DCD & ASD Imaging Intervention Study

Omkring 5 % af børn har DCD, en neuroudviklingsforstyrrelse, der signifikant påvirker deres evne til at lære motoriske færdigheder, såsom at binde snørebånd, lære at printe eller cykle (APA 2013). DCD forstyrrer skolepræstationer, erhvervsaktiviteter, fritidsaktiviteter; det har en livslang indvirkning, og 75 % af børn med DCD vil fortsat opleve motoriske vanskeligheder som voksne (Kirby 2014). DCD er meget comorbid med andre neuroudviklingsforstyrrelser, herunder Autisme Spektrum Forstyrrelser (ASD) (Green 2009) og Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) (Piek 1999), som forværrer børns motoriske og funktionelle problemer (Kirby 2014).

Indtil for nylig er motoriske underskud hos børn med ASD stort set blevet ignoreret. Siden Diagnostic and Statistical Manual for Mental Disorders-5. udg. (DSM-5) blev offentliggjort i 2013, en dobbeltdiagnose af ASD og DCD er nu tilladt. Over 50 % af børn med ASD er blevet rapporteret at have DCD (Green 2009), hvor graden af ​​motorisk svækkelse korrelerer med autismes sværhedsgrad (Dzuik 2007).

Overlapningen af ​​DCD og ASD er ikke velundersøgt, men den høje samtidige forekomst får en til at spekulere på, om der er almindelige og distinkte neurale markører, der definerer disse neuroudviklingslidelser. Neuroimaging undersøgelser er begyndt at afsløre deres neurale fundament. Abnormiteter i lillehjernen (D'Mello 2016; Foster 2015; Liu 2017; Zwicker 2009, 2011) og corpus callosum (Langevin 2014; Frazier 2009) er fælles for begge lidelser, men få undersøgelser har sammenlignet børn med DCD og dem med samtidig DCD. forekommende ASD. Foreløbige beviser indikerer ændringer i netværksmønstre, der er unikke for DCD+ASD-gruppen sammenlignet med enten enkelt diagnose af DCD eller ASD (Caeyenberghs 2016). Som en af ​​de første neuroimaging undersøgelser, der berører en dobbeltdiagnose af DCD+ASD, Caeyenberghs et al. fandt ud af, at paralimbiske regioner udviser ændret forbindelse i enkeltstående lidelser, som er sygdomsspecifikke for ASD eller DCD; børn, der opfylder kriterierne for både DCD og ASD, udviser imidlertid mere udbredt overforbindelse, specifikt i det venstre associationsområde og medio-occipitotemporale gyrus sammenlignet med DCD alene. Mens de er i sin vorden, tyder neuroimaging undersøgelser på, at DCD og ASD kan have fælles, men også distinkte neurale fundamenter (Caeyenberghs 2016; Caçola 2017); yderligere forskning er nødvendig for bedre at forstå de neurale korrelater af hver lidelse og dens samtidige forekomst.

Aktuel bedste praksis til at forbedre motorisk funktion hos børn med DCD er Cognitive Orientation to Occupational Performance (CO-OP) (Smits-Engelsman 2013). CO-OP er en opgavespecifik tilgang designet til at forbedre motoriske færdigheder, som et barn har brug for eller ønsker at mestre; det er en kognitiv-baseret, problemløsende tilgang, der bruger verbal mediering og identificerer strategier til at understøtte færdighedstilegnelse (Polatajko 2001). Det er stort set uvist, om børn med samtidig forekommende DCD og ASD har gavn af CO-OP. Selvom motorisk svækkelse og funktionelle problemer er almindelige ved ASD, er de sjældent i fokus for behandlingen. Det primære fokus for terapi for børn med ASD har altid været på sociale og kommunikationsmæssige færdigheder eller håndtering af sensoriske bearbejdningsforskelle. Foreløbige resultater fra et casestudie med to børn diagnosticeret med ASD tyder på, at CO-OP er gennemførligt og i stand til at inducere klinisk signifikante forbedringer i selv- og forældrebedømte præstationer på hvert af deres motoriske mål (Rodger 2009). Der er dog behov for en større prøve for at bekræfte disse resultater.

CO-OP-tilgangen har været effektiv til at opfylde børns valgte funktionelle motoriske mål (Polatajko 2001; Miller 2001), men det neurale grundlag for disse forbedringer er stadig ikke kendt. Forskerne undersøger i øjeblikket hjerneændringer i struktur og funktion i forbindelse med CO-OP intervention for børn med DCD+/-ADHD og vil gerne udvide deres undersøgelse til at omfatte børn med samtidig forekommende ASD og DCD. Denne nye undersøgelse vil hjælpe med at opklare hjerneforskellene mellem disse samtidige tilstande og forklare, om og hvorfor rehabilitering kan gavne børn med den dobbelte diagnose DCD og ASD.

