Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, 2005; 2: 23-23 (más artículos en esta revista)

Efecto de la velocidad de andar sobre la ritmicidad de andar en la enfermedad de Parkinson: la variabilidad del tiempo de paso y tiempo de swing responden de manera diferente

BioMed Central
Silvi Frenkel-Toledo (silvi197@bezeqint.net) [2], Nir Giladi (ngiladi@tasmc.health.gov.il) [1], Chava Peretz (cperetz@post.tau.ac.il) [1], Talia Herman (talit@tasmc.health.gov.il) [1], Leor Gruendlinger (leor_gg@yahoo.com) [1], Jeffrey M Hausdorff (jhausdor@tasmc.health.gov.il) [1]
[1] Unidad de Trastornos del Movimiento, Tel-Aviv Sourasky Medical Center, Tel-Aviv, Israel
[2] Departamento de Terapia Física, la Escuela de Medicina Sackler, Universidad de Tel Aviv, Israel
[3] Departamento de Neurología, Facultad de Medicina Sackler, Universidad de Tel Aviv, Israel
[4] División de Envejecimiento, Escuela de Medicina de Harvard, Boston, MA, EE.UU.

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Resumen
Antecedentes

La capacidad de mantener un ritmo constante de andar se altera en pacientes con enfermedad de Parkinson (EP). Este aspecto de dyscontrol locomotor, que probablemente refleja alteración de la automaticidad en la DP, se puede cuantificar midiendo el paso-a-paso de la variabilidad de andar momento. Anteriores trabajos ha demostrado un aumento en la variabilidad del tiempo y el paso del tiempo en la DP swing, pero el origen de estos cambios no se entienden por completo. Los pacientes con PD en general, también a pie, con una reducción de la velocidad del paso, una posible confusión de los cambios observados en la variabilidad. El propósito del presente estudio fue evaluar la relación entre la velocidad y la poca variabilidad de andar.

Métodos

Paso del tiempo y la variabilidad del tiempo de la variabilidad del swing, se midieron en 36 pacientes con EP (Hoehn y Yahr etapa 2-2,5) y 30 controles sanos que caminaron sobre un tapiz rodante en cuatro diferentes velocidades: 1) Cómodo paseo velocidad (CWS), 2) 80% De CWS 3) 90% de CWS, y 4) 110% de CWS. Además, se estudiaron los efectos de caminar lentamente sobre el nivel de tierra, con y sin un andador.

Resultados

De acuerdo con resultados anteriores, el aumento de la variabilidad del tiempo de paso y tiempo de swing se observó en los pacientes con PD en el CWS, en comparación con los controles. En ambos grupos, hubo una pequeña pero significativa asociación entre el tapiz de andar paso del tiempo la velocidad y la variabilidad de tal manera que las velocidades más altas se asociaron con un menor (mejor) los valores de la variabilidad del paso del tiempo (p = 0,0002). En cambio, la variabilidad del tiempo de oscilación no ha cambiado en respuesta a los cambios en la velocidad de andar. Resultados similares se observaron con caminar sobre terreno plano.

Conclusión

Los resultados demuestran que la variabilidad del tiempo de oscilación es independiente de la velocidad de andar, por lo menos en el rango estudiado, y, por lo tanto, que puede ser utilizado como un marcador independiente de la velocidad de la ritmicidad de andar y estabilidad. Desde poca velocidad no afecta a la variabilidad del paso del tiempo y la variabilidad del tiempo de oscilación de la misma manera, parece que estos dos aspectos de la ritmicidad de andar no son totalmente controlados por los mismos mecanismos. En el presente los resultados también sugieren que el aumento de la variabilidad de andar en la enfermedad de Parkinson es la enfermedad relacionada con el, y no simplemente una consecuencia de la bradicinesia.

