Gångträning med kognitiva uppgifter vid Parkinsons sjukdom

Detta är en prövning som involverar personer som diagnostiserats med Parkinsons sjukdom, i enlighet med riktlinjer fastställda av London Brain Bank.

Individer måste ofta utföra mer än en uppgift samtidigt under vardagen. När olika aktiviteter som kräver uppmärksamhet utförs samtidigt uppstår en situation som kallas Dual Task.

Under normala förhållanden är motoriska cortexområden (primär motorisk cortex, pre-motorisk cortex och kompletterande motorisk område) ansvariga för att välja rörelseomfånget i en given handlingssekvens, i enlighet med uppgiftens krav och miljörestriktioner, och efter uppkomsten av rörelser orsakade av den motoriska cortexen, fortsätter basalkärnorna att utföras, vilket lämnar den motoriska cortex fri för andra uppgifter som kräver uppmärksamhet. Men vid Parkinsons sjukdom äventyras automatiken som främjas av basala kärnor och konstant medveten kontroll blir nödvändig under gång. Sålunda, när en aktivitet samtidigt med denna funktion utförs, blir frontalregionerna dedikerade till den sekundära uppgiften och gång styrs till övervägande del av defekta basala kärnor, vilket genererar negativ Dual Task-interferens på gång.

Med tanke på den dåliga gångkvaliteten som bedömts i DT-situationer har individer med PD instruerats att undvika dessa omständigheter. Däremot har nya bevis visat att gångträning i samband med sekundära aktiviteter kan förbättra variabler relaterade till DT-gångprestanda vid PD.

Med tanke på att gångträning på löpband ger större regelbundenhet och automatik, vilket gör att försökspersoner kan avleda sin uppmärksamhet till kognitiva funktioner, antar denna studie att DT-gångträning på löpband i kombination med kognitiva uppgifter kommer att främja bättre gångprestanda hos individer med PD.

Patienterna inbjöds att delta i studien från telefonsamtal. De rekryterades från tjänstelistan i neurologi vid sjukhuset Onofre Lopes, i Natal-Brasilien. Randomisering av individer med avseende på deltagande i grupperna gjordes via randomization.com webbplats, av en person som inte är bekant med utbildningsprocedurerna (bedömare 1), som tilldelade en färg (gul eller grön) till varje grupp. Ogenomskinliga kuvert numrerades och separerades, och inuti varje kuvert låg ett papper som innehöll ordet "gult" eller "grönt". När en ny patient anlände för träning öppnade bedömare 2 ett kuvert och var bara medveten om färgkoden för just den patienten. Rater 3, den ledande forskaren, genomförde bedömnings- och omvärderingsprocedurerna. Färgkoderna hölls i hemlighet av bedömare 1 och 2 under hela studien.

Kognitiv funktion utvärderades med hjälp av Montreal Cognitive Assessment Scale (MoCA). Dess poäng varierar mellan 0 och 30, och täcker aspekter relaterade till visuospatiala och exekutiva funktioner, namngivning, minne, uppmärksamhet, språk, abstraktion, fördröjd återkallelse, såväl som tidsmässig och rumslig orientering. Högre poäng motsvarar högre kognitiv funktion.

Sjukdomens svårighetsgrad klassificerades enligt riktlinjer som föreslagits av den modifierade Hoehn och Yahr-skalan, som består av sju stadier, vilket tillåter kategorisering av båda sidor av kroppen vad gäller balans och fysiskt oberoende. Dess poäng varierar från 0 (inga tecken på sjukdomen) till 5 poäng (säng eller rullstol).

Bedömning av graden av motorisk och funktionsnedsättning erhölls med hjälp av Unified Parkinsons Disease Rating Scale (UPDRS). Denna studie använde endast punkterna 2 och 3 på skalan, relaterade till ADL och motorisk utforskning, vars poäng motsvarar 52 respektive 56.

Kinematisk bedömning av överjordisk gång utfördes av Qualisys Motion Capture Systems (Qualisys Medical AB, 411 13 Göteborg, Sverige), som registrerar spatiotemporala variabler för gång, såväl som vinkelvariationer av höft-, knä- och fotleder. Detta system består av åtta kameror som avger och fångar infrarött ljus. Ljuset reflekteras av sfäriska passiva markörer placerade på beniga prominenser och standardkroppssegment, för att fånga data om nedre extremiteter. Kamerorna är kopplade till en dator, där de insamlade bilderna lagras. Data som fångas i tvådimensionell bildbehandling bearbetas av Qualisys Track Manager 2.6 förvärvsprogram, som känner igen markörpositionering och, baserat på kombinationen av bilder från minst två seriekopplade kameror, möjliggör generering av tredimensionella rörelsekoordinater. För detta ändamål transporteras data av 3D-visuell programvara (C-Motion, Rockville, MD, USA), version Basic/RT 3.99.25.8), som möjliggör rekonstruktion och tredimensionell analys av de markerade kroppssegmenten, och därigenom registrerar rörelser som utförs under gång.

För kinematisk bedömning använde vi 15 och 19 mm-diameter markörer placerade bilateralt på följande strukturer: höftbenskammen, större trochanter, medial och lateral epikondyl av lårbenet, mediala och laterala malleoler, calcaneus, huvudet på den första metatarsal och huvudet på lårbenet. femte metatarsal. Dessa markörer benämns anatomiska, eftersom deras funktion är att avgränsa axiella leder, vilket gör att olika segment kan avgränsas.

