双任务步态康复对帕金森病患者的影响 (DUALGAIT)

背景和目标

在功能环境中，双重任务 (DT) 很常见，需要正确的运动和认知表现才能成功执行。 在患有帕金森病 (PD) 等神经退行性疾病的人中，以次要任务行走会影响步态，从而导致速度、步幅、节奏和双支撑时间的改变，从而增加跌倒的风险。 事实上，患者报告步态障碍是该病最致残的运动症状。 将 DT 纳入患者的评估和身体康复，可以在受控和安全的环境中模拟日常环境，从而更容易地推断康复在日常生活中的进步。 这种训练的优点不仅是功能性的，而且可以诱导神经可塑性，因为这对 PD 患者来说是一项极具挑战性的活动。 虽然双重任务训练的神经生理学变化尚不清楚，但双重任务训练对步态的影响似乎相对清楚。 迄今为止的研究表明，在综合和连续的 DT 训练中可以观察到 DT 步态时空参数的改善，这意味着将认知任务添加到步态康复中，无论是同时还是连续，都是有效的。 然而，没有足够的证据表明 DT 训练优于传统的 EP 训练，即仅包括单任务 (ST) 模式下的运动训练。 其余已发表的研究包括一个被动对照组（即不进行任何类型的控制康复的组）或它们对应于重复测量研究。

此外，还有其他方法问题阻碍了迄今为止所引用实验的外部有效性。 首先，在训练和评估这些效果训练时使用相同的 DT，可以防止在未经训练的环境中观察到这些效果的转移。 其次，在评估过程中使用复杂的次要任务，例如数学任务或背诵字母可能不能代表日常生活中发生的 DT。 第三，不同的研究通常包括培训后一个月的随访，只有一项研究评估了超过这个时间的效果。 最后，由于缺乏集体训练，因此无法了解是否可以以小组形式以及在家中单独进行 DT 训练。

因此，本研究旨在：

1. 比较一组双任务计划与一组单任务计划对 PD 患者生物力学步态的短期和中期有效性。
2. 分析双任务疗法对临床步态变量（标准化量表和测试）、认知表现和生活质量的影响。
3. 分析二级认知和运动任务对两种物理治疗方案前后单一步态的影响。
4. 比较两种治疗前后的帕金森步态与匹配的健康受试者的正常步态。

设计

这是一项单盲、随机对照试验 (RCT)，在两个平行组（实验组和活性对照组 [1:1]）和一个匹配的健康对照组和因子设计研究。

致盲

由于物理康复干预的性质，患者不能对所进行的治疗完全视而不见，治疗物理治疗师也不能完全视而不见，但研究的假设和目标是隐藏的。 同时，指示所有参与者不要向评估者物理治疗师透露有关他们干预的信息，这些物理治疗师在所有评估时间都不知道分组情况。 为了控制患者的预期效果，解释说尚未确定哪种疗法更有效。 另一方面，为患者分配了一个连续数字代码，但没有指出他们所属的治疗组。

随机化

随机化过程由未参与研究开发的外部研究人员执行。 将根据疾病的严重程度（Hoehn & Yahr I、II 和 III 期）进行分层随机化，参与者相应地被分配到两组物理治疗中的一组。 随机化是使用 Microsoft Excel 软件进行的，该软件通过双重任务程序的分层集提取了一半患者的随机抽样。 此后，负责治疗的物理治疗师将负责管理和组织参与者的预约。

功率计算

样本量功率计算是根据文献中证明的步态速度主要结果的变化进行的，在对 PD 患者进行双步态训练后，在口头双重任务中得到证明。 此前，已经表明语言任务对帕金森步态有很大的干扰。 对于样本量分析，使用了 Gpower 软件（德国基尔大学，3.1 版）[25]。 考虑了 5% 的 I 类统计误差和 80% 的功效，这导致每组治疗有 24 名参与者。

