Transkraniel Direktestrømsstimulering og Løbebånd ved Cerebral Parese

Introduktion Motorisk kontrol og koordination hos børn med cerebral parese er blevet forbedret gennem forskellige metoder. Løbebåndstræning viser effekt i at forbedre ganghastighed, balance og funktionel uafhængighed. Desuden præsenterer transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS) et ikke-invasivt og sikkert alternativ til kirurgiske eller farmakologiske behandlinger. Samlet set har disse interventioner vist sig effektive i at forbedre gangpræstation og funktionelle evner i denne population.

Den optimale protokol for administration af tDCS til børn med cerebral parese er endnu ikke etableret. I modsætning til tidligere studier, der anvendte unilateral anodal stimulering rettet mod den kontralaterale motorcortex, antyder en hypotese, at bilateral stimulering af begge hemisfærer kunne give overlegne resultater. Denne præmis understøttes af magnetoencefalografi (MEG), der viser en udbredt forstyrrelse i neural excitabilitet i både sensorimotoriske cortices hos børn med CP. Denne bilaterale svækkelse forekommer selv i tilfælde af unilaterale læsioner og bidrager til reduceret aktivering i corticospinale baner. Følgelig viste efterfølgende forskning, der anvendte unilateral anodal tDCS på den ipsilaterale motorcortex (ikke-læseret hemisfære), forbedringer i motoriske funktioner såsom rækkevidde-færdigheder og bevægelsesvarighed.

Som et gennemførlighedsstudie vurderede denne pilotforskning praktisk anvendelighed og indledende effekter af at administrere bilateral anodal tDCS samtidig med løbebåndstræning for at forbedre gangparametre, bevægelsesområde og reducere spasticitet hos børn med diplegisk CP.

Metoder Studiedesign & deltagere Dette kliniske studie blev godkendt af IRB-udvalget ved Jordan University of Science and Technology og King Abdullah University Hospital (#2019/420) baseret på Helsinki-erklæringen. Fem børn (4-12 år) med spastisk diplegisk CP blev inkluderet. Inklusionskriterier stipulerede et Gross Motor Function Classification System (GMFCS) niveau på I-III, evnen til at gå selvstændigt i mindst 10 meter, og en IQ højere end 70. Vigtige eksklusionskriterier inkluderede historie med ortopædisk kirurgi, neurolytiske blokade eller Botox-injektioner i de seneste seks måneder, samt tilstedeværelse af samtidige ortopædiske handicap, epilepsi, intrakranielle metalimplantater eller høreapparater. Desuden blev frivillig skriftlig informeret samtykke indhentet fra alle deltagende børn via deres juridiske værger før deltagelse i studiet.

Løbebåndstræning & tDCS-intervention Mens tidligere forskning, der anvendte unilateral anodal tDCS hos børn med CP, placerede en enkelt anode over C3 eller C4 motorcortex og en katode på det supraorbitale område ifølge 10-20 EEG-systemet, anvendte nærværende studie en bilateral montage. Ved brug af 10-10 EEG-systemet for mere præcis placering blev to anoder placeret over venstre FC1 og højre FC2 regioner (der omfatter motor- og frontale områder), med to tilsvarende katoder placeret over de bilaterale supraorbitale områder. En lav strømintensitet på 1mA blev anvendt.

Den terapeutiske protokol begyndte med to løbebåndsindlæringssessioner. Dette blev efterfulgt af ti kombinerede behandlingssessioner, hver bestående af et 12-minutters interval: en 1-minutts opvarmning, en 10-minutters samtidig løbebåndstræning og tDCS-terapiperiode, og en 1-minutts afkøling. Løbebåndshastighed blev indledt ved 50% af barnets maksimale jordhastighed fra 6-minutters gangtest (6MWT) og blev progressivt forøget baseret på individuel tolerance. Tolerance blev vurderet ved fravær af træthedsklager, en pulsrate der ikke oversteg 70% af maksimum, og opretholdelse af korrekt gang uden at slæbe fødderne. Assistenter var til stede for at yde støtte og verbal feedback for at fremme korrekte bevægelsesmønstre.

Resultatmål

Resultatmål Pre- og post-interventionsdata blev indsamlet, inklusive:

1. Postural justering (medio-lateral forskydning)
2. Postural justering (anterior-posterior forskydning)
3. Ankel dorsalfleksions bevægelsesområde (grader)
4. Hofte bevægelsesområde (grader)
5. Knæ bevægelsesområde (grader)
6. Gangudholdenhed vurderet ved brug af 6-minutters gangtest (distance i meter)
7. Grov motorisk funktion vurderet ved brug af GMFM-66 (totalscore)
8. Ganghastighed (meter/sekund)
9. Gangvariabilitet (dimensionsløs autokorrelationskoefficient)

Dataanalyse På grund af forsigtighed rapporteret i tidligere studie ved brug af parret t-test med ekstremt små stikprøvestørrelser (n = 5), blev middelværdi ± standardafvigelse beregnet for alle resultatmål, interventionens kliniske effektstørrelse blev bestemt ved brug af Hedges' g, med værdier der angiver små, moderate eller store effekter, og gangresultater blev målt ved at have hvert barn gå en 10 m bane to gange før og efter interventionen. Data er tilgængelige.

3. Resultat og Diskussion Denne studioprotokol er innovativ med hensyn til tDCS-stimuleringsprotokollen (bilateral anodal tDCS vs. unilateral anodal tDCS), og dens resultatmål der inkluderer evaluering af hjerneaktivitet og plasticitet, kvantitative gangresultatmål (kinematik og kinetik), motorisk udvikling, livskvalitet og niveau for glæde og deltagelse, som ikke tidligere er blevet undersøgt i et fuldt sæt.

Desuden vil bilateral anodal tDCS være gennemførlige og sikre rehabiliteringsværktøjer, der vil modulere hjerneaktiviteten og forbedre gangfunktion, balancefunktioner, udholdenhed, livskvalitet og niveau for deltagelse og glæde hos børn med CP. Derfor giver udforskning af sådanne korte og langsigtede terapeutiske effekter af bilateral anodal tDCS på børnenes kropsfunktioner, aktivitets- og deltagelsesresultatmål os et lovende ikke-invasivt værktøj i CP-rehabilitering, der vil kunne kombineres med mange andre rehabiliteringsværktøjer og tilgange såsom adfærdsterapi, virtual reality, therasuit og mange andre, der alle bruges som CP-rehabilitering og andre neurologiske tilstande. Desuden vil udforskning af forholdet mellem hjerneaktivitetsmodulering, gangfunktionsændringer og motorisk udvikling og niveau for deltagelse og glæde give en bedre forståelse af dette sammenkoblede netværk, som vi må overveje i vores fremtidige rehabiliteringstilgange og strategier for børn med CP, og tjene som et vigtigt aspekt, der vil bidrage til evidensbaseret praksis i børnerehabilitering. Derudover vil det give os en bedre forståelse af mekanismen bag tDCS-effekterne.