JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
医学

De Multiple Sclerose Test van prestaties (MSPT): Een iPad-Based Disability Assessment Tool

Published: June 30, 2014
doi:
10.3791/51318
, , , , , , , , ,
1Mellen Center for Multiple Sclerosis Treatment and Research,Cleveland Clinic Foundation, 2Center for Brain Health,Cleveland Clinic Foundation, 3Quantitative Health Sciences,Cleveland Clinic Foundation, 4Department of Biomedical Engineering, Lerner Research Institute,Cleveland Clinic Foundation

Summary

Nauwkeurige meting van neurologische en neuropsychologische stoornissen en invaliditeit bij multiple sclerose is een uitdaging. Wij rapporteren methodologische details over een nieuwe test, de Multiple Sclerose Test van prestaties (MSPT). Deze nieuwe benadering van de doelstelling van kwantificering van MS-gerelateerde invaliditeit zorgt voor een computer-based platform voor nauwkeurige, geldige meting van MS ernst.

Abstract

Nauwkeurige meting van neurologische en neuropsychologische stoornissen en invaliditeit bij multiple sclerose is een uitdaging. Wij rapporteren een nieuwe test, de Multiple Sclerose Test van prestaties (MSPT), die een nieuwe aanpak voor het kwantificeren van MS-gerelateerde invaliditeit vertegenwoordigt. De MSPT maakt gebruik van vooruitgang in de computertechnologie, informatietechnologie, biomechanica, en klinische meting wetenschap. De resulterende MSPT vertegenwoordigt een computer-based platform voor nauwkeurige, geldige meting van MS ernst. Gebaseerd op, maar de uitbreiding van de Multiple Sclerosis Functional Composite (MSFC), de MSPT zorgt voor een nauwkeurige, kwantitatieve gegevens over loopsnelheid, balans, handvaardigheid, visuele functie, en cognitieve verwerkingssnelheid. De MSPT werd getest door 51 MS-patiënten en 49 gezonde controles (HC). MSPT scores waren zeer reproduceerbare, sterk gecorreleerd met-technicus toegediend testscores, gediscrimineerd MS van HC en ernstige van mild MS, en gecorreleerd met de patiënt gerapporteerde resultaats. Maatregelen van betrouwbaarheid, gevoeligheid en de klinische betekenis voor MSPT scores waren gunstig in vergelijking met-technicus based testing. De MSPT is een potentieel transformatieve aanpak voor het verzamelen van MS arbeidsongeschiktheid uitkomst gegevens voor patiëntenzorg en onderzoek. Omdat de testen is computer-based, kan testprestaties worden geanalyseerd in traditionele of nieuwe manieren en gegevens kunnen direct in onderzoek of klinische databases worden ingevoerd. De MSPT kan op grote schaal worden verspreid onder artsen in de praktijk instellingen die niet zijn aangesloten op de klinische proef prestaties sites of die het beoefenen in landelijke instellingen, een drastische verbetering van de toegang tot klinische proeven voor artsen en patiënten. De MSPT kan worden aangepast om uit kliniek instellingen, zoals het huis van de patiënt, waardoor meer betekenisvolle echte wereld data. De MSPT vertegenwoordigt een nieuw paradigma voor neuroperformance testen. Deze methode zou dezelfde transformerende effect op de klinische zorg en onderzoek in MS als gestandaardiseerde-computer aangepast t hebbenESTEN heeft gehad op het gebied van onderwijs, met duidelijk potentieel om de voortgang in de klinische zorg en onderzoek te versnellen.

Introduction

Multiple sclerose (MS) is een ontstekingsziekte van het centrale zenuwstelsel (CZS) bij jonge volwassenen, vooral vrouwen. Foci van ontstekingen optreden onvoorspelbaar en intermitterend optische zenuwen, hersenen en ruggenmerg. Episodische symptomen, genaamd terugval, karakteriseren de vroege relapsing remitting fase van MS (RRMS). Tijdens de RRMS ziektestadium, onomkeerbare CNS weefselbeschadiging accumuleert, manifesteren als progressieve atrofie van de hersenen en neurologische handicap. Atrofie van de hersenen bij MS begint vroeg in de ziekte en de opbrengst 2-8x sneller dan leeftijd en geslacht gezonde controles 1. Vermoedelijk als gevolg van de hersenen reserve, en andere compensatiemechanismen, is klinisch significante neurologische invaliditeit algemeen vertraagd jaar, meestal voor 10-20 jaar na het begin van de symptomen. Tijdens de meer gevorderde stadia van MS, de zogenoemde secundaire progressieve MS (SPMS), recidieven komen minder vaak of helemaal verdwijnen, maar geleidelijk verergerde neurologische disvermogen ontstaat, en patiënten ervaren een combinatie van moeite met lopen, arm functie, visie, of cognitie.

