文摘

背景。暗示的最佳处方治疗冻结的步态(雾)在帕金森病(PD)是目前临床医生由于异质性的难题提示模式,设备和对比试验的证据有限。有上升动作传感的发展,可穿戴提示设备治疗PD的雾。这些设备通常产生线索后签名步态或脑电图仪的祖先的雾集检测(相位的信号)。目前尚不清楚这些设备提供简单(主音)提示设备中获益。方法。我们组装20个参与者与PD和雾,他们熟悉belt-worn激光提示设备(Agilitas™)。设备设计与2提示modalities-gait-dependent或“阶段”暗示和gait-independent或“补药”提示。参与者使用的设备按顺序,阶段,或者滋补模式,2“两分钟散步,一个障碍。结果。显著提高平均距离走两分钟走测试期间观察为主音模式(127.3米)比(111.4米)和阶段(116.1米)的条件。相比之下,有一个无意义的趋势改善雾频率,持续时间,当然时间设备切换时从主音和障碍物阶段模式。结论。帕金森氏症患者雾证明改善走在两分钟步行距离测试时提示设备从转向阶段和主音的操作模式。然而,这失去了利益当病人协商一个障碍。

1。介绍

冻结的步态(雾)是一个常见的问题在帕金森病(PD)患者和影响多达87%的病人与疾病生活了超过10年(1]。虽然PD是一个复杂的,多系统紊乱,雾已报道产生更大影响的生活质量比任何其他症状(2]。作为帕金森病的最常见原因瀑布,雾可以严重影响患者发病率,死亡率,和生活质量。这些影响有更广泛的卫生经济学的后果。

目前治疗雾一般涉及操纵日常左旋多巴的剂量和时间,再加上运动和物理治疗。也有承诺的证据金刚烷胺、哌醋甲酯和丘脑核刺激雾、管理以及案例报告水平的证据5 -羟色胺和去甲肾上腺素再摄取抑制剂(snri类)3,4]。临床受益于这些干预措施通常是有限的,和一个清晰的存在需要进一步的研究,旨在建立雾管理的替代方法的有效性。

提示长期以来被认为是一种非常有效的治疗在一些患者雾(5]。然而,考虑到复杂的神经生物学的雾,每个病人可能有不同的反应不同的提示方式(如视觉、听觉、感觉、认知)(6]。到目前为止,还没有建立预测病人反应到特定的提示策略。相比,最近的一项荟萃分析,视觉,听觉,和躯体感觉提示模式,发现三个感官都是同等有效的在实验室环境中(6]。相比之下,一个实验研究报道,视觉线索是优于听觉和振动信号在协助PD患者步态启动困难(7]。不幸的是,这些研究要么是交付的线索(i)固定,(2)使用一个预先确定的脉冲,或者(3)自愿病人触发。这样,不太了解的功效motion-triggered(阶段)线索管理雾在PD患者的症状。吉尼et al。8,9)已经确认有困难的长期整合和转移暗示的影响,进一步探索与推进技术存在的可能性,雾管理与外部提示。

电子元件的小型化能力的快速发展催生了新一代的patient-worn设备,这可能是用作治疗雾提示设备(10- - - - - -17]。一系列的算法检测的雾和提供gait-dependent线索现在在公共领域,和Bachlin-Moore算法继续得到改善10,12]。在最近的一次调查的分析(18),结果表明:研究寻求检测雾集使用可穿戴传感器高度可变的身体部分用于检测的事件。也有相当程度的异质性在之间的线索交付模式的研究中,与日益复杂的矩阵的设计选项现在可用(如形态、脉冲和连续的,病人和gait-initiated,和mechanical-aid相关)。总的来说,这些变量是很难确定的可转移性报道的结果真实的环境。这一领域的进展,显然需要交头接耳地比较研究,提示形态和/或环境操作,为了更好地理解他们所有形式的提示设备的效用。

比起现场使用的处方可穿戴设备仍然是一个严重的问题。然而,这是一个值得称赞的目标在雾一般的知识症状最麻烦的病人在家里环境(15]。

在该领域继续快速、基本问题的最佳处方线索在特定环境中需要回答。重要的是,我们不知道如何更新motion-dependent技术与旧技术相比在简单和复杂的环境。将追求更聪明,可穿戴提示设备创建一个治疗的使用比便宜的技术已经存在吗?开始解决这个问题,我们设计了一个实验室实验与对比环境(简单和复杂)测试的有效性提供的两种不同的视觉提示模式belt-worn提示装置与雾所穿的PD的人口。

