A method to assess freezing of gait in Parkinson's disease with inertial sensors

Abstract

A doença de Parkinson (DP) é uma condição crônica e degenerativa do sistema nervoso central que causa perda progressiva de neurônios produtores de dopamina. O bloqueio da marcha, do inglês Freezing of gait (FOG), é um sintoma proximal específico da doença de Parkinson, caracterizado por um breve bloqueio motor definido como uma incapacidade episódica de gerar passos eficazes. Esse distúrbio de marcha é muito angustiante e leva a um alto risco de quedas, diminui a independência, causa constrangimento e limita as interações sociais. A avaliação dos efeitos clínicos do tratamento da DP se beneficiaria de medidas objetivas e padronizadas do FOG, e um tratamento e reabilitação precisos do FOG podem reduzir acidentes e melhorar a qualidade de vida das pessoas com DP que sofrem deste sinal. O objetivo deste estudo foi desenvolver e validar uma tarefa de mobilidade física capaz de induzir FOG em um ambiente controlado, empregando gatilhos conhecidos para o FOG. Em seguida, para ampliar a abordagem da avaliação do FOG, foram analisados ​​diferentes parâmetros de marcha, a fim de desenvolver um sistema mais útil para monitorar freezers na DP. Os sinais de três sensores inerciais com giroscópio e acelerômetro 3D foram utilizados para comparar o padrão de caminhada entre pessoas com DP que apresentam FOG (grupo GFOG+), pessoas com DP que não apresentam FOG (grupo GFOG-) e indivíduos saudáveis ​​de mesma idade (grupo GC). O número total de ocorrências de FOG durante a coleta de dados foi 174. As tarefas propostas foram capazes de desencadear 120 episódios de FOG, enquanto o teste TUG causou 24 e a parada voluntária causou 30. O acelerômetro e o giroscópio puderam não apenas detectar episódios de FOG, mas também permitir a visualização dos três tipos de FOG: acinesia, marcha festinada e tremor local. Os resultados da comparação mostraram que a variável que melhor representa as diferenças entre os grupos é a Activity seguida do Power Index. O evento da virada de 360 graus é o momento da tarefa em que o método proposto discrimina melhor os dados entre os grupos. Houve um padrão consistente: o número de comparações pareadas estatisticamente significativas foi maior para a segunda volta de 360 ​​graus, seguida pela terceira e primeira voltas de 360 ​​graus. A segunda volta de 360 ​​graus é também o evento de tarefa mais capaz de desencadear episódios de FOG. As mudanças na marcha, representadas pela variabilidade da marcha e pela quantidade de movimento durante a execução do movimento, também aparecem ao caminhar em linha reta, indicando que as pessoas com FOG andam de maneira diferente das pessoas que não têm FOG, mesmo entre os episódios de FOG.