Моторные двойные задачи для анализа и оценки походки у постинсультных пациентов
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
Representative Results
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
- 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).
- Delavaran, H., et al. Cognitive function in stroke survivors: A 10-year follow-up study. Acta Neurologica Scandinavica. 136 (3), 187-194 (2017).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Bohannon, R. W., Smith, M. B. Interrater reliability of a modified Ashworth scale of muscle spasticity. Physical Therapy. 67 (2), 206-207 (1987).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Lin, Q., et al. Quantitative static and dynamic assessment of balance control in stroke patients. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (159), e60884 (2020).
- 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).
- Liang, J., et al. The lower body positive pressure treadmill for knee osteoarthritis rehabilitation. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (149), e59829 (2019).
- 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).
- Balaban, B., Tok, F. Gait disturbances in patients with stroke. PM & R: The Journal of Injury, Function, and Rehabilitation. 6 (7), 635-642 (2014).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