Introducción

Las caídas son una de las complicaciones más graves del paso de la perturbación en la enfermedad de Parkinson (PD) [1 - 7]. Más allá de los graves traumas que pueden causar, las caídas pueden dar lugar a temor de caer, auto-impuesto restricciones en actividades de la vida diaria, y el asilo de ancianos de admisión [1 - 6]. Mientras que las medidas tradicionales de control postural y de andar no cae en predecir adecuadamente PD [8], el aumento de la variabilidad de paso se ha asociado con un mayor riesgo de caídas en los adultos mayores en general, así como en pacientes con PD [9 - 13], lo que sugiere Que este aspecto de andar puede tener utilidad clínica como una ayuda en el otoño de evaluación de los riesgos. Más concretamente, como consecuencia de la DP patología, la capacidad de mantener un ritmo constante de andar y de una forma estable, constante caminar con un mínimo de patrón de paso-a-paso se altera cambios en la DP, es decir, el avance es el aumento de la variabilidad en la DP [11, 14 -- 20].

Los mecanismos subyacentes a la creciente variabilidad paso en la DP no se han investigado extensamente. El aumento de la variabilidad y de paso afectada ritmicidad de andar en la DP puede reflejar la reducción de la automaticidad y dañado locomotor sinergias [15, 16, 21]. En realidad, de estimulación externa y los tacos de paso disminuir la variabilidad en la DP [20, 22, 23]. Tratamiento con levodopa también reduce la variabilidad en la DP, lo que demuestra el papel que desempeñan las vías dopaminérgicas en la alteración de andar ritmicidad en la DP [11]. Sin embargo, otra posible explicación para el aumento de andar variabilidad observada en la enfermedad de Parkinson es que es simplemente un subproducto de la bradicinesia y una menor velocidad de andar, y no intrínsecos a la enfermedad. Además de su efecto en la variabilidad, la levodopa y pistas exteriores también puede aumentar la velocidad de andar en la DP [11, 24, 25], y varios estudios indican que aumenta la variabilidad del paso de andar si la velocidad es inferior a un óptimo valor [26, 27]. Por el contrario, otros informes indican que la velocidad y la poca variabilidad paso puede ser independiente. No paso importante aumento de la variabilidad del tiempo se observó en sujetos sanos de edad avanzada a pesar de que caminaba significativamente más lento que los adultos jóvenes [28, 29]. Maki demostrado que en las personas adultas mayores, se relaciona con la variabilidad del riesgo de caídas, mientras caminaba velocidad está relacionada con el temor de caer [13]. Miller et al observó un aumento significativo en la velocidad de andar, pero sin cambios significativos en la variabilidad de las medidas después de la formación rítmica de PD temas [30]. Hausdorff et al. Encontró que la variabilidad de andar medidas fueron significativamente superiores en los pacientes con la enfermedad de Huntington y de los pacientes con PD, en comparación con los controles, mientras que la velocidad de andar fue significativamente menor en PD, pero no en pacientes de Huntington [16]. Por lo tanto, es necesario seguir trabajando para comprender mejor la relación entre la velocidad y el paso de andar variabilidad en la DP.

Anteriormente, hemos descrito los efectos de un tapiz rodante en el andar de los pacientes con DP en su cómodo caminar velocidad [22]. Aquí nos informe sobre la influencia de diferentes velocidades caminar sobre el paso-a-paso de andar en las variaciones, en concreto, el paso del tiempo y la variabilidad del tiempo de la variabilidad del swing. La influencia de la velocidad fue examinado tanto en sujetos con EP y controles sanos para determinar el grado en que cualquier efectos observados eran específicos de DP. Se evaluaron los efectos de la velocidad mediante el estudio de temas sobre un tapiz rodante, donde la velocidad puede ser fácilmente fijado. Además, los temas fueron probados mientras caminaba sobre terreno plano, con y sin el uso de una poca ayuda.

Métodos
Temas

Treinta y seis pacientes con EP idiopática, tal como se define en el Reino Unido Brain Banco criterios [31], fueron contratados en el ambulatorio de la Unidad de Trastornos del Movimiento, en la Tel-Aviv Sourasky Medical Center. Los pacientes fueron invitados a participar, de ser su etapa de la enfermedad fue de entre 2 y 2,5 en la escala de Hoehn y Yahr [32], en caso de que no experimentaron fluctuaciones de la respuesta de motor, si son capaces de ambulate independiente, y si no utilizar un tapiz rodante para Por lo menos seis meses antes del estudio. El PD pacientes fueron comparados a treinta de control sanos de similar edad que fueron reclutados de la comunidad local. Ambos PD y control de los sujetos fueron excluidos si hubieran clínicamente significativa de las enfermedades músculo-esqueléticos, enfermedades cardiovasculares, enfermedades respiratorias, hipertensión, diabetes o enfermedad vascular periférica sintomática, otra enfermedad neurológica (o PD en el caso de los controles), la demencia De acuerdo con los criterios del DSM-IV y MMSE, depresión mayor según criterios del DSM-IV, o sin alteraciones visuales. El estudio fue aprobado por el Comité de Estudios Humanos de Tel-Aviv Sourasky Medical Center. Todos los sujetos dieron su consentimiento informado por escrito de acuerdo a la declaración de Helsinki, antes de entrar en el estudio.