Märkena som styr segmentens bana klassificeras som spårning och är ordnade i fyror på den rektangulära basen (klustret). Markörerna placerades på basen av korsbenet, på den mellersta tredjedelen av låret och den mellersta tredjedelen av benet. Anatomiska markörer fixerades med dubbelhäftande tejp och förstärktes med kirurgisk tejp, medan spårmarkörer kopplades till kroppssegmenten med elastiska band och kardborreband. Markörer färgades av samma bedömare på alla frivilliga, för att bevara märkningens tillförlitlighet.

För gångträning använde vi ett elektriskt löpband för Gait Trainer 2 (Biodex Medical System, NY, USA), med en gångyta som mäter 160 x 51 centimeter (cm), och utrustad med en stång för övre extremitetsstöd, hjärtövervakning med bioimpedanssensorer placerad på baren och ett Polar Telemetri-system (POLAR, USA). Kopplat till löpbandet är ett Unweighing System (Biodex Medical System, NY, USA), sammansatt av en vertikal stående ram som bär vikten som stöds av en sele. Patienterna använde dock inte viktstödssystemet i denna studie och selen användes endast som en säkerhetsåtgärd under träningspassen.

Studieprocedurerna utfördes under två dagar, den första för bedömning och den andra för interventionen med omedelbar omvärdering. Den första dagen tillämpades Montreal Cognitive Assessment (MoCA), Unified Parkinsons Disease Rating Scale och Modified Hoehn and Yahr Scale. Därefter registrerades vikt och längd. Slutligen utfördes kinematisk bedömning av överjordisk DT-gång. Den andra dagen underkastades försökspersonerna löpbandsträning och kinematisk omvärdering av överjordisk DT-gång. Bedömningen skedde en dag efter träningen.

Vid början av kinematisk bedömning, efter markörplacering och utrustningskalibrering, utfördes statisk uppsamling för att informera systemet om kroppssegmentpositionering och möjliggöra efterföljande konstruktion av den biomekaniska modellen. Individen förblev i ortostatisk position, med armarna korsade över bröstet, fötterna isär och pekade mot en av kamerorna. Ämnen filmades i 3 sekunder i denna position. Därefter togs de anatomiska markörerna bort för att utföra dynamiska fångar. Endast spårmarkörer för lår- och bensegment fanns kvar, liksom de på huvudet av femte mellanfotsfoten, laterala malleolen och calcaneus, som motsvarar fotsegmentet.

Vid varje dynamisk fångst instruerades individerna att tillryggalägga en sträcka på 8 meter, gå med maximal hastighet, samtidigt som de utför en kognitiv uppgift. Under varje 8-metersvarv drogs en bokstav slumpmässigt och individen ombads att säga så många ord som möjligt med början på den bokstaven. När patienterna inte kunde komma ihåg ord, instruerades försökspersonerna också att inte stanna, utan att fortsätta gå och försöka komma ihåg. Tio dynamiska insamlingar genomfördes.

Nästa dag genomgick den experimentella gruppen (n=11) löpbandsgångsträning samtidigt med ett protokoll av kognitiva uppgifter som involverade ett antal uppmärksamhet och exekutiva funktioner, såsom verbalt flyt, arbetsminne och rumslig planering. Protokollet skapades specifikt för denna studie, baserat på kognitiva aktiviteter som föreslagits i tidigare studier. Träningspassen varade i 20 minuter. De första tre minuterna gjorde att försökspersonerna kunde bekanta sig med löpbandet. Från den 4:e minuten och framåt gick volontären i 1 minut medan han utförde kognitiva uppgifter, och under den följande minuten gick han bara. De 17 återstående minuterna på löpbandet växlade alltså mellan en minuts löpbandsträning kombinerat med en kognitiv uppgift och följande minut endast löpbandsträning. Kontrollgruppen (n=11) genomgick endast löpbandsträning. Träningen varade i 20 minuter för båda grupperna. Löpbandets gånghastighet för båda grupperna var den som rapporterades av patienten som den snabbaste möjliga hastigheten samtidigt som en lämplig komfortnivå bibehölls. Vitala tecken (puls och blodtryck) övervakades före, under och efter sessionen.

Omedelbart efter löpbandsträning omvärderades DT överjordsgången med hjälp av tio dynamikfångningar, samma procedurer som användes den första dagen.

Kinematisk databehandling utfördes med programvaran Qualisys Track Manager 2.6 (QTM), där markörer namngavs och deras banor definierades. Därefter exporterades data som erhållits i QTM till Visual 3D-programmet, där tredimensionell rekonstruktion av den biokemiska modellen genomfördes.

Statistisk analys utfördes med hjälp av Statistiska paketet för samhällsvetenskap (SPSS), version 19.0. Före analysen av varje grupp verifierades datafördelningens normalitet genom att tillämpa beskrivande statistikprocedurer och Kolmogorov-Smirnov (K-S) test.

Mått på central tendens och spridning användes för att illustrera kliniska, demografiska och antropometriska data. För data med normalfördelning användes det parade t-testet för att jämföra spatiotemporala och vinkelvariabler inom gruppen, medan studentens t-test för oberoende urval användes för att jämföra intergruppvariabler. Mann-Whitney-testet användes för data med icke-normalfördelning. En signifikansnivå på 5 % sattes för alla dessa tester.