Kwantificeren MS klinische ziekteactiviteit en progressie is een uitdaging voor een verscheidenheid van redenen. Eerste, klinische verschijnselen variëren sterk in verschillende MS-patiënten. Ten tweede, de ziekte-activiteit varieert sterk in de tijd in individuele MS-patiënten. Ten derde, MS uitingen variëren begin vergeleken met late stadia van de ziekte. Ten slotte, neurologische en neuropsychologische stoornissen en beperkingen zijn inherent moeilijk te kwantificeren. Dit topic is periodiek beoordeeld in de afgelopen 20 jaar 2-4. Een standaard maat gebruikt in de patiëntenzorg en onderzoek is het aantal of de frequentie van exacerbaties. De terugval is gebruikt als de primaire uitkomstmaat voor de overgrote meerderheid van de klinische proeven voor RRMS. Afname in terugval cijfer heeft goedkeuring van de 10-medicijnen over 6 drugklassen ondersteund. Het aantal recidieven alleen wEakly correleert met later klinisch significante handicap, echter, en het is moeilijk gebleken om nauwkeurig te kwantificeren terugval ernst of het herstel van de terugval. De standaard klinische handicap schaal – Kurtzke de Expanded Disability Status Scale (EDSS) 5 – is een 20 punt ordinale schaal gaande van 0 (normaal neurologisch onderzoek) tot 10 (dood van MS). Van 0-4,0, EDSS wordt bepaald door de combinatie van scores op 7 functionele systemen. Van 4.0-6.0 EDSS wordt bepaald door het vermogen om een ​​eind lopen. EDSS 6.0 is de behoefte aan unilaterale wandelen bijstand. EDSS 6.5 is de behoefte aan bilaterale wandelen bijstand. Nonambulatory patiënten worden gescoord EDSS ≥ 7,0, met een hoger aantal als gevolg toenemende problemen met de mobiliteit en het vermogen om zelfzorg te voeren. De EDSS heeft wereldwijde acceptatie bereikt door regelgevende instanties als een aanvaardbare invaliditeitsmeting voor MS klinische proeven, mede op basis van haar jarenlange gebruik in het veld MS, en vertrouwdming voor neurologen, maar er zijn een aantal beperkingen 2,6. EDSS is bekritiseerd als niet-lineaire, onnauwkeurig aan de onderkant van de schaal, ongevoelig halverwege en bovenste einden, en ook sterk afhankelijk van het lopen.

Op basis van geconstateerde tekortkomingen van de EDSS, een alternatieve benadering van het kwantificeren van invaliditeit bij MS-patiënten in 1997 werd aanbevolen door een Task Force van de National Multiple Sclerosis Society (NMSS) 7,8. Deze Task Force aanbevolen een 3 deel samengestelde stemming, de Multiple Sclerosis Functional Composite (MSFC), voor MS klinische proeven. Zoals oorspronkelijk aanbevolen, de MSFC bestond uit een getimede maatregel van wandelen (de 25 ft getimed lopen [WST]), een getimede maatregel van armfunctie (de 9 holes peg-test [9HPT]), en een maat voor de snelheid van informatieverwerking (het 3 sec versie van de Paced Auditieve Serial Addition Test – PASAT-3 9,10). Elke maatregel werd genormaliseerd naar een referentiepopulatie met een component makenz-score en afzonderlijke z-scores werden gemiddeld om een ​​samengestelde score die de ernst van de individuele patiënt ten opzichte van de referentiepopulatie maken. De MSFC heeft niet door regelgevende instanties is geaccepteerd als een primaire arbeidsongeschiktheid uitkomstmaat, voor een deel omdat de klinische betekenis van een z-score of z-score verandering niet duidelijk is geweest. Ook is de MSFC bekritiseerd omdat het geen een visuele functie maatregel omdat PASAT slecht patiënten wordt aanvaard. In reactie op deze vermeende tekortkomingen, een expert groep 11, bijeengeroepen door de National MS Society, aanbevolen twee wijzigingen aan de MSFC: 1) opname van de Sloan Low Contrast Brief scherptetest 12 en 2) vervanging van de PASAT-3 met de orale versie van de Symbol Digit modaliteiten Test (SDMT) 13,14. Deze groep van deskundigen ook aanbevolen dat de herziene MSFC uitgegroeid tot de primaire arbeidsongeschiktheid uitkomstmaat om de EDSS te vervangen in de toekomst klinisch onderzoek bij MS 11. Een effort is momenteel aan de gang om regelgevend agentschap aanvaarding van een nieuwe handicap uitkomstmaat, gebaseerd op kwantitatieve maatregelen van neuroperformance 15 bereiken.

Het is duidelijk dat nieuwe werkwijzen nodig zijn om resultaten beoordeling in het gebied MS verbeteren. Dit artikel beschrijft de ontwikkeling van een nieuwe klinische handicap uitkomst assessment tool, de Multiple Sclerose Test van prestaties (MSPT), die voortbouwt op de MSFC aanpak, maar die ook opgaat vooruitgang in computer-en informatietechnologie, biomechanica, human performance testen, en de gezondheid van de afstand. De MSPT applicatie maakt gebruik van de iPad als een verzameling van gegevens platform om het evenwicht te beoordelen, loopsnelheid, handvaardigheid, visuele functie, en cognitie. De MSPT kan worden uitgevoerd in een klinische setting, of door de MS-patiënt zichzelf in een thuissituatie. Gegevens kunnen worden verzonden van een afstand en direct opgenomen in een klinische of research database, mogelijk wegnemen van de noodzaak voor een bezoek aan de kliniek. Dit voordeelis bijzonder belangrijk voor personen met invaliderende neurologische aandoeningen zoals MS. Tot slot, omdat de MSPT is computer-based, verschillende analyses mogelijk zijn, in tegenstelling tot technicus toegediend performance testen. Dit document beschrijft het ontwerp en de eerste toepassing van de MSPT.

