DOI: https://doi.org/10.1038/s41531-025-00897-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40118834
تاريخ النشر: 2025-03-21
المؤلف: Martina Mancini وآخرون
الموضوع الرئيسي: آليات وعلاجات مرض باركنسون
نظرة عامة
تستكشف هذه المراجعة السردية دور العلامات الحيوية الرقمية للمشي في مرض باركنسون (PD) عبر أربعة مجالات رئيسية: القابلية/المخاطر، تقدم المرض، استجابة التمرين، وتوقع السقوط. تشير النتائج إلى أن خصائص المشي في الجزء العلوي من الجسم، مثل حركة الذراع وحركة الجذع، قد تكون مؤشرات على قابلية الإصابة بمرض PD، بينما تعتبر مقاييس سرعة المشي، بما في ذلك السرعة وطول الخطوة، قيمة لمراقبة تقدم المرض واستجابة التمرين. تتدهور مقاييس الاستقرار الديناميكي، مثل انتظام الجذع ووقت الدعم المزدوج، مع تقدم المرض ولكن يمكن أن تتحسن مع النشاط البدني. يتم تسليط الضوء على تباين المشي، وخاصة تباين وقت الخطوة، كعلامة حيوية حساسة في جميع السياقات، على الرغم من انخفاض الخصوصية. تؤكد المراجعة على ضرورة وجود بروتوكولات اختبار مشي موحدة لتعزيز تنسيق البيانات وقابلية تطبيق هذه العلامات الحيوية في العيادات.
تؤكد الخاتمة على الحاجة الملحة لوجود علامات حيوية كمية وعملية للمشي في التجارب السريرية لمرض PD، حيث تظهر مشاكل الحركة في وقت مبكر من المرض وتؤثر بشكل كبير على جودة الحياة. تلخص المراجعة الأدلة المتعلقة بعلامات المشي الناشئة ذات الصلة بالسياقات الأربعة وتناقش آثار حالات الأدوية على تقييمات المشي. قد يؤدي جمع البيانات في حالة “الدواء” إلى نتائج أكثر تمثيلاً لمراقبة المرض المتقدم، بينما قد تكون تقييمات حالة “عدم تناول الدواء” مفيدة للتشخيص المبكر وتمييز مرض PD عن الاضطرابات الحركية غير النمطية. كما تلاحظ المراجعة ندرة الدراسات الطولية والحاجة إلى مقارنات مع MDS-UPDRS، المعيار الذهبي السريري الحالي. من المتوقع أن تعزز تقنيات تحليل المشي التلقائية وتقنيات الرؤية الحاسوبية المتقدمة من جدوى ودقة تقييمات المشي في البيئات السريرية، مما يساعد في النهاية في التشخيص، ومراقبة العلاج، وتوقع مخاطر السقوط.
مقدمة
في هذا القسم، يناقش المؤلفون أهمية علامات المشي الحيوية في فهم جوانب مختلفة من مرض باركنسون (PD)، وخاصة فيما يتعلق بمخاطر المرض، وتقدمه، واستجابة العلاج، ومخاطر السقوط. يبرزون أن مجالات المشي المختلفة تتأثر في مراحل مختلفة من مرض PD، حيث تظهر المزيد من المجالات ضعفًا في المراحل المتأخرة بسبب تدهور دوائر عصبية مميزة، مثل المسارات الدوبامينية والكولينيرجية. من الجدير بالذكر أنه بينما وُجد أن علاج ليفودوبا يعزز سرعة المشي وطول الخطوة، إلا أنه لا يحسن بشكل كبير مقاييس الاستقرار الوضعي، مثل وقت الدعم المزدوج واستقرار الجذع.
تهدف المراجعة السردية إلى توحيد الأدلة الحالية المتعلقة بعلامات المشي الحيوية المحددة القابلة للتطبيق في التجارب السريرية عبر أربعة سياقات رئيسية: (1) تقييم القابلية أو المخاطر للإصابة بالمرض العرضي وما قبل العرضي، (2) مراقبة تقدم المرض، (3) تقييم الاستجابة لتدخلات التمرين، و(4) تحديد احتمالية السقوط. تؤكد هذه المقاربة الشاملة على إمكانية تحليل المشي كأداة قيمة في كل من البيئات السريرية والبحثية لإدارة مرض PD.
مناقشة
في قسم المناقشة، تستعرض الورقة أدوات ومقاييس مختلفة تستخدم لتQuantify المشي، خاصة في سياق مرض باركنسون (PD). تبرز أنه بينما تعتبر الطرق التقليدية، مثل اختبارات المشي المعتمدة على ساعة التوقيت، صالحة وموثوقة لتقييم سرعة المشي والمسافة، إلا أنها قد لا تلتقط الطيف الكامل لخصائص المشي ذات الصلة بمرض PD. تظهر تقنيات متقدمة، بما في ذلك الأنظمة البصرية، والسجاد الحساس للضغط، ووحدات القياس القابلة للارتداء (IMUs)، كوسائل أكثر فعالية لتقييم مقاييس المشي في الجزء العلوي والسفلي من الجسم. تسمح هذه التقنيات بالمراقبة المستمرة لتباين المشي، وهو أمر حاسم لتحديد التغيرات الطفيفة التي قد تشير إلى علامات مبكرة لمرض PD.