Denne undersøgelse vil give klinikere og forskere en større forståelse af neurologiske underbygninger af motoriske vanskeligheder hos børn med ASD, og ​​om interventioner bør omfatte CO-OP-terapi. Dette projekt er det første, der integrerer hjernebilleddannelse og motorisk-baseret intervention i denne population og kan give bevis for at understøtte ny klinisk praksis for at forbedre resultaterne.

FORSKNINGSDESIGN

Specifikke mål og hypotese: Den foreslåede undersøgelse er designet til at teste hypoteserne om, at børn med ASD+DCD sammenlignet med børn med DCD vil udvise overlappende, men tydelige forskelle i hjernens struktur og funktion, og at rehabilitering forbundet med hjerneforskelle vil føre til forbedringer af motorisk funktion. Denne undersøgelse bygger på efterforskernes nuværende CIHR-finansierede undersøgelse, der sammenligner typisk udviklende børn med børn med DCD+/-ADHD og neuroplasticitet forbundet med CO-OP-intervention. Den foreslåede undersøgelse er designet til at imødekomme følgende specifikke mål:

Mål 1: Karakterisere hjernestruktur og funktion hos børn DCD+ASD og sammenligne resultater med tidligere indsamlede data om børn med DCD+/-ADHD. Hypoteser: Sammenlignet med børn med DCD vil hjerner hos børn med DCD+ASD vise mindre cerebellar volumen; forskelle i mikrostrukturel udvikling i motoriske, sensoriske, cerebellare og frontale veje; og lavere korrelation mellem signaler fra hjerneregioner svarende til hviletilstandsnetværk, herunder standard-mode, sensorimotoriske, cerebellare og frontale netværk.

Mål 2: Bestem, om CO-OP intervention inducerer neuroplastiske ændringer i hjernens struktur/funktion og forbedrer motoriske færdigheder hos børn med DCD+ASD. Hypoteser: Sammenlignet med en ventelistekontrolgruppe vil børn i behandlingsgruppen vise: (1) styrket funktionel forbindelse i sansemotoriske og cerebellare og frontale netværk; (2) øget integritet af frontal-cerebellar-banen; (3) øget gråstofvolumen i de dorsolaterale præfrontale, motoriske og cerebellare cortex; og (4) forbedret motorisk ydeevne. Der forventes også en positiv sammenhæng mellem funktionelle forbedringer og ændringer i hjernens struktur/funktion.

Mål 3: Bestem om neuroplastiske og funktionelle ændringer bibeholdes ved 3-måneders opfølgning. Hypotese: Børn, der bibeholdt deres funktionelle gevinster, vil vise øget funktionel forbindelse i hjernenetværk, øget forbindelse mellem frontal-cerebellar-vejen og øget gråstofvolumen (som i mål #2) sammenlignet med børn, der ikke bevarede deres funktionelle fremgang.

Undersøgelsesdesign og prøvestørrelsesberegning: Denne undersøgelse er et randomiseret, kontrolleret ventelisteforsøg. Børn vil blive tilfældigt tildelt enten behandlings- eller ventelistegruppe. En statistiker vil randomisere deltagere ved hjælp af computergenererede sekventielle blokke på 4 til 6; randomiseringskoder vil blive opbevaret i forseglede uigennemsigtige kuverter indtil studietilmelding. Tilføjet til efterforskernes nuværende undersøgelse vil en stikprøve på 30 deltagere med DCD+ASD give > 80 % kraft til at detektere klinisk signifikant forbedring på 2 point på det canadiske erhvervsmæssige præstationsmål (COPM; lov 2014) [26] (SD på 2,5) og en type-1 fejl på 0,05) og en 3 % forskel i aksial diffusivitet på diffusionstensor-billeddannelse, hvilket var korreleret med motorisk funktion i efterforskernes pilotarbejde (Zwicker 2012).

Deltagere: Tredive børn (8-12 år), der opfylder de diagnostiske kriterier for DCD og ASD som beskrevet i DSM-5 (APA 2013), vil være berettiget til at deltage.

