ניווט בירידה קוגניטיבית: מצלמות הליכה מעוקלות ומצלמות עומק חושפות סימנים מוקדמים

מחקר ראשון מסוגו מגלה יותר ליקויים בהליכה אצל מבוגרים על ידי 'זרוק להם עקומה'.

מחקר ראשון מסוגו מציע שכדי לזהות ליקויים בהליכה עדינים אצל מבוגרים, הנפוצים לעתים קרובות בשלבים המוקדמים של ירידה קוגניטיבית, "תזרוק להם עקומה".

ניתוח הליכה, הבוחן את האופן שבו אדם עומד והולך, מתגלה כהשלמה רב ערך, לא פולשנית להערכות קוגניטיביות המסייעות באבחון וניהול מוקדם. במסגרות קליניות, מבחני הליכה ושיווי משקל מתמקדים בדרך כלל במסלול הליכה ישר.

חקירת הליכה בנתיב עקום

מחקר חדש זה יוצא לתחום אחר – הליכה בנתיב עקום – פעילות טבעית יותר אך מורכבת. הליכה ישרה היא פעילות קצבית ופשוטה יותר, בעוד שהליכה בנתיב מתעקל דורשת מיומנויות קוגניטיביות ומוטוריות גדולות יותר כמו זמן מעבר לשינוי כיוונים ואיזון נכון.

חוקרי המכללה להנדסה ומדעי המחשב באוניברסיטת פלורידה אטלנטיק הם הראשונים להשוות באופן כמותי את הביצועים של מבוגרים בריאים לעומת מבוגרים עם ליקוי קוגניטיבי קל (MCI) בהליכה ישרה ועקומה. MCI הוא השלב המוקדם של ירידה קוגניטיבית ולאנשים עם MCI יש סיכון גבוה בהרבה לעבור ל אלצהיימר מחלה (AD).

מחמוד סייפללהי (יושב) ובחנאז ג'וראני, Ph.D., סוקרים את הביצועים של הליכה ישרה באמצעות מצלמת עומק, שיכולה לזהות ולעקוב אחר 25 מפרקי תנועת גוף. קרדיט: מכללת FAU להנדסה ומדעי המחשב

מתודולוגיה וממצאים

לצורך המחקר, החוקרים השתמשו במצלמת עומק, שיכולה לזהות ולעקוב אחר 25 מפרקי תנועת גוף, כדי לתעד את ההליכה של משתתפי המחקר תוך כדי ביצוע שני מבחני ההליכה השונים (ישר מול עקומה). אותות מ-25 מפרקי הגוף עובדו כדי לחלץ 50 סמני הליכה עבור כל בדיקה, וסמנים אלו הושוו בין שתי הקבוצות באמצעות ניתוחים סטטיסטיים תיאוריים.

תוצאות, שפורסמו ב- כתב העת לדיווחי מחלת אלצהיימר, כרך 8, גיליון 1, הראה שהליכה בעקומה הביאה לאתגרים גדולים יותר עבור קבוצת MCI והעלתה ביצועים טובים יותר מהליכה ישרה בזיהוי MCI. יתרה מזאת, מספר סמני הליכה הראו הבדלים משמעותיים בין חולי ביקורת בריאים לבין חולי MCI.

סמני הליכה ופגיעה קוגניטיבית

סמני ההליכה כללו שני סמני מאקרו (מהירות ממוצעת וקאדנס), 24 סמנים מיקרו טמפורליים (משך רגליים עבור תת-שלבים שונים של מחזור ההליכה, כגון עמידה, תנופה, שלבי צעד וצעד), סמנים מיקרו מרחביים (שינויי מיקום של רגליים עבור תת-שלבים שונים של מחזור ההליכה) ושישה סמנים מיקרו מרחבי-זמניים (מהירות רגליים עבור תת-שלבים שונים של מחזור ההליכה). סמנים אלו סיפקו מידע מפורט על הביצועים התפקודיים של המשתתפים במהלך מבחני ההליכה.

הממצאים הראו כי 31 מתוך 50 סמני הליכה (62 אחוז) היו גדולים יותר עבור קבוצת ה-MCI מאשר מבוגרים בריאים בביקורת, כאשר מבחני ההליכה השתנו מהליכה ישרה להליכה בעקומה, ו-13 סמנים הראו הבדלים משמעותיים בין שתי קבוצות המחקר.