Protocol

Ontwikkeling van de MSPT en eerste aanvraag werd goedgekeurd door de Cleveland Clinic Institutional Review Board. MS-patiënten en HC's ondertekend goedgekeurd Informed Consent Documenten voor de test MSPT. 1. Algemene aspecten van het Method Development De tablet gebruikt voor dit protocol is de Apple iPad, een krachtige computer-apparaat met een hoge kwaliteit traagheidssensoren ingebed in het apparaat. Deze verschillende sensoren verpakt in een compact, betaalbaar apparaat bieden een ideaal platform voor multi-sensor testafname. Voor het meten van rotatie tarieven, maken gebruik van een ingebouwde 3-assige gyrometer met een bereik van ± 250 graden per seconde bij een resolutie van 8.75 millidegrees per seconde bij een maximale sampling rate van 100 Hz. Gebruik een 3-assige lineaire accelerometer met een bereik van ± 2,0 g bij een resolutie van 0,9-1,1 mg bij een sampling rate van 100 Hz tot lineaire versnelling vast te leggen. Zorg ervoor dat het apparaat heeft ook een high-resolution capacitieve multi-point touch screen, waarin X en Y-positie gegevens worden bemonsterd op 60 Hz met erkenning van maximaal 11 afzonderlijke contactpunten tegelijk. Schrijf de MSPT app in Objective-C, een universele high level objectgeoriënteerde programmeertaal die wordt gebruikt in Apple's Mac OS X en iOS besturingssystemen. OPMERKING: Met behulp van deze benadering van software ontwikkeling maakt een voordelige gebruik van toekomstige ontwikkelingen in de hardware, terwijl het houden van verzamelde gegevens consistent. Het programma is al eerder geschreven en gevalideerd door een team van ingenieurs via Xcode, een Objective-C compiler. 2. Ontwerpen en testen van de Multiple Sclerose Test van prestaties (MSPT) Bereid de MSPT op de iPad tot vijf prestatie modules als volgt: 1) loopsnelheid, ontworpen om de WST simuleren; 2) Balance Test; 3) handvaardigheid Test (MDT) voor de bovenste ledematen, ontworpen om te simuleren het 9HPT; 4) Verwerking SnelheidTest (PST), ontworpen om de SDMT simuleren; en 5) Laag contrast brief scherptetest (LCLA), ontworpen voor standaard Sloan LCLA grafieken 12 (tabel 1) te simuleren. Wandelen Speed ​​Test (WST) Deze test is gebaseerd op de WST, dat deel uitmaakt van de traditionele MSFC. Leg de tablet op het onderwerp onderrug op sacrale niveau (figuur 1). Raden dat het onderwerp gebruik geen gebruikelijke hulpmiddel (bijvoorbeeld riet, rollator, brace) te wandelen. Vraag het onderwerp te zorgen voor de tablet volume is opgedoken voor deze test en de tablet is naar buiten gericht op de band en geplaatst op hun rug. Laat de patiënt staan ​​net achter de startlijn. Instrueer de patiënt dat ze het lopen moet beginnen wanneer de technicus raakt de startknop en geeft het commando om te beginnen. Druk op de startknop en observeer de patiënt als ze lopen de 25 ft zo snel en veilig mogelijk naar de finish. Nlervoor dat de patiënt niet vertragen tot na het passeren van de finish. Bij het passeren van de finish, raakte de stopknop tablet. Sample en gegevens van de tablet verzamelen om de tijd die nodig is om de WST voltooien kwantificeren. Balance Test Deze test is bedoeld om objectieve klinische gegevens met betrekking tot de integratie van sensorische informatie bij het handhaven van posturale stabiliteit. Bevestig de tablet onderrug op ongeveer sacrale van het onderwerp (figuur 1). Vraag het onderwerp om ervoor te zorgen het volume omhoog gedraaid voor deze tests. Informeren hen dat de test bestaat uit twee 30 sec proeven. Voor de eerste proef, zijn het onderwerp staan ​​met hun handen gepositioneerd op hun heupen, houd beide voeten bij elkaar en balans. Instrueer het onderwerp dat als ze uit de houding te bewegen, te herwinnen evenwicht, en weer terug zo snel mogelijk in het testen positie. Let op het onderwerp omdat ze in evenwicht30 sec en registratie van alle van de volgende fouten: Handen af ​​van de heupen; opening aan de ogen; stap of struikelen; tillen teen of hiel uit de grond; blijven uit positie voor meer dan 5 seconden; buigen in de taille. Voor de tweede proef, herhaalt u stap 2.2.2.1 en 2.2.2.2 en hebben het onderwerp houden hun ogen dicht. Met de verkregen verplaatsing van het zwaartepunt van het onderwerp kwantificeren gedurende de twee onderzoeken als een maat voor posturale stabiliteitsgegevens. Gebruik maken van een MATLAB script te bepalen zwaartepunt beweging door computeranalyse van de traagheidsgegevens. Traditioneel wordt een fout telsysteem gebruikt om balans prestaties te beoordelen, maar deze maatregel is afhankelijk van evaluator oordeel, en wordt geplaagd door inter-en intra-beoordelaar betrouwbaarheid kwesties. Handvaardigheid Test (figuur 2) De MDT is ontworpen om handigheid te kwantificeren tijdens de uitvoering van een bovenste extremiteit taak door simulating de 9HPT. De module heeft twee variaties in termen van de initiële pin positie. In de eerste variant, genaamd de "schaal" versie, de 9 pinnen oorsprong in een ondiepe schaal met dezelfde afmetingen als de standaard 9HPT inrichting. De pinnen worden in de 9 holes gestoken, keerde daarna terug naar de schotel precies zoals met de 9HPT. De alternatieve test, genaamd de rij-versie, begint met de haringen ingevoegd in een huis rij gelegen 7.1 cm uit het midden van het centrum insteekgaten. Pinnen verwijderd uit de rij, ingebracht in de gaten, dan verplaatst naar de schotel om de test te voltooien. MDT Dish test. Plaats de pennen in het uitgangsmateriaal schotel. Instrueer de patiënt om de pin taak zo snel mogelijk uit te voeren. Informeren hen dat als een pen valt op de tafel ze ophalen en ga verder met de