《Applied Sciences》:Exploring the Potential of Lee Silverman Voice Treatment BIG for Improving Balance and Gait in Patients with Multiple Sclerosis: A Pilot Study
引言
Lee Silverman Voice Treatment (LSVT) BIG 康复方法的设计理念是强调大振幅运动。它基于LSVT LOUD方法的原理,后者是一种最初为像Lee Silverman这样的有言语困难的帕金森病(PD)患者开发的言语治疗项目,用于增强音量和改善声音过弱。LSVT BIG 优先考虑运动幅度而非速度,旨在作为一种强化干预措施,以缓解PD患者的运动迟缓和运动减少。该计划包括每日高强度训练(约达到患者最大努力的80%),涉及标准化的全身运动,并通过多次重复实现复杂性的渐进式增加。通常,LSVT BIG通过面对面、每次一小时的课程进行,结合每日家庭练习和为期四周的巩固练习。训练任务根据患者的具体目标进行个体化设置,并在持续时间、幅度和复杂性上逐步演进。外部提示,包括物理治疗师的触觉和视觉反馈,是LSVT BIG的关键组成部分,有助于重新校准运动输出和感知意识,以支持更大幅度的运动。PD患者的感觉自我感知缺陷导致了运动迟缓,而LSVT BIG中的高强度、高努力重复则鼓励在正常运动范围内采用一种新的“更大”的运动输出。
研究已证明LSVT BIG在增加PD患者运动幅度和改善功能活动协调性方面的有效性。报告的改善包括步态相关参数,如关节活动范围、步幅长度、功能性步态、步长和平衡能力。有证据表明,对于轻度PD患者,LSVT BIG可能比传统运动项目更有效,并且被韩国神经康复学会(KSNR)推荐用于改善平衡和步态功能。LSVT BIG后观察到的日常功能增强被认为是由振幅特异性、高强度训练结合感觉重新校准所诱导的神经可塑性变化所驱动的。
鉴于LSVT BIG在PD中的有效性,人们越来越有兴趣探索其对其他影响活动能力和协调性的中枢神经系统(CNS)疾病(如多发性硬化(MS))的潜在益处。MS是一种影响全球超过百万人的慢性自身免疫性炎症疾病。它导致肌肉无力、痉挛和疲劳,影响平衡和步态。MS患者表现出步幅长度缩短、步频降低、关节活动度减少以及行走时能量消耗增加。认知-运动双任务表现进一步损害行走速度,这凸显了对有效康复的需求。尽管MS(脱髓鞘和免疫介导的损伤)和PD(基底节多巴胺能变性)的病理基础不同,但这两种病症都具有显著影响步态、平衡和功能活动性的感觉运动障碍。在PD患者中,LSVT BIG已被证明可诱导本体感觉重新校准,这暗示了其影响运动幅度和运动控制的可能生理机制。类似地,MS患者也表现出本体感觉和感觉处理障碍,例如轻触觉、振动觉和关节位置觉的缺陷,这些缺陷与平衡和步态功能障碍相关。研究表明,MS中的本体感觉缺陷与较差的姿势控制力和活动能力有关,而旨在改善中枢感觉整合的感觉-运动训练可以改善平衡能力。MS中的这些感觉-运动处理缺陷与LSVT BIG在PD文献中描述的感觉整合和本体感觉重新校准目标相呼应,并为在MS康复中研究基于振幅的、高强度训练方法(如LSVT BIG)提供了机制上的理论依据。
尽管康复计划如阻力训练、有氧运动、普拉提、瑜伽和太极拳可以改善MS患者的力量、耐力和一般平衡能力,但它们通常缺乏结构化的、层次分明的进展,未能以标准化方式整合高强度、全身运动,并且通常对家庭实践指导有限。此外,大多数这些项目没有明确纳入针对感觉运动整合的运动学习原则,而这是LSVT BIG的核心。相比之下,LSVT BIG项目围绕高强度、重复性、全身性练习组织,逐步挑战运动控制和协调性。其结构化的、任务导向的方法既标准化又可适应,允许改善转移到现实生活中的活动能力。通过解决传统项目的局限性,LSVT BIG提供了一个系统化框架来增强运动表现、平衡和步态,有可能克服MS患者所经历的具体功能挑战。