La población de estudio se caracteriza con respecto a edad, sexo, altura, peso, el Mini Examen del Estado Mental (MMSE) resultados [33] (una grave medida de la función cognitiva ampliamente utilizado para la detección de la demencia), y el tiempo de prueba y Go Up (TUG) (una grave medida de equilibrio y la función de las extremidades inferiores) [34 - 37]. También se preguntó a los sujetos acerca de su historia de las caídas en el último año. El Unified Parkinson's Disease Rating Scale [38] (UPDRS) se utilizó para cuantificar la gravedad de la enfermedad y extra-piramidal signos en los sujetos con PD.

Protocolo

Después de dar su consentimiento informado, los sujetos se familiarizaron con caminar sobre una pasarela de 35 metros y caminar sobre un tapiz rodante motorizado (Woodway LOKO System ®, Alemania). Los sujetos fueron puestos a prueba cuatro veces en el pasillo y cuatro veces en el tapiz rodante a diferentes velocidades. Cada ensayo tuvo una duración de dos minutos. El nivel de tierra (el paseo), los temas fueron probados en cuatro condiciones en el siguiente orden: a) en su cómodo caminar velocidad (CWS), b) en una auto-seleccionados poca velocidad, es decir, en concreto, los sujetos se les pidió que caminar en Aproximadamente un 20% inferior a la de sus CWS, c) en su auto-seleccionados CWS mientras que utilizando un andador (cuatro ruedas de rodadura, Provo Rolator, Premis Inc, Holanda), y d) en una auto-seleccionados a baja velocidad mientras se usa el andador ( Es decir, en el 20% menos de la CWS con el andador). Sobre el tapiz, los temas fueron estudiados en cuatro rodante velocidades: 1) el CWS observado cuando se utiliza un andador en el nivel pasarela; 2) 80% de este CWS; 4) 90% de este CWS, y 4) 110% de este CWS . El orden de las condiciones de caminar sobre el tapiz fue al azar.

Promedio velocidad de andar sobre terreno plano se determinó usando un cronómetro midiendo el tiempo medio que los sujetos caminaron el centro de 10 metros de la pasarela de 35 metros durante los dos minutos de la prueba. Bajo todas las condiciones de caminar, los sujetos caminaron con un arnés de seguridad alrededor de la cintura que se concede sólo en el tapiz rodante caminar. Los sujetos caminaron en el tapiz rodante con todo el peso rodamiento. Debido a que los temas mientras caminaba a la celebración de barandillas (de la andador o tapiz rodante), la velocidad de andar bajo condición (1), es decir, cómodo caminar sobre el tapiz rodante, se estableció que la velocidad de andar bajo condición (c).

Inicialmente, los sujetos caminaba arriba y abajo de la pasarela de 35 metros para familiarizarse con las condiciones de los ensayos. Previamente a la prueba, en el tapiz rodante, los sujetos se les dio tiempo para caminar sobre el tapiz rodante. Este período de familiarización se terminó cuando el sujeto informado sentirse cómodo caminar sobre el tapiz a su preferido andar velocidad. Posteriormente, los sujetos se les dio 5 minutos de descanso para minimizar los efectos de la fatiga. Las mediciones sobre el tapiz rodante fueron tomadas a unos 30 segundos de aumentar gradualmente la velocidad rodante a la velocidad deseada, es decir, la recopilación de datos se inició sólo después de los sujetos había alcanzado un ritmo constante.

