Effects of deep brain stimulation and levodopa on postural sway in Parkinson's disease

Abstract

Objective: To quantify postural sway in subjects with Parkinson's disease and elderly controls, and determine the effects of Parkinson's disease, deep brain stimulation, levodopa, and their interactions on postural control during quiet stance. Methods: Centre of foot pressure (CoP) displacement under each foot was measured during three 60 s trials of quiet stance with eyes open in 11 controls and six patients with Parkinson's disease. Subjects with Parkinson's disease were tested in four treatment conditions: off both deep brain stimulation and levodopa (off condition); on deep brain stimulation; on levodopa; and on both deep brain stimulation and levodopa. The variables extracted from CoP included: root mean square distance (rms), mean velocity, 95% power frequency (f 95% ), area of the 95% confidence ellipse (ellipse area), direction of its major axis (mdir), and postural asymmetry between the feet. Results: rms and area of postural sway were larger than normal in subjects with Parkinson's disease in the off condition, increased further with levodopa, and significantly decreased with deep brain stimulation. Mean velocity and f 95% were also larger than normal but were restored to normal by all treatments, especially by deep brain stimulation. The combined effect of deep brain stimulation and levodopa resulted in a postural sway that was an average of the effect of each treatment individually. Levodopa increased sway more in the mediolateral than in the anterior-posterior direction. Subjects with Parkinson's disease had asymmetrical mean velocity and f 95% between the feet, and this asymme-

Interactive effects of GPI stimulation and levodopa on postural control in Parkinson's disease

“…Postural instability (PI) is known to be a levodopa-resistant characteristic of advanced idiopathic Parkinson's disease (IPD) that worsens with disease progression [1][2][3]. High frequency deep brain stimulation of the globus pallidus internus (GPI-DBS) has been shown to elicit significant anti-parkinsonian effects superior to best medical therapy reducing tremor, bradykinesia and rigidity, and suppressing levodopa-induced dyskinesias [4][5][6][7][8].…”

Effects of aging and base of support in postural control

“…Enquanto alguns trabalhos que analisaram jovens e idosos na base de suporte normal [14][15] encontraram diferença entre os valores de área de deslocamento do centro de pressão, corroborando o presente trabalho, outros estudos não encontraram diferença entre os dois grupos analisados 7,[16][17] . A maior área de oscilação postural pode refl etir a inefi cácia no controle postural e défi cit nos movimentos de ajuste fi no, o que poderia estar relacionado à má utilização da informação somatossensorial para corrigir as oscilações posturais, podendo refl etir atraso e imprecisão no feedback sensorial para detectar a posição do centro de massa 5 . Cabe ressaltar que uma grande área de oscilação pode implicar em ultrapassar o limite da estabilidade e consequentemente em uma possível queda.…”

“…Na BSN, idosos e jovens concentraram sua oscilação em torno do eixo corporal ântero-posterior, assim como no trabalho de Rocchi et al 5 , o que possivelmente estaria relacionado à posição dos pés adotada, que proporciona aumento do suporte no sentido mediolateral, favorecendo mais a oscilação nesse sentido em detrimento da oscilação mediolateral. Porém, idosos apresentaram maior amplitude na direção de oscilação comparados aos jovens, o que poderia estar associado à maior atividade dos abdutores e adutores do quadril -que realizam mecanismo de carga e descarga -em relação aos dorsifl exores e dorsiplantares 18 , indicando maior instabilidade mediolateral daquele grupo.…”

“…O controle postural pode ser avaliado por meio da oscilação corporal na postura ereta quieta, mensurada pela trajetória do centro de pressão. Desta medida podem derivar diversas variáveis, tais como a área (elipse formada por 95% dos pontos da trajetória do centro de pressão), e o ângulo (θ) constituído entre o eixo maior dessa elipse e o eixo ântero-posterior do corpo humano, que indica a direção predominante de oscilação corporal [5][6] . Um fator que interfere na oscilação corporal é a base de suporte, que pode alterar a exigência dos sistemas envolvidos no controle postural, o que evidenciaria diferenças nas estratégias adotadas por distintos grupos etários com vistas à manutenção do equilíbrio corporal [7][8] .…”

“…participante e um valor positivo ao seu lado direito [5][6] . Com o objetivo de comparar a área e o ângulo θ entre as duas faixas etárias, e nas duas bases de suporte adotadas, foi realizada uma ANOVA para medidas repetidas, sendo o fator entre grupos (jovens e idosos), e tendo como medidas repetidas as bases de suporte (normal e semi-tandem).…”