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梅尔Plotnik, Nir Giladi,杰弗里·m·豪斯多夫, ”冻结的步态帕金森病多种步态障碍的结果吗?影响治疗”,帕金森病, 卷。2012年, 文章的ID459321年, 8 页面, 2012年。 https://doi.org/10.1155/2012/459321
冻结的步态帕金森病多种步态障碍的结果吗?影响治疗
文摘
几种步态障碍与冻结相关步态(雾)在帕金森病(PD)患者。这些包括恶化的节奏控制、步态对称性、双边协调步态、动态姿势控制和扩展。我们建议这些看似独立的步态特征可能相互交互,在某些情况下,共同推动预设运动系统成雾。这个新的理论框架所示的评估潜在的所谓的“顺序效应”之间的关系,也就是说,一步扩展障碍,步态不对称只是雾之前。我们进一步讨论哪些因素影响步态控制维持功能的步态。“触发器”,例如,如注意力转移或轨迹转换,可能会先于雾。我们提出不同的类别的干预和支持这个想法的描述现有的工作的例子:(a)干预旨在保持良好的水平运动控制尤其是方面与雾;(b)那些旨在避免雾“触发器”;和(c)那些仅仅旨在逃避雾一旦发生。拟议的可测试的假设理论框架奠定了基础的机制,导致雾,也可能导致新的治疗理念。
1。介绍
在最近的一次全面审查的发病机理上冻结的步态(雾),纳特等人描述几个竞争已经提出的假说来解释这情景步态障碍,神秘的影响很多,但并非所有的帕金森病(PD)患者(1]。例如,当比较PD患者的步态遭受冻结(PD +雾)与不患症状的患者(PD-FOG),我们确定了几种步态异常改变的属性PD +雾的病人,即使是在间歇期(2),也就是说,功能性行走时间在冻结期。我们建议在步态周期的监管障碍(即。,可怜的韵律性的控制(3),受损的双边协调(4),和增加不对称5)在后台操作,也许与执行功能缺陷,为雾产生的反应“触发事件”(例如,把)。一些研究人员强调了思想障碍在动态姿势控制行走(6和步骤扩展7- - - - - -10]在PD雾的存在有关。其他研究者强调转换的重要性,有些人认为空间视觉处理参与雾的发病机制(11,12]。简而言之,不同的,显然是相互竞争的理论已经提出解释这禁用现象。
纳特等人敏锐地指出,现存假设不一定是独家(1]。在本文中,我们仔细看看这个想法,同时显示多个步态障碍可能发生并导致雾。更具体地说,我们建议电动机控制机制与雾相关联的两个或两个以上的步态特征可能相互作用,在某些情况下,恶化表现为协同作用。一旦恶化水平跨越一些虚构的“取消”或临界阈值,出现雾。
在下面的文章中,我们介绍了理论框架的假设合作在不同步态的控制特性的故障会导致整个影响步态表现导致冻结PD患者的发作。特别是,我们描述了两个看似独立的步态特征可能恶化的挑战时,从而增加了雾的倾向。我们说明这步长扩展和步态对称性。然后,我们讨论这一观点的临床意义。
2。理论框架:综合效应的变化背景水平的步态参数与雾决定雾事件的发生有关
图1一些说明了这个概念,雾事件发生在整个步态性能不再是足以支持功能的步态。步态的整体性能是一个表达式的组合多个控制机制;每一个地址走的不同方面。在图1(a),五步法的同步行为特点与雾在PD相关描述:(1)双边协调步态(BCG)——反相的控制左右步进模式;(2)步态对称正是混沌控制生产类似电机程序输出到双腿,例如,等于摇摆,等于步长度(步态对称性的交谈,步态不对称,乔治亚州,是一个更容易可以量化的,可以衡量的对比与另一条腿的功能);(3)由每一步一步攀登距离;(4)动态姿势控制表示,例如,压力中心运动;(5)步态rhythmicity-as表示,例如,通过stride-to-stride可变性(更高的变化反映了更低的韵律性)。
根据提出的概念模型,个人表现在每一个领域(a)不是常数,随着时间的变化和(b)在某些情况下,一个给定的功能可能会受到另一个步态特征的影响。例如,在时间10 - 20(任意单位),所有步态功能与雾保持相当恒定的水平和操作看似相互独立。同样的,当动态姿势控制恶化(时间60 - 70),不影响其他步态特征。
