长期的攀岩训练对小脑性共济失调的影响:一个案例系列

文摘

背景。有效治疗肢体和步态共济失调是必需的。攀升,整个运动系统一项复杂的任务,涉及平衡,身体稳定,同时协调所有4四肢,可能的治疗潜力。客观的。调查是否长期攀岩训练提高小脑性共济失调患者的运动功能。方法。四个病人患肢和步态共济失调经历了六周攀岩训练。它对共济失调的影响评估与验证临床平衡和手灵巧度测试和multijoint手臂和腿的运动学分析指出运动。结果。病人增加他们的运动速度和实现更对称的移动速度剖面在手臂和腿部运动。此外,2患者遭受了最从步态共济失调改善其资产和2 4例患者的手灵巧度的改善。结论。攀岩训练有潜力作为患者的康复方法上、下肢体共济失调。

1。介绍

除了已知的主电机症状(共济失调,测距不准、dysdiadochokinesis和意向震颤)、小脑损伤对运动技能学习的影响尚不清楚。例如,visuomotor适应(1)和图8 multijoint运动的学习空气中已被证明是受损2]。相比之下,小脑病变患者能够改善他们的表现在一系列的二维跟踪任务(3,4),适应他们的步态模式变化而在跑步机的速度5),改善姿势稳定平衡训练为期六周的课程6]。总的来说,因此未知到什么程度,在哪些条件下运动学习和运动功能的康复在小脑病人是可能的。治疗共济失调是neurorehabilitation的最困难的挑战之一。几种药物是无报酬的,神经外科或康复数据显示一些有前景的结果,但不足以导致任何实际的建议(7]。到目前为止,没有公认的和有效的治疗方法,应用不同的便利化和面向任务的治疗技术(8]。

初步数据表明,登山可以适当改善运动机能小脑病人(硕士论文,Damien Currat和让-菲利普•港池1994年,瑞士)。攀岩是一项复杂的任务对整个运动系统涉及平衡,身体稳定,同时协调四肢。攀登控制形式和不同距离和只提供小支持领域的脚和手,这迫使登山者成各种不同的身体位置。登山者必须不断改变他/她的体重以稳定他/她的树干达到足够的控制。此外,攀爬需要精确达到手和脚的动作能够掌握。

目前,有几种方法的测量运动失调,从简单的功能测试,如定时散步,目标板测试,编写和测试,和测量的体积从一杯水泼9,10),等级量表如Kurtzke功能系统规模(11]。然而,有人建议,达到运动的运动学分析在检测小运动机能的变化更敏感比现有的临床试验(12]。此外,恢复运动功能是一个长期的过程和共济失调影响上层以及下肢运动。然而,大多数研究调查短期运动学习在一个single-training会话通常只涉及的上肢(1- - - - - -5]。

因此本研究的目的是评估长期的影响可攀登训练与验证小脑性共济失调的临床平衡和手灵巧度测试,和运动学分析multijoint指向上、下肢的运动。

2。方法

2.1。主题

参与者与小脑性共济失调是从门诊服务的招募neurorehabilitation中心。我们确定了4右手男性(42岁,22日,29日,56岁)会见我们的入选标准:一个明确的诊断小脑性共济失调,最小能力保持站立姿势时帮助(功能动态类别(FAC) > 0) (13),没有急性或进行性神经系统诊断。这些患者有兴趣参与我们的研究,给他们的书面知情同意。这项研究是按照标准进行的机构伦理委员会。患者不同的病理、疾病,持续时间和年龄,但在他们所有人的脑损伤包括小脑(表1)。

2.2。范式

为期6个月的患者进行了攀岩训练中。这共济失调是评估培训的效果不受限制的三维手臂和腿指向运动,平衡和手灵巧度测试和问卷调查对症状的自我。指出运动和平衡和手灵巧度测试进行6次每隔2周:之前(B1, B2),在(T1、T2、T3)和训练阶段结束后(FU)(图1)。问卷完成后6次,在每个培训一周。

