Study on quantification of brain network function and evaluation of gait variability for early detection of dementia

脑网络功能量化和步态变异评估以早期发现痴呆症的研究

• 批准号: 20K11265
• 负责人: 真壁 寿
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Juntendo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K11265/
• 关键词: 歩行; ストライドインターバル; スケーリング指数; 近似エントロピー; 視覚情報; 年齢; ストライド; 変動; 脳波筋電図コヒーレンス; 脳波; β帯域; 筋電図; コヒーレンス; 認知症; 脳内ネットワーク

過去2年間、歩行パラメータは、若年成人と地域在住高齢者を対象に歩行速度、歩行率、ステップ長を中心に行ってきた。今年度は評価パラメータを拡張し、ストライドインターバルの非線形性に注目し、若年成人と地域在住高齢者を対象にストライドインターバルのスケーリング指数α（Scaling Exponent α、以下SEα）と近似エントロピー（Approximate Entropy、以下ApEn）を評価した。対象は20名の若年成人（平均年齢21歳）と20名の地域在住高齢者（平均年齢71歳）とした。歩行時の視覚情報の遮断条件は、以下の3条件とした。視覚情報の遮断なし、視覚情報の遮断率30％（duty ratio 30%、以下DR30）、視覚情報の遮断率70％（duty ratio 70%、以下DR70）とした。これらの条件下において、1周20ｍの8字歩行路を快適歩行速度で10分間の歩行を行い、その際のストライドインターバルの時系列データに対して、SEαとApEnを求め群間及び群内で比較検討した。ストライドインターバルは、利き足（右）踵に貼付した加速度センサーの垂直成分のピーク間時間にて算出した。600ポイントの時系列データを対象に、トレンド除去法（Detrended Fluctuation Analysis、以下DFA）にてSEαを求めた。ApEnは（m=2、N=2000、r=0.2SDに設定）はMatLabR2022aにて計算した。その結果、SEαはどの視覚情報の遮断条件においても、地域在住高齢者において有意に減少していた。また、両群においてSEαは視覚情報の遮断条件による群内の差はなかった。ApEnはどの視覚情報の遮断条件においても、群間及び群内の有意な差はみられなかった。これらの結果より、SEαは視覚情報の遮断条件に依らず、地域在住高齢者で有意に低下することが明らかになった。

在过去的两年里，步态参数主要集中在年轻人和社区老年人的步态速度、步态速率和步长上。今年，我们扩大了评估参数，重点对步幅间隔的非线性进行了评估。研究对象为 20 名年轻人（平均年龄 21 岁）和 20 名社区老年人（平均年龄 71 岁）。以下三个条件用于阻挡行走时的视觉信息。视觉信息不被遮挡，视觉信息遮挡率为30％(占空比30％，以下简称DR30)，视觉信息遮挡率为70％(占空比70％，以下简称DR70)。在此条件下，我们以舒适的步行速度在每圈长度为 20 米的 8 字形步行路径上步行 10 分钟，计算该时间段内步幅时间序列数据的 SEα 和 ApEn，并计算进行了组间和组内差异的比较研究。步幅间隔是根据连接到主脚（右脚）脚后跟的加速度传感器的垂直分量的峰值之间的时间来计算的。 SEα是使用去趋势波动分析（DFA）方法对600个时间序列数据进行计算。 ApEn（设置为 m=2，N=2000，r=0.2SD）使用 MatLabR2022a 计算。结果，在所有视觉信息阻挡条件下，社区老年人的 SEα 均显着下降。此外，在两组中，SEα 不存在组内差异，具体取决于视觉信息阻断条件。在任何视觉信息阻断条件下，组间或组内 ApEn 均无显着差异。这些结果表明，无论视觉信息遮挡条件如何，社区老年人的 SEα 均显着下降。

项目成果

Influence of Intermittent Blocking of Visual Information on Corticomuscular Coherence during Walking

步行过程中视觉信息间歇性遮挡对皮质肌肉一致性的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Hitoshi Makabe;Ai Ogawa;Misuzu Awano;Kenichi Kaneko
• 通讯作者: Kenichi Kaneko

Characteristics of Stride Time Interval Fluctuations Before and After Knee Arthroplasty

膝关节置换术前后步幅时间间隔波动特征

• 发表时间: 2020
• 作者: Hitoshi MAKABE;Kazuya MIYAZAWA;Akihiro IWAI;Hideto KANZAKI;Kenichi KANEKO
• 通讯作者: Kenichi KANEKO