虽然LSVT LOUD已成功应用于解决MS患者的声音过弱问题,但LSVT BIG尚未被广泛探索。值得注意的是,它在改善中风患者上肢运动功能方面已显示出疗效,但据我们所知,尚无关于其对MS患者影响的数据。
本研究旨在探讨LSVT BIG对改善多发性硬化(MS)患者平衡和步态的潜在益处,并探索其在该人群中的可行性。尽管MS和帕金森病(PD)在运动控制、疲劳、症状分布和疾病进程方面存在差异,但本研究试图确定LSVT BIG的结构化、高强度、任务导向原则(已在PD中显示有效)是否能在MS中转化为有意义的功能改善。假设LSVT BIG将导致平衡和步态方面的可衡量增益,支持其作为该人群结构化康复方法的潜力。
材料与方法
研究设计
这项探索性临床试验采用干预前后评估设计,以研究LSVT BIG康复计划对选定结局指标的影响(受试者内效应)。该设计能够进行个体内随时间变化的比较,使研究能够有效评估LSVT BIG后MS患者平衡和步态的初步变化。这种前后方法常用于早期阶段或探索性研究,当随机对照试验尚不可行时。PD和MS患者组都参与了相同的LSVT BIG计划,从而能够进行组间比较(受试者间效应)。
参与者
招募了PD和MS患者的便利样本。资格标准要求诊断为PD或MS,具有行走能力,且疾病严重程度为轻度至中度(PD的Hoehn & Yahr分期为I-III期,MS的扩展残疾状态量表(EDSS)< 6分,并且MS和PD参与者的mini-BESTest得分均 > 21分),以确保安全参与运动计划而不会增加跌倒风险。虽然尚未为MS患者建立通用的mini-BESTest临界分,但本研究中使用 > 21分的临界分作为功能性资格标准,而非诊断或残疾分类阈值。先前的研究表明,mini-BESTest得分在21-22/28分左右代表了PD患者动态平衡表现和跌倒风险的临床有意义差异。此外,mini-BESTest在轻度至中度MS患者中显示出良好的信度和效度,支持其作为该人群平衡功能测量工具的使用。
排除标准包括非典型疾病特征、既往参与过LSVT BIG、使用十二指肠泵或脑深部电刺激(DBS)、影响理解或执行计划指令能力的认知障碍或痴呆(简易精神状态检查(MMSE)得分 ≤ 24分)、限制参与高强度运动的心血管疾病。为确保对PD和MS参与者干预效果进行有意义的比较,要求参与者能够行走并能安全参与高强度LSVT BIG练习,确保各组功能水平大致相当。虽然人口统计学特征(年龄、性别)和疾病持续时间可能因人群固有性质而异,但确保基线时功能水平可比性,可最大程度减少评估LSVT BIG效果时的混淆因素。鼓励参与者在研究期间保持其日常活动。研究获得了希腊西部技术教育学院(现命名为帕特雷大学)伦理委员会的批准(注册号:981/14-01-2019),并获得了所有参与者的书面知情同意。
测量结局
主要结局指标是功能性平衡,次要结局包括功能性步态和计时移动能力表现(计时起立行走测试(TUG)、单腿站立时间、以及在泡沫和倾斜表面上的平衡能力)。所有评估在基线、干预中期和干预后进行。
平衡评估
使用迷你平衡评估系统测试(mini-BESTest)评估平衡表现,该测试包括14项静态和动态任务,评估预期性姿势调整、反应性姿势控制、感觉定向和动态步态。最高得分为28分。研究中使用了该量表的希腊语改编版,该版本已在神经系统疾病患者中得到验证。
单腿站立:指导参与者单腿站立(双侧测试),最多30秒。此任务评估窄支撑面上的平衡能力,被认为是评估PD患者姿势稳定性的最佳方法之一。
泡沫表面站立:参与者双脚并拢,双手叉腰,闭眼站在4英寸厚的泡沫表面上,最多30秒。此项源自mini-BESTest,用于评估感觉输入(视觉和体感)对平衡表现的影响,特别是在不稳定条件下。
倾斜表面站立:平衡表现也在倾斜坡道上评估,参与者闭眼站立,双脚与肩同宽,手臂放松置于身体两侧,最多30秒。此项任务源自mini-BESTest,提供了在具有挑战性的感觉条件下平衡适应性的计时测量。
步态评估
