Hintergrund: Patienten mit Multipler Sklerose (MS) zeigen häufig Störungen der posturalen Kontrolle, welche nicht selten mit erhöhter Sturzgefahr und relevanten Alltagseinschränkungen vergesellschaftet sind. Eine entsprechende, objektive Erfassung dieser posturalen Störungen mittels quantitativer Posturograhie im Rahmen des klinischen Settings ist hingegen nicht regelhaft etabliert. Technische Entwicklungen eröffnen dabei neue Ansätze hinsichtlich der Erfassung posturaler Störungen bei Patienten mit MS. Ziel: Ziel dieser Dissertation ist es, die Validität der Microsoft Kinect basierten statischen Posturographie für die Messung posturaler Kontrolle bei Patienten mit MS zu evaluieren. Methodik: 90 Patienten mit MS sowie 59 gesunde Kontrollen führten drei Standübungen mit jeweils geöffneten und geschlossenen Augen durch: offener, geschlossener und Tandemstand. Die statische Posturographie-Messung erfolgte mittels Microsoft Kinect unter Anwendung der Software des Start-up-Unternehmens Motognosis Labs Version R9 (Motognosis, Berlin, Germany). Im Besonderen wurden die mittlere Winkelschwankungsgeschwindigkeit (Mean Sway Velocity, MSV) sowie die maximale Auslenkungsbreite (Deflection Range) untersucht. Klinische Messungen umfassten unter anderem die Expanded Disability Status Scale (EDSS), den Timed 25-Foot Walk Test (T25FW), den Multiple Sclerosis Walking Scale-12-Fragebogen (MSWS-12-Fragebogen), den Short Maximum Speed Walk (SMSW) sowie eine Sturzevaluation. Die Reliabilität wurde mittels Berechnung des Intraklassenkorrelationskoeffizienten (ICC) wiederholter Messungen beurteilt. Ergebnisse: Patienten mit MS zeigten, verglichen mit gesunden Kontrollen, unter allen Standbedingungen signifikant größere Störungen der posturalen Kontrolle. Der geschlossene Stand präsentierte sich dabei als Testkondition mit der höchsten Reliabilität und Diskrimination zwischen Patienten mit MS und gesunden Kontrollen. Für den geschlossenen Stand mit geschlossenen Augen imponierten 36,7 % (mittlere dreidimensionale Winkelschwankungsgeschwindigkeit, MSV-3D) respektive 22,2 % (Roll-Deflection Range) der patientenseitig gemessenen Werte oberhalb der 95. Perzentile gesunder Kontrollen. Höhere MSV-3D- sowie Roll-Deflection Range-Werte korrelierten unter anderem mit reduzierter Gehgeschwindigkeit (p < 0,001), höheren EDSS-Werten (insbesondere für den cerebellären Funktionsscore, p < 0,001), einer höheren selbst berichteten Geheinschränkung (MSWS-12, p < 0,001) sowie einer erhöhten Sturzanzahl seit Erstdiagnose MS (p ≤ 0,003). Zusammenfassung: Die Kinect basierte statische Posturographie verspricht Potential hinsichtlich einer einfach durchzuführenden, objektiven, reliablen und validen Erfassung von Störungen der statischen posturalen Kontrolle bei Patienten mit MS. So konnte unter anderem gezeigt werden, dass die im Rahmen der Microsoft Kinect basierten statischen Posturographie erhobenen Messpa-rameter (MSV, Deflection Range) nicht nur stark mit in der klinischen Praxis angewandten gängigen Messinstrumenten (T25FW, MSWS-12) der posturalen Kontrolle korrelierten, sondern ebenso eine klinisch relevante Korrelation mit der Sturzhäufigkeit seit Erstdiagnose MS und der zukünftigen Sturzgefahr aufwiesen. Eine gestörte posturale Kontrolle scheint dabei insbesondere cerebelläre Signalwege zu involvieren mit Auswirkung auf das Maß der Gehbeeinträchtigung.
Background: Patients with multiple sclerosis (MS) frequently have postural control impairment, which is often associated with increased prevalence of falling and relevant limitations of daily life. Still quantitative posturography has not been established regularly in the context of clinical setting yet. Recent technology facilitates new posturography approaches. Objective: This dissertation aims to evaluate construct validity of Microsoft Kinect based static posturography to study postural control impairments in patients with MS. Methods: A total of 90 patients with MS and 59 healthy controls (HCs) performed three stance tests with open and closed eyes respectively: open, closed and tandem stance. Static posturography was performed using Microsoft Kinect and software of the start up company Motognosis Labs Version R9 (Motognosis, Berlin, Germany). Mean sway velocity (MSV) as well as deflection range were analyzed. Clinical assessments included Expanded Disability Status Scale (EDSS), Timed 25-Foot Walk (T25FW), 12-item MS Walking Scale (MSWS-12) questionaire, Short Maximum Speed Walk test (SMSW) and a questionaire regarding falls in the context of the disease MS. Reliability was assessed with intraclass correlation coefficient (ICC) at retest. Results: Patients with MS performed significantly worse postural control than HCs in all three stance tests. The closed stance test showed best applicability, reliability and discrimination between the cohort of patients with MS and HCs. Regarding closed stance with closed eyes, in 36,7 % of patients, the three-dimensional mean angular sway velocity (MSV-3D) showed to be above HCs’ 95th percentile. Roll deflection range showed to be above HCs’ 95th percentile in 22,2 % of patients with MS. Higher MSV-3D and roll deflection range were associated with decreased walking speed (p < 0,001), higher EDSS scores (especially concerning the cerebellar function system score, p < 0,001), higher self-reported walking disability (MSWS-12, p < 0,001) and a higher number of falls since first diagnosis of MS (p ≤ 0,003). Conclusion: Postural control impairment in patients with MS can be reliably and validly assessed by Microsoft Kinect based static posturography, which is also easy to apply. It was shown that MSV and deflection range as parameters of Microsoft Kinect based static posturography not only highly correlated with clinical measurements (T25FW, MSWS-12) of postural control but also with the number os falls since first diagnosis of MS and the future risk of falling. Abnormal postural control seems to predominantly reflect involvement of cerebellar circuits with impact on gait and walking disability.