2.3。过程

2.3.1。攀岩训练

2日培训发生爬墙,高2.5米。一面墙的倾向是可调从0°到45°,而第二个墙与结构化的粗糙表面几乎是垂直的。标准攀登设备可用来保护病人。培训的频率和持续时间被安排考虑每个病人的健康状况和身体状况(表2)。目标是尽可能避免过度训练训练。攀爬练习准备单独的目标是最大限度地挑战每个病人的主电机赤字。患者1,特别强调是投入的协调四肢和单一动作的速度以及运动序列。患者2,主要目标是提高运动精度和平衡。患者3的主要焦点在于适当的把头部和运动视觉信息的集成策略。患者4执行复杂的运动任务,要求集中和身体耐力。攀爬练习尽可能多方面的准备为了促进学习运动模式转移到日常生活和保持培训有趣的病人。各种练习挑战身体平衡(例如,仅使用特定的控制,攀爬的很慢,攀登对角,和横向);运动在指向精度和把握(例如,指向下一个控制,恢复,然后尽可能准确地把握下一个控制); movement smoothness (e.g., climbing while balancing balloons filled with rice); movement velocity (e.g., climbing as fast as possible); the planning of single movements and movement sequences (e.g., looking at a grip, closing eyes, and reaching the grip); the integration of somatosensory information; (e.g., climbing with closed eyes). The patients rested whenever they felt tired. Once they were able to perform a task fluently without mistakes, the level of difficulty was increased according to therapist and patient preferences/goals (e.g., increased speed, closed instead of open eyes, and less body support). The goal was to challenge the patients as much as possible without exhausting them.

2.3.2。指向任务

病人用他们的临床影响更大的右臂和右腿执行快速和精确定向运动。

手臂指向运动
他们坐在一张桌子和椅子的高度调整,手臂放在桌子上休息时,前臂与表表面。椅子被向表直到主题的胸部接触,为了防止躯干运动而指向目标。然而,尽管受到表的距离,所有的目标都可以轻松达成的食指没有躯干运动,它不能被排除在外,小箱子运动发生。四个球直径2厘米的目标,暂停了与数字1到4标签表上方的细线在一个半圆大约起点。起始点,用颜色标注,是对表现主题的中线侧的手臂从边缘的表(13厘米)左右的中线侧一侧(34厘米从边缘的表),这样他们可以轻松到达。目标位置不同高度(5-35厘米)在表上方和水平距离起点(14-48厘米),导致了8种不同的运动路径。

腿指向运动
受试者站直,双手走援助,提供身体稳定(病人2,坐在轮椅上,坐在一个援助,双腿在空中行走,在远处的目标让他达到舒适)。他们用正确的大脚趾指向动作执行从一个起点走向4目标球导致4不同的运动路径。4目标球(直径4厘米)停牌离地面一个半圆的起点。立场不同高度离地面(13-32厘米)和水平距离的起始点(技能厘米)。
两秒后,调查员已经指定的起点(必须宣布只有手臂运动)和目标,一声“go-signal”,受试者的接触尽可能快速和准确的中间目标球的右手食指,分别右大脚趾,回到起点。宣布的目标和出发点是伪随机顺序。为了确保主题理解的说明,指出运动是在测量开始之前练习1 - 5倍。每个主题进行至少24(6运动/目标)80(20运动/目标)手臂动作和12(3运动/目标)40(10运动/目标)腿指向动作。
三维运动路径记录运动测量系统(CMS30 P, Zebris Medizintechnik GmbH, Isny)组成的微型超声波发射器,一个测量传感器与3超声麦克风,和基本单位。发射机是固定的右手食指,另一个的大脚趾。的基本单元计算超声波发射器的位置和记录数据从一个声学信号发生器(生成“go-signals”指向任务)。

2.3.3。临床的平衡和运动技能测试

病人的平衡和手灵巧度是评价临床试验后使用2。

(1)Berg平衡试验(14]
病人被要求执行等14种不同功能活动站支持,达到站,转360°,检索对象从地板上。5点顺序量表从0到4,以4为最大可能的得分,量化性能。

(2)框和块手灵巧度的测试15]
一个盒子,分为两个相等的部分,包含大约100木同侧的部分在2.5厘米的立方体测试的手。病人被要求尽可能多的块转移到其他部分,抓住一个街区。执行的测试是正确的以及用左手。块的数量送到另一部分在60年代的测量性能。

