Summary

Моторные двойные задачи для анализа и оценки походки у постинсультных пациентов

Published: March 11, 2021
doi:

Summary

В данной работе представлен протокол, специально предназначенный для анализа походки с двойной двигательной задачей у пациентов с инсультом и дефицитом моторного контроля.

Abstract

Восемнадцать пациентов, перенесших инсульт, были набраны для этого исследования, включающего оценку когнитивных способностей и способности к ходьбе, а также анализ многозадачной походки. Многозадачный анализ походки состоял из одного задания на ходьбу (задание 0), простой двигательной двойной задачи (удержание воды, задание 1) и сложной двигательной двойной задачи (преодоление препятствий, задание 2). Считалось, что задача преодоления препятствий эквивалентна сочетанию простой пешей задачи и сложной двигательной задачи, поскольку она задействует больше нервной системы, скелетных движений и когнитивных ресурсов. Для исключения гетерогенности результатов анализа походки пациентов, перенесших инсульт, были рассчитаны значения стоимости походки в двух задачах для различных кинематических параметров. Основные различия наблюдались в проксимальных углах суставов, особенно в углах туловища, таза и тазобедренных суставов, которые были значительно больше при выполнении двойных двигательных задач, чем при одиночной ходьбе. Этот протокол исследования направлен на обеспечение основы для клинической диагностики функции походки и углубленного изучения моторного контроля у пациентов с инсультом с дефицитом моторного контроля путем анализа заданий на двухмоторную ходьбу.

Introduction

Восстановление функции самостоятельной ходьбы является одним из условий участия постинсультных больных в общественной жизни1. Восстановление способности к ходьбе требует не только взаимодействия сенсорной и когнитивной систем, но и двигательного контроля 2,3,4. Кроме того, в реальной общественной жизни людям требуются более высокие способности, такие как одновременное выполнение двух или более задач (например, ходьба, держа в руках предметы или преодоление препятствий). Поэтому исследования стали фокусироваться на интерференции двойных задач в выполнении походки 5,6. Предыдущие исследования с двумя задачами были в основном нацелены на пожилых пациентов и пациентов с когнитивными нарушениями из-за трудностей с двигательными функциями и гетерогенности у пациентов с инсультом; Функция походки у пациентов, перенесших инсульт, в основном оценивалась с помощью одного задания на ходьбу 7,8,9. Тем не менее, необходимы дальнейшие исследования по анализу походки при выполнении двух задач, особенно двигательных задач, связанных с контролем моторики.

В данном исследовании представлена методология анализа и оценки походки при выполнении двухдвигательных задач. Этот протокол включает в себя не только клиническую оценку способности к ходьбе у пациентов с инсультом, но и фокусируется на двух двухмоторных задачах: задаче удержания воды и ходьбы (простая двойная двигательная задача) и задаче на ходьбу через препятствие (сложная двойная двигательная задача). Цель данного исследования состояла в том, чтобы изучить влияние двойных двигательных задач на походку пациентов с инсультом и использовать значения двухзадачной ходьбы (DTC)10 параметров двойной задачи (разница между однозадачной и двухзадачной) для исключения гетерогенности среди пациентов с инсультом. Разработка экспериментальных заданий способствовала углубленному обсуждению функции двигательного контроля у пациентов, перенесших инсульт, что дало новые идеи для клинической диагностики и оценки функции ходьбы у пациентов, перенесших инсульт.

Protocol

ПРИМЕЧАНИЕ: Клиническое исследование было одобрено Ассоциацией медицинской этики Пятой филиальной больницы Медицинского университета Гуанчжоу (No KY01-2019-02-27) и зарегистрировано в Китайском центре регистрации клинических испытаний (No KY01-2019-02-27). ChiCTR1800017487 и озаглавленный «Множественные м…

Representative Results

В исследование были включены восемнадцать пациентов с гемиплегией после инсульта. Средний возраст участников составил 51,61 ± 12,97 лет; Все они были мужчинами. Доля левой и правой гемиплегии составила 10/8; средняя стадия Бруннстрема составила 4,50 ± 0,76. Среднее значение MMSE и MoCA составило 26,56 ± …

Discussion

В этом исследовании описан протокол клинической оценки анализа походки с двойной двигательной задачей у пациентов с инсультом и дефицитом двигательного контроля. Дизайн этого протокола был основан на двух основных моментах. Во-первых, в большинстве предыдущих исследований для оценки…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Мы благодарим Anniwaer Yilifate за вычитку нашей рукописи. Это исследование было поддержано Национальным научным фондом в рамках грантов No 81902281 и No 82072544, Проектом общего руководства Комиссии по здравоохранению и планированию семьи Гуанчжоу в рамках грантов No 20191A011091 и No 20211A011106, Фондом ключевых лабораторий Гуанчжоу в рамках гранта No 201905010004 и Фондом фундаментальных и прикладных фундаментальных исследований провинции Гуандун в рамках гранта No 2020A1515010578.

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