轻中度帕金森病患者360°原地转身中轴向节段协调模式与运动策略的表征

《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》：360° turning in individuals with mild to moderate Parkinson’s disease: a clustering analysis of segmental coordination strategies

　　

摘要

背景

转身是帕金森病 (PD) 患者经常受损的一种复杂运动任务，导致跌倒风险增加和活动能力下降。虽然先前的研究记录了 PD 患者在 90°和 180°转身时转身时间增加和整体节段协调，但重复的 360°原地转身嵌入在标准平衡量表上，比小角度转身对轴向序列和平衡施加了更大的要求，并在标准化条件下产生多次连续转身。在此任务期间，特定节段的时间转身策略及其在重复转身中的变异性尚未得到表征。

目的

表征轻至中度帕金森病患者和年龄及性别匹配的健康对照 (HC) 在 360°转身期间的轴向节段协调。

方法

54 名特发性 PD 参与者和 22 名年龄及性别匹配的健康对照完成了一项一分钟的 360°转身任务，左右转身交替进行。位于头部、胸骨和腰椎的惯性测量单元 (IMU) 捕获了旋转运动数据。使用双阶段、无监督 K 均值聚类算法来检测特定节段的转身起始和延迟时间，作为整体协调的衡量指标。分析了节段启动率，并通过无监督聚类确定了主导运动策略。

结果

与健康对照相比，PD 参与者完成的转身次数更少 (p?=?0.011)，每次转身旋转的角度更小，定义为每次转身实现的腰椎总旋转量 (p?=?0.002)，且完成每次转身花费的时间更长 (较慢侧和较快侧分别为 p?=?0.006 和 0.002)。他们更频繁地用头部启动转身，而健康对照显示出更分散的头部和腰椎起始模式，经转身水平混合效应逻辑回归证实 [所有错误发现率 (FDR) 校正后 p?<?0.001]。PD 患者的胸骨和腰椎起始延迟更长 (p?<?0.001 和 p?=?0.028)，且 PD 患者所有三对节段的节段间延迟面积更大 (p?=?0.037, 0.037, 和 0.040)。调整转身时间后，PD 患者的胸骨起始延迟仍然更长，而延迟面积差异未达到显著性。净节段间领先，即带符号的延迟面积，显示两组中头部均领先于两个躯干节段 (p?<?0.001)，且组间无差异。在 PD 组内，头部主导集群显示的头部 - 胸骨起始延迟比腰椎主导集群更长 (FDR 校正后 p?=?0.009)。

结论

在 360°转身过程中，健康对照和 PD 患者均未使用单一的轴向协调模式。PD 患者偏好头部优先策略，并显示出头部与躯干之间更大的时间分离，部分归因于他们较慢的转身，同时两组中头部均领先于躯干，且胸骨 - 腰椎对保持最紧密的耦合。因此，PD 中的全圆转身并不能简化为统一的刚性整体策略。这是否反映了任务特定适应或补偿性视觉锚定仍有待测试，因为只研究了一种转身幅度且未记录注视。这些模式可能有助于完善评估工具和干预措施。