taak, maar als een pin op de grond valt, moeten ze blijven werken aan de taak en de technicus zal halen. Heeft de deelnemer pikt de pinnen een voortijd, met een hand, en ze in de gaten in elke volgorde totdat de gaten gevuld. Let op: de niet-dominante hand kan worden gebruikt om de pinraad stabiliseren. Dan, zonder te pauzeren, moet de deelnemer verwijder de pinnen een voor een, ze terug naar de container, en raak het tablet-scherm de taak voltooid is. Let op de deelnemer herhaalt u deze taak twee keer met elke hand, te beginnen met de dominante hand. MDT Rij test. Leg de haringen in de basis thuis rij posities, 7,1 cm uit het midden van het centrum insteekgaten. Voer deze test door volgende stappen 2.3.1.2 naar 2.3.1.5. Gebruik het capacitieve touchscreen van de tablet om het exacte tijdstip van het inbrengen en verwijderen van elke pin te bepalen. Bepaal de totale tijd om een ​​cyclus van inbrengen en verwijderen van alle 9 pinnen voor elke versie van de test te voltooien. De Low Contrast Brief Acuity Test (LCLAT) De LCLAT is gebaseerd op standaard Sloan LCLA charts 12. Voor de iPad versie (figuur 3), worden contrastniveaus van 10% en 5% weergegeven, naast de 2,5% en 1,25% gradiënt niveaus voor traditionele technicus toegediend testen. Heeft de deelnemer zitten. Houd of bevestig de tablet 5 m afstand van hen op ooghoogte. Dim de lichten of opnieuw de positie van de patiënt om eventuele reflecties te minimaliseren. Voor elke proef, vraag de deelnemer tot vijf letters weergegeven in een rij op het scherm identificeren. Let op als de deelnemer probeert de letters te identificeren, van links naar rechts. Ril de proef op basis van het aantal letters correct geïdentificeerd uit de vijf gepresenteerd. Doorgaan studies met kleinere letters en bepaal de kleinste lettergrootte herkenbaar door de deelnemer. Bepaal het aantal letters correct op elk contrast gradiënt niveau met de MSPT app, en te vergelijken met de prestaties op de Standard Sloan LCLA charts. </ol> De Processing Speed ​​Test (PST) (figuur 4) De PST is vergelijkbaar met de SDMT, die is aanbevolen als vervanging voor de PASAT de MSFC. De SDMT is een betrouwbaar en valide instrument voor de beoordeling van de snelheid van informatieverwerking 14. Bereiden en testen van de patiënt als volgt (met behulp van aanwijzingen via de tablet): Geef de patiënt een monster test scherm met een symbool sleutel (twee lijnen van vakken aan de bovenkant van het scherm) en de test gedeelte van het scherm (twee lijnen van dozen in het midden van het scherm. Leg uit dat, in de sleutel, dozen in de bovenste rij bevatten symbolen en dozen in de onderste rij corresponderende nummers bevatten. Leg uit dat in de test, het bovenste hokje geeft symbolen, de onderste dozen zijn leeg en de taak is het invoeren van de nummers die overeenkomen met de symbolen Houdt de patiënt het oefenen van de test. Start de praktijk ronde door op de "begin praktijk"knop. Houdt de patiënt selecteert de juiste nummers door licht aanraken van het toetsenbord aan de onderkant van het scherm alleen met de index of de wijzende vinger van hun dominante hand. Vertel de patiënt dat in de test, wanneer zij compleet rij een nieuwe rij symbolen verschijnen. Instrueer de patiënt om door te gaan nummers selecteren totdat verteld om te stoppen en van onjuiste antwoorden die niet kunnen worden veranderd door te gaan. Vraag de patiënt om de test zo snel en nauwkeurig mogelijk af te ronden. Begin de test door op de "begin test" knop. Houdt de patiënt en de test gedurende 2 minuten. Bepaal het aantal correcte antwoorden. 3. Validatie Een prospectief gedefinieerde validatie studie uit te voeren om de prestaties kenmerken van de MSPT beoordelen in vergelijking met traditionele-technicus based testing. Deze gegevens gebruiken om test-hertest betrouwbaarheid, relatie bepalen EDSS, ziekte stleeftijd, ziekteduur, patiënt-gerapporteerde uitkomsten, en relatie tot-technicus toegediend neurologische en neuropsychologische testen. De hier gepresenteerde studie werd uitgevoerd op een enkele locatie – De Mellen Centrum voor Multiple Sclerose Behandeling en Onderzoek van de Cleveland Clinic. 51 MS-patiënten die een scala van neurologische handicap en duur van de ziekte, en 49 leeftijd en geslacht geëvenaard HC werden gerekruteerd voor een studiebezoek. De inclusie criteria waren als volgt: gezonde controles willen deelnemen aan MSPT validatie of een diagnose van MS door International Panel Criteria 16, 18-65, in staat om het doel voor de studie begrijpen en geïnformeerde toestemming; ambulante en in staat om 25 ft lopen, met of zonder ambulantie hulpmiddel. Gebruik maken van de volgende vergelijkingen voor validatie: Vergelijk de WST van de MSPT met de WST gemeten door een vakman. Vergelijk de MDT van de MSPT met de 9HPT measured door een vakman. Vergelijk de LCLAT scan uit de MSPT met de Sloan LCLA gemeten door een vakman. Vergelijk de PST van de MSPT met de SDMT gemeten door een vakman. Vergelijk de balans Test van de MSPT met balans testen door een vakman met de Tetrax balans platform. Validatie resultaten zijn bedoeld voor alle testen behalve Balance Test, die elders zal worden gerapporteerd. Definieer de relatie tussen technicus of MSPT testen en de patiënt gerapporteerde uitkomsten als correlaties met de MS Prestatie Schalen (MSPS) 17,18. Daarnaast verzamelen Neuro-QOL PRO maatregelen 19 en werkstatus (resultaten elders worden gerapporteerd). De MSPS worden gevalideerd patiënt meldingen van mobiliteit, handvaardigheid, zien, vermoeidheid, cognitie, blaasfunctie, sensorische functies, spasticiteit, pijn, depressie, en tremor.

