Summary

Motorische Doppelaufgaben für die Ganganalyse und -bewertung bei Patienten nach einem Schlaganfall

Published: March 11, 2021
doi:

Summary

In dieser Arbeit wird ein Protokoll vorgestellt, das speziell für die Analyse des Gangs mit dualer motorischer Aufgabe bei Schlaganfallpatienten mit motorischen Kontrolldefiziten entwickelt wurde.

Abstract

Achtzehn Schlaganfallpatienten wurden für diese Studie rekrutiert, die die Bewertung der Kognition und der Gehfähigkeit sowie die Multitasking-Ganganalyse umfasste. Die Multitasking-Ganganalyse bestand aus einer einzelnen Gehaufgabe (Aufgabe 0), einer einfachen motorischen Doppelaufgabe (Wasserhalten, Aufgabe 1) und einer komplexen motorischen Doppelaufgabe (Überqueren von Hindernissen, Aufgabe 2). Die Aufgabe, Hindernisse zu überwinden, wurde als gleichwertig mit der Kombination einer einfachen Gehaufgabe und einer komplexen motorischen Aufgabe angesehen, da sie mehr Nervensystem, Skelettbewegungen und kognitive Ressourcen erforderte. Um Heterogenitäten in den Ergebnissen der Ganganalyse der Schlaganfallpatienten zu eliminieren, wurden die Dual-Task-Gangkostenwerte für verschiedene kinematische Parameter berechnet. Die Hauptunterschiede zeigten sich in den proximalen Gelenkwinkeln, insbesondere in den Winkeln der Rumpf-, Becken- und Hüftgelenke, die bei den dualmotorischen Aufgaben signifikant größer waren als bei der einfachen Gehaufgabe. Dieses Forschungsprotokoll zielt darauf ab, eine Grundlage für die klinische Diagnose der Gangfunktion und eine vertiefte Untersuchung der motorischen Kontrolle bei Schlaganfallpatienten mit motorischen Kontrolldefiziten durch die Analyse von dual-motorischen Gehaufgaben zu schaffen.

Introduction

Die Wiederherstellung der selbständigen Gehfunktion ist eine der Voraussetzungen für die Teilhabe von Patienten nach einem Schlaganfall am Gemeinschaftsleben1. Die Wiederherstellung der Gehfähigkeit erfordert nicht nur das Zusammenspiel von Wahrnehmung und kognitivem System, sondern auch die motorische Kontrolle 2,3,4. Darüber hinaus benötigen Menschen im realen Gemeinschaftsleben höhere Fähigkeiten, wie z. B. das gleichzeitige Ausführen von zwei oder mehr Aufgaben (z. B. Gehen, während man Gegenstände hält oder Hindernisse überquert). Daher haben Studien begonnen, sich auf die Interferenz von Doppelaufgaben in die Gangleistung zu konzentrieren 5,6. Frühere Dual-Task-Studien richteten sich aufgrund der Schwierigkeiten in der motorischen Leistungsfähigkeit und der Heterogenität bei Schlaganfallpatienten hauptsächlich an ältere und kognitiv beeinträchtigte Patienten. Die Gangfunktion bei Schlaganfallpatienten wurde meist durch eine einzelne Gehaufgabe beurteilt 7,8,9. Es sind jedoch weitere Forschungen zur Dual-Task-Ganganalyse erforderlich, insbesondere zu motorischen Dual-Tasks im Zusammenhang mit der motorischen Kontrolle.

In dieser Studie wird eine Methodik zur Analyse und Bewertung des Gangbildes mit dualen motorischen Aufgaben vorgestellt. Dieses Protokoll umfasst nicht nur die klinische Beurteilung der Gehfähigkeit bei Schlaganfallpatienten, sondern konzentriert sich auch auf zwei dual-motorische Aufgaben: die Aufgabe des Wasserhaltens und Gehens (eine einfache Dual-Motor-Aufgabe) und die Walking-Aufgabe beim Überqueren von Hindernissen (eine komplexe Dual-Motor-Aufgabe). Das Ziel dieser Studie war es, die Auswirkungen von dual-motorischen Aufgaben auf den Gang von Schlaganfallpatienten zu untersuchen und die Dual-Task-Gangkosten (DTC)-Werte10 von Dual-Task-Parametern (der Unterschied zwischen einer Einzelaufgabe und einer Doppelaufgabe) zu verwenden, um die Heterogenität bei Schlaganfallpatienten auszuschließen. Das Design der experimentellen Aufgaben ermöglichte eine vertiefte Diskussion der motorischen Kontrollfunktion von Schlaganfallpatienten, die neue Ideen für die klinische Diagnostik und Bewertung der Gangfunktion von Schlaganfallpatienten lieferte.

