动态姿态平衡指数可以帮助区分患者多系统萎缩和帕金森病

介绍

帕金森病(PD)患者和那些多系统萎缩(MSA)有许多重叠的临床症状,如震动、刚性,动作迟缓,和姿态不稳定,他们都有相对较大的自发摇摆当站(1,2)。运动障碍之间可以极其困难神经退行性疾病的鉴别诊断,如PD患者和MSA患者,那些很容易误诊(3)。准确诊断正确的治疗是很重要的。PD患者诊断通常由高级运动障碍专家基于社会运动障碍(MDS) PD的诊断标准,由Postuma起草et al。(4)。MSA是诊断基于一组小说MDS的诊断标准,由温家宝起草et al。5)。新MSA诊断标准旨在提高诊断的准确性,尤其是在疾病的早期阶段。

姿势不稳定(PI)是一个红衣主教的迹象在帕金森病的临床诊断标准。临床分化MSA通常依赖于姿势不稳定(PI) 3年内汽车出现的神经学家(6)。然而,运动神经退行性疾病的鉴别诊断是非常困难的(1)。MSA的诊断,病理证实和路易体痴呆(下文)是最常见的误诊,其次是进行性核上的麻痹(PSP)和PD (7)。根据四郎的报告,只有62%的MSA患者的临床诊断是尸检证实(7)。杨爱瑾等人研究和提出了一个临床病理的研究涉及203人,其中78.8%是由病理证实正确诊断为MSA (8)。在另一项研究调查证实了MSA的解剖,正确的诊断为81.2% (9)。相反,帕金森病的诊断仍然是具有挑战性的,误诊率高达20 - 30%的早期阶段(10)。这样的诊断不准确主要是由于未能认识到非典型帕金森疾病(adp) (10)。的存在和严重性π在帕金森患者通常评估临床试验的数量。π是拖轮使用最广泛的测试测试,串联步态测试和拉力测试(11,12)。拉伸试验已纳入MDS-UPDRS尺度(13)。串联步态和拖轮测试被用来区分adp和PD (14)。虽然π无法检测到早期PD患者没有症状通过这些临床试验,亚临床的姿势不稳定可以通过客观评估评估(15)。

客观的姿态稳定性的评价方法在诊所是观察病人的站立姿势通过姿势描记(16)。一些亚临床π症状已被证明通过姿势描记的客观评估的病人没有任何可见的症状π(17)。Panyakaew等人相比静态站之间的π的患者PD组和MSA组下眼睛开放(EO)和眼封闭(EC)条件下通过分析posturographic参数(13)。在EC,椭圆区域覆盖的轨迹警察在MSA患者PD患者比。然而,在EO的状态,没有显著区别。PD患者相比,有更多的视觉条件影响患者的站立姿势MSA (18)。但研究比较自发PD患者和那些之间摇摆MSA视觉剥夺条件下有更少的现实意义。在临床实践中,患者的站立姿势通常是评估睁一眼闭一眼(EO)。当PD患者的EO,动平衡实验能有效区分姿势PD患者和健康对照组之间的差异,通常难以区分静态平衡条件下(19)。动平衡实验还可以帮助评估PD患者的运动适应性(20.)。当病人站在动力平台,身体被迫跟随摆动平面进行摇摆运动。在这个令人不安的环境中,站在人需要增加他们的姿势控制维持身体平衡(21)。姿势摇摆MSA的严重程度应该是比PD由于更广泛的变性MSA (22)。因此推测,MSA PD患者和那些可能出现不同的π特性的EO动态站下。

π的方向在PD患者和那些MSA也被研究过。Kamieniarz等人发现,π的PD患者主要是反映在前后(美联社)方向(2)。MSA患者在临床试验中,显示在medial-lateralπ(ML)的方向,虽然PD患者没有现在这样的特性(23)。具体来说,MSA患者经常有一个广泛的立场宽度(24),这表明,MSA患者有更多的不稳定毫升方向。因此,最好使用串联步态测试检测MSA (25)。PD患者保留资产medial-lateral方向,因此,许多患者PD仍然能够骑自行车,甚至在面对严重的行走困难(26)。研究人员发现,MSA患者表现出缺乏协调能力和姿势缺陷毫升方向循环实验(27)。posturographic的先前的研究表明,分析表征的MSA患者应该集中在ML方向,和动态摇摆也应该毫升的方向,以提高动态平衡的干扰实验。