Representative Results

MSPT testmethode wordt geïllustreerd door figuren 1-4 en aangetoond in de video. We testten 51 MS patienten en 49 HC (Tabel 2). Zij waren goed voor leeftijd, geslacht, ras, en jaren van het onderwijs. Duur van de ziekte in de MS-patiënten, gedefinieerd als de tijd vanaf de eerste symptomen van MS, was 12,1 (9,1) jaar; EDSS was 3.9 (1.8); 74,5% werden met behulp van de ziekte MS modifying drugs; 29,4% had progressieve vormen van MS; en 43% was fulltime in dienst. Reproduceerbaarheid werd getest voor alle maatregelen die door het hebben van elke proefpersoon te voeren elke test twee keer, zowel tijdens een ochtend testsessie, en tijdens een tweede test sessie in de middag na een 2-4 hr rustperiode. Test-hertest reproduceerbaarheid werd geanalyseerd door de inspectie van visuele percelen (figuur 5), en door het genereren van Overeenstemming correlatiecoëfficiënten. De figuur toont reproduceerbaarheid gegevens voor de technicus (panelenlabel 1) en MSPT (panelen label 2) testen voor de afmetingen van het lopen (figuur 5A), bovenste extremiteit behendigheid (figuur 5B), visie (figuur 5C), en cognitieve verwerkingssnelheid (Figuur 5D). Voor alle patiënten correlatiecoëfficiënten voor de looptest waren 0,982 voor de technicus en 0,961 voor MSPT; voor de handvaardigheid dimensie, correlatiecoëfficiënten waren 0.921 voor de technicus en 0,911 voor de MSPT; voor de visie dimensie (2,5% contrastniveau) ze waren 0.905 voor de technicus, en 0,925 voor de MSPT; en voor de cognitieve verwerkingssnelheid dimensie, ze waren 0.853 voor de technicus en 0.867 voor de MSPT. Reproduceerbaarheid was vergelijkbaar voor MS en HC's. Congruente validiteit werd getest door de technicus en iPad gebaseerde testen voor elk van de 4 dimensies met Pearson correlatiecoëfficiënten. Gegevens in Tabel 3 toont sterke correlaties. Correlatie coëfficiënten overschreden 0,8 voor alle tests, en in veel gevallen, correlatiecoëfficiënten overschreden 0,9. Correlaties waren sterk, zowel voor de ochtend en 's middags testsessies, en voor zowel MS en HC. Tabel 4 toont het vermogen van elke test MS onderscheiden van HC. Gegevens van de ochtend en middag testsessies wordt getoond. Alle tests onderscheid tussen de twee groepen, hoewel de MSPT visie testen was borderline significant. Gevoeligheid in het onderscheiden van MS van HC werd gekwantificeerd met behulp van Cohen's d als maat voor effectgrootte. Effectgroottes van 0,8 of hoger worden beschouwd als sterke effecten. Alle tests toonden een goede mogelijkheid om MS te onderscheiden van HC, en de tablet testen over het algemeen gunstig ten opzichte van de technicus testen. Binnen de MS-groep, technicus en tablet testen voor alle 4 de ziekte dimensies significant gecorreleerd met EDSS-score en de duur van de ziekte. Voor EDSS, de sterkste CORRELties waren met het lopen testen (technicus WST r = 0,67; tablet WST r = 0,67). Correlaties tussen de andere tests en EDSS varieerde van -0,37 (technicus SLCLA, 2,5%) tot 0,53 (tablet MDT). Correlaties met ziekteduur varieerde van r = -0.34 (technicus SLCLA, 2,5%) tot r = -0,46 (technicus SDMT). Tabel 5 laat testscores voor ernstiger in vergelijking met meer milde MS (Tabel 5a – progressieve vormen van MS vergeleken met relapsing MS; Tabel 5b – langere duur van de ziekte in vergelijking met kortere ziekteduur; Tabel 5c – EDSS> = 4,0, vergeleken met EDSS <4,0). Voor elke definitie ernst van de ziekte, scores waren significant slechter in de meer ernstige MS groep. Niet verrassend, de wandel-proeven sterk gescheiden progressieve relapsing van patiënten, en hoog van lage EDSS patiënten, aangezien de definitie van deze categorieën is sterk afhankelijk van het vermogen tot lopen. Cogntieve verwerking snelheid testen correleerde beter met ziekteduur dan met ziekte categorie, zoals verwacht. In de meeste gevallen, de effecten waren heel sterk en MSPT tests uitgevoerd zoals goed of beter dan technicus testen. Tabel 6 toont correlaties met de patiënt gerapporteerde uitkomsten van de MSPS. Er waren significante correlaties tussen lopen testscores, en de patiënt zelf-rapporten over de mobiliteit; en tussen handvaardigheid testscores en de patiënt zelf-rapporten over de handfunctie. Er waren geen significante correlaties tussen de visie of verwerking snelheid testen en geduldige verslagen van visuele of cognitieve problemen. Er waren significante correlaties tussen blaas en spasticiteit zelfrapportage en testscores van alle 4 afmetingen en significante correlaties tussen vermoeidheid en testscores van 3 van de 4 dimensies. Figuur 6 toont onderzoeksonderwerp tevredenheid met de iPad MSPT testen. Each onderwerp werd gevraagd om hun mate van overeenstemming met een reeks vragen te waarderen en het aandeel van de reacties in elke categorie werden in tabelvorm voor elke vraag. Onderzoeksonderwerpen gereageerd op de volgende stellingen: 1) De instructies voor de toepassing waren gemakkelijk te (figuur 6A begrijpen). 