Protocol

HINWEIS: Die klinische Studie wurde von der Medical Ethics Association of the Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University genehmigt (NO. KY01-2019-02-27) und wurde beim China Clinical Trial Registration Center (No. ChiCTR1800017487 mit dem Titel “Die multiplen modalen Aufgaben zur Gangkontrolle und motorischen Kognition nach Schlaganfall”). 1. Rekrutierung Rekrutierung von Schlaganfallpatienten mit den folgenden Einschlusskriterien: Patienten, die die diagnostischen Kri…

Representative Results

Achtzehn Patienten mit halbseitiger Lähmung nach Schlaganfall wurden für diese Studie rekrutiert. Das Durchschnittsalter der Teilnehmer betrug 51,61 ± 12,97 Jahre; Alle waren Männer. Der Anteil der linken und rechten Hemiplegie betrug 10/8; die durchschnittliche Brunnström-Stufe lag bei 4,50 ± 0,76. Der Durchschnitt von MMSE und MoCA betrug 26,56 ± 1,67 bzw. 20,06 ± 2,27. Weitere demografische Merkmale (einschließlich Schlaganfallart und Zeitpunkt des Auftretens) sind in Tabelle 1 dargestellt. F…

Discussion

Diese Studie beschreibt ein Protokoll zur klinischen Beurteilung der dualmotorischen Ganganalyse bei Schlaganfallpatienten mit motorischen Kontrolldefiziten. Die Konzeption dieses Protokolls basierte auf zwei Hauptpunkten. Erstens verwendeten die meisten früheren Studien eine einzige Gehaufgabe, um die Gangfunktion von Schlaganfallpatienten zu beurteilen, und die damit verbundenen Diskussionen über die motorische Kontrolle waren unzureichend, insbesondere weil die Prinzipien komplexer motorischer Bewegungen selten einb…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Wir danken Anniwaer Yilifate für das Korrekturlesen unseres Manuskripts. Diese Studie wurde von der National Science Foundation unter Grant No. 81902281 und No. 82072544, dem General Guidance Project of Guangzhou Health and Family Planning Commission unter Grant No. 20191A011091 und No. 20211A011106, dem Guangzhou Key Laboratory Fund unter Grant No. 201905010004 und der Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation unter Grant No.2020A1515010578 unterstützt.

Materials

BTS Smart DX system Bioengineering Technology System, Milan, Italy 1 Temporospatial data collection
BTS SMART-Clinic software Bioengineering Technology System, Milan, Italy 2 Data processing
SPSS software (version 25.0) IBM Crop., Armonk, NY, USA Statistical analysis

