Effekter av biofeedback-skor vid Parkinsons sjukdom: bedömning av funktionella motoriska förmågor och rörelseförmåga

Parkinsons sjukdom (PD) är ett kroniskt och progressivt neurodegenerativt tillstånd, kliniskt kännetecknat av förekomsten av bradykinesi, vilande tremor, stelhet och postural instabilitet. Individer som drabbas av detta tillstånd uppvisar flera gångavvikelser, kännetecknade av minskad hastighet, korta och blandande steg och ökad stegvariabilitet.

Under de senaste decennierna har ansträngningar gjorts för att utveckla hållbara och implementerbara strategier i dessa individers dagliga liv, som syftar till att förbättra hållning och gångprestationer.

I detta sammanhang är rollen för förbättrad plantar biofeedback under utredning. Till exempel verkar plantar sensorisk stimulering förbättra posturala justeringar och gång. Dessutom har det observerats att den barfota kontakten mellan foten och marken, i motsats till att bära en sko, är kapabel att ge större återkoppling och därmed förbättra hållning och rörelse. Förbättrad förflyttning leder till ökad säkerhet vid utförande av dagliga aktiviteter, minskad risk för fall och därmed en ökad livskvalitet. Studier i litteraturen är främst inriktade på stimulerande innersulor och skor med integrering av vibrerande, auditiv och/eller visuell biofeedback.

Tillämpningen av elektroniska skor är för närvarande begränsad. En möjlig hållbar lösning skulle kunna vara användningen av skor som minimerar fotens separation från den yttre miljön, samtidigt som den effektivt skyddar den från eventuella skador. Denna typ av skor anpassar sig till fotens form, vilket potentiellt möjliggör större plantar feedback jämfört med traditionella skor. Gång med hjälp av tröghetssensorer representerar en lätt implementerbar metod i forskning och klinisk praxis, med tillämpning i många neurologiska syndrom. En enhet som bärs på ländryggsnivå kan mäta spatiotemporala parametrar för gång. Dessutom är det möjligt att beräkna trunk-härledda accelerometriska index. I synnerhet är Harmonic Ratio (HR) ett representativt index för flytbarheten och rytmen av fysiologisk gång. Det är därför en tillförlitlig parameter för att utvärdera möjliga gångförändringar hos neurologiska patienter.

Det primära syftet med studien är att verifiera om användningen av skor som ger ökad plantar feedback förbättrar HR hos PD-patienter.

Som ett sekundärt mål kommer förändringar i andra bål-härledda gångindex, statisk postural kontroll och funktionella förmågor att utvärderas. Dessutom kommer förändringar på medellång sikt (efter fyra veckor av plantar feedback-skor att bära) i dessa parametrar, såväl som förekomsten av fall och frysning av gång (FOG), att bedömas.

Studien är uppdelad i 2 arbetspaket (WP). WP1 är en öppen interventionell studie, där kortsiktiga förändringar inducerade av skor som ger ökad plantar feedback kommer att observeras.

Vid den första bedömningen (T0) kommer klinisk-demografiska data att samlas in, och patienter kommer att genomgå en omfattande neurologisk undersökning. Sjukdomsspecifika skalor (UPDRS III del 3, NFOG-q, LEDD, DASS-21), kommer att administreras.

Patienterna kommer att genomgå tröghetsgångsanalys, statisk barfotaposturografi och funktionstest (TUG, 2MWT, 5-STST, 10-mFW) under tre förhållanden i en randomiserad ordning:

• Barfota tillstånd (BC): utan att bära några skor
• Neutralt tillstånd (NC): bär neutrala gympaskor
• Ökat plantar feedback condition (PFC): bär plantar skor

WP2 är en prospektiv, interventionell randomiserad kontrollerad studie, där förändringar inducerade av adoption av plantarskor under fyra veckor kommer att utvärderas. Efter baslinjeutvärderingarna (T0) kommer patienter att randomiseras och tilldelas en av följande grupper:

• Neutralt tillstånd (NC): bär neutrala gympaskor
• Större plantar feedback condition (PFC): bär plantar skor

I båda grupperna kommer deltagarna att förses med skor av lämplig storlek och kommer att bli ombedda att använda de tilldelade skorna som sina vanliga skor för vardagsaktiviteter under en period av fyra veckor. Patienterna kommer att behöva föra en dagbok för att indikera eventuella problem med användningen av skorna och daglig användningstid, samt föra register över fall och dimma.