2) Ik ben een frequente tablet of smartphone gebruiker (figuur 6B). 3) De toepassingen waren gemakkelijk te zien op het scherm (figuur 6C). 4) Het invullen van de taken op de tablet met behulp van het touch screen was makkelijk (figuur 6D); 5) Ik had moeite met het dragen van de tablet tijdens het lopen en balanceren testen (figuur 6E). 6) Het invullen van deze toepassingen zorgde ervoor dat ik vermoeid (figuur 6F). Onderzoek onder aanvaarding van de iPad testen was over het algemeen gunstig en vergelijkbaar tussen de lidstaten en de HC voor 4 van de 6 uitspraken. MS-patiënten werden minder waarschijnlijk dan HC's om te stellen dat het begrijpen van de instructies was makkelijk, en mor e aannemelijk om te stellen dat het gebruik van de tablet was vermoeiend. Figuur 1. Onderzoek onderwerp met tablet gepositioneerd op sacrale niveau om te wandelen en evenwicht testen. Figuur 2. Handvaardigheid testapparatuur gemonteerd op tablet. Figuur 3. Onderzoek onderwerp testen laag contrast brief gezichtsscherpte. / Files/ftp_upload/51318/51318fig4highres.jpg "width =" 500 "/> Figuur 4. Processing Speed ​​Test schermindeling. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken. Figuur 5. Test-hertest gegevens voor technicus en tablet testen. Elk paneel toont de test-hertest gegevens voor elke persoon voor de technicus de tablet testen (het label "2") testen (het label "1") en. HC's zijn gesloten zwarte cirkels, en MS-patiënten zijn gesloten rode cirkels. Paneel A toont de test-hertest gegevens voor de 25FW/WST; Paneel B toont de test-hertest gegevens voor de 9HPT/MDT; Paneel C toont de test-hertest gegevens voor de SLCLA / LCLAT; en Paneel D toont de test-hertest gegevens voor de SDMT / PST. Reproduceerbaarheid was hoog voor zowel technicus en tabletgebaseerde tests. Concordantie correlatiecoëfficiënten voor alle vakken / HC / MS: Technicus WST: 0.982/0.917/0.981; tablet WST: 0.961/0.736/0.959, Technicus 9HPT: 0.921/0.777/0.93; tablet MDT gerecht proef: 0.911/0.749/0.910; Technicus SLCLA: 0.905/0.883/0.905; tablet LCLAT: 0.925/0.874/0.944; Technicus SDMT: 0.853/0.791/0.889; tablet PST:. 0.867/0.865/0.831 Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken. Figuur 6. Tevredenheid gegevens met tablet MSPT. De figuur geeft mate van overeenstemming met de bovenstaande vragen elk paneel. Voor elk van de 6 vragen worden HC antwoorden links getoond, en MS reacties rechts. De grote meerderheid van de proefpersonen het erover eens dat de instructies waren gemakkelijk te begrijpen, de tablet applicatiesgen gemakkelijk te zien, dat het invullen van de test was makkelijk, en het niet eens dat het dragen van de tablet voor gait testen moeilijk was of dat het testen was vermoeiend. Distributie respons was gelijk voor HC en MS onderwerpen voor 4 van de 6 vragen. MS-patiënten hadden minder kans om te stellen dat het begrijpen van de instructies was makkelijk, en hadden meer kans om het testen vermoeiend vinden. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken. Tabel 1. Afmetingen van Rente en MSPT / MSFC Tests. Dimensie MSPT Test MSFC Test Commentaar Onderste extremiteit functie WST 25FW WST60, is aangetoond dat zij met EDSS en de patiënt zelf-rapporten Wandelen en staande stabiliteit Balance Test Geen Onevenwichtigheid gemeenschappelijk MS manifestatie, maar er zijn geen praktische saldotests voor algemeen gebruik Hand coördinatie MDT 9HPT 9HPT is aangetoond informatief zijn in klinische studies Cognitieve verwerkingssnelheid PST SDMT PASAT-3 werd aanbevolen voor de eerste versie van de MSFC, maar een panel van deskundigen heeft aanbevolen dat het wordt vervangen door SDMT Visie LCLAT SLCLA SLCLA is gevalideerd bij MS-patiënten en aanbevolen voor toekomstige versies van de MSFC Tabel 2. Patiënt en gezonde controle Eigenschappen. <img alt="Tabel 1" fo:content-width="5in" src= "/ Files/ftp_upload/51318/51318table2.jpg" width = "500" /> Tabel 3. Pearson correlatiecoëfficiënten tussen iPad Tests en Analoog Technician Tests. Tabel 4. Vermogen van elke test onderscheid te maken tussen MS en HC. Tabel 5. Testresultaten voor MS van verschillende progressie van de ziekte staten. Tabel 5a. CIS + RR vs SP. Tabel 5b. DD <median vs dd ≥ median. pload5131851318table5b.jpg "width =" 500 "/> Tabel 5c. EDSS <mediaan (edss 4,0) versus edss ≥ mediaan 4,0). . tabel 6 pearson correlatie met msps (patiënten reports) – ochtendsessie gegevens. opmerking: rijen grijze kleur bevatten gegevens van technicus en witte omvatten de ipad. lichtgroene correlaties p-waarde <0,01, lichtgeel <0,05 worden gemarkeerd in tabel. cellen waaruit verwacht (25fw wst mobiliteit; 9hpt mdt schotel vs hand coördinatie; slcla >

