Gait Phenotyping in Multiple Sclerosis Using Smart Insole Technology
استخدمت هذه الدراسة مقاييس المشية المستمدة من النعل الذكي وتحليل التجميع لتحديد أربعة أنماط ظواهر مشية متميزة لدى المصابين بالتصلب المتعدد، مما أثبت أن المراقبة الموضوعية للحركة يمكن أن ترصد تفاصيل دقيقة في الاعتلال لا تعكسها بشكل كامل درجات الإعاقة السريرية القياسية.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تُعد المشي عملية معقدة نؤديها معظمنا دون تفكير ثانٍ، وهي عبارة عن إيقاع سلس من التوازن والقوة والتوقيت. وبالنسبة للأشخاص الذين يعيشون مع التصلب المتعدد، وهو حالة مزمنة تؤثر على الجهاز العصبي المركزي، غالبًا ما ينكسر هذا الإيقاع. يمكن للمرض أن يدمر المسارات التي تتحكم في الحركة، مما يؤدي إلى مجموعة واسعة من صعوبات المشي. فبعض الناس يجرون قدمًا، والبعض الآخر يمشون بخطوات قصيرة متماثلة، والعديد منهم يعانون من مشاء التوازن. ولأن الضرر يحدث في أماكن مختلفة لدى أشخاص مختلفين، فلا توجد "مشية موحدة للتصلب المتعدد". ويعتمد الأطباء حاليًا على اختبارات قياسية لتقدير مدى تدهور قدرة الشخص على الحركة، لكن هذه الاختبارات غالبًا ما تكون لقطات عامة تغفل الطرق الدقيقة والفريدة التي يعوض بها كل جسم إصاباته الخاصة. إن فهم هذه الأنماط الفريدة قد يساعد الأطباء في تخصيص العلاجات بشكل أكثر فعالية، ولكن التقاطها يتطلب وسيلة لمراقبة كيفية تحرك الناس بالتفصيل، وليس فقط المسافة التي يمكنهم قطعها.
لقد سعى فريق من الباحثين لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم رسم خرائط لهذه الأنماط الفريدة للمشي باستخدام نوع جديد من التكنولوجيا: النعال الذكية داخل الأحذية. وبدلاً من مطالبة المرضى بالمشي في مختبر محاط بالكاميرات والمستشعرات، زود الباحثونهم بنعال رقيقة وغير مزعجة مخبأة داخل أحذيتهم العادية. احتوت هذه النعلات على مستشعرات ضغط دقيقة وأجهزة كشف حركة سجلت بدقة كيفية اصطدام القدم بالأرض، ومدة كل خطوة، وكيفية تحرك الجسم مع كل خطوة. كان الهدف هو ترك البيانات تتحدث عن نفسها، باستخدام التحليل الحاسوبي لتجميع الأشخاص بناءً على كيفية مشيهم بالفعل، بدلاً من الاعتماد على ما تشير إليه درجات الإعاقة لديهم.
شملت الدراسة 108 شخصًا مصابًا بالتصلب المتعدد و49 متطوعًا سليمًا من عيادات في كندا وألمانيا والولايات المتحدة والمملكة المتحدة. ارتدى كل مشارك النعلات الذكية أثناء المشي في ممر. قامت النعلات ببث تدفق مستمر من البيانات إلى تطبيق على الهاتف الذكي، حيث التقطت مئات التفاصيل عن كل خطوة، بدءًا من سرعة الخطوة وصولاً إلى التمايل الطفيف للقدم. ثم قام الباحثون بتغذية هذه الكمية الهائلة من المعلومات في برنامج حاسوبي مصمم لإيجاد مجموعات طبيعية. لم يخبروا الكمبيوتر بما يبحث عنه؛ بل طلبوا منه ببساطة فرز المشاة إلى مجموعات بناءً على أوجه التشابه والاختلاف في بيانات حركتهم.