另一方面,其他步态情况下可能产生之间的依赖不同的步态特征。这是说明,例如,在时间20 - 30和40 - 50。恶化的步态对称性在步长扩展伴随着恶化,波士顿咨询公司的建议也可以在40 - 50时间窗口的影响。
故障在步态参数与雾不仅可以影响倾向雾步态已经开始后,但即使在准备走之前(例如,开始犹豫,开始行走)。在这种情况下,电机控制系统不能提高特定的步态参数功能的层面上,这一事实也可能影响其他步态特征和导致增加了雾(降低跟踪图倾向1(a))。
理论上,不同步态特征之间的相互关系,特别是步态特征与PD雾可以被描述为以下分析配方: 在哪里代表任何一个步态参数与雾和有关是步态特征的数量与雾相关联。方程(1)强调每个步态参数与雾影响的任何其他人,和这种依赖性随时间,也就是说,随”情况下的变化。“此外,任何对雾的关系不相同(即相关步态参数。不同的功能,确定依赖)。的一对,这可能是强大的,而对于另一双协会可能较弱。
厚曲线在图1(b)代表了复合步态性能的组合(不一定是线性)与雾相关联的所有个体步态特征。表示该参数的,以下分析之间的关系可以描述之间的关系和任何个人:
根据这一拟议的框架,只要上面的步态的整体性能维护边境行(即。阈值),功能步态。然而,一旦下面的步态的整体性能恶化“阈值”,雾发生。作为插图,步态的恶化性能和合成雾可能发生由于贫穷的控制一个或多个个体步态特征与雾。雾事件的持续时间取决于能力恢复控制步态功能的恶化。
3所示。一个例子:“序列效应”和步态不对称收敛吗?
可以以探测理论概念如上图所示步骤扩展和步态的可能性不对称是相互关联和雾。事实上,我们建议洞察雾的发病机制可获得通过仔细看看“序列效应”,一个纳特的五个主要假设总结et al。1]。Iansek等人第一次描述了雾(序列效应及其潜在贡献8]。在后续实验研究,旨在控制步长“背景”,Chee et al。7)发现,当患者暗示明显减少步长走,雾在主题与PD +雾变得更加普遍。在这种情况下,雾与逐步减少步长(“序列效应”)。在自我选择的步长条件下,PD +雾科目落下了减少步长与PD -雾的病人。序列效应假说认为在逐步减少步长操作减少了步长导致雾的背景(7]。
序列效果很好地说明了Chee et al。7]。数据从一个PD +雾主题清楚地表明进步步长减少(见数据重建图2(一个))。这个过程不存在PD-FOG病人或健康控制主体(严峻原始图Chee et al。)。同时,仔细观察表明,逐步减少步长也伴随着增加步长不对称。这一事实跳出“锯齿形”模式的减少步长序列(即。,the trace repeatedly goes up and down, with the “up” obtained from one leg the and the “down” from the other; see Figure2(一个))。
(一)
(b)
(c)
鉴于雾(假定的不对称的作用5),我们进行了增长的计算不对称(5)基于数据的步长由Chee et al。(所有六个痕迹,如图2Chee等人都包括)。PD +雾主题显示顺序效应有较大的步长不对称(36.2%),而PD-FOG和健康对照组没有表现出不对称的序列效应值低得多(5.1%和7.3%,分别地;参见图2 (b)仅供单计算了单跟踪)。虽然不是决定性的,这一发现支持的想法不止一个步态特征可能与雾恶化。还需要进一步的研究来解决的可能性减少步长条件下,步态不对称患者中增加体验雾雾之前,可能需要另一个成分产生错误的状态,导致雾。
事实上,如果我们寻求为雾开发最佳的康复计划,关键是超越现象的描述,试图确定因果关系。考试中数据的锯齿形跟踪(如在图所示2(一个))表明,跨大步,步长并不是与步长不对称(枪兵)。然而,一个强大的反步长和不对称的程度之间的关系(斯皮尔曼在前一步):相对增加不对称的值之前相对较小的步长下步(图2 (c))。事实上,法等。13)最近类似的结论来自他们的发现步态冻结在跑步机上走路不平衡丘脑核脑深部电刺激(STN-DBS;见下文):“在身体不协调步态,信息从腿短步幅…可能与内部冲突暗示相反的腿,使腿长步减少步幅…。然而,PD患者的策略可能会进一步破坏步态和诱发的恶性循环逐步缩短步长(“序列效应”),导致雾。因此,我们的研究结果表明可能联系的两个明显不相关的致病的理论雾:贫穷interlimb协调和“序列效应”(13]。
