Влияние тактильных сигналов на автокорреляции дальнего действия в вариабельности походки при болезни Паркинсона

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 регистрации не менее 256 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 программ реабилитации для пациентов с БП, основаны на обучении (предотвращение падений и бездействия,...), физических упражнениях, функциональной тренировке (двойное задание, сложные задания,...), обучении и стратегиях адаптации, таких как использование ритмические сенсорные сигналы. Слуховые сигналы (AC) использовались в течение многих лет в клинических и исследовательских целях, и их влияние на пространственно-временные параметры походки и LRA известно. Меньше известно о тактильных / соматосенсорных сигналах (HC). Было проведено несколько исследований для изучения влияния ГК на пространственно-временные параметры походки при БП, но, насколько нам известно, ни одно из них еще не изучало его влияние на LRA. Цель настоящего исследования состояла в том, чтобы сравнить саптио-височные параметры походки при PD и LRA в трех условиях: ходьба без сигналов, ходьба с AC и ходьба с HC.

2. МЕТОДЫ 2.1 Участники: 10 пациентов, страдающих идиопатической болезнью Паркинсона, были 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 прошли 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 проходил в трех условиях в случайном порядке. Каждое состояние длилось ± 10 минут, чтобы получить 256 циклов ходьбы, обязательных для оценки наличия LRA с использованием равномерно распределенной усредненной версии анализа флуктуаций без тренда (DFA).

Первым условием было контрольное состояние (CC), пациенты шли без каких-либо сигналов по прямоугольной дорожке с закругленным углом 63,2 метра в CUSL с комфортной для них скоростью ходьбы.

Вторым условием было состояние слуховой подсказки (ACC), которое заключалось в том, чтобы пройти по той же прямоугольной дорожке, используя слуховую подсказку с помощью приложения для смартфона под названием Soundbrenner. Это приложение позволяло точно доставлять ритмичные слуховые стимуляции через наушники с шагом на 10% быстрее, чем предпочтительная частота шагов каждого пациента, оцененная перед экспериментом.

Последним условием было состояние тактильных сигналов (ACC), которое заключалось в ходьбе по той же прямоугольной дорожке с использованием тактильных сигналов с помощью вибрационного устройства под названием Soundbrenner Pulse, прикрепленного к запястью каждого пациента, расположенному на его наиболее пораженной стороне. Приложение Soundbrenner на смартфоне было подключено к Soundbrenner Pulse через Bluetooth для обеспечения ритмичной вибрационной стимуляции, также на 10% быстрее, чем предпочтительная частота шагов каждого пациента, такая же частота, как и во время ACC.

2.4 Получение данных. Два блока инерционных измерений (IMU) (IMeasureU Research, VICON, США) прикрепляли к обеим латеральным лодыжкам пациентов. Эта система позволяла регистрировать ускорения голеностопного сустава на частоте 500 Гц. Затем данные были помещены в компьютер, и каждый пик ускорения, соответствующий каждому удару пятки, определялся программным обеспечением, разработанным для определения длительности всех шагов.

2.5 Оценка походки: данные были извлечены из 256 последовательных циклов походки, что требуется для расчета LRA.

2.5.1 Пространственно-временные переменные походки:

Среднюю скорость ходьбы, частоту шагов и длину шага измеряли 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 продолжительности шага: Чтобы определить влияние RAS на величину вариабельности продолжительности шага в течение 256 циклов походки, среднее значение, стандартное отклонение (SD) и коэффициент вариации (CV = [SD/ среднее значение] * 100).

2.5.2.2 Временная организация вариабельности продолжительности шага: Временная организация вариабельности продолжительности шага оценивалась путем вычисления 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 обрабатывались средствами CVI Labwindows (C++).

2.6 Статистический анализ: Статистический анализ проводился с использованием Sigmaplot 13. Если тест на нормальность пройден, применялся однофакторный дисперсионный анализ с повторными измерениями для определения влияния различных условий ходьбы на пространственно-временные параметры походки (скорость походки, частота шагов, длина шага), а также на линейные и нелинейные показатели вариабельности продолжительности шага (CV). , SD, H и α показатели). Если с помощью ANOVA выявлялась значительная разница между группами, выполнялся апостериорный критерий Холма-Сидака для сравнения каждого среднего значения с другими средствами для изоляции групп друг от друга. Величину эффекта между состояниями в отношении всех параметров оценивали с использованием критерия Коэна d.