DCD- und ASD-Imaging-Interventionsstudie

Etwa 5 % der Kinder haben DCD, eine neurologische Entwicklungsstörung, die ihre Fähigkeit zum Erlernen motorischer Fähigkeiten wie Schnürsenkel binden, Drucken lernen oder Fahrradfahren erheblich beeinträchtigt (APA 2013). DCD beeinträchtigt schulische Leistungen, berufliche Aktivitäten, Freizeitbeschäftigungen; es hat lebenslange Auswirkungen, und 75 % der Kinder mit DCD werden als Erwachsene weiterhin motorische Schwierigkeiten haben (Kirby 2014). DCD ist stark komorbid mit anderen neurologischen Entwicklungsstörungen, einschließlich Autismus-Spektrum-Störung (ASD) (Green 2009) und Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) (Piek 1999), die die motorischen und funktionellen Probleme von Kindern verschlimmern (Kirby 2014).

Bis vor kurzem wurden motorische Defizite bei Kindern mit ASS weitgehend ignoriert. Da das Diagnose- und Statistikhandbuch für psychische Störungen, 5. Aufl. (DSM-5) 2013 veröffentlicht wurde, ist nun eine Doppeldiagnose von ASD und DCD erlaubt. Es wurde berichtet, dass über 50 % der Kinder mit ASD DCD haben (Green 2009), wobei der Grad der motorischen Beeinträchtigung mit dem Schweregrad des Autismus korreliert (Dzuik 2007).

Die Überlappung von DCD und ASD ist nicht gut untersucht, aber das häufige gleichzeitige Auftreten veranlasst einen zu der Frage, ob es gemeinsame und unterschiedliche neuronale Marker gibt, die diese neurologischen Entwicklungsstörungen definieren. Neuroimaging-Studien haben begonnen, ihre neuralen Grundlagen zu enträtseln. Anomalien im Kleinhirn (D'Mello 2016; Foster 2015; Liu 2017; Zwicker 2009, 2011) und Corpus callosum (Langevin 2014; Frazier 2009) sind beiden Erkrankungen gemeinsam, aber nur wenige Studien haben Kinder mit DCD und solche mit auftretende ASD. Vorläufige Beweise deuten auf Veränderungen in den Netzwerkmustern hin, die für die DCD + ASD-Gruppe im Vergleich zur Einzeldiagnose von DCD oder ASD einzigartig sind (Caeyenberghs 2016). Als eine der ersten Neuroimaging-Studien, die sich mit einer Doppeldiagnose von DCD + ASD befasste, haben Caeyenberghs et al. fanden heraus, dass paralimbische Regionen eine veränderte Konnektivität bei singulären Störungen aufweisen, die für ASD oder DCD spezifisch sind; Kinder, die die Kriterien sowohl für DCD als auch für ASD erfüllen, weisen jedoch eine weiter verbreitete Überkonnektivität auf, insbesondere im linken Assoziationsbereich und im medio-occipitotemporalen Gyrus im Vergleich zu DCD allein. Während sie noch in den Kinderschuhen stecken, deuten Neuroimaging-Studien darauf hin, dass DCD und ASD gemeinsame, aber auch unterschiedliche neuronale Grundlagen haben könnten (Caeyenberghs 2016; Caçola 2017); Weitere Forschung ist erforderlich, um die neuronalen Korrelate jeder Störung und ihr gemeinsames Auftreten besser zu verstehen.

Die aktuelle Best-Practice zur Verbesserung der motorischen Funktion bei Kindern mit DCD ist die kognitive Orientierung an der beruflichen Leistung (CO-OP) (Smits-Engelsman 2013). CO-OP ist ein aufgabenspezifischer Ansatz zur Verbesserung der motorischen Fähigkeiten, die ein Kind braucht oder beherrschen möchte; Es handelt sich um einen kognitiv basierten Problemlösungsansatz, der verbale Vermittlung nutzt und Strategien zur Unterstützung des Erwerbs von Fähigkeiten identifiziert (Polatajko 2001). Es ist weitgehend unbekannt, ob Kinder mit gleichzeitig auftretender DCD und ASD von CO-OP profitieren. Obwohl motorische Beeinträchtigungen und funktionelle Probleme bei ASD häufig sind, stehen sie selten im Mittelpunkt der Therapie. Der primäre Fokus der Therapie für Kinder mit ASD lag schon immer auf sozialen und kommunikativen Fähigkeiten oder dem Umgang mit sensorischen Verarbeitungsunterschieden. Vorläufige Ergebnisse aus einer Fallstudie mit zwei Kindern, bei denen ASD diagnostiziert wurde, legen nahe, dass CO-OP machbar ist und klinisch signifikante Verbesserungen der selbst- und elternbewerteten Leistung bei jedem ihrer motorischen Ziele herbeiführen kann (Rodger 2009). Um diese Ergebnisse zu bestätigen, ist jedoch eine größere Stichprobe erforderlich.