Utvärderingsschema:

Procedur för gånganalys:

För att inhämta gångdata kommer en tröghetssensor (BTS G-Walk, BTS, Milano, Italien) att placeras i nivå med den femte ländkotan (L5) med hjälp av ett ergonomiskt bälte. Tröghetssensorn kommunicerar med en bärbar dator via Bluetooth för dataregistrering och offlineanalys. Sensorn innehåller en triaxiell accelerometer (16 bitar/axel), triaxiell magnetometer (13 bitar) och triaxiellt gyroskop (16 bitar/axel). Provtagningsfrekvensen är 100 Hz och registrerar linjära och vinkelmässiga trunkaccelerationer i anteroposterior (AP), mediolateral (ML) och vertikal (V) riktning.

"Walk+"-protokollet för G-STUDIO-mjukvaran (G-STUDIO, BTS, Milano, Italien) kommer att användas för att detektera bålacceleration, faser av höger och vänster stegcykler och spatiotemporala parametrar för bäckens kinematik. Övertonsförhållandet kommer att beräknas som stamaccelerationsdata längs tre riktningar (vertikal, mediolateral och anteroposterior), och sönderdelar signalens komponenter till dess övertoner, som förhållandet mellan summan av de första 10 jämna och de första 10 udda övertonerna multiplar av grundfrekvenserna.

De andra beräknade trunkströghetsindexen kommer att vara den största Lyapunov-exponenten (LLE), variationskoefficient (CV), log dimensionslös jerk score (LDLJ), recurrence quantification analysis (RQA), som beskrivits i ett tidigare arbete av Castiglia et al.

Innan experimentsessionen kommer deltagarna att instrueras att gå på marken längs en förutbestämd väg för att bli bekanta med proceduren. De kommer att instrueras att gå i en takt som överensstämmer med deras vanliga gång, längs en korridor som är cirka 3 meter bred och 30 meter lång, i frånvaro av yttre faktorer som kan störa stegkadens och rytm. Fem på varandra följande försök kommer att utföras. Försöken kommer att stoppas om patienten rapporterar obehag under proceduren, trötthet eller smärta.

Posturografisk utvärdering:

För posturografisk utvärdering kommer datoriserad stabilometri att utföras, där patienten registreras i ortostatisk position, under tysta förhållanden och utan störningar med öppna ögon och slutna ögon, med hjälp av kraftplattformar som finns tillgängliga på vårt institut (BTS P-6000, BTS, Milano, Italien) . Patienterna kommer att uppmanas att placera sig på de posturografiska plattformarna. När positionen har uppnåtts och det är säkerställt att patienten är bekväm, kommer teknikern att spela in 3 försök på 10 sekunder med öppna ögon och 3 försök på 10 sekunder med slutna ögon. För att minska inlärningseffekten kommer försöken att registreras på ett randomiserat sätt. Försöken kommer att stoppas om patienten rapporterar obehag under proceduren, trötthet eller smärta.

Administration av skalor för funktionskapacitet:

• Timed-Up and Go (TUG)-test: TUG är ett enkelt test för bedömning av övergripande motorfunktionalitet. Deltagarna uppmanas att resa sig från en stol, gå en linjär sträcka på 3 meter, vända sig 180 grader och återgå till sittande läge på kortast möjliga tid.
• 2-minuters gångtest (2MWT): 2MWT utvärderar autonomi och aerob gångkapacitet. I 2MWT instrueras försökspersonen att tillryggalägga den största sträckan genom att gå längs en platt 30-meters stig inom ett intervall på 2 minuter.
• 5 Sit to Stand-test (5-STST): 5-STST används för att bedöma funktionaliteten och styrkan hos de nedre extremiteterna. Försökspersonen uppmanas att ställa sig upp och sitta ner från en stol fem gånger på kortast möjliga tid.
• 10-meters frigång (10-mFW): I 10-meterstestet uppmanas försökspersonen att gå längs en platt 10-meters stig i en upplevd bekväm (vanlig) takt.

Statistisk plan En preliminär normalitetsanalys kommer att genomföras för att avgöra om parametriska eller icke-parametriska metoder ska användas, med hjälp av grafisk representation och Shapiro-Wilk-testet. Numeriska variabler kommer att beskrivas i termer av medelvärde och standardavvikelse (eller median och kvartiler om så är lämpligt), medan kategoriska variabler kommer att presenteras som råtal och procent.

Inom WP1 kommer de tre grupperna att jämföras med ANOVA med Bonferroni post-hoc-tester eller Friedman-tester för beroende prover.

Korrelationer med kvantitativa parametrar kommer att bedömas med Pearsons korrelationskoefficient (eller Spearman om nödvändigt), både inom grupper och globalt.

Inom WP2 kommer förändringar i HR att utvärderas med upprepade åtgärder ANOVA (eller ett liknande icke-parametriskt test) med två faktorer: TID (2 nivåer, T0 mot T1, inom grupper) och GROUP (2 nivåer, plantarsko vs. neutral sko, mellan grupper).