كشف التحليل عن أربع مجموعات متميزة من المشاة، لكل منها ملف تعريف فريد للحركة يتجاوز ما يمكن أن تظهره الدرجات الطبية القياسية. تألفت المجموعة الأولى من أشخاص كانت أنماط مشيهم قريبة جدًا من المتطوعين الأصحاء؛ حيث تحركوا بسرعة وتماثل، مظهرين أدنى علامات الضعف فقط. وأظهرت المجموعة الثانية صعوبات متوسطة؛ حيث كانوا يمشون ببطء أكبر ويقضون وقتًا أطول مع كلتا القدمين على الأرض من أجل الاستقرار، لكن خطواتهم ظلت ثابتة نسبيًا.
كانت المجموعة الثالثة هي الاكتشاف الأكثر إثارة للدهشة. فقد كان لهؤلاء الأفراد درجات إعاقة مشابهة للمجموعة الثانية، ومع ذلك كانت أنماط مشيهم مختلفة جوهريًا. فبينما كانت المجموعة الثانية تمشي بثبات ولكن ببطء، تحركت المجموعة الثالثة بتغير كبير. كانت خطواتهم غير متسقة، حيث يتذبذب توقيت وطول كل خطوة بشكل كبير من لحظة إلى أخرى. أظهرت هذه المجموعة نوعًا من المشية "المترنحة" التي قد يصنفها الاختبار القياسي على أنها مشابهة للمشاة الثابتين والبطيئين، لكن النعلات الذكية كشفت عن عدم استقرار متميز يشير إلى سبب كامن مختلف، ربما يتعلق بمشاكل التوازن أو التنسيق.
مثلت المجموعة الرابعة الإصابة الأكثر شدة. فقد مشى هؤلاء ببطء شديد، وقضوا وقتًا طويلاً مع كلتا القدمين على الأرض، وأظهروا عدم توازن ملحوظ بين جانبيهم الأيسر والأيمن. كانت خطواتهم قصيرة وحذرة، وكانت أقدامهم تهبط بزوايا غير معتادة، مما يشير إلى أنهم يبذلون جهدًا كبيرًا لمجرد الحفاظ على عدم السقوط. عانت هذه المجموعة بوضوح أكثر من غيرها في الميكانيكا الأساسية للمشي، وعكست بياناتهم اعتمادًا كبيرًا على الاستقرار بدلاً من السرعة.
إن ما يجعل هذا الاكتشاف مهمًا هو أن الكمبيوتر حدد هذه المجموعات بناءً على بيانات الحركة الفيزيائية فقط، دون معرفة التاريخ الطبي للمرضى أو درجات الإعاقة مسبقًا. وحقيقة أن المجموعة الثالثة برزت بامتلاكها تباينًا عاليًا، رغم امتلاكها درجات إعاقة مماثلة لمجموعة المشي البطيء والثابت، تشير إلى أن التقييمات الطبية الحالية قد تغفل تفاصيل مهمة حول كيفية تأثير المرض على أشخاص مختلفين. لقد التقطت النعلات الذكية فروقًا دقيقة في الحركة قد لا يلاحظها الطبيب أثناء مراقبة المريض وهو يمشي في ممر، مثل الطريقة المحددة التي يتغير بها زاوية قدم الشخص أو مدى تذبذب توقيت خطواته.
أشار الباحثون إلى أنه بينما نجحت التكنولوجيا في تحديد هذه الأنماط، فإن المجموعات ليست بالضرورة فئات جامدة. فقد ينتقل الناس بينها مع تغير حالتهم، والحدود بين المجموعات ليست حادة دائمًا. ومع ذلك، فإن القدرة على التمييز بين المشي البطيء والثابت والمشي السريع وغير المستقر باستخدام جهاز بسيط يرتدى في الحذاء تفتح بابًا جديدًا للمراقبة. وهذا يشير إلى أنه في المستقبل، يمكن للأطباء استخدام هذه النعلات لتتبع تقدم المريض بمرور الوقت، واكتشاف التغيرات الطفيفة في أسلوب مشيه قبل وقت طويل من ظهور أي تراجع في اختبار قياسي. يمكن أن يسمح هذا بتدخلات مبكرة وخطط رعاية أكثر تخصيصًا، مما يحول فعل المشي البسيط إلى مصدر غني للمعلومات حول صحة الجهاز العصبي.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.