Aparatos

Un anteriormente descrito computarizado sensibles a la fuerza del sistema se utilizó para cuantificar de andar y paso-a-paso variabilidad [22, 39]. El sistema de medidas de las fuerzas por debajo de los pies como una función de tiempo. El sistema consta de un par de zapatos y una unidad de grabación. Cada zapato contiene 8 sensores de carga que cubren la superficie de la única medida de la vertical y las fuerzas bajo el pie. La unidad de grabación (19 × 14 × 4,5 cm y 1,5 kg) se lleva en la cintura. Plantar las presiones en relación con cada pie se registran a una tasa de 100 Hz. Las mediciones se almacenan en una tarjeta de memoria durante la caminata y, después de la caminata, se transfieren a un ordenador personal para un análisis más detallado. El siguiente paso se determinaron parámetros de la fuerza de registro utilizando métodos descritos anteriormente [9 - 11, 17, 22]: la media de tiempo de paso, swing tiempo (%), la variabilidad del paso del tiempo, y tiempo de swing (%) variabilidad. Promedio longitud de zancada se calcula multiplicando el promedio de velocidad de andar por la media de paso del tiempo. Variabilidad medidas se cuantificaron utilizando el coeficiente de variación, por ejemplo, el paso del tiempo la variabilidad = 100 × (desviación estándar del paso del tiempo) / (media de paso del tiempo). Debido a los valores entre la izquierda y la derecha, se correlacionó significativamente pies, estamos aquí sólo de los valores basados en el pie derecho.

Análisis Estadístico

Estadística descriptiva se presentan como media ± desviación estándar. Se ha utilizado la t de Student y pruebas de Chi-cuadrado para comparar la PD y los sujetos de control en relación con las diferentes características (por ejemplo, edad, sexo). Para evaluar el efecto de la velocidad del paso de parámetros y comparar los grupos, hemos utilizado Mixta Efectos Modelos para medidas repetidas. Para cada parámetro de andar, otro modelo se aplicó. La variable dependiente fue el parámetro de andar y de las variables independientes fueron el grupo (PD pacientes o controles), la condición de a pie (por ejemplo, el tapiz rodante o andador), a poca velocidad, y la interacción término grupo condición × × caminar andando. P informó de los valores se basan en la comparación de dos caras. Un valor de p = 0,05 fue considerado estadísticamente significativo. Todos los análisis estadísticos se realizaron con SPSS 11,5 y SAS 8.2 (Proc Mixed).

Resultados
Asunto Características

Demográficos, antropométricos, clínicos y características de los pacientes y grupos de control se resumen en la Tabla 1. Ambos grupos eran similares en cuanto a edad, sexo, altura, peso, y el MMSE. Entre los temas PD, el 63,9% eran hombres, el 60% de los controles eran hombres (p = 0,746). Como era de esperar, los sujetos con PD tomó más tiempo para realizar las Timed Up and Go test. PD En términos de características, la media de Hoehn y Yahr etapa de los pacientes fue de 2,1 ± 0,2. La puntuación media en la UPDRS (total) fue del 36,1 ± 11,5 y puntuaciones en la parte I (mental), Parte II (actividades de la vida diaria) y la Parte III (motor) fueron 2,2 ± 1,5, 10,5 ± 4,2 y 23,4 ± 7,4, Respectivamente. El nivel de tierra, mientras se usa el andador, los pacientes con PD caminó más despacio y con una mayor variabilidad del paso del tiempo y tiempo de oscilación, en comparación con los controles (ver Tabla 1].

Efectos de la velocidad del paso sobre nivel de tierra

El cuadro 2 se resumen los efectos de caminar en una auto-seleccionados lenta velocidad del paso sobre nivel de terreno. Cuando se le preguntó a caminar a una velocidad lenta, los pacientes y los controles redujo significativamente su velocidad de andar (p <0,001), en un 17% y el 15% al caminar sin un andador, respectivamente, y en un 16% y un 17% al caminar con Un andador, respectivamente. En la velocidad más baja de andar, tanto en los pacientes con PD, y en los controles, el promedio de longitud de zancada se redujo significativamente, y el promedio de tiempo de paso y paso del tiempo fueron significativamente el aumento de la variabilidad. En cambio, la variabilidad del tiempo de oscilación no fue significativamente cuando los sujetos caminaron en la velocidad del paso más lento. Para todas las medidas, entre las pacientes con PD, de andar en los cambios que se hicieron en respuesta a la velocidad del más lento caminar paralelo de los cambios introducidos en los sujetos control (es decir, no hubo Grupo Paseos Estado × × Velocidad interacciones sobre terreno plano, P = 0,092 para el paso del tiempo y la variabilidad p> 0,445 para todas las demás medidas).