Hjernebilleddannelse: Forud for MR-billeddannelse vil børn gennemgå en MR-simulator-session for at blive fortrolige med synet og lyden af ​​MR-miljøet. Alle billedbehandlingsundersøgelser vil blive udført på en avanceret 3-Tesla GE Discovery MR 750-scanner. Hjernestruktur vil blive vurderet ved hjælp af: (1) T1-vægtet strukturel billeddannelse til måling af cerebralt volumen (hvidt stof, kortikalt gråt stof og dybt gråt stof) og cerebellar volumen og (2) diffusionstensor-billeddannelse (DTI) til måling af strukturel forbindelse og hvidt stofs mikrostruktur i hele hjernen. Hjernens funktion vil blive målt indirekte ved hjælp af hviletilstand MRI for at undersøge funktionel forbindelse i hvile i forskellige netværk. Samlet scanningstid er ~30 min.

Intervention: CO-OP er en kognitiv tilgang til løsning af funktionelle motoriske problemer (Polatajko 2001). Terapeuter lærer børn en global problemløsningsstrategi (Goal-Plan-Do-Check) som middel til at udvikle specifikke strategier til at overvinde motoriske problemer; strategierne fastlægges efter en dynamisk præstationsanalyse af terapeuten for at bestemme, hvor "sammenbruddet" er i udførelsen af ​​opgaven. Ergoterapeuter uddannet i CO-OP vil se børn i en time, en gang om ugen i 10 uger. Forældre eller omsorgspersoner vil blive opfordret til at deltage i behandlingssessioner, så terapeuter kan instruere dem i, hvordan de kan lette strategianvendelse mellem behandlingssessioner. Børn vil vælge 3 funktionelle motoriske mål, der skal tages op under behandlingen, vurdere deres præstation og tilfredshed med disse mål før og efter intervention.

Mål: MABC-2 vil blive brugt til at vurdere graden af ​​motorisk svækkelse; score ≤ 16. percentil indikerer DCD (Henderson 2007). Dette mål giver en samlet samlet score, der er kompileret ud fra otte deltest på tværs af 3 domæner: manuel fingerfærdighed (3), sigte og fangst (2) og balance (3). Et almindeligt brugt forældrespørgeskema, DCDQ (Wilson 2007) vil blive brugt til at bekræfte motoriske færdigheders indflydelse på daglig funktion. Conners 3 AI-Parent formularen vil blive brugt til at vurdere ADHD symptomologi (Conners 2001). Social Communication Questionnaire (SCQ), et spørgeskema til forældrerapport, vil blive brugt til at screene for autismespecifikke sociale og kommunikationsmæssige funktionsnedsættelser (Rutter 2003).

Det primære resultatmål er COPM (Law 2014), som er et individualiseret, klientcentreret mål designet til at opdage ændringer i en klients selvopfattelse af deres præstation og tilfredshed over tid på funktionelle mål, der er vigtige for dem. For at supplere COPM'en vil efterforskerne videooptage barnet, der udfører deres 3 motoriske mål før og efter intervention. En ergoterapeut, der er blindet for interventionen og før-/efter-test, vil score den motoriske præstation ved hjælp af Performance Quality Rating Scale (PQRS), en objektiv og observationel måling af præstationskvalitet (Miller 2001). Fin- og grovmotorik vil blive målt ved hjælp af den korte form af Bruninks-Oseretsky Test of Motor Proficiency 2nd ed. (BOT-2: Bruininks 2005).

Neuroimaging Analyse: DTI: til analyse af diffusionstensordata vil der blive udført traktatbaseret rumlig statistik (TBSS) ved hjælp af FMRIB Software Library (FSL). TBSS er en fuldautomatisk tilgang, der giver mulighed for helhjerneanalyse uden forudgående specifikation af interesseområder (Smith 2006). T1-vægtet billeddannelse vil blive analyseret ved hjælp af voxel-baseret morfometri for at sammenligne den lokale koncentration af gråt stof mellem sessioner og grupper ved hjælp af Statistical Parametric Map-99-pakken (Ashburner 2000). rs-MRI: FSL vil blive brugt til at udføre en uafhængig komponentanalyse, som tillader en datadrevet tilgang til at udforske hvilende statsnetværk (Beckman 2005).

Dataanalyse:

Mål 1: gennemsnitlige hjernevolumener vil blive sammenlignet mellem grupper, der bruger ANOVA'er, med regressionsbaseret justering for alder og køn. Generaliseret lineær model vil sammenligne DTI-mål og funktionelle tilslutningstidsserier hos børn med DCD, DCD+ADHD, DCD+ASD og kontroller.

Mål 2 & 3: Gentagne tiltag ANCOVA vil blive anvendt på de primære og sekundære resultater for at opdage ændringer over tid, herunder effekt af modenhed i ventelistegruppe, interventionseffekt i både venteliste og behandlingsgrupper og sen effekt af intervention i behandlingsgruppe. Alder, MABC-2-scoringer og Conners-scores vil blive brugt som kovariater.