干涉

为确保最多 10 人进行治疗，每个程序的开发重复两次（DTP 和 STP），直到完成所有招募参与者的培训。

研究的两组（实验组和主动比较组）每周两次（总共 10 周）进行 20 次一小时的康复训练。 两组的所有课程都是在研究人员提供的具有康复必要元素的地方进行的，并且在每个课程中，总是有两名物理治疗师。 每节课，病人不超过十人。

1. 双任务组 帕金森氏病患者通过双任务程序 (DUALGAIT) 执行康复步态，其中包括二级认知和上肢运动任务。

   在该组中，步行和功能性次要任务（认知或运动）的训练首先是分开的（连续任务训练），随后在具有进展系统的双任务（综合双任务训练）中一起进行。 认知/运动次要任务与步态评估中使用的任务不同。

   每次训练包括三个部分：初始热身、双重训练和恢复平静。

   步行改善和锻炼的目标是：i) 以渐进的方式从 0.4 到 0.8 m 的目标距离步长/步幅长度，并适应参与者的身高，ii) 通过数字节拍器进行 60 至 120 bpm 的节奏/速度训练，结合步长允许逐步训练步行速度，iii）长度为 0.4 至 0.8 m 的横向步态，iv）通过脚踝，膝盖和臀部运动的标准化练习在支撑和摆动阶段的下肢运动学两个阶段，v) 步态期间通过元素、与伙伴协调和自由的手臂摆动练习，vi) 通过姿势练习和有利于直立姿势的主动运动（颈部伸展、肩胛内收、肩后倾）控制屈肌姿势模式, 骨盆前倾) 和 vii) 关节活动度和分离肩胛-骨盆腰。 在所有这些中，包括使用外部视觉、听觉和语言提示，以在运动学习过程中提供尽可能客观的反馈。

   此外，在前向步态的双重实现之前，训练期间使用的认知任务在不同位置（第 1 个坐姿、第 2 个双足和第 3 个静态步态）进行了排练。

   训练的次要任务类型是：1) 语言流畅性，2) 听觉识别，3) 视觉识别，4) 数学计算，5) 记忆，6) 视觉空间规划，7) 精细运动技能，8) 金钱操纵的运动任务, 9) 机动运输任务和 10) 将物体转移给另一个人的机动任务。 每个任务类别都有一个复杂程度（基本、中等和高级）。

2. 单任务组帕金森病患者在没有双任务计划的情况下进行康复步态（身体和步行锻炼，没有额外的认知或上肢运动任务）。 每个训练课程包括三个部分：初始热身、单任务条件下的体育锻炼和恢复平静。 目标和步行练习与实验组相同。

科目

40 名参与者完成了研究，其中 23 人执行了双任务物理治疗计划并组成了双任务组 (DTG)，而其他 17 人组成了单任务组 (STG)。 来自 La Fe Clinical and Polytechnic Hospital（西班牙巴伦西亚）的所有患者都完成了研究的所有阶段。 患者是根据神经科医生的诊断招募的。 所有参与者在参与研究之前都签署了知情同意书，然后他们被随机分配到其中一个康复组（DTG 和 STG）。

测试程序

在进行生物力学步态评估之前，进行了先前的评估以验证资格标准。 该评估会议在干预前的生物力学步态评估前几天举行，并验证了以下内容：

• 社会人口统计数据和神经病史的登记
• 人体测量评估
• 帕金森病的临床评估（病程、体征为主的半身、Hoehn & Yahr分期、新步态冻结问卷）
• 认知状态（适用于帕金森病的迷你心理测试）。

在确定资格标准后，在瓦伦西亚大学实验室进行了三个评估会议。 它们是：1) 刚开始康复计划之前（基线），2) 刚完成康复计划后（干预后）和 3) 完成康复计划八周后（8 周随访）。 在干预后和 8 周的后续测试之间，参与者没有进行任何类型的物理治疗、运动或身体活动。 参与者在服药状态下进行评估。 在步态生物力学的每个评估环节中，评估了机动性、平衡和步态以及认知的临床表现。