Efectos de la velocidad de andar sobre el tapiz

Cuadro 3 se resumen los efectos de la velocidad sobre el tapiz de andar. En el tapiz rodante, los efectos son generalmente similares a los observados en el nivel de tierra. Tanto en los pacientes con PD, y en los controles, el promedio de longitud de zancada, y el promedio de tiempo de oscilación se redujo significativamente en la velocidad más lenta rodante (80% de CWS), y aumentó en 110% CWS. Promedio paso del tiempo fue aumentado a la velocidad más lenta rodante y en la reducción de 110% de CWS. Zancada tiempo variabilidad fue significativamente mayor en el 80% de CWS en los pacientes con DP.

Para todas las medidas de andar, los efectos de las distintas velocidades caminar sobre tapiz rodante fueron similares en los pacientes con PD y los sujetos control (no hubo pruebas de Grupo × Slope interacción, p> 0.172). Como puede discernirse de los ejemplos se muestra en la Figura 1, todas las medidas de andar respondido a los cambios en la velocidad de una forma más o menos de forma paralela en los dos grupos. En ambos grupos, hubo una significativa relación lineal entre la velocidad y la media de andar paso del tiempo (p <0,0001), la variabilidad del paso del tiempo (p = 0,0002), el promedio de tiempo de oscilación (p <0,0001), y la longitud de zancada (p < 0,0001). Tenga en cuenta que si bien existe una relación significativa entre la velocidad y otras medidas, con los cambios de velocidad son, sin embargo, relativamente pequeño (ver Tabla 3 y Figura 1]. En ambos grupos, la variabilidad del tiempo de oscilación no tiene relación con la velocidad del paso (p> 0.451).

Discusión

De acuerdo con estudios anteriores, encontramos una reducción de longitud de zancada y media de tiempo de oscilación, y un aumento en la variabilidad del tiempo de paso y tiempo de swing de la variabilidad en los pacientes con DP [11, 14 - 20]. Las principales conclusiones de este estudio son las relaciones entre la velocidad y andar estas medidas. Longitud de zancada, el paso del tiempo, swing tiempo, y de paso la variabilidad del tiempo se relacionan con la velocidad de andar, tanto en terreno plano y en el tapiz rodante, especialmente en la velocidad más lenta, mientras que la variabilidad del tiempo de oscilación es independiente de la velocidad de andar. Relaciones similares se observaron en los pacientes con PD, y en los controles.

Yamasaki et al describieron una relación en forma de U entre la longitud de zancada y la variabilidad de la velocidad de andar sujetos sanos cuando caminaba sobre un tapiz rodante [26]. Valores mínimos se obtuvieron en el CWS y el aumento de los sujetos cuando caminaba más lento o más rápido que el CWS. Similar forma de "U" en el paso del tiempo las relaciones de la variabilidad y longitud de zancada variabilidad También se ha informado de otros [27, 40, 41]. Yamasaki et al. Sugirió que la variabilidad de la mínima longitud de zancada se producirá en el CWS, ya que, mecánicamente, la más eficiente de andar ocurre a esta velocidad y la energía metabólica en los gastos son un mínimo. Los estudios de mecánica y de los gastos energéticos en el tapiz rodante apoyar esta explicación [42, 43]. En el presente estudio, se observó una relación lineal entre la velocidad y la zancada del paso del tiempo y no de una variabilidad en forma de U relación. La gama de velocidades de la prueba a pie puede explicar esta aparente contradicción entre los estudios anteriores. La tendencia lineal que hemos observado en la variabilidad del paso del tiempo puede reflejar una de las ramas de la U-forma. Las diferencias en el estudio de poblaciones pueden también desempeñar un papel aquí. La mayoría de las investigaciones anteriores que examinaron la relación entre la variabilidad de la velocidad de andar y estudiado los adultos jóvenes sanos. En el presente estudio se centró en pacientes con PD y los adultos mayores. Mecánica y optimizaciones gasto de energía puede verse afectada por el envejecimiento y la enfermedad [44]. Curiosamente, en un estudio de los jóvenes y los adultos mayores, Grabiner et al [45] informó de que la velocidad del paso no afecta a la poca variabilidad de la velocidad, longitud de zancada o paso del tiempo. A nuestro entender, el presente estudio es el primero en examinar la influencia de la velocidad en la variabilidad del tiempo de oscilación. Si los resultados actuales se confirman, entonces parece como si la variabilidad del tiempo de oscilación puede ser utilizado como un marcador independiente de la velocidad de estabilidad y riesgo de caídas. No obstante, los estudios futuros deben evaluar la relación entre la variabilidad de la velocidad y de andar más de una gama más amplia de velocidades, y quizás también en los jóvenes y los adultos mayores.