本研究的目的是比较不同的posturographic表征之间的PD患者和那些MSA患者在静态和动态平衡的条件下在EO的状态。获得不同的posturographic特性可以帮助屏幕MSA患者从PD患者在开始阶段。

方法

参与者

共有74名患者参加了实验。他们招募了门诊的神经学系Runjin医院在上海2019年12月至2020年11月。,42 PD患者,MSA患者和32是可能的。PD患者的平均年龄为68.2±7.1年;MSA患者的平均年龄为64.8±10.1年。所有患者进行评估的Hoehn &Yahr(浩英)规模和MDS-Unified帕金森病评定量表(MDS-UPDRS)。其他考试,比如Berg平衡规模(BBS)评估,最低的精神状态检查(MMSE)、步态和问卷(GFQ),也被记录下来。患者被排除在外,一旦他们满足下列条件之一:4 - 5浩英阶段,严重的神经和精神疾病的历史,重要的认知障碍患者(MMSE < 24)或无法独立完成问卷调查,严重的医疗条件阻止病人完成实验,在现有的植入材料,如颅内支架,心脏起搏器,冠状动脉支架,和耳蜗植入;怀孕或哺乳期妇女。所有受试者被要求不要服用镇静剂。 All subjects were assessed at least 8 h after the last dose of anti-parkinsonian medications used to reduce the impact of dopaminergic medications (28)。诊断PD是由高级运动障碍专家基于社会运动障碍(MDS) PD的诊断标准(4)。PD评估过程中,次要原因(药物、炎症、toxin-induced和血管性帕金森症),帕金森症与其他神经退行性疾病(进行性核上的麻痹、多系统萎缩,皮质基底神经节变性,威尔逊的疾病,等等),和其他神经系统疾病,如中风,被排除在外。MSA是诊断基于MSA的诊断标准,由吉尔曼起草等人在2008年(6)。可能MSA患者参与了实验用主要分为MSA-P震颤麻痹,但没有小脑功能或与主要MSA-C小脑迹象但轻微或没有帕金森症(29日)。所有受试者的基线临床特点由两名医生记录有超过10年的临床经验。本研究按照指南进行的世界医学协会赫尔辛基宣言》(2000)和伦理委员会的批准和监督上海瑞金医院(没有批准。LWEC2019017)。接受实验的详细描述后,所有的参与者签署知情同意表格。病人的人口统计信息中列出表1。

设备

病人参与试验需要站在一个平台,60厘米×40厘米大小。平台是一个自主研发的动态警察测量系统组成的AMTI(马模型bp400600、先进的机械技术有限公司、美国)力板,一个数据收集器,摇臂控制器和主机。系统的详细描述是由陈等人,Chang et al。(30.,31日)。数据采集的频率设置为500 Hz。该系统可以在静止或动态工作。一个状态是平台固定在水平平面,的x -在ML方向和轴y -轴是美联社的方向。另一个国家是平台周围旋转y -轴在一个小角度(±4°)内和周期性波动沿着毫升方向1赫兹的频率。一个动力平台的原理图所示图1。

实验程序

所有的病人参加了静平衡实验和动态平衡实验。在静平衡实验中,病人赤脚站在自然与肩同宽,双手自然下垂。的高跟鞋是20±3厘米之间的距离,和脚的角度的范围对美联社轴20±2°。病人望着一个固定的视线高度马克3 m在前面。在动态平衡实验中,病人站立的姿势是一样的静平衡实验。后病人站在20年代的平台,这个平台开始摇摆毫升的方向。在这两个实验,记录之前,病人被要求代表30年代确认警察信号被维持在一个相对稳定的水平。70年代记录期间将为每个状态,第一个5 s分配淡入,下一个60年代正式测试,最后5 s淡出。保持收集到的数据的可靠性,每个病人的测试重复了三次,期间的平均值被posturographic参数的计算。每个病人的测试之间的间隔是5分钟,在此期间病人离开了放松的平台。 In the experiment, if the patient had difficulty maintaining balance, the experiment was terminated.