生物力学步态评估在 10 米长的走廊中进行，并使用 3D 摄影测量法和 12 个智能摄像头（Kinescan/IBV 软件，瓦伦西亚生物力学研究所，西班牙瓦伦西亚，版本 5.3.0.1）和两个力平台（Dinascan/ IBV 瓦伦西亚生物力学研究所，西班牙瓦伦西亚）。 所有参与者都以自己选择的舒适速度赤脚行走，并在五种条件下行走：i）单一任务（ST）：没有次要任务的步行，注意力只集中在步行表现上，ii）视觉双重任务（viDT）：步行在看人行道尽头投影的模拟时钟上的时间时，iii) 语言双重任务 (veDT)：边走边告诉评估者他们前一天按时间顺序进行的活动，iv) 听觉双重任务(aDT)：边走边听并识别不同的日常噪音，以及 v) 运动双重任务 (mDT)：边走边每只手拿着一个玻璃杯，并反复将它们的内容从一只手转移到另一只手。 在 DT 步态期间，参与者被敦促将注意力集中在次要任务上。 对于五种评估的步行条件中的每一种，进行了 10 次重复，每只脚重复 5 次，以供稍后使用它们的平均值。 在记录步态之前，允许参与者在走廊中行走（ST 条件）以熟悉测试。

生物力学结果是：

1. 时空结果：速度 (m/s)、步幅 (m)、节奏（步数/分钟）、双支撑时间（步态周期的百分比）和步宽 (m)。
2. 运动学结果：脚踝的运动范围 (°)、最大髋关节伸展 (°)、最大髋关节屈曲 (°)。
3. 动力学结果：垂直反作用力 1 (N)、垂直反作用力 2 (N)、前后反作用力 1 (N)。

另一方面，要知道治疗的效果是否可以通过临床测试和量表、动态帕金森步态量表 (DYPAGS)、Tinetti 活动测试、总分 (TinettiT) 和子测试步态 (TinettiG) 的分数来检测使用平衡 (TinettiB) 和时间启动测试 (TUG)。 最后，我们使用 Trail making 测试，A 部分 (TMTa) 和 B (TMTb) 来评估执行认知表现，并使用帕金森病问卷 39 (PDQ-39) 来评估生活质量。

统计分析

使用 SPSS v.24 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 进行统计分析。 计算平均值和标准偏差 (SD)。 进行了三因素混合多变量方差分析 (MANOVA) 以分析它们对先前表 3 中描述的生物力学因变量的影响。受试者内因素是具有三类（基线、干预后和随访）和条件的康复，有五个类别（ST、viDT、veDT、aDT 和 mDT）。 主体间因素是具有两个类别（DTG 和 STG）的组。 步长由参与者的下肢长度标准化。 此外，还进行了双因素混合多元方差分析，以分析受试者内因素康复和受试者间因素组对临床试验的影响。 当发现显着影响时，Bonferroni 用于事后比较。 如果 p

为了检查组间人口统计结果之间的差异，对受试者间因素组进行了多变量单向分析。 此外，为了检验组间的性别差异，使用了卡方检验。

在统计分析之前，检查了以下假设：1) 正态性，使用 Shapiro-wilk 检验测试残差分布，2) 球度，使用 Mauchly 球度检查测量对之间差异的方差之间的同质性测试，3) 同方差性，使用 Levene 测试评估方差的同质性，4) 协方差矩阵的相等性，通过 Box's M 测试测试由受试者间效应形成的跨单元格的方差-协方差矩阵的相等性，5)在不存在多重共线性的情况下，对因变量之间的相关水平进行皮尔逊相关检验。 如果不满足这些假设中的任何一个，则使用必要的统计校正。

研究时间

• 瓦伦西亚大学（西班牙）伦理委员会决议：2014 年 5 月 14 日。
• 拉菲大学和理工医院（西班牙巴伦西亚）生物医学研究伦理委员会决议：2014 年 9 月 9 日。
• 开始招募参与者：2014年6月14日。
• 完成参与者评估：2016 年 6 月 30 日。
• 数据预处理、统计分析和结果发布：2016年9月至今。