"באופן מסקרן, הליכה מעוקלת האירה פערים בולטים בין קבוצות המחקר שלנו, אפילו עבור סמני ההליכה המאקרו הללו. קבוצת MCI הציגה אורך צעד ומהירות ממוצעים נמוכים באופן ניכר במהלך הליכה בעקומה, יחד עם שונות גבוהה יותר על פני רוב סמני ההליכה המיקרוניים", אמר Behnaz Ghoraani, Ph.D., מחבר בכיר, פרופסור חבר, המחלקה להנדסת חשמל ו-FAU מדעי המחשב, מנהל שותף של מרכז FAU לבריאות SMART, ועמית, מכון FAU להנדסת מערכות חישה והנדסת רשתות משובצות (I-SENSE). "קבוצת MCI הראתה סימטריה וסדירויות מופחתות הן באורכי הצעד והן בהליכה מעוקלת. הם גם דרשו זמן תמיכה כפול ממושך באזורים שונים, במיוחד בזמן שינוי כיוונים, מה שהביא להפחתת מהירות הצעדים".

השלכות מחקר וכיוונים עתידיים

ממצאי המחקר לא הראו הבדלים משמעותיים בהתפלגות גיל ומגדר בין שתי הקבוצות. עם זאת, לשתי הקבוצות היו הבדלים משמעותיים במדד מסת הגוף (BMI), שנות השכלה וציוני סולם דיכאון גריאטרי (GDS). למשתתפים עם MCI היה BMI גבוה יותר, רמות השכלה נמוכות יותר וציוני GDS גבוהים יותר מאשר המבוגרים הבריאים.

"ליקוי קוגניטיבי קל יכול להיות סימן מוקדם למחלת אלצהיימר וסוגים אחרים של דמנציה", אמר גוראני. "הגישה המקיפה שלנו משפרת את ההבנה של מאפייני ההליכה ומציעה שהליכה בנתיב מעוקל עשויה להיות רגישה יותר לזיהוי דמנציה קוגניטיבית קלה, שיכולה להשלים הערכות קוגניטיביות ולסייע באבחון מוקדם ובניהול."

AD מתבטאת בדרך כלל בירידה בתפקוד הקוגניטיבי עם ירידה הדרגתית ביכולתו של הפרט לבצע פעולות יומיומיות כגון הליכה. זיהוי קליני מדויק ומוקדם של AD נותר אתגר. הערכות קליניות אופייניות כוללות היסטוריה מפורטת, בדיקה גופנית ונוירולוגית מקיפה, בדיקות קוגניטיביות, עבודת דם והדמיית מוח. עם זאת, בהתאם לסביבה הקלינית, שיטות אלו עשויות להיות גוזלות זמן, יקרות ומחוץ לרמת הנוחות של חלק מהרופאים.

מסקנה והשפעה קלינית

המחקר ממלא את הפער הזה על ידי שימוש במערכת חדשנית לתיעוד הליכה בקרב מבוגרים המשתמשים במצלמת עומק לא פולשנית, בעלות נמוכה, לא לבישה וקלה להגדרה, שהיא שלב מכריע בשיפור הטיפול בחולים ואסטרטגיות התערבות.

"סמני ההליכה הללו מציעים פוטנציאל מבטיח כאינדיקטורים מוקדמים של ליקוי קוגניטיבי ומניחים את הבסיס למחקר מרחיב בתחום זה", אמרה סטלה בטאלמה, Ph.D., דיקנית, מכללת FAU להנדסה ומדעי המחשב. "ההשפעות של מחקר זה מתרחבות גם לפרקטיקה הקלינית על ידי מתן שיטות משופרות להקרנה וניטור שניתן לשכפל בקלות עם עלויות וזמן מינימליים במרפאה."

מחברי המחקר הם מחמוד סייפלאחי, דוקטורנט במחלקה להנדסת חשמל ומדעי המחשב של FAU; וג'יימס א' גאלווין, MD, MPH, פרופסור לנוירולוגיה, ראש החטיבה לנוירולוגיה קוגניטיבית, ומנהל המרכז המקיף לבריאות המוח והמרכז למצוינות לדמנציה של לוי גוף, בית הספר לרפואה של אוניברסיטת מיאמי מילר.

ניתוח נתונים ממחקר זה נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע שהוענקה לג'וראני.