2。方法

案例与PD系列20人被当地3运动障碍评估神经学家在布里斯班,澳大利亚,被包括在研究。病人被邀请参加这项研究,如果他们决定于治疗神经学家临床上重要的雾,和所有参与者公布分数≥3项3冻结的步态问卷(19)(表1)。参与者排除如果他们(我)一个重要的医学疾病,损害他们的机动性;(2)任何视力损害不纠正镜头;或(3)任何重要的认知障碍(迷你精神状态考试总分< 25)。这项研究的协议与Clinicaltrials.gov注册(NCT02356536)和人类研究伦理委员会批准的三个布里斯班医院参与审判。所有的志愿者提供书面知情同意按照《赫尔辛基宣言》。

合格的参与者完成了步态的冻结问卷(19]建立的频率和影响雾的症状,而电动机内部氧化物的统一帕金森病评定量表(UPDRS-III)是用来确定它们的运动症状的严重程度。症状严重程度的评估后,参与者被要求执行2行走任务,其中包括(i)两分钟步行测试(2 mwt)和(2)一个障碍(图1)。涉及的障碍物站从一个坐着的位置,7米走到敞开的门口。参与者经过门口,左转,穿过一个不均匀的表面行走,在织造之前4标记每隔两米长的坐落在地板上。一旦最终标记已经通过,参与者左转,走到一个座位坐下。休息时他们的背靠在座位的靠背,参与者被要求站,转180°的权利,并走向一个椅子位于10米开外,在房间的另一端。走到椅子上的时候,参与者被要求步骤/ 4泡沫障碍身高0.15米和1米。前坐着,参与者完成了一个完整的360°转弯。

在执行每一个测试中,参与者戴一个小belt-mounted装置,旨在检测雾的发生在人们使用一系列的合并与PD微型传感器(图2)。具体地说,这个设备使用内置的加速度计和陀螺仪取样25 Hz检测一系列已知签名运动模式的祖先雾集。当设备检测到的运动模式,这表明是步态紊乱通常预示着雾事件,触发一个包含红灯激光指针和预计的红点在前面几米的参与者。光活跃时,设备继续分析内置传感器的数据,一旦数据建议恢复稳态走至少3秒钟,灯熄了,除非进一步触发。限制设备不提供一个视觉提示的风险实际冻结事件发生时(即。,false negatives), the FoG detection algorithm was deliberately calibrated to favour false positives (i.e., illuminating for complete and near FoG episodes). In addition to the FoG detection mode (i.e., the gait-dependent or “phasic” mode), it was also possible to set the laser pointer to provide a continuous or “tonic” visual cue or to switch it off. To evaluate the efficacy of the visual cueing device and to objectively determine the differences between phasic and tonic visual cueing modes, participants completed the two walking tasks for each of the 3 visual cueing modalities (i.e., off, phasic, and tonic). All trials were video recorded to assist with analysis, and to limit the potential influence of a learning effect and/or fatigue on the reported outcomes, the order of testing conditions was varied between participants. To ensure that the participants were optimally medicated at the time of testing, all procedures were undertaken within 1 to 2 hours of the participants’ scheduled levodopa intake.

数据收集后,助理研究员回顾了录像2 mwt和障碍物两次相隔至少一个星期。在每一个时间点,调查员发现雾事件的数量和持续时间所经历的每个参与者在执行任务的视觉提示模式。统计比较的两个评估表明优秀intrarater可靠性量化的数量(ICC: 0.930 - 0.975)和时间(ICC: 0.976 - 0.999)的雾集所有视觉提示模式。除了记录的数量和持续时间冻结,由参与者的距离在2次参与者也记录在米,虽然时间完成障碍是用秒来衡量。

3所示。统计分析

Shapiro-Wilk测试被用来确认的主要结果不是正态分布( )并支持使用非参数统计过程的决定。统计比较任何意味着差异,阶段,补剂视觉提示方式冻结发作的频率和持续时间,覆盖的距离在2次参与者,和/或时间完成障碍物,弗里德曼测试使用。当一个重要的主要作用为线索类型被确定,进行了两两比较的Wilcoxon符号秩检验进一步探索不同的视觉提示模式之间的差异。所有使用SPSS统计过程进行了v。24,是水平的意义 。

4所示。结果

统计分析的结果表明,尽管有一个改进的梯度阶段和主音模式这三个措施,频率和持续时间的雾事件记录在2次参与者达到统计学意义(表2)。然而,一个重要的主要作用是返回的距离走的病人在2次参与者,与两两比较表明参与者走进一步主音视觉线索与( )和相位的( )视觉提示模式。

