Phd in CLINICAL EXPERIMENTAL NEUROSCIENCE AND PSYCHIATRY

Thesis title: Validità degli indici di stabilità del cammino nell’identificare le cadute ricorrenti e l’instabilità del tronco: in pazienti con Malattia di Parkinson

La Malattia di Parkinson è una malattia con un complesso disordine neurologico. La prima descrizione dettagliata della malattia è stata prodotta quasi due secoli fa, ma la sua concettualizzazione continua ad evolversi. Fondamentalmente, è una malattia degenerativa con morte prematura di neuroni dopaminergici nella substantia nigra pars compacta (SNpc). La conseguente carenza di dopamina all'interno dei gangli della base porta a un disturbo del movimento caratterizzato da classici sintomi motori parkinsoniani. In precedenza, si pensava che la Malattia di Parkinson fosse causata principalmente da fattori ambientali, ma la ricerca sta rivelando che la malattia si sviluppa da un complicato gioco di genetica e ambiente (Kalia LV et al., 2015). I dati epidemiologici sono sufficientemente precisi per la Malattia di Parkinson, l’incidenza media è di circa 20 nuovi casi/100.000 abitanti/anno, con un picco di insorgenza della malattia intorno ai 70- 75 anni. La Malattia di Parkinson è una malattia a evoluzione progressiva che si arricchisce nel suo decorso di numerosi sintomi, al punto tale che oggi ne sono stati elencati oltre 45. L’esordio è spesso insidioso, interessa in genere solo un emisoma e comporta sintomi cardinali quali la bradicinesia, la rigidità muscolare, il tremore a riposo a 4-6 Hz e l’instabilità durante la deambulazione. Questi elementi inficiano notevolmente sulla qualità di vita e mettono a repentaglio l’autonomia e l’indipendenza del soggetto. La disabilità che la Malattia di Parkinson provoca, deve essere valutata in relazione ai bisogni del singolo paziente; è un fenomeno variabile che dipende da altre situazioni oggettive dell’ammalato: età, attività lavorativa, situazione economica e familiare, progetti ed ambizioni (Mutani R et al., 2012). È importante, quindi, provvedere ala valutazione di queste problematiche mediante l’utilizzo di scale cliniche e questionari che tendono però facilmente ad essere influenzati, spesso riportando valori non del tutto veritieri. La “gait instability” o instabilità del cammino è considerata come una piaga delle patologie neurodegenerative, nonché elemento più disabilitante nel caso di condizioni come la Malattia di Parkinson. A tal proposito sono stati elaborati dei sistemi inerziali indossabili, Wearable sensors (Ws), divenuti molto popolari non solo nel campo medico-riabilitativo. Questi sistemi permettono un’analisi del cammino attraverso la rilevazione di parametri spazio-temporali. I dati raccolti si rivelano estremamente utili perché forniscono informazioni accurate e affidabili circa i comportamenti e le attitudini dei soggetti (Mukhopadhyay SC et al., 2015). Negli ultimi anni le evidenze sulla “gait instability” sono aumentate; tra queste ci sono diversi studi eseguiti su pazienti affetti da Parkinson che confermano la sensibilità delle misurazioni effettuate con i sensori inerziali circa l’instabilità del cammino e le problematiche motorie (Pinto C et al., 2019;Horak FB et al., 2013). Grazie ai sensori inerziali è possibile calcolare, quindi, degli indici di stabilità, a loro volta utili a esplorare un aspetto funzionale dell’andatura e delle problematiche motorie inerenti ad essa. In quasi tutti gli studi, gli indici di stabilità dell'andatura sono stati studiati individualmente per identificare misure preventive per le cadute. Tuttavia, in termini generali, sarebbe ideale ottenere una serie di indici di stabilità del cammino per capire quali sono i più sensibili in termini di distinzione tra andature patologiche e neurotipiche, quali sono le più strettamente correlate ala gravità della malattia, quali aspetti di stabilità sono espressi da vari indici, che sono i più utili per la previsione delle cadute, e che sono i più responsivi ai trattamenti riabilitativi (Mirelam et al., 