Discussion

Multiple sclerosis outcome assessment methods range from biological measures of the disease process (e.g., inflammatory markers in blood or CSF) to patient reported outcomes (PROs) reflecting symptoms and feelings related to the disease. In between these extremes are imaging measures, many based on magnetic resonance imaging (MRI), clinician rated outcomes (Clin-ROs), and performance based outcomes (Perf-Os). They are extremely important for many reasons. They are used to rate the severity of clinical manifestations, track disease evolution over time, or assess response to therapy. In the regulatory environment, Clin-ROs and Perf-Os are used as the primary outcome measure for phase 3, registration trials. Importantly, Clin-ROs and Perf-Os are also used to categorize or measure disease severity for studies focused on pathogenesis. For these reasons, reproducible and validated clinical outcome measures are crucial to advance patient care and research.

Two fundamentally different approaches to MS clinical outcome measures are clinician rating scales and quantitative tests of neurological and neuropsychological performance. The most commonly used, and generally accepted rating scale used in the MS field is the Kurtzke EDSS. The most common quantitative preformance measure is the MSFC. The advantages of each of these approaches, and their shortcomings have been reviewed and debated. MSFC-type measures carry advantages in terms of precision and the quantitative nature of the data, but interpreting the meaning of small changes to the patient may be difficult. Nevertheless, efforts are underway to improve on the MSFC approach and to derive a more informative disability measure that could be qualified as a primary outcome measure for future trials in progressive MS populations.

MSFC testing has been included in most MS drug trials over the past 15 years, and components of the MSFC (particularly WST and 9HPT) are commonly used in clinical practice. This is empirical evidence of value in neuroperformance testing in both the clinical trial and practice settings. Given the tendency within the MS field to use MSFC testing, current efforts to further develop this approach15, and advances in information technology, we developed the MSPT.

In this report, we document high precision, strong correlations between MSPT component test results and the analogous technician-based testing, and favorable sensitivity in distinguishing MS from controls, and mild from severe MS. Also, we document significant correlation between patient reports and MSPT testing of walking and hand function. In all comparisons, MSPT testing compared favorably to technician-based testing. Finally, we document high test subject acceptance of the iPad based testing.

There are implications of this work. First, conducting neurological performance testing within the computer environment enables various direct manipulations and analyses of primary and derivative data. An example is the Symbol Digit Modalities Test. For this technician administered test, the number of correct answers in 90 sec is recorded manually on a case report form, and transferred to a research database. For each research subject, one number is returned for each test session. Using a computer-based analogue of the SDMT as a measure of cognitive processing speed, the analysis program can easily and instantaneously determine the number correct for each 30 sec interval and can generate within-test-session slopes based on each 30 sec interval. These slopes might represent learning ability (e.g., improving slope) or cognitive fatigue (e.g., worsening slope). These exploratory parameters may correlate with dimensions of the disease not captured by the limited information available from technician testing. Thus the context of testing results in greater information content, even though the testing itself may require similar effort on the part of the research subject.

Secondly, results can be directly transmitted to research or clinical data repositories without paper or electronic case report forms. This would substantially reduce the need for manual data quality checks, the cost of transcribing data manually, and would reduce human error. In aggregate, these advantages should translate into improved efficiency and data quality.

Third, computer based testing could be widely disseminated to patients who do not reside near a clinical trial performance site. Patients could be tested using the MSPT in a rural doctor’s office, potentially supporting participation in clinical trials for patients who might otherwise not be able to participate in a clinical trial simply because of distance.

Third, the MSPT could be used in practice settings (e.g., MS clinics) to collect standardized neuroperformance information. Because the data is standardized and quantitative, MSPT could provide a highly cost-efficient mechanism to collect MS assessment data during routine clinical practice. This could populate research registries and inform practice-based research related to natural history, treatment, effects of co-morbidities, and various other important topics.

Finally, the computer-based MSPT described in this paper could be adapted to in-home testing. This could be transformative, since data could be collected in the same location as the research participant’s (or clinical patient’s) normal environment, as opposed to the highly artificial circumstances in most clinical trial or patient care settings. In addition to substantially lowering barriers imposed by travel to a clinical trial site or academic center, this feature would provide data on neurological function in a real world setting. Further, multiple measurements over defined time periods could be collected, allowing a more precise assessment of overall neurological performance and identification of relevant fluctuations (e.g., fatigability over the course of the day, or significant deviation from individual average performance). This, in turn, would make functional testing much more patient-relevant, and more informative to clinicians and researchers.