而有趣的,进一步的工作,尽管如此,需要确定这些发现实际上反映因果关系。不过,看起来可能会有比视觉更顺序效应,它可能是一个简化假设背后的唯一因素是神秘的现象被称为雾。这个例子演示了如何多步态赤字,例如,不对称,减少步长、步长和进一步减少,显然是同时与雾。单独行动,他们可能并不总是足以导致雾。此外,行走期间,不打断了雾,这些步态赤字不一定是彼此密切相关。
进一步支持这个观点(即。,that the level of interdependency between the two gait features is not constant) was obtained by revisiting data recently collected [14]。在一项研究中,我们评估的双边协调交替手动攻丝,我们发现步幅没有明显与步态不对称或者相协调指数15在PD患者有或没有雾()。
可能是这一原则的另一个例子。是日常生活的活动,经常导致雾(16- - - - - -18]。也对双边协调要求高。此外,在转,步长减少可能加剧由于内在的需要减少步长腿。对两国协调这两个效应,高需求和减少步长,可能重叠导致雾。这些和其他干扰效应等加载应该注意研究的可能性,他们协同工作。
4所示。临床意义:如何解决冻结步态的多因子的方面?
冷冻治疗PD的步态非常复杂的和我们所知没有“神奇的子弹”尚未被确认。另一方面,一个概念性的方法承认之间的协同和多个影响步态控制机制影响雾可能使研究人员能够生成一些新的思考治疗机会以及机制。这提出了一个有趣的,实际的问题:应该治疗的目标旨在减少雾吗?
记住理论认为步态的整体性能和雾倾向是个体步态特征的结合的产物与雾(图1(b)),我们现在讨论可能影响个体步态特征的方式复合步态表现从功能区域雾区。图3(一个)说明了两个实例(“触发”),“推”步态功能区域的雾区(用黑色箭头)。这可能反映了一个注意力分散等诱因而走,与雾(有关的东西19- - - - - -21]。当病人的关注的焦点转移走,以来冻结的可能性将增加注意力要求任务正在处理的步态控制。事实上,所有的五个步态特征与图中描述的雾1(一)已被证明与PD恶化当受试者执行双重任务(22- - - - - -25]。重要的是要注意,触发的雾很可能不那么有效,如果基线步态是增强(在图的整体性能3(一个),比较点跟踪固体跟踪)。支持这一事实观察到冻结发作更频繁的在“ON”阶段的药物治疗周期比“关闭”阶段(16];在“ON”阶段,许多功能的步态改善,提高步态的整体性能。
(一)
(b)
考虑到这些因素,似乎干预的治疗康复/雾应该解决的一个或多个以下方面:(一)改善总体而言,背景步态表现,特别是步态特征与雾,为了执行功能步态的“信封”区内;(b)提高对雾的发生引发触发的反应;(c)最小化冻结步态监管的影响。以下是简要回顾最近提议治疗方法解决这些元素。
4.1。提高基线步态性能减少雾倾向
法等。13)利用患者的这一事实的双边实现电极STN-DBS刺激丘脑底核的不对称会导致调制对称和腿之间的协调。他们检测了受试者的步态PD患有雾症状和显示不均刺激(刺激电压下降更好的大脑功能侧)规定刺激改善BCG和定期(约60%)。雾发作的频率减少10倍及其持续时间下降了超过20倍。额外的步态特征(例如,节奏和步幅)改进。这项研究说明了如何改善基线性能与雾(即步态特征。、BCG和步幅)会导致显著减少雾。
物理治疗干预措施也可以有效地改变usual-walking步态参数。例如,跑步机训练可以增加步幅是有益的,但不是节奏(即。韵律性)(26]。然而,跑步机干预措施的长期遗留影响仍然有待观察。
4.2。针对雾的触发器
