆ A. OCENA. Wyniki pomiarów specyfikacja Test dotknięcia stopy. Uczestnicy będą musieli wykonać test tupania stopy tak szybko i z jak największą amplitudą 6 razy: i) 2 razy po 10 sekund na każdą stopę, z 1-minutową przerwą pomiędzy próbami oraz ii) jeden raz na każdą stopę, przez 1 minutę. Dwa razy po 10 sekund dla każdej stopy zostanie powtórzone po teście krótkiego chodzenia po 6MWT. Bezwładnościowe jednostki pomiarowe zostaną umieszczone na czubku ich stóp w celu pomiaru częstotliwości i amplitudy ruchu jednocześnie z zapisem pomiaru aktywności korowej mózgu. Podstawowy okres 15 sekund poprzedzający każdą próbę zostanie przeprowadzony dla aktywności korowej mózgu.

Krótki test chodzenia. Uczestnicy zostaną poinstruowani, aby chodzić z maksymalną (5 razy) i komfortową prędkością (5 razy) w blokach po 15 sekund, z okresami odpoczynku trwającymi od 25 do 30 sekund przed i po 6MWT. Kolejność pierwszych czterech prób będzie taka sama wśród uczestników (zaczynając od 2 szybkich chodów, po których następują 2 wygodne chodzenie). Pozostałe badania będą losowe. Wybrano różne okresy odpoczynku, aby uniemożliwić uczestnikom wyczekiwanie początku badania, minimalizując wpływ przewidywania na aktywację kory mózgowej. W okresach odpoczynku uczestnicy zostaną poinstruowani, aby wykonać proste zadanie poznawcze polegające na odliczaniu, zaczynając od 50, aby zapobiec błądzeniu myśli. Oprogramowanie Psychophy zostanie wykorzystane do narysowania procedury eksperymentalnej i synchronizacji czujników do noszenia i sprzętu fNIRS. Uczestnicy otrzymają standardowe instrukcje dźwiękowe dotyczące tego, co będą musieli zrobić i odliczania do rozpoczęcia zadania.

Test zdolności chodu i męczliwości. Uczestnicy wykonają 6MWT. Podczas 6MWT uczestnicy zostaną poinstruowani, aby bezpiecznie chodzić tak szybko, jak to możliwe, aby pokonać maksymalny indywidualny dystans przez 6 minut po 25-metrowym chodniku z zakrętami na obu końcach. Uczestnikom nie będą udzielane żadne słowne zachęty, a personel badawczy poinformuje o każdej minucie wypełnionej testu. W razie potrzeby pacjenci będą mogli korzystać z urządzenia wspomagającego i nie będzie możliwy odpoczynek podczas 6MWT.

Pomiar chodu:

Uczestnicy zostaną wyposażeni w 10 czujników do noszenia (OPAL V.2, APDM, USA, https://www.apdm.com/wearable-sensors/) do pomiaru charakterystyki chodu w różnych obszarach chodu. Do ich stóp zostaną przymocowane dwa czujniki, po dwa na każdej kości piszczelowej, dwa na każdym udzie, dwa na każdym nadgarstku, jeden w części lędźwiowej (L4) i jeden na mostku.

Pomiar aktywności korowej mózgu:

Pomiar aktywności korowej mózgu będzie przebiegał zgodnie z wytycznymi dotyczącymi oceny chodu i postawy za pomocą fNIRS. Uczestnicy będą nosić przenośną czapkę fNIRS oraz plecak zawierający urządzenie fNIRS na plecach. Rozmiar czapki będzie się zmieniał w zależności od rozmiaru głowy każdego uczestnika. System fNIRS składa się z 16 czujników i 16 detektorów i zostanie umieszczony w czapce w celu pomiaru następujących obszarów zainteresowania: kora przedczołowa (obszar Broadmana 9, 10 i 46), dodatkowy obszar motoryczny (obszar Broadmana 6), przedruchowy kora (obszar Broadmana 6) i pierwotna kora ruchowa (obszar Broadmana 4). Obszary te odpowiadają obszarom zaangażowanym w kontrolę ludzkiego mózgu podczas chodzenia.

CZĘŚĆ B. OCENA. Wyniki pomiarów specyfikacja 6-minutowy test marszu (6MWT) ze stałą prędkością. Uczestnicy wykonają 6MWT na bieżni dwupasmowej z wbudowanymi dwiema platformami siłowymi, w interaktywnym laboratorium Gait Real-Time (GRAIL), w dwóch stałych warunkach prędkości: i) 80% prędkości chodu uzyskanej w T25FW oraz ii) 50% prędkości chodu uzyskanej w T25FW. Kolejność warunków na bieżni o stałej prędkości będzie losowa i równoważona pomiędzy grupami. Uczestnicy będą mieli zapewnione czterdzieści minut pomiędzy warunkami stałej prędkości. GRAIL (Motekforce Link, Amsterdam, Holandia) oceni zmiany charakterystyki chodu w przypadku 6MWT o stałej prędkości. System ten umożliwia rejestrację ruchu ciała w czasie rzeczywistym w wysokiej rozdzielczości za pomocą systemu przechwytywania ruchu 3D (10 kamer Vicon Motion System® z częstotliwością zbierania danych ustawioną na 100 Hz). Dwadzieścia dwa pasywne znaczniki odblaskowe (model dolnej części ciała HBM) zostaną umieszczone na punktach kostnych uczestników.