Verbessert orthopädische Chirurgie die Gangeffizienz bei Kindern mit Zerebralparese? Eine retrospektive Studie (OrthoSurg01)

Kinder mit Zerebralparese (CP) haben häufig Gangschwierigkeiten aufgrund schlechter motorischer Kontrolle, Spastik, Skelettdeformitäten und Muskelschwäche. Ihr Gehen ist meist langsam, ermüdend, mit verminderter Ausdauer und einem höheren Sturzrisiko. Dies hat zur Folge, dass diese Kinder oft nur eingeschränkt an alltäglichen Aktivitäten teilnehmen und eine geringere Lebensqualität haben. Zu den häufigsten Behandlungsmethoden zählt heute die funktionelle orthopädische Chirurgie als „Standardversorgung“ für diese Patienten. Viele Studien haben gezeigt, dass sich eine Operation positiv auf die Gehfähigkeit auswirkt.

Beim traditionellen chirurgischen Ansatz werden Patienten mehreren Operationen unterzogen, bei denen jeweils ein einzelnes Problem behoben wird. Beispielsweise könnte auf die Fixierung eines verkürzten Trizepsmuskels, damit der Fuß den Boden vollständig berührt, eine Verlängerung der Kniebeuger folgen, um eine vollständige Kniestreckung und aufrechtes Stehen zu ermöglichen. Dieser schrittweise Prozess, bei dem Operationen häufig jährlich durchgeführt werden, wurde als „Geburtstagssyndrom“ bezeichnet. Einige Forscher haben die Auswirkungen einer Operation auf bestimmte Gehprobleme untersucht. Im Jahr 2022 beispielsweise wird Kruger K.R. et al. untersuchten die langfristigen Auswirkungen der Korrektur valguspronierter Füße. Dohin B. et al. untersuchten im Jahr 2020, wie die Verlängerung der Kniebeuger und -adduktoren den In-Toe-Gang verbesserte. Krupiński M. et al. untersuchten 2015 die Wirkung der Achillessehnenverlängerung bei Kindern mit Zehengang (Spitzenfußgang). Diese Studien lieferten zwar nützliche Erkenntnisse für Kliniker, vereinfachten jedoch häufig die Komplexität der zugrunde liegenden Probleme zu stark.

Bei CP sind in der Regel mehrere Bereiche des Körpers von Gehschwierigkeiten betroffen, wie man sie beim geduckten Gang (Gehen mit gebeugten Knien) sieht, der viele Ursachen haben kann, die sich gegenseitig beeinflussen. Dies erfordert oft eine Operation an mehreren Stellen gleichzeitig, um das Gesamtgleichgewicht des Körpers zu verbessern. In jüngerer Zeit haben Chirurgen eine Technik eingeführt, bei der mehrere Deformitäten in einer einzigen Operation korrigiert werden, wobei häufig beide unteren Gliedmaßen betroffen sind. Dieser als Single-Event-Multilevel-Chirurgie (SEMLS) bekannte Ansatz reduziert die Anzahl der Operationen im Vergleich zur herkömmlichen Methode, bei der jeweils nur ein Problem behandelt wird. Wenn Kinder jedoch größer werden, können zusätzliche SEMLS-Verfahren erforderlich sein, um neu auftretende Probleme wie Muskelverspannungen anzugehen. Mehrere Studien haben gezeigt, dass diese mehrstufigen Operationen die Gehfähigkeit verbessern können. Saglam Y. et al. untersuchten 2016 die Kombination aus femoraler Derotationsosteotomie und Weichteileingriffen bei Kindern mit In-Toe-Gang. Im Jahr 2022 haben Pierz K. et al. untersuchten, wie SEMLS, einschließlich Kniebeugeverlängerung in Kombination mit anderen Techniken (wie Trizepsverlängerung oder tibiale Derotationsosteotomie), das Gehen bei Kindern mit geducktem Gang verbesserte. Moreira de Freitas Guardini K. et al. untersuchten im Jahr 2021 auch eine große Stichprobe von Kindern, die sich einer SEMLS unterzogen, und konzentrierten sich dabei auf ihre klinischen Merkmale.

