Использование инерциальных датчиков и динамического временного выравнивания для выявления биомаркеров нарушений ходьбы при наследственной спастической параплегии: поисковое исследование

Наследственная спастическая параплегия (НСП) представляет собой редкое нейродегенеративное заболевание, характеризующееся прогрессирующими спастичностью и слабостью нижних конечностей, сопровождающимися нарушением ходьбы. Хотя инерциальные измерительные модули (IMU) продемонстрировали перспективность для мониторинга двигательной активности, объективные биомеханические биомаркеры нарушений ходьбы остаются недостаточно разработанными. Целью данного исследования было оценить, может ли нормированная среднеквадратичная ошибка (nRMSE), рассчитанная после выравнивания профилей циклов ходьбы по данным гироскопа с использованием динамического временного выравнивания (DTW), служить потенциальным биомаркером нарушений ходьбы при НСП. Было проведено поперечное пилотное исследование с участием шести пациентов с клинически диагностированной НСП и шести в целом сопоставимых здоровых участников контрольной группы. Участники проходили по девятиметровой дорожке в стандартизированных условиях, используя два IMU, закрепленных на голенях. Угловую скорость в сагиттальной плоскости извлекали для каждого цикла ходьбы. Рассчитывали параметры ходьбы, после чего средний цикл ходьбы каждого участника выравнивали со средним циклом контрольной группы с помощью DTW. Отклонения количественно оценивали по nRMSE. Клиническая оценка включала балл инвалидизации SPATAX-EUROSPA и наблюдаемые пункты шкалы оценки спастической параплегии (SPRS). У участников с НСП выявлялись более продолжительные фазы опоры, более низкая скорость и более высокие значения nRMSE. В моделях линейной регрессии nRMSE демонстрировала сильную корреляцию с показателями SPATAX (R = 0.967) и SPRS (R = 0.982). Полученные результаты подтверждают потенциальную ценность nRMSE в качестве объективного маркера нарушений ходьбы при НСП, получаемого с помощью датчиков, и обосновывают необходимость дальнейшей валидации на более крупных и продольных выборках.