功能性步态使用功能性步态评估(FGA)进行评估,该评估包括10项在不同条件下进行的步态任务。每项得分从0到3,总分最高为30分。使用了经过验证的希腊语改编版量表。
一般移动能力和动态平衡通过计时起立行走测试(TUG)进行评估,该测试测量从椅子上站起来、行走三米、转身、返回椅子并坐下所需的时间。典型的完成时间约为7秒,而超过13秒则表明跌倒风险增加。
所需设备
平衡和步态评估使用了以下设备:用于计时的秒表、用于标记距离的地板胶带、一条6米长的步行路径(宽度:30.48厘米)、一个障碍物(堆叠的箱子,高度22.86厘米)、一个中等密度的泡沫表面(4英寸厚)、一把无扶手或无轮子的稳固椅子、一个倾斜坡道,以及用于标记TUG测试3米距离的地板标记。
评估者
数据收集和结局评估由一名持证物理治疗师进行,该治疗师曾接受研究主管的培训,研究主管是神经康复专家,也是主要研究人员,曾主导将mini-BESTest和FGA跨文化适应为希腊语的工作。这项先前的工作为本研究使用的评估工具提供了广泛的专业知识。使用官方mini-BESTest手册和来自官方网站的指导材料提供了关于评估量表的额外培训。所有结局评估均由同一名受过培训的物理治疗师进行,该治疗师也负责实施干预。使用单一评估者最大程度地减少了评估者间变异,并确保跨组别和所有时间点的结局测量的一致性。所有评估均在标准化条件下进行,以进一步减少潜在的评估偏倚。
干预
干预遵循标准化的LSVT BIG方案,并由获得LSVT BIG方法认证的物理治疗师实施。LSVT BIG从LSVT LOUD的运动学习原则演变而来;然而,在LSVT BIG中,仅使用声音提示来支持运动幅度和运动重新校准。该计划的治疗重点完全放在运动表现、平衡和步态上。由于LSVT BIG是标准化和手册化的干预措施,未详细列出个别练习;然而,方案的核心结构、组成部分、强度和进展原则已根据先前的LSVT BIG出版物进行了充分描述和引用。
课程在强度、频率和任务进展方面遵循方案,以确保标准化和准确实施。该计划持续四周,每周进行四次,每次一小时的课程(共16次),在参与者家中一对一进行。另外还给予参与者每日家庭作业和巩固练习。LSVT BIG计划强调高努力重复和大振幅运动,由物理治疗师的BIG提示引导。该计划包括六个组成部分:
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最大日常练习:七个多方向、高振幅的全身练习,重复进行,其中两个坐位进行,五个站立进行。
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功能性成分任务:五项功能性活动,包括一项标准的坐站任务和四项根据每位患者日常生活和目标、基于临床评估个体化的练习。
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层次任务:一到三项复杂的、多级别的任务,在四周计划中难度逐步增加,根据每位患者的现实生活目标和兴趣定制。
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BIG行走:步态训练,强调增加步长、摆臂幅度、姿势和行走速度。
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巩固任务:分配给患者将BIG运动整合到现实世界条件下的活动。
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家庭作业:在监督课程之外,每日独立练习“最大日常练习”、“功能性成分任务(坐站、伸手到橱柜、床上翻身、快速扣纽扣)”和“层次任务(做一顿完整的饭、从头到尾穿衣、步行去商店并返回)”。