2.3.4。自我知觉运动症状

问卷涉及体育活动除了攀岩训练,攀岩训练的动机,一般运动控制(例如,在缓慢运动序列)的性能,和性能在某些日常生活技能定义单独研究开始前对每一个病人(例如,刷牙,切割食物,或把鞋)。答案是在写作和广告的帮助下顺序量表。

2.4。数据分析

三维指向运动的位置数据和数字数据编码的时候声“go-signals”记录WinData软件(Zebris Medizinaltechnik GmbH, Isny)和分析项目开发的虚拟仪器(美国国家仪器、奥斯汀、特克斯)。只有正确地记录(不超过3缺失值和加速度大于25米/秒²)和正确执行试验(没有运动开始之前go-signal,没有目标在一个错误的方向)进行了分析。运动参数计算如下:

MVel运动速度(米/秒)
直线的起点,直到达到目标,回到起点除以时间作为运动速度的测量是执行。

峰值速度PS(米/秒)
最大运动速度之间开始运动和目标的达成。

对称指数SI
的开始之间的时间间隔运动和峰值速度,除以运动的开始之间的时间间隔,达到目标。

终点误差EE (cm)
距离实际的目标位置和主体的肢体的位置,当它应该达到的目标。

路径长度PL
的长度之间的运动路径的开始运动并达到目标的长度除以这两个标记之间的一条直线。

方向改变DCh (s⁻¹)
之间的方向变化的开始运动并达到目标除以这两个标记之间的时间,为了避免路径长度和运动速度的影响。

离群值被确定基于四分位范围(差)(±10位差,< 3%除外)。评估性能变化指向运动的病人组作为一个整体我们表现为每个运动参数和实验条件(手臂、腿)混合模型方差分析与“测试”(提单B1和B2的(平均),T1, T2、T3, FU)固定因素和“主题”(P1, P2, P3, P4)随机因素,为基线之间的差异和先天的测试(提单)和随后的测试会话(T1、T2、T3和FU)。对每个病人进行单向方差分析与“测试”固定因素。然而,不幸的是我们没有足够的正确记录和执行试验在每个测试会话分析病人的腿指向运动2。出于同样的原因,也是病人的随访(FU)腿性能4和病人的傅臂性能3无法分析。

对于临床平衡和运动技能测试,性能评估每个病人的视觉显示每个测试分数的会话。患者2和3在傅无法测试。因此,这些数据没有显示。对自我认知的问卷症状并不总是完全完成,因此只有定性分析。

3所示。结果

3.1。指出运动

总的来说,在攀爬的过程中训练患者的运动似乎变得更快(增加MVel和PS),平滑(DCh量减少),和更少的弯曲(PL)下降。此外;速度剖面变得更加对称(SI)的增加(图2)。然而,有一个显著的主效应只在SI(手臂:“测试”,;腿:,)。先天的比较显示显著差异在T2提单()、T3 ()和富(手臂动作和T1) ()、T3 ()和富(腿部运动(图)2)。

病人的个人分析显示,共有42个参数;19显著改变的方向改进汽车性能,3对性能恶化,2改善或恶化取决于测试会话(表3)。病人1显著提高6和12在一个参数变得更糟,病人2改进的3和6参数恶化,病人3改善和恶化的12个参数,和病人4提高7参数的12。MVel和SI的参数显示最重要的改进(MVel: 6 7, SI: 5 7),在没有观察到病人的性能恶化。

3.2。平衡和运动灵活性测试

框和块手灵巧度的考验
患者3和4改善他们的表现为左和右的手(P3左:27.5 - 40,右:28日至45;P4,左:66.5 - 89,右:70.5 - 96)。病人1改进只左手(左:39.5到47岁,右:43到36),而病人2的性能仍或多或少稳定(左:34岁到34岁之间正确的:29日至31日,见图3)。

Berg平衡试验
图3从提单显示患者2和3改善T3的攀岩训练(P2: 21.5 - 33, P3: 30.5 - 37岁,最大的56分),而患者1和4的性能保持不变从提单到付,这是预期,因为这些病人已经在培训前一个非常高的水平(P1: 54 - 54, P4: 56 56岁的最大得分56)。