2019) Da un punto di vista biomeccanico, la stabilità dell'andatura si riferisce ala capacità di mantenere la locomozione funzionale in presenza di piccoli disturbi cinematici o errori di controllo (Dingwell et al.,2000;England et al., 2007;Hamacher et al., 2011;Bruijin et al.,2013). Sono state proposte una serie di misure biomeccaniche quantitative per valutare lo squilibrio dinamico dell'andatura del paziente Parkinsoniano (Siragy et al., 2018). Una delle misure più ampiamente esplorate è il coefficiente di variazione (CV) dei parametri spazio-temporali (cioè tempo del passo e lunghezza del passo) (Frenkel et al., 2005,Baltadjieva et al., 2006;Auriel et al., 2006P;lotink et al., 2007). Altre misure riportate sono state derivate dai modelli accelerativi del tronco e includono il rapporto armonico (HR)(Latt et al., 2009; Lowry et al., 2009), il più grande esponente di Lyapunov (LLE) (Thumm et al 2018) e il punteggio di jerk normalizzato (NJS) (Miller Koop et al., 2018; Palmerini et al., 2013). Un'altra misura derivata dall’accelerazione del tronco, l'analisi di quantificazione della recidiva (RQA), è stata segnalata per essere compromessa nei pazienti con vestibolo patia (Sylos Labini et al., 2012) e fornisce un approccio promettente alo studio delle fluttuazioni del centro di pressione nei caduti più anziani (Ramdani et al., 2013). Sulla base della loro facilità d'uso e dell'economicità, i sensori indossabili sono ampiamente utilizzati per la valutazione clinica per ottenere misure più oggettive delle prestazioni di deambulazione ( Zampogna et al., 2020;Brognara et al., 2019;Schlachetzki et al., 2017;Rovini et al., 2017;Maetzeler et al., 2013;Ramdhani et al., 2018). Sulla base del modello a pendolo invertito dell'andatura (Kuo et al., 2010), le unità di misura inerziale mobili (IMU), che incorporano accelerometri e giroscopi, sono in grado di catturare oggettivamente la capacità di controllare il baricentro del corpo mentre si sposta la base di appoggio, risultando in un strumento efficace per monitorare l'equilibrio dinamico durante l'andatura (Schlachetzki et al., 2017;Horak et al., 2013) Idealmente, utilizzando diverse IMU combinate per analizzare l'andatura di un soggetto, l'accuratezza complessiva dell'analisi migliorerebbe, ma questo guadagno sarebbe compensato dal carico di indossabilità. Al contrario, una singola IMU montata sulla zona lombare fornisce informazioni sensibili sull'andatura della Malattia di Parkinson e consente ai medici di monitorare l'andatura della Malattia di Parkinson anche in condizioni di vita libera (Czech et al.,2020). Le IMU forniscono direttamente misure di accelerazione del tronco e facilitano la registrazione dell'andatura del paziente per molti passaggi durante le valutazioni cliniche di follow-up in strutture ambulatoriali, rendendole strumenti ideali per studiare la stabilità dell'andatura nella Malattia di Parkinson. In questo studio, abbiamo misurato una serie di indici di stabilità dell'andatura in campioni di dati da pazienti affetti da Malattia di Parkinson che sono stati raccolti utilizzando un dispositivo indossabile con gli obiettivi di determinare l'accuratezza di ciascun indice in termini di rilevamento dell'instabilità dell'andatura in Malattia di Parkinson rispetto a soggetti sani ( HS) escludendo gli effetti dell'età e della velocità dell'andatura tra i gruppi, valutando la capacità di ciascun indice identificato di caratterizzare l'andatura dei Malattia di Parkinson che cadono in modo ricorrente, rispetto ai Malattia di Parkinson che non cadono ripetutamente, e esplorando le correlazioni di ciascun indice con variabili cliniche e biomeccaniche. Le nostre principali ipotesi possono essere riassunte come segue: alcuni indici di stabilità dell'andatura possono avere una capacità sufficiente di discriminare tra Malattia di Parkinson e HS e possono essere correlati con le caratteristiche spazio-temporali e cinematiche dell'andatura della Malattia di Parkinson, indipendentemente dalla velocità dell'andatura.