References

  1. Cho, K. H., Kim, M. K., Lee, H. -. J., Lee, W. H. Virtual reality training with cognitive load improves walking function in chronic stroke patients. The Tohoku Journal of Experimental Medicine. 236 (4), 273-280 (2015).
  2. Delavaran, H., et al. Cognitive function in stroke survivors: A 10-year follow-up study. Acta Neurologica Scandinavica. 136 (3), 187-194 (2017).
  3. Zhang, W., et al. The effects of transcranial direct current stimulation versus electroacupuncture on working memory in healthy subjects. Journal of Alternative and Complementary Medicine. 25 (6), 637-642 (2019).
  4. Pin-Barre, C., Laurin, J. Physical exercise as a diagnostic, rehabilitation, and preventive tool: influence on neuroplasticity and motor recovery after stroke. Neural Plasticity. 2015, 608581 (2015).
  5. Auvinet, B., Touzard, C., Montestruc, F., Delafond, A., Goeb, V. Gait disorders in the elderly and dual task gait analysis: a new approach for identifying motor phenotypes. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 14 (1), 7 (2017).
  6. Tramontano, M., et al. Maintaining gait stability during dual walking task: effects of age and neurological disorders. European Journal of Physical and Rehabilitation Medicine. 53 (1), 7-13 (2017).
  7. Sakurai, R., Bartha, R., Montero-Odasso, M. Entorhinal cortex volume is associated with dual-task gait cost among older adults with MCI: results from the gait and brain study. The Journals of Gerontology. Series A, Biological Sciences and Medical Sciences. 74 (5), 698-704 (2019).
  8. Howcroft, J., Lemaire, E. D., Kofman, J., McIlroy, W. E. Dual-task elderly gait of prospective fallers and non-fallers: a wearable-sensor based analysis. Sensors. 18 (4), 1275 (2018).
  9. Fernandez-Gonzalez, P., Molina-Rueda, F., Cuesta-Gomez, A., Carratala-Tejada, M., Miangolarra-Page, J. C. Instrumental gait analysis in stroke patients. Revista de Neurologia. 63 (10), 433-439 (2016).
  10. Montero-Odasso, M. M., et al. Association of dual-task gait with incident dementia in mild cognitive impairment: results from the gait and brain study. JAMA Neurology. 74 (7), 857-865 (2017).
  11. Bohannon, R. W., Smith, M. B. Interrater reliability of a modified Ashworth scale of muscle spasticity. Physical Therapy. 67 (2), 206-207 (1987).
  12. Llamas-Velasco, S., Llorente-Ayuso, L., Contador, I., Bermejo-Pareja, F. Spanish versions of the Minimental State Examination (MMSE). Questions for their use in clinical practice. Revista de Neurologia. 61 (8), 363-371 (2015).
  13. Yoelin, A. B., Saunders, N. W. Score disparity between the MMSE and the SLUMS. American Journal of Alzheimer’s Disease and Other Dementias. 32 (5), 282-288 (2017).
  14. Julayanont, P., Brousseau, M., Chertkow, H., Phillips, N., Nasreddine, Z. S. Montreal Cognitive Assessment Memory Index Score (MoCA-MIS) as a predictor of conversion from mild cognitive impairment to Alzheimer’s disease. Journal of the American Geriatrics Society. 62 (4), 679-684 (2014).
  15. Carson, N., Leach, L., Murphy, K. J. A re-examination of Montreal Cognitive Assessment (MoCA) cutoff scores. International Journal of Geriatric Psychiatry. 33 (2), 379-388 (2018).
  16. Peters, D. M., Fritz, S. L., Krotish, D. E. Assessing the reliability and validity of a shorter walk test compared with the 10-Meter Walk Test for measurements of gait speed in healthy, older adults. Journal of Geriatric Physical Therapy. 36 (1), 24-30 (2013).
  17. Podsiadlo, D., Richardson, S. The timed “Up & Go”: a test of basic functional mobility for frail elderly persons. Journal of the American Geriatrics Society. 39 (2), 142-148 (1991).
  18. Lin, Q., et al. Quantitative static and dynamic assessment of balance control in stroke patients. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (159), e60884 (2020).
  19. Davis, R. B., Ounpuu, S., Tyburski, D., Gage, J. R. A gait analysis data collection and reduction technique. Human Movement Science. 10 (5), 575-587 (1991).
  20. Liang, J., et al. The lower body positive pressure treadmill for knee osteoarthritis rehabilitation. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (149), e59829 (2019).
  21. Liang, J., et al. The effect of anti-gravity treadmill training for knee osteoarthritis rehabilitation on joint pain, gait, and EMG: Case report. Medicine (Baltimore). 98 (18), 15386 (2019).
  22. Balaban, B., Tok, F. Gait disturbances in patients with stroke. PM & R: The Journal of Injury, Function, and Rehabilitation. 6 (7), 635-642 (2014).
  23. Li, M., Xu, G., Xie, J., Chen, C. A review: Motor rehabilitation after stroke with control based on human intent. Proceedings of the Institute of Mechanical Engineers. Part H, Journal of Engineering in Medicine. 232 (4), 344-360 (2018).
  24. Bloem, B. R., Valkenburg, V. V., Slabbekoorn, M., Willemsen, M. D. The Multiple Tasks Test: development and normal strategies. Gait Posture. 14 (3), 191-202 (2001).
  25. Montero-Odasso, M., Muir, S. W., Speechley, M. Dual-task complexity affects gait in people with mild cognitive impairment: the interplay between gait variability, dual tasking, and risk of falls. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 93 (2), 293-299 (2012).
  26. Selvaraj, U. M., Poinsatte, K., Torres, V., Ortega, S. B., Stowe, A. M. Heterogeneity of B cell functions in stroke-related risk, prevention, injury, and repair. Neurotherapeutics. 13 (4), 729-747 (2016).

Play Video

Cite This Article
Ou, H., Lang, S., Zheng, Y., Huang, D., Gao, S., Zheng, M., Zhao, B., Yiming, Z., Qiu, Y., Lin, Q., Liang, J. Motor Dual-Tasks for Gait Analysis and Evaluation in Post-Stroke Patients. J. Vis. Exp. (169), e62302, doi:10.3791/62302 (2021).

View Video