Auswirkungen der funktionellen Elektrostimulation auf den Gang bei Kindern mit Zerebralparese

Zerebralparese (CP) ist die häufigste neuromuskuläre Erkrankung bei Kindern, die aus einer nicht fortschreitenden Verletzung während der frühen Gehirnentwicklung resultiert, die zu einer Beeinträchtigung der Bewegung und Körperhaltung führt.

Personen mit CP weisen ein breites Spektrum an motorischen Behinderungen auf; Etwa 70 % von ihnen erreichen jedoch die Gehfähigkeit in der Kindheit, wenn auch mit Schwierigkeiten.

Muskelschwäche und Spastik im Zusammenhang mit CP schränken den Bewegungsumfang der Gelenke ein und beeinträchtigen die Gehfähigkeit. Bei fast allen Patienten ist das Sprunggelenk betroffen. Eine unzureichende Dorsalextension des Sprunggelenks während des Schwungs, ein Fallfuß und eine übermäßige Plantarflexion während des frühen bis mittleren Stands können zu Instabilität beim Stehen und Gehen mit einem höheren Sturzrisiko führen. Den meisten gehfähigen Kindern mit CP werden Knöchel-Fuß-Orthesen (AFOs) verschrieben, um die Knöchelposition und Stabilität beim Stehen und Gehen zu verbessern und die Muskelreichweite aufrechtzuerhalten. Nichtsdestotrotz können AFOs auch gewünschte Bewegungen einschränken und Muskelschwäche und Atrophie verschlimmern, was mit der Zeit zu weiterem Funktionsverlust führt. Darüber hinaus vermeiden viele Kinder, insbesondere Jugendliche, die Verwendung von AFOs aufgrund von Beschwerden und Bedenken hinsichtlich negativer Auswirkungen auf das Körperbild.

In den letzten Jahren wird eine neuartige Methode zur Behandlung des oberen motorischen Neuronen-Fallfußes mittels dynamischer Orthesen verwendet, nämlich die funktionelle elektrische Stimulation (FES).

Diese FES-Geräte bewirken eine Dorsalextension des Fußes, indem sie den Nervus peroneus stimulieren und den Musculus tibialis anterior aktivieren.

FES-Geräte haben durch die aktive Stimulation des Muskels theoretische Vorteile gegenüber statischen AFOs. Außerdem kann der Stimulator kosmetisch besser akzeptiert werden.

Die meisten Studien zu FES-Geräten wurden an Erwachsenen mit einem Defekt der oberen Motoneuronen durchgeführt. Diese Studien zeigten eine Verbesserung der Labor- und funktionellen Gangparameter. Neben der direkten orthetischen Wirkung des Gerätes während der Anwendung wiesen einige Studien auch auf einen therapeutischen Effekt („carry over effect“) hin, der durch die neurale Plastizitätsfazilitation postuliert wurde Erhöhung der Stärke der afferenten Rückkopplungseingänge zum ZNS. Ob dieser therapeutische Effekt tatsächlich besteht und wie lange, ist noch unklar.

Eine Vielzahl von Geräten zur funktionellen Elektrostimulation (FES) wird zunehmend als Behandlungsoption für CP-Kinder verschrieben. Es gibt relativ wenige Studien zu Kindern mit hemiplegischer oder diplegischer CP. Prosser et al. (Prosser et al. 2013) berichteten über eine gute Akzeptanz des FES-Geräts in der CP-Population. Andere Studien haben ebenfalls günstige Ergebnisse gezeigt, mit einer Verbesserung der Parameter der Knöchelkinematik, wie z. B. Dorsalextensionswinkel in der Schwungphase und anfänglichem Kontakt. Damiano et al. (Damiano et al. 2012) zeigten Hinweise auf eine nutzungsabhängige Muskelplastizität mit erhöhter Tibialis-anterior-Muskeldicke bei der Verwendung von FES-Geräten bei CP-Patienten.

Es gibt noch keine soliden Beweise dafür, ob sich die im Labor beobachteten Verbesserungen auf die funktionelle Gehfähigkeit im täglichen Leben auswirken. Einige Studien zeigten eine Verbesserung der Gehgeschwindigkeit, andere nicht.

Darüber hinaus zeigten einige Studien auch eine Effektvariabilität zwischen den Probanden, die teilweise durch die Heterogenität der CP-Population erklärt werden könnte. Es gibt keine definierten Parameter, die die Reaktion auf FES bei diesen Kindern vorhersagen könnten.

Das WalkAide (WalkAide; Innovative Neurotronics, Austin, TX, USA) ist ein batteriebetriebenes, kleines medizinisches elektrisches Stimulationsgerät, das an einer geformten Manschette direkt unter dem Knie befestigt wird und während des Gehens eine kontrollierte Dorsalflexion des Fußes erzeugt Neigungssensor und Beschleunigungsmesser zur Steuerung des Timings und der Dauer der Stimulation während des Gehens. Die Verwendung des Neigungssensors zum Auslösen der Stimulation macht zusätzliche Komponenten oder externe Kabel überflüssig.

Das Ziel dieser Studie ist es festzustellen, ob die Verwendung des WalkAide-Geräts die tägliche motorische Funktion und die Gangparameter bei Kindern mit spastischer hemiplegischer oder diplegischer CP verbessert. Darüber hinaus wollen wir klinische und biomechanische Parameter definieren, die eine positive Reaktion auf die Verwendung des FES-Geräts vorhersagen können.