Влияние беговой дорожки iVR на походку при БП

1. ПРЕДПОСЫЛКИ Болезнь Паркинсона (БП) является вторым наиболее распространенным дегенеративным неврологическим заболеванием. БП вызывает нарушения походки, которые приводят к повышенному риску падений. Эти падения серьезно влияют на качество жизни пациентов и приводят к значительным затратам на здравоохранение. К сожалению, нарушения походки плохо поддаются медикаментозному лечению, и их лечение в основном основано на реабилитационном лечении. Реабилитационный подход включает два этапа: функциональную оценку двигательных способностей с последующим выполнением лечебной программы физических упражнений.

   Как и частота сердечных сокращений, продолжительность шага изменяется в краткосрочной и долгосрочной перспективе в соответствии со сложной динамикой временных вариаций. Эти вариации представляют собой автокорреляции дальнего действия (LRA): продолжительность шага изменяется не случайным образом, а структурированным образом. Изучение LRA основано на сложных математических методах, требующих записи 512 последовательных циклов ходьбы. LRA изменены у пациентов с БП, ритм походки которых является чрезмерно случайным. Изменение LRA коррелирует с неврологическими нарушениями (шкала Hoehn & Yahr и UPDRS) и двигательной стабильностью пациентов (шкала ABC и BESTest). Измерение LRA будет первым доступным объективным и количественным биомаркером стабильности и риска падения у пациентов с БП.

   Руководящие принципы, касающиеся реабилитационных программ для пациентов с БП, основаны на обучении (предотвращение падений и бездействия,...), физических упражнениях, функциональной тренировке (двойное задание, комплексные задания...), обучении, стратегиях адаптации (подсказках) и наблюдении за действиями. . Будет разработано сочетание иммерсивной виртуальной реальности (iVR), использования гарнитуры iVR и ходьбы на беговой дорожке.

   Ходьба на беговой дорожке показала долгосрочную эффективность в отношении походки и качества жизни пациентов с БП. Недавно проведенное исследование показало, что одно занятие на беговой дорожке снижает вариабельность продолжительности шага во время вмешательства. Хотя беговая дорожка, кажется, улучшает походку пациентов, в ней отсутствует важный экологический компонент, который позволяет людям стабилизировать походку: оптический поток, среда, которая прокручивается во время ходьбы. iVR позволяет дать пациентам визуальный поток при ходьбе по беговой дорожке, как если бы они шли по земле, и пациенты могут извлечь из этого пользу. Целью этого пилотного исследования является сравнение пространственно-временных параметров походки и параметров вариабельности походки, полученных в трех условиях ходьбы: ходьба по земле, ходьба по беговой дорожке, ходьба по беговой дорожке с использованием гарнитуры виртуальной реальности.

2. МЕТОДЫ

2.1 Участники: 10 пациентов, страдающих идиопатической болезнью Паркинсона, будут набраны из местного населения и из амбулаторных клиник неврологии, физической и реабилитационной медицины Университетской клиники Сен-Люк (Волюве-Сен-Ламбер, Бельгия).

2.2 Функциональная оценка: перед началом экспериментов все участники пройдут безвредную оценку, включая клинические тесты и опросники.

Пациенты с БП: возраст, рост, вес, пол, наиболее пораженная сторона, Единая шкала оценки болезни Паркинсона Общества двигательных расстройств (MDS-UPDRS), Мини-тест систем оценки баланса (Mini-BESTest), Упрощенная версия теста уверенности в балансе для конкретных видов деятельности Шкала (ABC-Scale), модифицированная шкала Hoehn & Yahr, мини-тест психического состояния (MMSE).

2.3 Процедура: Каждый участник будет проходить в трех условиях в случайном порядке. Каждое состояние длилось ± 15 минут, чтобы получить 512 циклов ходьбы, обязательных для оценки наличия LRA.

Первое условие состоит в ходьбе по земле (OW). Участникам будет предложено пройти по прямоугольной дорожке с закругленным углом 63,2 метра в CUSL с удобной для них скоростью ходьбы.

Второе условие – ходьба на беговой дорожке (TW). Пациенты будут ходить по беговой дорожке со своей комфортной скоростью ходьбы, оцениваемой до состояния с помощью теста на 10-метровую ходьбу. В этом состоянии пациенты будут носить привязные ремни безопасности, не несущие нагрузки (Petzl, Volt, Франция).

