Тренировка походки с когнитивными задачами при болезни Паркинсона

Это испытание с участием субъектов с диагнозом болезни Паркинсона в соответствии с рекомендациями, установленными Лондонским мозговым банком.

В повседневной жизни людям часто приходится выполнять более одной задачи одновременно. Когда различные действия, требующие внимания, выполняются одновременно, возникает ситуация, называемая двойной задачей.

В нормальных условиях области моторной коры (первичная моторная кора, премоторная кора и дополнительная моторная зона) отвечают за выбор диапазона движений в заданной последовательности действий в соответствии с требованиями задачи и ограничениями окружающей среды, а после В начале движений, вызванных моторной корой, базальные ядра продолжают выполнение, оставляя моторную кору свободной для других задач, требующих внимания. Однако при болезни Паркинсона автоматизм, обеспечиваемый базальными ядрами, нарушается, и во время ходьбы становится необходимым постоянный сознательный контроль. Таким образом, когда выполняется активность, совпадающая с этой функцией, лобные области становятся посвященными вторичной задаче, и походка преимущественно контролируется дефектными базальными ядрами, что создает отрицательные помехи двойной задачи при ходьбе.

Учитывая плохое качество походки, оцененное в ситуациях DT, людям с БП было рекомендовано избегать таких обстоятельств. Напротив, недавние данные показали, что тренировка ходьбы в сочетании с второстепенными действиями способна улучшить переменные, связанные с показателями походки DT при БП.

Учитывая, что тренировка ходьбы на беговой дорожке обеспечивает большую регулярность и автоматизм, позволяя испытуемым отвлечь свое внимание на когнитивные функции, в этом исследовании выдвигается гипотеза о том, что тренировка ходьбы на беговой дорожке DT в сочетании с когнитивными задачами будет способствовать улучшению походки у людей с БП.

Пациентов приглашали к участию в исследовании по телефону. Они были набраны из списка неврологов больницы Онофре Лопес в Натале, Бразилия. Рандомизация лиц в отношении участия в группах проводилась через randomization.com. веб-сайте, лицом, незнакомым с процедурами обучения (оценщик 1), который присвоил каждой группе цвет (желтый или зеленый). Непрозрачные конверты были пронумерованы и разделены, а внутри каждого конверта был лист бумаги со словом «желтый» или «зеленый». Когда на обучение прибыл новый пациент, рейтер 2 открыл конверт и знал только цветовой код этого конкретного пациента. Рейтер 3, ведущий исследователь, проводил процедуры оценки и повторной оценки. Цветовые коды держались в секрете оценщиками 1 и 2 на протяжении всего исследования.

Когнитивную функцию оценивали с использованием Монреальской шкалы оценки когнитивных функций (MoCA). Его оценка колеблется от 0 до 30, охватывая аспекты, связанные с зрительно-пространственными и исполнительными функциями, называнием, памятью, вниманием, языком, абстракцией, отсроченным воспроизведением, а также временной и пространственной ориентацией. Более высокие баллы соответствуют большей когнитивной функции.

Тяжесть заболевания классифицировали в соответствии с руководящими принципами, предложенными модифицированной шкалой Хена и Яра, состоящей из семи стадий, что позволяет классифицировать обе стороны тела по балансу и физической независимости. Его оценки варьируются от 0 (нет признаков заболевания) до 5 баллов (прикованность к постели или инвалидному креслу).

Оценку степени двигательных и функциональных нарушений проводили с использованием Единой шкалы оценки болезни Паркинсона (UPDRS). В этом исследовании использовались только пункты 2 и 3 шкалы, относящиеся к ADL и двигательному исследованию, оценки которых соответствуют 52 и 56 баллам соответственно.

Кинематическую оценку ходьбы над землей выполняли с помощью Qualisys Motion Capture Systems (Qualisys Medical AB, 411 13 Gothenburg, Sweden), которая регистрирует пространственно-временные переменные походки, а также угловые изменения тазобедренных, коленных и голеностопных суставов. Эта система состоит из восьми камер, которые излучают и улавливают инфракрасный свет. Свет отражается сферическими пассивными маркерами, расположенными на костных выступах и стандартных сегментах тела, чтобы получить данные о нижних конечностях. Камеры подключены к компьютеру, где хранятся собранные изображения. Данные, полученные в виде двумерных изображений, обрабатываются программным обеспечением для сбора данных Qualisys Track Manager 2.6, которое распознает положение маркера и на основе комбинации изображений как минимум с двух камер, соединенных последовательно, позволяет генерировать трехмерные координаты движения. С этой целью данные передаются программным обеспечением 3D-визуализации (C-Motion, Rockville, MD, USA), версия Basic/RT 3.99.25.8), которое позволяет реконструировать и выполнять трехмерный анализ отмеченных сегментов тела, тем самым записывая движения, выполняемые во время ходьбы.

Для кинематической оценки мы использовали маркеры диаметром 15 и 19 мм, расположенные билатерально на следующих структурах: гребне подвздошной кости, большом вертлуге, медиальном и латеральном надмыщелках бедренной кости, медиальной и латеральной лодыжках, пяточной кости, головке первой плюсневой кости и головке пятая плюсневая. Эти маркеры называются анатомическими, поскольку их функция заключается в разграничении осевых суставов, что позволяет разграничивать различные сегменты.

