Může analýza chůze a ultrazvuk detekovat změnu svalstva lýtka u dětí s dětskou mozkovou obrnou?

Cílem této studie je prozkoumat vliv na chůzi a morfologii lýtkového svalu u dětí s dětskou mozkovou obrnou s equinním vzorem chůze po sériovém sádru a intervencích botulotoxinem (Btx).

Chůze po prstech je běžným znakem řady ortopedických a neurologických problémů (např. dětská mozková obrna, idiopatická chůze po prstech a mrtvice). U pacientů, kteří chodí po špičkách, se často vyvinou kontraktury v lýtkových svalech a z dlouhodobého hlediska mohou trpět bolestmi chodidla nebo lýtka a deformitami chodidla. Chůze po prstech také způsobuje potíže s rovnováhou a vede k sekundárním kompenzacím a deformitám. Příčiny chůze po prstech nejsou u jednotlivých pacientů vždy jasné. Současné intervence se zaměřují na vnímané příčiny (např. operace, strečink nebo protetika pro kontrakturu nebo botulotoxinové injekce pro nadměrnou aktivitu), ale vztah mezi chůzí po prstech a zhoršením svalové morfologie a kontroly není plně objasněn. Klinická pohybová analýza se používá ke kvantifikaci kloubního pohybu a zatížení během chůze. To se provádí podle zavedeného protokolu místního oddělení a je součástí běžné klinické praxe. To se provádí pomocí Video Based Motion Analysis System Ltd (VICON), což je modalita 3D analýzy pohybu, která využívá malé sférické reflexní značky o průměru mezi 5 mm a 25 mm, které jsou připevněny ke kůži přes klíčové anatomické orientační body (umístěné při klinickém vyšetření). Ke sledování pohybů reflexních značek ve třech rozměrech se používají speciální infračervené kamery. Toto je kombinováno s AMTI silovými deskami; které dohromady dávají kinematiku a kinetiku předmětu. Elektromyografie (EMG) Triceps Surae a Tibialis Přední umožňuje pozorování svalové aktivity ve spojení s cyklem chůze při různých pohybech. Po získání souhlasu účastníka a zajištění toho, že účastník plně rozumí rozsahu úkolů, se sezení uskuteční. Stručně řečeno, pomocí protokolu místního oddělení ORLAU lékař umístí reflexní markery na subjekt a provedou se antropometrická měření. Poté, co je subjekt připraven, je požádán, aby šel po 10metrovém chodníku samostatně zvolenou rychlostí a bylo shromážděno minimálně 6 pokusů s adekvátními údery při dopadu každé nohy na silovou desku, aby se získala požadovaná kinematická a kinetická data. EMG záznamy se provádějí současně na mediálním a laterálním Gastrocnemius, Soleus a Tibialis Přední k zaznamenání svalové aktivity během pohybu.

Pro získání informací o morfologii modalita ultrazvuku v B-módu vyhodnotila svalovou morfologii a získala klíčové informace, jako je délka svalových vláken, orientace vláken, pennační úhel, plocha průřezu a tloušťka svalu. Po získání souhlasu a ujištění, že účastník plně rozumí rozsahu sezení, jsou požádáni, aby si lehli na břicho na podstavec s odhalenými dolními končetinami, aby měl posuzovatel přístup k lýtkovým svalům. Hodnotitel pak pomocí ultrazvukového protokolu b-módu získá klíčové parametry lýtkového svalu. Svalové délky se měří pomocí posuvného měřítka Vernier.

Kromě toho se používá zobrazovací modalita elastografie. To využívá mechanickou sílu, z ručního tlaku nebo prostřednictvím impulsu smykové vlny generovaného v ultrazvukové sondě, k detekci změny deformace vyšetřované tkáně a tím ke stanovení tuhosti. Ztuhlost měkkých tkání může být známkou patologie. Elastografie využívá neškodné ultrazvukové vlny a umožňuje vizualizaci napětí přes tkáň superponováním barevně kódované mapy elasticity na konvenční snímek v B-módu. Barvy představují tuhost tkáně v rozsahu od červené přes zelenou až po modrou, přičemž přesná stupnice se u jednotlivých prodejců liší. Elastografie smykových vln má další výhodu v tom, že je schopna poskytovat měření rychlosti v definované oblasti zájmu, a tak kvantifikovat tuhost tkáně.

Před zahájením sezení je získán souhlas subjektu a je vysvětlen rozsah sezení. Po souhlasu účastníka je subjekt požádán, aby ležel na břiše na podstavci s odhalenými dolními končetinami. Konzultační radiolog provádí elastografická měření na lýtkových svalech (mediální, laterální gastrocnemius, soleus) v podélné a příčné rovině podle protokolu. Ty jsou poté uloženy po získání klíčových informací a analyzovány po relaci.

Počítačové modelování dokáže odhadnout svalové síly během chůze a používá se ke studiu široké škály stavů, jako je spastická paréza a krční chůze. Ultrazvuk může poskytnout informace o svalových parametrech, jako je objem, délka, anatomická plocha průřezu a pennační úhel. Tyto informace lze použít k úpravě parametrů muskuloskeletálního modelu tak, aby odpovídaly charakteristikám každého pacienta. Muskuloskeletální model pak může odhadnout personalizované svalové síly a pomoci porozumět jednotlivým poruchám, které vedou k chůzi po prstech. Vyhlídky do budoucna Klinické- Počítačové modely pomohou s přesnou identifikací poruch (např. svalová atrofie, kontraktura a spasticita) a umožní tak objektivnější specifikaci a zacílení intervencí. Kombinací dat získaných z ultrazvuku v B módu, elastografie a analýzy chůze lze pozorovat účinky klinických intervencí na vlastnosti svalů. To lze aplikovat na další intervence, včetně ortopedické chirurgie a ortotických pomůcek. Elastografie může být také životně důležitým nástrojem pro pochopení vlastností elastických svalů spojených s myopatiemi a může pomoci optimalizovat a personalizovat péči výběrem nejúčinnější intervence na základě základních rysů jednotlivce.