警察的分析参数

在统计分析之前,警察部队平台获得的信号是由四阶巴特沃斯低通滤波处理,和截止频率设置为10赫兹。过滤后的信号是由自主研发的MATLAB计算算法。在平衡测试中,警察的坐标原点信号力板的中心位置。因为每个警察收集信号的起点是不同的对于每一个测试,警察的平均坐标值位移(x和y方向)被作为偏移量的值和被删除的程序算法在实际的计算。在动平衡测试中,力平台周围的周期性波动y -轴和一个瞬时旋角θ(图1)。的x和y警察的坐标位置下的动态平衡可以通过坐标变换矩阵,计算实时获取瞬时旋角θ(通过计算控制脉冲31日)。

在获得的位置坐标下警察静态平衡和动态平衡,有关posturographic参数计算。有许多posturographic特性相关参数(32)。在这项研究中,四个时空变量选择:(1)警察位移的标准差(SD),(2)椭圆面积的95%置信警察位置轨迹(EA) (33),(3)警察的影响路径位置,和一个频域变量,(4)功率谱密度(PSD)在0 - 0.5赫兹频段(34)。表2列出了四个参数的具体表达式。提供的这些变量的计算公式补充材料。虽然posturographic参数计算在美联社和ML的方向,结果表明,只有参数毫升方向提出了MSA和PD组之间的显著差异。因此,除了EA中列出的其他三个参数表2默认是毫升的方向。

统计分析

从测试人员获得警察信号后,统计分析进行了使用IBM SPSS 25.0统计软件。Shapiro-Wilk统计是用来测试所有变量的分布的常态。因为数据不严格遵循正态分布,差异MSA组和PD组使用Mann-Whitney测试进行评估事后双向测试变量。MSA-P MSA-C之间比较,PD组,克鲁斯卡尔-沃利斯排名与Mann-Whitney测试执行和测试事后成对比较。显著性水平设置为0.05。变量之间的相关性和病人的临床量表(浩英)计算与斯皮尔曼等级测试。确定样本量,进行动力分析的基础上,先前发表的研究MSA和PD之间。样本的大小至少15科目每组确定检测的影响大小0.5功率为0.8 (35)。样本容量每组需要至少15科目。

结果

我们目前的结果统计分析的四个posturographic参数。下标_圣和_dy用来表示静态平衡和动态平衡的条件下,分别。表3列出了统计结果的参数得到的MSA患者组和PD患者组在静态和动态平衡实验。之间没有明显差异PD和MSA组四posturographic参数静平衡实验。然而,在动平衡实验,这些参数之间有显著差异MSA组和PD组。的变量PSD_dy(p值= 0.006,影响的大小d值= 0.52)显示的最大区别。

表4列出了MSA-C之间的统计结果,MSA-P和PD组在静态和动态实验。再次,PD之间没有明显差异,MSA-C和MSA-P组与四个静态参数。然而,这四个相同的参数动态平衡之间的所有显示显著差异PD组和MSA-C集团和两个变量(SD_dy和EA_dy)PD和MSA-P组之间存在显著差异。

图2一个显示了典型的椭圆区域(EA_st)的样例PD患者和一个示例MSA患者EO在静平衡实验。蓝色椭圆区域的值(PD患者)类似于红色椭圆区域的值(MSA患者)。图2 b描述了椭圆区域(EA_dy)相同的PD患者和患者MSA的动平衡实验。的EA_dy价值的PD患者(46.13厘米²)明显小于对MSA(92.91厘米的耐心²)。

图3显示了PD患者的样本数据处理和MSA患者警察变化的形式的功率谱密度与频率的警察。PSD的变量显示在图的积分面积的0.5赫兹频段对应的曲线。在图3一静平衡实验,不同积分PSD曲线下的面积(PSD_st)PD样本和MSA样本。然而,在图3 b动态平衡的实验中,可以看到显著差异的变量PSD_dyPD样本和MSA样本。

表5斯皮尔曼等级相关的列表(ρ)主题posturographic之间的变量和浩英量表得分。可以看出,动态平衡变量影响路径(SP_dy)在MSA组最相关(ρ=−0.484)。