Метки, направляющие траекторию сегментов, классифицируются как отслеживающие и располагаются по четыре на прямоугольном основании (кластере). Маркеры располагали на основании крестца, на средней трети бедра и средней трети голени. Анатомические маркеры фиксировались двусторонней липкой лентой и армировались хирургической лентой, а трекинговые маркеры соединялись с сегментами тела эластичными лентами и липучками. Маркеры были окрашены одним и тем же оценщиком на всех добровольцах, чтобы сохранить достоверность маркировки.

Для тренировки походки мы использовали электрическую беговую дорожку Gait Trainer 2 (Biodex Medical System, NY, USA) с размером площадки для ходьбы 160 х 51 сантиметр (см), оснащенную перекладиной для поддержки верхних конечностей, мониторингом сердца датчиками биоимпеданса. расположенную на перекладине и систему Polar Telemetry (POLAR, США). К беговой дорожке подключена система развешивания (Biodex Medical System, Нью-Йорк, США), состоящая из вертикальной рамы, которая несет вес, поддерживаемый ремнями безопасности. Однако в этом исследовании пациенты не использовали систему поддержки веса, а привязь использовалась только в качестве меры предосторожности во время тренировок.

Процедуры исследования проводились в течение двух дней, первый для оценки и второй для вмешательства с немедленной повторной оценкой. В первый день применялись Монреальская когнитивная оценка (MoCA), унифицированная шкала оценки болезни Паркинсона и модифицированная шкала Хена и Яра. Далее регистрировались вес и рост. Наконец, была проведена кинематическая оценка надземной DT-походки. На второй день испытуемых подвергали тренировке на беговой дорожке и кинематической переоценке надземной DT-походки. Оценка происходила через день после тренировки.

В начале кинематической оценки, после размещения маркера и калибровки оборудования, был выполнен статический сбор для информирования системы о положении сегмента тела и последующего построения биомеханической модели. Человек оставался в ортостатическом положении, скрестив руки на груди, расставив ноги и указав на одну из камер. Испытуемых снимали в течение 3 секунд в этом положении. Затем анатомические маркеры были удалены для выполнения динамических захватов. На месте остались только трекинговые маркеры сегментов бедра и голени, а также на головке пятой плюсневой кости, латеральной лодыжки и пяточной кости, которые соответствуют сегменту стопы.

При каждом динамическом захвате испытуемым предписывалось преодолеть расстояние 8 метров, идя с максимальной скоростью, выполняя при этом когнитивное задание. Во время каждого 8-метрового круга случайным образом вытягивалась буква, и участника просили произнести как можно больше слов, начиная с этой буквы. Когда пациенты не могли вспомнить слова, испытуемых также просили не останавливаться, а продолжать идти и пытаться вспомнить. Было проведено десять динамических сборов.

На следующий день экспериментальная группа (n = 11) прошла тренировку ходьбы на беговой дорожке одновременно с протоколом когнитивных задач, включающих ряд внимания и исполнительных функций, таких как беглость речи, рабочая память и пространственное планирование. Протокол был создан специально для этого исследования на основе когнитивной деятельности, предложенной в предыдущих исследованиях. Тренировки длились 20 минут. Первые три минуты позволили испытуемым ознакомиться с беговой дорожкой. Начиная с 4-й минуты, доброволец в течение 1 минуты ходил, выполняя когнитивные задания, а в следующую минуту только ходил. Таким образом, 17 оставшихся минут на беговой дорожке чередовались между одной минутой тренировки на беговой дорожке в сочетании с когнитивной задачей и следующей минутой только тренировки на беговой дорожке. Контрольная группа (n=11) тренировалась только на беговой дорожке. Тренировка длилась 20 минут для обеих групп. Скорость ходьбы на беговой дорожке для обеих групп была такой, о которой пациенты сообщали как о максимально возможной скорости при сохранении подходящего уровня комфорта. Показатели жизнедеятельности (частота сердечных сокращений и артериальное давление) контролировались до, во время и после сеанса.

Сразу же после тренировки на беговой дорожке была проведена повторная оценка DT надземной походки с использованием десяти динамических записей, тех же процедур, что и в первый день.

Обработку кинематических данных проводили с помощью программы Qualisys Track Manager 2.6 (QTM), где маркерам были присвоены имена и определены их траектории. Далее данные, полученные в QTM, экспортировались в программу Visual 3D, где выполнялась трехмерная реконструкция биохимической модели.

Статистический анализ проводился с использованием Статистического пакета для социальных наук (SPSS), версия 19.0. Перед анализом каждой группы проверяли нормальность распределения данных с помощью процедур описательной статистики и критерия Колмогорова-Смирнова (К-С).

Показатели центральной тенденции и дисперсии использовались для иллюстрации клинических, демографических и антропометрических данных. Для данных с нормальным распределением для сравнения внутригрупповых пространственно-временных и угловых переменных использовался парный t-критерий, а для сравнения межгрупповых переменных применялся t-критерий Стьюдента для независимых выборок. Критерий Манна-Уитни использовался для данных с ненормальным распределением. Для всех этих тестов был установлен уровень значимости 5%.