Последнее условие заключается в ходьбе по беговой дорожке с той же скоростью, что и во время TW, пациенты все еще носят ненесущую привязь и гарнитуру VR (VRTW). Гарнитура VR (HTC, Vive, Taïwan) состоит из своего рода маски, которую человек надевает на лицо. Перед глазами человека находятся две линзы Френеля, и человек смотрит на дисплей, который через эти линзы обеспечивает стереоскопическое 3D. Затем пациент погружается в иммерсивную виртуальную среду, отрезанную от внешнего мира. Для этого эксперимента среда виртуальной реальности была создана с помощью программного обеспечения Unity и кода C#. Во время ходьбы по беговой дорожке участники будут видеть окружающий их тихий коридор. Участники будут воспринимать оптический поток во время ходьбы по беговой дорожке. Скорость оптического потока, воспринимаемого пациентом внутри гарнитуры, будет соответствовать скорости беговой дорожки, чтобы создать иллюзию ходьбы по реальному коридору. Анкета о киберболезни (Simulator Sickness Questionnaire, SSQ) будет заполнена до и сразу после VRTW. Действительно, у некоторых пациентов использование VR-шлема может вызывать головокружение, тошноту, головные боли и другие симптомы. Мы хотим оценить, приводит ли использование оптического потока, отображаемого в виртуальной реальности на беговой дорожке, к киберболезни.

2.4 Сбор данных. Два инерциальных измерительных устройства (IMU) (IMeasureU Research, VICON, США) прикрепляются к обеим латеральным лодыжкам пациентов. ИДУ будут наклеены на ногу на стороне, наиболее пораженной болезнью. Эта система позволяла регистрировать ускорения голеностопного сустава на частоте 500 Гц. Затем данные будут помещены в компьютер, и каждый пик ускорения, соответствующий каждому удару пяткой, будет обнаружен программным обеспечением, разработанным внутри компании для определения продолжительности всех шагов.

2.5 Оценка походки: данные будут извлечены из 512 последовательных циклов походки, что необходимо для измерения вариабельности походки.

2.5.1 Пространственно-временные переменные походки:

Средняя скорость ходьбы, частота шагов и длина шага будут измеряться следующим образом:

Средняя скорость ходьбы (м.с-1) = общее пройденное расстояние (м)/ продолжительность сбора данных (с) Частота ходьбы (количество шагов.мин-1) = Общее количество шагов (#)/Продолжительность сбора данных (мин) Длина шага (м) = Скорость ходьбы (м/с)*60/частота шагов (шагов/мин)

2.5.2 Вариабельность продолжительности шага. Вариабельность продолжительности шага можно оценить двумя способами: с точки зрения величины или с точки зрения организации (как изменяется продолжительность шага в последовательных циклах ходьбы).

2.5.2.1 Величина вариабельности длительности шага: Для определения влияния RAS на величину вариабельности длительности шага в течение 512 циклов ходьбы среднее значение, стандартное отклонение (SD) и коэффициент вариации (CV = [SD/ среднее значение] * 100) будет оцениваться.

2.5.2.2 Временная организация вариабельности продолжительности шага (LRA): Временная организация вариабельности продолжительности шага будет оцениваться путем расчета LRA с использованием равномерно распределенной усредненной версии Анализа флуктуаций без тренда (DFA) для получения показателя степени α. Наличие LRA может быть показано значениями показателя степени от 0,5 до 1.

Данные будут обрабатываться средствами CVI Labwindows (C++).

2.6 Статистический анализ: Статистический анализ будет проводиться с использованием Sigmaplot 13. Если тест на нормальность пройден, будет применен односторонний дисперсионный анализ с повторными измерениями для определения влияния различных условий ходьбы на пространственно-временные параметры походки (скорость ходьбы, частота шагов, длина шага), а также на линейные и нелинейные показатели вариабельности продолжительности шага. (показатели CV, SD, H и α). Когда с помощью дисперсионного анализа обнаруживается значительная разница между группами, будет выполняться апостериорный тест для сравнения каждого среднего значения с другими средствами, чтобы изолировать группы друг от друга.

Также будет проведен парный t-тест для определения возможного изменения баллов по опроснику SSQ после TW и после VRTW.