讨论和结论

在这项研究中,不同的姿势帕金森病和MSA之间的平衡进行了研究。PD的posturographic表征和MSA组静态平衡和动态平衡的条件下,由三个时空EO状态参数,即SD, SP,豌豆,一个频域变量,即PSD。四个参数的静态平衡实验表明PD和MSA组之间无显著差异,EO的状态。然而,显著差异在PD和MSA组之间的四个参数提出了动平衡实验。

posturographic变量,如标准差(SD),影响路径(SP),椭圆区域(EA),都是警察的时空措施轨迹。一项研究报告称,在欧盟国家,警察的椭圆区域位移轨迹与MSA患者静态站在统计学上大于PD患者。光电和电子商务条件下的不同的结果表明,视觉效果的块在MSA患者体位不稳定大于PD患者(18)。更大的椭圆区域覆盖警察通常位置轨迹表明,身体姿势控制能力较差36)。目前结果显示MSA组之间没有显著差异和PD组在静态平衡条件下,这意味着这种时空变量通常不足以区分之间的姿势控制能力MSA和PD患者在安静的站在EO状态。动平衡实验,患者需要应对协调摆动平台沿着毫升方向。实验结果表明,MSA患者的时空变量在统计上显著高于PD组。因为MSA患者通常有一个广泛的立场和更不稳定方向毫升,MSA患者更难以调整和协调平衡毫升方向的干扰下,从而导致更大的时空变量。其他临床研究也报道,ML平衡障碍的特点从不同典型帕金森MSA可以从简单的观察测试显示(23)。但在早期阶段的病人的疾病,一些亚临床的姿势不稳定可能很难评价不客观的评估(17)。这项研究可能提供一个客观的措施来帮助这些观察测试。

缔约方会议时间序列的功率谱提供了更多的警察信号的结构信息。警察信号的功率谱密度主要集中在0.5赫兹频率范围,这是代表的变量PSD。在我们的研究中,结果表明,的价值PSD_dyMSA组在统计学上高于PD组的动平衡试验,而没有统计上的差异PSD_st被这两个组之间的静平衡实验。它可以推断警察振荡更加剧了MSA比PD组动态沿着毫升站的方向。这可能是由于一个更广泛的变性在MSA PD组。频率低于0.5赫兹可以反映一个振荡下行的一部分驱动运动神经元池(37,38)。在低频段显示增加更大的振荡活动中有关姿势子系统,由于病理或补偿工作。当毫升方向的摇摆振幅超过一个阈值范围,间歇控制机制将被触发(39)。据报道,警察振荡低于0.5赫兹是加剧了在早期和温和的PD相对于健康组在EO (40)。因为所有的参与者在疾病的早期或中度阶段,资产减值毫升方向不明显,不能歧视在静态站。协调障碍放大时站在动态的平台,导致显著的差异在两组患者之间的变量。

此外,四个参数MSA-C和MSA-P病人之间的比较。MSA-C患者统计上的四个警察参数超出MSA-P病人的动态平衡实验。一般来说,小脑MSA-C患者严重受损,从而导致更糟糕的姿势控制能力与MSA-P患者相比。的变量PSD_dy显示的最大区别MSA-C MSA-P,具有显著差异(p值= 0.016)。这也是符合李et al。之前的研究,他发现MSA-C可以有效地区别MSA-P依靠PSD (41)。的分期与帕金森病相关的功能残疾通常是评估通过浩英尺度(42)。浩英尺度已不仅在PD还在MSA严重性的评估和残疾。在我们的研究中,参与者在实验初期或中期阶段,和相应的浩英规模是1 - 3水平。斯皮尔曼等级相关的四个posturographic变量和执行浩英尺度为PD和MSA组。SP_dy(ρ= 0.484,p值= 0.007)被发现在MSA组最相关的变量。这个参数可以用来标记在MSA学习的残疾程度。

我们研究了身体平衡的定量posturographic参数PD组和MSA组条件下的静态平衡和动态平衡。姿势平衡指数有显著差异的动态平衡条件反射,MSA患者的姿势控制能力较差毫升方向相比,PD患者。这些指数可以用来帮助区分MSA患者和PD患者。

数据可用性声明

研究报告中的数据存入Figshare网站存储库,可以使用以下链接,https://doi.org/10.6084/m9.figshare.19633638.v6。

道德声明

涉及人类受试者的研究回顾和上海瑞金医院伦理委员会的批准(批准号LWEC2019017)。患者/参与者提供了他们的书面知情同意参与这项研究。

作者的贡献

KC和JL最初的想法和设计研究。世行和PL进行了实验。世行、PL YY, KC运行统计数据。世行和KC起草了手稿。KC和JL监督这项研究。所有作者的文章和批准提交的版本。

资金

本研究浙江省重点科研项目的支持下,中国(批准号2017 c03040)和省浙江大学的基础研究基金(批准号gk229909299001 - 020)。没有额外的外部融资获得了这项研究。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

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补充材料

本文的补充材料在网上可以找到:https://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/fneur.2022.1089439/full补充材料

引用