Der CO-OP-Ansatz hat sich als effektiv erwiesen, um vom Kind gewählte funktionelle motorische Ziele zu erreichen (Polatajko 2001; Miller 2001), aber die neuronale Grundlage für diese Verbesserungen ist noch immer nicht bekannt. Die Forscher untersuchen derzeit Gehirnveränderungen in Struktur und Funktion im Zusammenhang mit CO-OP-Interventionen bei Kindern mit DCD+/-ADHS und möchten ihre Studie erweitern, um Kinder mit gleichzeitig auftretendem ASD und DCD einzubeziehen. Diese neuartige Studie wird dazu beitragen, die Gehirnunterschiede zwischen diesen gleichzeitig auftretenden Erkrankungen aufzudecken und zu erklären, ob und warum die Rehabilitation Kindern mit der Doppeldiagnose von DCD und ASD zugute kommen kann.

Diese Studie wird Klinikern und Forschern ein besseres Verständnis der neurologischen Grundlagen von motorischen Schwierigkeiten bei Kindern mit ASS vermitteln und zeigen, ob Interventionen eine CO-OP-Therapie umfassen sollten. Dieses Projekt ist das erste, das bildgebende Verfahren des Gehirns und motorbasierte Interventionen in dieser Patientengruppe integriert und möglicherweise Beweise dafür liefert, neue klinische Praktiken zur Verbesserung der Ergebnisse zu unterstützen.

FORSCHUNGSDESIGN

Spezifische Ziele und Hypothesen: Die vorgeschlagene Studie soll die Hypothesen testen, dass Kinder mit ASD+DCD im Vergleich zu Kindern mit DCD überlappende, aber deutliche Unterschiede in der Gehirnstruktur und -funktion aufweisen und dass die mit Gehirnunterschieden verbundene Rehabilitation zu Verbesserungen führen wird der Motorik. Diese Studie baut auf der aktuellen CIHR-finanzierten Studie der Ermittler auf, in der Kinder mit normaler Entwicklung mit Kindern mit DCD+/-ADHS und Neuroplastizität im Zusammenhang mit einer CO-OP-Intervention verglichen werden. Die vorgeschlagene Studie soll die folgenden spezifischen Ziele verfolgen:

Ziel 1: Charakterisierung der Gehirnstruktur und -funktion bei Kindern mit DCD+ASD und Vergleich der Ergebnisse mit zuvor erhobenen Daten zu Kindern mit DCD+/-ADHS. Hypothesen: Im Vergleich zu Kindern mit DCD weisen Gehirne von Kindern mit DCD+ASD ein kleineres Kleinhirnvolumen auf; Unterschiede in der mikrostrukturellen Entwicklung in motorischen, sensorischen, zerebellären und frontalen Bahnen; und eine geringere Korrelation zwischen Signalen aus Gehirnregionen, die Ruhezustandsnetzwerken entsprechen, einschließlich Standardmodus-, sensomotorischen, Kleinhirn- und Frontalnetzwerken.

Ziel 2: Bestimmen, ob eine CO-OP-Intervention neuroplastische Veränderungen in der Gehirnstruktur/-funktion induziert und die motorischen Fähigkeiten bei Kindern mit DCD+ASS verbessert. Hypothesen: Im Vergleich zu einer Kontrollgruppe auf der Warteliste zeigen Kinder in der Behandlungsgruppe: (1) verstärkte funktionelle Konnektivität in sensomotorischen und zerebellären und frontalen Netzwerken; (2) erhöhte Integrität des frontal-zerebellären Weges; (3) erhöhtes Volumen der grauen Substanz in den dorsolateralen präfrontalen, motorischen und zerebellären Kortizes; und (4) verbesserte Motorleistung. Ein positiver Zusammenhang zwischen funktionellen Verbesserungen und Veränderungen der Gehirnstruktur/-funktion wird ebenfalls erwartet.