تناقش هذه القسم أيضًا إمكانية علامات المشي الحيوية للإشارة إلى القابلية للإصابة بمرض PD، خاصة في الأفراد الذين لديهم طفرات جينية مرتبطة بالمرض. أظهرت الدراسات اختلافات كبيرة في المشي لدى حاملي طفرات LRRK2 وغيرهم مقارنةً بالأشخاص الأصحاء، مما يشير إلى أن خصائص المشي مثل تباين وقت الخطوة وعدم تماثل حركة الذراع قد تكون مؤشرات مبكرة على مخاطر مرض PD. علاوة على ذلك، تؤكد الورقة على أهمية تقييمات المهام المزدوجة في الكشف عن ضعف المشي الذي قد لا يكون واضحًا خلال ظروف المهام الفردية، مما يبرز الحاجة إلى منهجيات موحدة في الأبحاث المستقبلية لتعزيز موثوقية علامات المشي الحيوية في البيئات السريرية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41531-025-00897-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40118834
Publication Date: 2025-03-21
Author(s): Martina Mancini et al.
Primary Topic: Parkinson\'s Disease Mechanisms and Treatments
Overview
This narrative review investigates the role of gait digital biomarkers in Parkinson’s disease (PD) across four key areas: susceptibility/risk, disease progression, exercise response, and fall prediction. The findings indicate that upper body gait characteristics, such as arm swing and trunk motion, may serve as indicators of PD susceptibility, while gait pace metrics, including speed and stride length, are valuable for monitoring disease progression and response to exercise. Dynamic stability measures, like trunk regularity and double-support time, deteriorate with disease advancement but can improve with physical activity. Gait variability, particularly stride-time variability, is highlighted as a sensitive biomarker across all contexts, albeit with low specificity. The review underscores the necessity for standardized gait testing protocols to enhance data harmonization and the clinical applicability of these biomarkers.
The conclusion emphasizes the urgent need for practical, quantitative gait biomarkers in PD clinical trials, as mobility issues manifest early in the disease and significantly affect quality of life. The review summarizes evidence for emerging gait biomarkers relevant to the four contexts and discusses the implications of medication states on gait assessments. Collecting data in the “on” medication state may yield more representative results for advanced disease monitoring, while “off” state assessments could be beneficial for early diagnosis and distinguishing PD from atypical parkinsonian disorders. The review also notes the scarcity of longitudinal studies and the need for comparisons with the MDS-UPDRS, the current clinical gold standard. The integration of automatic gait analysis technologies and advanced computer vision techniques is anticipated to enhance the feasibility and accuracy of gait assessments in clinical settings, ultimately aiding in diagnosis, treatment monitoring, and fall risk prediction.
Introduction
In this section, the authors discuss the significance of gait biomarkers in understanding various aspects of Parkinson’s Disease (PD), particularly in relation to disease risk, progression, treatment response, and fall risk. They highlight that different gait domains are affected at varying stages of PD, with more domains showing impairment in later stages due to the degeneration of distinct neural circuits, such as dopaminergic and cholinergic pathways. Notably, while levodopa treatment has been found to enhance gait speed and stride length, it does not significantly improve postural stability metrics, such as double support time and trunk stability.
The narrative review aims to consolidate current evidence regarding specific gait biomarkers applicable in clinical trials across four key contexts: (1) assessing susceptibility or risk for symptomatic and presymptomatic disease, (2) monitoring disease progression, (3) evaluating response to exercise interventions, and (4) determining the likelihood of falls. This comprehensive approach underscores the potential of gait analysis as a valuable tool in both clinical and research settings for managing PD.
Discussion
In the discussion section, the paper reviews various tools and metrics used to quantify gait, particularly in the context of Parkinson’s Disease (PD). It highlights that while traditional methods, such as stopwatch-based walk tests, are valid and reliable for assessing gait speed and distance, they may not capture the full spectrum of gait characteristics relevant to PD. Advanced technologies, including optical systems, pressure-sensitive mats, and wearable Inertial Measurement Units (IMUs), are emerging as more effective means to assess both upper and lower body gait metrics. These technologies allow for continuous monitoring of gait variability, which is crucial for identifying subtle changes that may indicate early signs of PD.
The section also discusses the potential of gait biomarkers to indicate susceptibility to PD, particularly in individuals with genetic mutations linked to the disease. Studies have shown significant gait differences in non-manifesting carriers of LRRK2 and other mutations compared to healthy controls, suggesting that gait characteristics such as stride time variability and arm swing asymmetry may serve as early indicators of PD risk. Furthermore, the paper emphasizes the importance of dual-task assessments in revealing gait impairments that may not be apparent during single-task conditions, underscoring the need for standardized methodologies in future research to enhance the reliability of gait biomarkers in clinical settings.