虽然谈判障碍,没有统计上显著的改善雾频率( ),雾持续时间( ),和课程时间( )从条件到主音条件和相位的条件(表3)。

虽然最终证明是动力不足,由于小的表现形式的差异,观察到的梯度的联合概率的18意味着跨课程(0.00002)。

5。讨论

虽然雾是一个PD的禁用和常见问题,有越来越多的证据暗示策略在其治疗的好处6]。具体地说,先前的研究报告,使用外部线索可以改善PD患者的步态参数的范围,包括步态速度、步幅,一步变化,节奏20.]。尚不清楚,但是,是否暗示,触发响应特定的运动事件之前发生的雾比暗示更有效集是固定的和独立的雾。此外,它还不知道环境的复杂性可能如何影响这两个信号模式的有效性。虽然没有固定的术语和动作感应信号的接受,我们选择“补药”和“阶段”暗示我们相信这些恰当的和广泛理解术语历史神经生理学意义。

我们的研究结果表明,PD患者雾走更远的距离步行两分钟测试期间主音视觉提示,相比之下,从( )和相位的( )提示条件。因为走的距离有所改善,但不是雾持续时间和频率,一个解释可能是,主音可用性的视觉提示参与者仅仅增加步骤序列振幅和抑制效应先于雾。然而,当受试者被要求完成一个障碍,有增高无统计学意义减少冻结,冻结时间和课程完成时候的设备切换到主音和相位的模式。

总的来说,这些结果可能表明主音暗示策略的优越性两分钟行走任务的简单的环境但不复杂环境的障碍。虽然主要影响措施和两两比较的方法否则无意义的,这熊考虑微分梯度观测每个测量青睐主音暗示在简单的2次参与者,而相位的暗示是更好地在复杂的障碍。主音暗示在障碍物的好处可能指向一个“环境关注负担”对线索的有效性并可能还折射出进一步的病理生理学雾和暗示的作用机制。

目前有四个主流模型用于理解雾的现象(21]:(i)阈值模型;(2)神经储备模型;(3)认知模型;及(iv)解耦模型。然而,发现复杂,呈现在这研究不特别适合任何的这些模型,因此,让我们推测,注意力的中心位置和关注监管可能足够重要保证五分之一的主张不同的“贝叶斯”模式。有一个概念化的神经功能和功能障碍越来越浓的兴趣通过贝叶斯定理的镜头(22]。神经科学的方法是有用的,先验的和解的概念(即previously-encoded项目)与当前数据(即感官输入)可能出错。注意充当这两个域之间的调制器,而模型符合雾和观察到的可能是由我们的发现。

冻结发生间歇性,动态过程,因事件促使认为授予注意力成本,如双重任务,焦虑,或转向。它出现在设置那里已经是一个步态自动性的损失。我们的发现提出的问题是否破坏的关注带来的暗示某种程度上促进回到自动性或皮质收购建议的运动Plotnik et al。23]。

最近的工作利用虚拟现实模拟雾模式和功能磁共振成像扫描显示“改变”激活受损前辅助运动区(SMA)地区据称是由于减少了前馈处理(24]。内部环境要求驱动电机控制(先验)是利用自下而上,背视觉通路,称为秘密的注意。建议这个秘密关注,需要支持和它可能是合理的视觉提示的作用机理是通过支持该系统。

虽然在一个移动的病人不可测试,似乎主音暗示可能提供更优的关注网络和pre-SMA支持在一个简单的环境,促进恢复自动性和运动先知先觉。在更复杂的环境中,比如一个障碍与更大的注意力的要求,注意必须用于当前的环境感知数据优先于电机先知先觉。因此,主音视觉线索将在此设置不能满足需要,另一个机制。

因而et al。23]表明,皮质收购运动发生与提示。问题是否出现皮质收购或回归自动性可能占主导地位,这是依赖于是否关注环境的负担在谈判之中。

6。结论和未来的发展方向

这项研究表明主音视觉暗示要优于阶段或没有视觉提示PD人口与雾当执行步行两分钟测试一个简单的环境。然而,这一发现并没有障碍物的复杂环境中维护相同的人口。无意义的微分梯度的改进措施有利于主音暗示在一个简单的环境和形势的暗示在复杂环境中被观察到。这可能影响使用视觉暗示治疗PD人群的雾。

还需要进一步的研究来巩固这个研究结果并确定是否有好处,相位的暗示对连续和脉冲主音暗示。此外,有一个明确的需要研究的有效性patient-worn提示设备更长时间,在一个家庭环境,冰冷的往往是更糟。

这是可以实现的,超出了祖先的检测即将冻结,设备必须能够可靠地检测和测量雾事件本身,有意义的函数作为远程病人监控设备。由于雾的异质性,这个任务代表一个重大挑战,但一个令人兴奋的前景治疗这些症状。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。