Ziel 3: Bestimmen Sie, ob neuroplastische und funktionelle Veränderungen bei der 3-Monats-Follow-up erhalten bleiben. Hypothese: Kinder, die ihre funktionellen Fortschritte beibehalten haben, werden im Vergleich zu Kindern, die ihre funktionellen Fortschritte nicht beibehalten haben, eine erhöhte funktionelle Konnektivität in Gehirnnetzwerken, eine erhöhte Konnektivität der frontal-zerebellären Bahn und ein erhöhtes Volumen der grauen Substanz (wie in Ziel Nr. 2) aufweisen.

Studiendesign und Berechnung der Stichprobengröße: Diese Studie ist eine randomisierte kontrollierte Studie auf der Warteliste. Die Kinder werden nach dem Zufallsprinzip entweder der Behandlungs- oder der Wartelistengruppe zugeteilt. Ein Statistiker randomisiert die Teilnehmer anhand von computergenerierten sequentiellen Blöcken von 4 bis 6; Randomisierungscodes werden bis zur Aufnahme in die Studie in versiegelten undurchsichtigen Umschlägen aufbewahrt. Zusätzlich zur aktuellen Studie der Prüfärzte wird eine Stichprobe von 30 Teilnehmern mit DCD+ASD eine Aussagekraft von > 80 % liefern, um eine klinisch signifikante Verbesserung von 2 Punkten auf dem Canadian Occupational Performance Measure (COPM; Gesetz 2014) [26] (SD von 2,5 und einem Typ-1-Fehler von 0,05) und einem 3%igen Unterschied in der axialen Diffusivität bei der Diffusionstensor-Bildgebung, die in der Pilotarbeit der Untersucher mit der motorischen Funktion korreliert war (Zwicker 2012).

Teilnehmer: Dreißig Kinder (8-12 Jahre), die die diagnostischen Kriterien für DCD und ASD erfüllen, wie im DSM-5 (APA 2013) beschrieben, sind zur Teilnahme berechtigt.

Bildgebung des Gehirns: Vor der MR-Bildgebung werden Kinder einer MRT-Simulatorsitzung unterzogen, um sich mit den Bildern und Geräuschen der MR-Umgebung vertraut zu machen. Alle Bildgebungsstudien werden auf einem hochmodernen 3-Tesla-Scanner GE Discovery MR 750 durchgeführt. Die Gehirnstruktur wird bewertet mit: (1) T1-gewichteter struktureller Bildgebung zur Messung des Gehirnvolumens (weiße Substanz, kortikale graue Substanz und tiefe graue Substanz) und des Kleinhirnvolumens und (2) Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) zur Messung der strukturellen Konnektivität und Mikrostruktur der weißen Substanz im gesamten Gehirn. Die Gehirnfunktion wird indirekt mittels Ruhezustands-MRT gemessen, um die funktionelle Konnektivität im Ruhezustand in verschiedenen Netzwerken zu untersuchen. Die Gesamtscanzeit beträgt ~30 min.

Intervention: CO-OP ist ein kognitiver Ansatz zur Lösung funktioneller motorischer Probleme (Polatajko 2001). Therapeuten vermitteln Kindern eine globale Problemlösungsstrategie (Goal-Plan-Do-Check) als Mittel zur Entwicklung spezifischer Strategien zur Überwindung motorischer Probleme; Die Strategien werden nach einer dynamischen Leistungsanalyse durch den Therapeuten bestimmt, um festzustellen, wo der "Zusammenbruch" bei der Ausführung der Aufgabe liegt. In CO-OP ausgebildete Ergotherapeuten sehen die Kinder 10 Wochen lang einmal wöchentlich für eine Stunde. Eltern oder Betreuer werden ermutigt, an Behandlungssitzungen teilzunehmen, damit Therapeuten sie anweisen können, wie sie die Anwendung der Strategie zwischen den Behandlungssitzungen erleichtern können. Die Kinder wählen 3 funktionelle motorische Ziele aus, die während der Behandlung angesprochen werden sollen, und bewerten ihre Leistung und Erfüllung dieser Ziele vor und nach der Intervention.