3.3。对电机控制的自我

患者1
他说减少地震和改善处理杯和系鞋。这个病人攀岩训练的动机是中度到好。在日常生活中他喜欢攀岩作为一个受欢迎的变化。

病人2
病人表达了身体更加稳定和获得信心的感觉在他的能力控制平衡,因此敢更多他的体重转移到一个腿在运动。他还报道不断提高准确性和更高速度的右臂和腿部运动在日常生活中。下半年的培训期间,他注意到稍微流畅运动路径右胳膊和腿,速度执行运动序列时略有增加。然而,在第二和第三周,他觉得临时增加的震颤。这个病人总是非常积极和欣赏体育活动,尤其是直立体位在攀登欢迎改变坐姿的轮椅。

患者3
攀岩训练积极的影响身体位置和稳定和使用他的视觉系统,也就是说,在适当的把他的头对运动目标。病人也注意到略有增加在单一的运动速度和运动序列。

患者4
培训第二周暂时恶化后,病人报告执行缓慢的运动序列和一种改进的能力下降的颤动。缓慢的运动,没有集中,从第三周开始变得顺畅。快速运动变得更快,不断改善精度从第四周到培训结束的时期。病人喜欢攀岩作为一个体育活动和总是非常有动力。

4所示。讨论

本研究的目的是调查是否攀岩训练是一个合适的治疗小脑症患者。4参与本研究的患者非常不同的病理。不过他们在提高动作质量的若干措施和电机控制检测几乎没有恶化。他们也报告改进的运动在日常生活质量。

像预期的那样有一个主体间高可变性在攀爬的过程中电机的改进训练,很可能由于不同的病理,疾病持续时间(16),可能还有其他因素,比如年龄和动力。然而,尽管改进的参数不同于患者患者,所有患者能够改善他们的表现在快速和准确multijoint指向动作。攀岩训练过程中,病人组作为一个整体,实现一个更对称的移动速度在手臂和腿部运动。由于运动精度没有减少,我们假设没有改变运动策略,但真正改善电机性能。

2和3,此外,病人患有严重的平衡扰动,提高了整个身体的平衡,Berg资产评估的测试。这支持了先前的调查结果,平衡和运动训练改善姿势稳定和小脑功能障碍患者的步态6,17,18]。其他病人没有最初平衡扰动,因此不可能改善。患者3和4改进为左,右手手灵巧度,评估的盒子和块测试。

整体数据支持的建议长期协调培训可以提高电机性能和减少共济失调症状患者小脑性共济失调(19,20.]。此外,改进的事实发生在上以及下肢会符合我们的建议,攀岩训练是一种合适的方法来训练整个运动系统。认知障碍患者3日,包括注意力和视觉系统中的障碍,也许可以解释为什么他改善电机性能低于其他病人。

虽然我们建议患者小脑症仍然能够学习,他们可能会使用不同的学习策略。攀岩训练期间与病人讨论和观察表明,复杂的运动任务的性能往往造成困难。据报道2例这可能至少部分是因为他们不得不协调他们的行动,而有意识地。这是符合先前的调查结果,运动和内隐学习的自动性干扰小脑症患者(2,21]。然而,在这项研究中,这一现象似乎并不妨碍运动控制的改进。

本研究的局限性是少量的,我们不能测试一个对照组的病人没有攀岩训练。我们可以,因此,不能证明观察电机改进只由于攀岩训练。然而,我们观察到在攀岩训练的病人的运动速度增加,运动路径变得平滑,和更少的修正被要求达到攀登抓住,当一个任务是练习几次连续在一个训练。这种情况下,病人自己报道的改进在日常运动,说话更积分改善电动机控制,不仅由于电机测试的学习。我们也可以不排除目标位置或躯干运动的影响,因为我们的研究没有设计来评估这些因素的影响。我们的参与者,然而,与他们的胸部接触到桌子边坐着为了减少躯干运动,和我们没有观察到增加躯干运动在测试会话。

总之,我们的数据表明,攀岩训练可能有一个积极的影响上、下肢运动的协调和平衡,因此可以治疗的潜力。

确认

作者感谢j . p。加布里埃尔,r . Frackowiak t·兰迪斯Boutellier和l·g·科恩的有用的建议,为她m . Bennefeld协助实验和数据分析,对a . Kaelin关键评价论文的早期版本,并为统计支持。t .吴他们也感谢诉小丸临床测试的性能和援助攀岩训练,最重要的是,作者感谢病人的参与这个项目,他们的耐心和信心。

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