组成部分5-6专门设计用于促进技能在康复环境之外的转移。指导患者在日常巩固和家庭作业练习中匹配监督课程的强度和努力程度。在面对面监督训练期间,教育患者使用感知大小努力量表(Perceived Bigness Effort Scale)以高努力进行运动,促进运动幅度和努力的校准。校准训练侧重于让患者适应更大的运动和更大的努力,强化这种运动幅度在正常限度内的观念。这种方法提供了一种持续的、基于临床的方法来监控运动强度,与LSVT BIG方案一致。家庭运动计划的依从性也使用LSVT BIG?家庭运动计划日志进行监控,该日志结构化为“最大日常练习”的每日运动日记。还向参与者提供了说明正确运动执行的照片材料,以及官方的LSVT BIG?每日治疗表格,其中包含最大日常练习、功能性任务和层次活动的标准化重复次数,以支持准确一致的家庭练习。家庭练习与每日面对面课程并行实施,允许进行持续的临床监控。在每次面对面课程中,系统性地询问参与者关于家庭练习的完成情况、感知努力、任务特定困难和整体表现。
练习进展和任务修改由上述每日反馈指导。因此,这种练习进展是个体化的,结合了重复次数的增加、复杂性的增加(例如,双任务)、可变速度、支撑基底的减少和方向变化,同时保持运动幅度和质量。干预结构、强度和进展对MS和PD参与者是相同的,练习根据功能目标而非诊断进行个体化。这些策略旨在调动神经可塑性,并强化在功能性任务中识别和执行大范围、受控运动的能力。
实验程序
参与者的平衡和步态在基线、第二周结束时和LSVT-BIG方案第四周后进行评估。初步访谈和资格筛查在基线评估前进行。干预在确认资格后的后续预约开始。
在研究期间,参与者完成了由物理治疗师管理的监督运动序列,如干预方案中所述。此外,他们在家中按照指定的频率和强度独立进行规定的“家庭作业”练习。每位参与者从物理治疗师那里收到一本练习手册和一本日记,用于记录整个计划期间的家庭练习情况和依从性。
数据分析
使用IBM SPSS Statistics for Windows, Version 28.0进行统计分析。使用Levene检验验证正态性和方差齐性的假设。进行了混合设计重复测量方差分析(ANOVA),以检验LSVT BIG对平衡和步态结局随时间(受试者内效应)和组间(PD vs. MS)的影响。计算所有结局指标的估计边际均值(EMMs),并报告95%置信区间(CI),以提供估计精确度的信息并支持临床解释。效应大小报告为偏η2(np2),用于时间、组别和交互作用效应,并根据常规阈值进行解释,近似值0.01、0.06和0.14分别代表小、中、大效应。计算了np2和均值的置信区间,以允许透明评估变异性和干预影响。数据以平均值±标准差(SD)呈现,统计显著性水平设定为α = 0.05(p < 0.05)。
结果
患者特征
在本研究中,12名患者(7名男性和5名女性)参与了LSVT计划。6名患者(6名男性)属于PD组,而6名患者(5名女性和1名男性)患有MS。MS患者的平均年龄为45 ± 8岁,而PD患者为68 ± 3岁。基线功能性平衡和步态测量值在两组之间无显著差异(p > 0.05)。所有参与者的人口统计学特征和基线数据如表1所示。
平衡
干预后,两组患者的迷你平衡评估系统测试(mini-BESTest)总分均显著改善(F(2, 20)= 325.16,p < 0.001,95% CI [0.89, 0.98],np2= 0.97)。图1以单独线条显示了多发性硬化(MS)和帕金森病(PD)患者mini-BESTest总分在干预前后的变化。
此外,左腿单腿站立时间(F(2, 20)= 123.90,p < 0.001,95% CI [0.74, 0.96],np2= 0.92)和右腿单腿站立时间(F(1.23, 12.33)= 43.37,p < 0.001,95% CI [0.49, 0.88],np2= 0.81)均显著增加。在从mini-BESTest中提取的任务中也观察到了改善,例如闭眼站在泡沫表面上的站立时间(F(2, 20)= 156.66,p < 0.001,95% CI [0.79, 0.97],np2= 0.94)。闭眼站在倾斜平面上的站立时间从基线到干预后显著增加(F(1.12,12.16)= 43.987,p < 0.001,95% CI [0.47, 0.88],np2= 0.81)(表2)。