Maßnahmen: Der MABC-2 wird verwendet, um den Grad der motorischen Beeinträchtigung zu beurteilen; Werte ≤ 16. Perzentil weisen auf DCD hin (Henderson 2007). Diese Messung liefert eine Gesamtpunktzahl, die aus acht Untertests in drei Bereichen zusammengestellt wird: manuelle Geschicklichkeit (3), Zielen und Fangen (2) und Gleichgewicht (3). Ein häufig verwendeter Elternfragebogen, der DCDQ (Wilson 2007), wird verwendet, um den Einfluss der motorischen Fähigkeiten auf die tägliche Funktion zu bestätigen. Das Conners 3 AI-Parent-Formular wird zur Beurteilung der ADHS-Symptomatik verwendet (Conners 2001). Der Social Communication Questionnaire (SCQ), ein Elternfragebogen, wird verwendet, um nach autismusspezifischen sozialen und kommunikativen Beeinträchtigungen zu suchen (Rutter 2003).

Das primäre Ergebnismaß ist das COPM (Gesetz 2014), das ein individualisiertes, klientenzentriertes Maß ist, das entwickelt wurde, um Veränderungen in der Selbstwahrnehmung eines Klienten hinsichtlich seiner Leistung und Zufriedenheit im Laufe der Zeit in Bezug auf für ihn wichtige funktionale Ziele zu erkennen. Um das COPM zu ergänzen, nehmen die Ermittler das Kind auf Video auf, während es seine 3 motorischen Ziele vor und nach der Intervention durchführt. Ein Ergotherapeut, der für die Intervention und den Vor-/Nachtest verblindet ist, bewertet die motorische Leistung anhand der Performance Quality Rating Scale (PQRS), einem objektiven und beobachtenden Maß für die Leistungsqualität (Miller 2001). Fein- und Grobmotorik werden mit der Kurzform des Bruninks-Oseretsky Test of Motor Proficiency 2nd ed. gemessen. (BOT-2: Bruininks 2005).

Neuroimaging-Analyse: DTI: Zur Analyse von Diffusionstensordaten werden traktbasierte räumliche Statistiken (TBSS) unter Verwendung der FMRIB-Softwarebibliothek (FSL) durchgeführt. TBSS ist ein vollautomatischer Ansatz, der eine Ganzhirnanalyse ohne Vorgabe von Interessensgebieten ermöglicht (Smith 2006). Die T1-gewichtete Bildgebung wird mit Voxel-basierter Morphometrie analysiert, um die lokale Konzentration der grauen Substanz zwischen Sitzungen und Gruppen mit dem Statistical Parametric Map-99-Paket (Ashburner 2000) zu vergleichen. rs-MRI: FSL wird verwendet, um eine unabhängige Komponentenanalyse durchzuführen, die einen datengesteuerten Ansatz zur Untersuchung von Resting-State-Netzwerken ermöglicht (Beckman 2005).

Datenanalyse:

Ziel 1: Mittlere Gehirnvolumina werden zwischen Gruppen unter Verwendung von ANOVAs verglichen, mit regressionsbasierter Anpassung für Alter und Geschlecht. Das verallgemeinerte lineare Modell vergleicht DTI-Maßnahmen und funktionelle Konnektivitätszeitreihen bei Kindern mit DCD, DCD+ADHD, DCD+ASD und Kontrollen.

Ziele 2 und 3: Wiederholte Messungen ANCOVA wird auf die primären und sekundären Ergebnisse angewendet, um Veränderungen im Laufe der Zeit zu erkennen, einschließlich der Wirkung der Reife in der Wartelistengruppe, der Interventionswirkung sowohl in der Wartelisten- als auch in der Behandlungsgruppe und der Spätwirkung der Intervention in der Behandlungsgruppe. Alter, MABC-2-Scores und Conners-Scores werden als Kovariaten verwendet.