从理论的角度来看,有两个潜在的触发类型可以驱动步态控制系统这样的管理不善,雾将更有可能发生。第一个是注意力转移(上面提到的)。因此,合理的假设一个干预,培养主体提高他/她的表现在双任务条件下将导致减少雾负担。我们所知,只有少数研究管理双重任务(DT)基础与PD干预对象。到目前为止结果发表支持这一观点。例如,罐头等。27)和Yogev-Seligmann et al。28]发现改善步态速度响应DT训练在保留维护阶段。其他研究者观察改善步幅(29日]。如果培训提高DT步态速度和步幅,整体性能可能会离开雾阈值。
第二种类型的雾引发相关情况下行走轨迹类型之间的转换。这些触发器可以转变运动控制雾区(例如,从直线行走过渡到将)是一个合理的干预的目标。空间环境挑战的一个或多个与雾会导致故障相关的步态特征的步态特征(即会导致整体恶化。“轨迹触发”)。例如,改变从直线行走轨迹将带来高要求BCG现在因为步态控制产生不同运动项目的轴向(内部)和关键(外)腿;这种不匹配协调的挑战。此外,步长减少内心的腿挑战一步扩展控制,可能会触发顺序效应。同样,穿过狭窄的通道可能导致缓慢的步态和减少步长自选择主要腿穿过通道既是注意力和协调要求的情况。
如果有效的训练导致电动机系统的适应快速的住宿post-transition步态的任务,那么(即过渡效果。,两种步态模式)之间可能有较小影响步态。在试验研究中,香港和埃尔哈特30.)使用一个旋转的跑步机上广泛公开主题与PD患有雾循环行走。这种培训后,两国受试者参与研究表现出实质性的改善和立即冻结发作减少。作者建议,在“外部暗示将实践中,电动机模式适合将可能变得更加自动化,促进连续切换方便行走和转弯。这可能是改善的机制将能力和减少冷冻后旋转跑步机训练”(30.]。也许,精心设计的步态训练计划为特定条件(例如,狭窄的通道)将改善所需的反应病人的步态模式的改变空间的情况下,否则影响多个步态特征和可能引发雾。
4.3。辅助装置减轻雾症状
近年来,可穿戴的流动性措施用于PD患者的研究证明,运动模式(31日]。的复合步态表现持续功能步态或“瀑布”到雾区(数字1和3可以量化的主题)。这量化可能是通过分析数据记录的流动性措施。如果这样的量化可以实时发生,有可能识别步态恶化成雾区。然后,自动回复的形式可以引起外部线索来帮助病人恢复功能的步态。这个概念是一些见图3 (b)。两个箭头指向的地方步态表现交叉-阈值到雾区。如果有效的自动检测设备将确定这些点和引起外部线索,然后从外部主体利用信息提示功能将恢复步态(实线虚线偏离)更加迅速。好“候选”有效的外部线索是有节奏的听觉刺激,已被证明有效的改善PD患者步态在审查Lim et al。32])。
在初步研究中,我们证明了这一策略的可行性33,34]。在3秒钟延迟,可穿戴设备基于实时识别的加速度计200多雾集>技术>敏感性70%,特异性80%。这些可喜的成果开放的场地辅助设备改善雾症状,而不是治疗。
5。总结
本文解决了PD的雾问题从一个稍微不同的角度。概念框架指出,多个步态控制机制可能受损与雾和步态的控制特性与雾可能有关,在某些情况下或触发器的雾,交互。自相矛盾的是,这相当复杂的自然雾在PD的潜在发病机制激励追求不止一个计划的干预与几个自由度。虽然治疗症状似乎遥不可及,最近的发现支持了承诺,宜早不宜迟,症状将会减少在PD患者的日常生活。
确认
作者感谢运动障碍病人和医护人员的单位在特拉维夫Sourasky医疗中心为宝贵的援助。本文中提到的数据集合支持部分由特拉维夫Sourasky医学中心授予卓越,帕金森病基金会(PDF),国家帕金森基金会(NPF),以色列卫生部和退伍军人事务(批准号3000004385),迈克尔·j·福克斯帕金森氏症研究基金会基金(MJFF) DAPHNet项目,“生理网络的动态分析。“DAPHNet未来和新兴技术(场效应晶体管)项目支持欧盟第六框架计划,批准号018474 - 2。
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