It is important to note that the iPad is used as a platform to host the data collection and processing algorithms in the software. Much like other computerized testing approaches, the software was written in such a manner that should Apple or other tablet makers update the hardware or operating system, adjustments can be made in the acquisition and processing of the data to ensure that outcomes remain consistent across test modules and do not have to be re-validated under the future device or software configurations.

As neuroperformance testing is increasingly applied in MS and other chronic neurological and neuropsychological disorders, computer-adapted testing will have the same transformative effect on clinical care and research as standardized computer-adapted testing has had in the education field, with clear potential to accelerate progress in clinical care and research for neurological disorders.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The authors gratefully acknowledge research funding for validation of the MSPT from Novartis Pharmaceutical Corporation, East Hanover, New Jersey.

Materials

Name of Material/ Equipment Company Catalog Number Comments/Description
9-Hole Peg Test Kit Rolyan A8515
Apple iPad with Retina Display (16GB, Wi-Fi, White)  Apple MD513LL/A
CD Player Non-brand specific
iPad Body Belt Motion Med LLC RMBB001 Special order for The Cleveland Clinic
LCVA Wall Chart Precision Vision 2180
Music Stand Non-brand specific
PASAT Audio CD PASAT.US English
SDMT Test Materials WPS W-129
Upper Extremity Overlay Apparatus Motion Med LLC PB002 Special order for The Cleveland Clinic
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Fisher, E. . Multiple Sclerosis Therapeutics. , 173-199 (2007).
  2. Whitaker, J. N., McFarland, H. F., Rudge, P., Reingold, S. C. Outcomes assessment in multiple sclerosis clinical trials: A critical analysis. Multiple Scerlosis: Clinical Issues. 1, 37-47 (1995).
  3. Rudick, R., et al. Clinical outcomes assessment in multiple sclerosis. Ann. Neurol. 40, 469-479 (1996).
  4. Cohen, J. A., Reingold, S. C., Polman, C. H., Wolinsky, J. S. Disability outcome measures in multiple sclerosis clinical trials: current status and future prospects. Lancet Neurol. 11, 467-476 (2012).
  5. Kurtzke, J. F. Rating neurologic impairment in multiple sclerosis: an expanded disability status scale (EDSS). Neurology. 33, 1444-1452 (1983).
  6. Willoughby, E. W., Paty, D. W. Scales for rating impairment in multiple sclerosis: a critique. Neurology. 38, 1793-1798 (1988).
  7. Rudick, R., et al. Recommendations from the National Multiple Sclerosis Society Clinical Outcomes Assessment Task Force. Ann. Neurol. 42, 379-382 (1997).
  8. Cutter, G. R., et al. Development of a multiple sclerosis functional composite as a clinical trial outcome measure. Brain. 122 (Pt 5), 871-882 (1999).
  9. Gronwall, D. M. A. Paced auditory serial-addition task: A measure of recovery from concussion. Percept Mot Skills. 44, 367-373 (1977).
  10. Rao, S. M., Leo, G. J., Bernardin, L., Unverzagt, F. Cognitive dysfunction in multiple sclerosis I. Frequency, patterns, and prediction. Neurology. 41, 685-691 (1991).
  11. Ontaneda, D., LaRocca, N., Coetzee, T., Rudick, R. Revisiting the multiple sclerosis functional composite proceedings from the National Multiple Sclerosis Society (NMSS) Task Force on Clinical Disability Measures. Mult. Scler. 18, 1074-1080 (2012).
  12. Balcer, L. J., et al. New low-contrast vision charts: reliability and test characteristics in patients with multiple sclerosis. Mult. Scler. 6, 163-171 (2000).
  13. Smith, A. . Symbol-Digit Modalities Test Manual. , (1973).
  14. Benedict, R. H., et al. Reliability and equivalence of alternate forms for the Symbol Digit Modalities Test: implications for multiple sclerosis clinical trials. Mult. Scler. 18, 1320-1325 (2012).
  15. Rudick, R. A., LaRocca, N., Hudson, L. D. Multiple Sclerosis Outcome Assessments Consortium: Genesis and initial project plan. , (2013).
  16. Polman, C. H., et al. Diagnostic criteria for multiple sclerosis: 2010 revisions to the McDonald criteria. Ann. Neurol. 69, 292-302 (2011).
  17. Schwartz, C. E., Vollmer, T., Lee, H. Reliability and validity of two self-report measures of impairment and disability for MS. North American Research Consortium on Multiple Sclerosis Outcomes Study Group. Neurology. 52, 63-70 (1999).
  18. Marrie, R. A., Goldman, M. Validity of performance scales for disability assessment in multiple sclerosis. Mult. Scler. 13, 1176-1182 (2007).
  19. Cella, D., et al. The neurology quality-of-life measurement initiative. Arch. Phys. Med. Rehabil. 92, (2011).

Tags

Multiple Sclerosis Performance Test (MSPT)IPad-basedDisability Assessment ToolComputer-based PlatformMultiple Sclerosis Functional Composite (MSFC)Walking SpeedBalanceManual DexterityVisual FunctionCognitive Processing SpeedReliabilitySensitivityClinical MeaningPatient Care科研CliniciansClinical TrialsReal-world DataNeuroperformance Testing

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Rudick, R. A., Miller, D., Bethoux, F., Rao, S. M., Lee, J., Stough, D., Reece, C., Schindler, D., Mamone, B., Alberts, J. The Multiple Sclerosis Performance Test (MSPT): An iPad-Based Disability Assessment Tool. J. Vis. Exp. (88), e51318, doi:10.3791/51318 (2014).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image