大多数测量结局未发现显著的组间差异,包括平衡(F(2, 20)= 2.011,p > 0.05,95% CI [0.00, 0.50],np2= 0.17)(图1)、左腿站立时间(F(2, 20)= 8.316,p > 0.05,95% CI [0.02, 0.69],np2= 0.45)(图2A)或右腿站立时间(F(1.23, 12.33)= 1.412,p > 0.05,95% CI [0.00, 0.42],np2= 0.12)(图2B)。与这些发现一致,第一次和第三次评估(干预前后)之间的平均差异在两组之间没有显著差异(表3)。
一个例外是左腿站立时间,显示出组间存在显著差异(t9.498= 3.411,p = 0.007)。MS组表现出更大的平均改善(2.23 ± 2.19 秒),而PD组为(5.35 ± 1.73 秒)(表3)。泡沫表面站立时间(F(2, 20)= 0.775,p > 0.05,95% CI [0.00, 0.40],np2= 0.07)(图2C)和倾斜表面站立时间(F(1.22, 12.16)= 3.516,p > 0.05,95% CI [0.00, 0.54],np2= 0.26)的改善在组间相似(图2D)。表2呈现了每组在所有三次评估中各变量的平均得分(±SD),表3呈现了第一次和第三次评估之间的平均差异。
步态评估
通过功能性步态评估(FGA)总分评估的步态表现,在干预后显著改善(F(2, 20)= 253.79,p < 0.001,95% CI [0.87, 0.98],np2= 0.96)(图3A)。计时起立行走测试(TUG)的持续时间在三次测量中也显著改善(F(2,20)= 35.72,p < 0.001,95% CI [0.38, 0.87],np2= 0.78)(图3B)。
未发现FGA总分(F(2, 20)= 1.83,p > 0.05,95% CI [0.00, 0.48],np2= 0.16)或TUG表现(F(2,20)= 0.057,p > 0.05,95% CI [0.00, 0.25],np2= 0.01)存在显著的组间差异(图3B)。
从mini-BESTest中提取的双任务TUG(倒数三位数),在干预后也显著改善(F(2, 20)= 30.004,p < 0.001,95% CI [0.32, 0.86],np2= 0.75)(图3C)。这种改善在组间没有显著差异(F(2,20)= 0.693,p > 0.05,95% CI [0.00, 0.40],np2= 0.06)(图3C)。
对于任何评估的步态相关变量,第一次和第三次评估之间的平均差异在组间均无统计学差异(p > 0.05)(表3)。
讨论
本研究旨在探讨LSVT BIG——一个最初为改善帕金森病(PD)患者平衡和步态而开发的计划——是否同样能使多发性硬化(MS)患者受益。我们的研究结果表明,尽管MS(脱髓鞘、轴索损伤)和PD(基底节变性)的根本病理生理机制存在根本差异,但LSVT BIG在两组中均产生了显著且相当的平衡和步态改善。在平衡(通过mini-BESTest总分测量)和几个功能参数上——包括单腿站立时间(左和右)、闭眼泡沫表面站立和倾斜表面站立——MS和PD患者都表现出显著的增益。
大多数结局指标显示出中等到大的效应大小(ηp2> 0.12),表明LSVT BIG后在MS和PD组中均产生了有意义的功能改善。只有TUG表现的组间差异(无统计学意义)显示出小的效应大小,这与跨组相当的功能增益一致。这些效应大小模式,连同估计边际均值的95%置信区间,表明即使在没有MS的正式最小临床重要差异(MCID)阈值的情况下,观察到的变化也可能具有功能相关性。这表明LSVT BIG背后的某些康复原则——如任务特异性、强度和重复性功能实践——可能在不同神经系统疾病中起作用,尽管其获益的表达和程度可能仍受疾病特异性特征的影响。
MS参与者出现这些改善