En estudios previos que cuantifica la variabilidad del paso del tiempo y la variabilidad del tiempo de oscilación, estas dos medidas son normalmente afectados por la enfermedad y el envejecimiento de grados similares [9, 16, 46]. Si bien ambas medidas son diferentes en la DP y los controles, a poca velocidad afectados paso variabilidad del tiempo, pero no tiempo de oscilación (%) variabilidad en el presente estudio. Hace más de 20 años, Gabell Nayak y especuló acerca de las diferencias entre estas dos medidas de variabilidad [28]. Sugirieron que la variabilidad del tiempo de paso está determinada principalmente por el mecanismo de andar-patrón (secuencia repetida contracción y relajación de los grupos musculares resultantes en pie), mientras que el tiempo de oscilación (el doble de tiempo de apoyo) la variabilidad está determinada fundamentalmente por el equilibrio de los mecanismos de control. Tal vez porque refleja la variabilidad del tiempo de paso automático de los mecanismos de refuerzo rítmico, es más sensible a los diferentes tipos de rítmica, y, por tanto, poca velocidad. Otros estudios también han observado que las medidas de variabilidad de andar puede, en ocasiones, mostrar el comportamiento independiente [45, 47]. Biomecánico estudios adicionales son necesarios para comprender mejor las diferencias entre la variabilidad del paso del tiempo y la variabilidad del tiempo de swing y de los factores que contribuyen a cada una de ellas.

Si bien se necesitan más estudios para aclarar aún más la relación entre la velocidad y la variabilidad de andar, en el presente los resultados de apoyo a dos conclusiones. En primer lugar, en dysrhythmicity de andar en la enfermedad de Parkinson es causado por las enfermedades relacionadas con la patología. Zancada variabilidad del tiempo se ve influida en un pequeño grado de andar por velocidad, pero de cerca en el cuadro 3 se sugiere que el aumento de la variabilidad en la DP no es simplemente el resultado de una reducción de velocidad a pie. El aumento de la variabilidad del tiempo de oscilación en la enfermedad de Parkinson es aparentemente independiente de la velocidad de andar. Además, incluso cuando los pacientes con PD caminar a la misma velocidad que los controles (es decir, el 90% de los controles ≈ CWS en el 100% de CWS en la DP), el swing es el aumento de la variabilidad del tiempo en la DP. En segundo lugar, cuando el estudio de la variabilidad de andar, se debe tratar de controlar y para tener en cuenta la velocidad del paso, tal vez dictado por la velocidad de andar con un tapiz rodante. Cuando esto no es posible, el estudio de la variabilidad del tiempo de oscilación puede proporcionar un marcador de dysrhythmicity y de la inestabilidad que es independiente de la velocidad de andar.

Declaración de conflicto de intereses

Los autores declaran que no tienen intereses en conflicto.

Contribuciones de los autores

SFT, NG, y JMH diseñó el estudio. SFT y TH participó en la recopilación de datos. CP, JMH y LG realizan el análisis de datos. SFT y JMH redactado el manuscrito. Todos los autores ayudó con la interpretación de los resultados, se revisó el manuscrito, y participó en la edición de la versión final del manuscrito.

Agradecimientos

Este trabajo fue apoyado en parte por subvenciones de la ANR, y NICHD NCRR y de la Fundación de la enfermedad de Parkinson.