Die Beurteilung der Auswirkungen einer Operation erfordert die Auswahl geeigneter Ergebnismaße, was nicht immer einfach ist. Die meisten Studien zielen darauf ab, die „Gangqualität“ zu verbessern, bestätigen jedoch nicht immer, ob die gewählten Parameter zu echten funktionellen Verbesserungen für den Patienten führen. Einige Forscher verwenden Messwerte aus körperlichen Untersuchungen (z. B. Bewegungsumfang, Muskelkraft) oder biomechanische Daten aus der Ganganalyse (3DGA, der Goldstandard zur Beurteilung des Gangs bei Kindern mit CP). Der Schwerpunkt dieser Studien liegt häufig auf der Art und Weise, wie sich der Körper bewegt (Kinematik), sowie auf raumzeitlichen Parametern wie Gehgeschwindigkeit und Schrittlänge sowie zusammenfassenden Indizes. Diese Parameter zeigen Veränderungen im spezifischen operierten Bereich und wie sich der Körper insgesamt bewegt. Sie geben Aufschluss über die Ausrichtung und Symmetrie der Beine während der Bewegung.

Eine gut ausgerichtete Struktur bedeutet jedoch nicht zwangsläufig, dass das System effizient arbeitet, also den Energieaufwand beim Gehen minimiert. Gangeffizienz ist bei Kindern mit CP besonders wichtig, da viele Studien gezeigt haben, dass ineffizienter Gang zu erhöhtem Energieverbrauch und mechanischer Arbeit führt. Daher ist es wichtig, nicht nur die Gelenkbewegung und die Gesamtleistung, sondern auch andere Aspekte zu berücksichtigen, da kinematische Daten und körperliche Untersuchungen keine Informationen über die Gangeffizienz liefern.

Marconi V. et al. (2014) führten eine prospektive Studie zum Energieverbrauch und zur mechanischen Arbeit bei Kindern mit CP nach SEMLS durch. Ihre Studie zeigte eine Verringerung des Energieverbrauchs nach der Operation, aber die kleine Stichprobengröße (10 Kinder) und die gemischte Gruppe von Patienten (einschließlich hemiplegischer, diplegischer und querschnittsgelähmter Kinder) schränken die Generalisierbarkeit der Ergebnisse ein. Marconi V. et al. verwendete die von Willems P.A. vorgeschlagene Energieberechnungsmethode. et al. (1995), während Van de Walle P. et al. (2012) schlugen vor, dass gemeinsame Leistungsberechnungen für CP valider und empfindlicher sein könnten. Andere Forscher haben indirekte Effizienzmaße verwendet und Korrelationen zwischen dem Energieverbrauch und Variablen wie der vertikalen Beckenschwingung (bewertet anhand des BEQ-Index, Kerrigan D.C. et al. 1996) oder der maximalen Knie- und Hüftstreckung (Noorkoiv M. et al., 2019) festgestellt. Diese Maßnahmen wurden zur Beurteilung der Gangeffizienz bei CP verwendet, jedoch nicht speziell zur Bewertung der Auswirkungen einer Operation.

Ziel dieser retrospektiven Beobachtungsstudie ist es, die funktionellen Merkmale von Kindern und Jugendlichen mit spastischer Zerebralparese (CP), die sich einer SEMLS unterziehen, und Veränderungen ihrer Gangeffizienz nach der Operation zu beschreiben.

Methoden:

Dies ist eine retrospektive monozentrische Beobachtungsstudie. Ergebnismaße wurden vor der Operation (T0) und nach der Operation (T1) in einem Zeitraum zwischen 8 und 38 Monaten erhoben. Die chirurgische Empfehlung wurde auf die Anforderungen der Teilnehmer zugeschnitten und durch eine umfassende Beurteilung entschieden, die eine standardisierte körperliche Untersuchung, Röntgenuntersuchungen und eine instrumentelle Ganganalyse umfasste.

Die Ganganalyse wurde mit einem Vicon®-System (Oxford Metrics Group, Oxford, UK) durchgeführt. Das System war mit acht optoelektronischen Kameras, zwei Kraftmessplatten (AMTI, USA) und zwei Videokameras ausgestattet. Alle Bewertungen wurden im Bewegungsanalyselabor LAMBDA, Azienda USL-IRCCS di Reggio Emilia, durchgeführt. Derselbe Gutachter bewertete alle Teilnehmer.

Vor der Operation wurden Alter und Grad des GMFCS (Gross Motor Function Classification System) erhoben.

Die Analysen werden vom Büro für Statistik und klinische Studien des USL IRCCS in Reggio Emilia unter Verwendung der Software SAS System, R oder SPSS durchgeführt, je nach Verfügbarkeit zum jeweiligen Zeitpunkt. Quantitative und qualitative Daten werden anhand von Mittelwert, Standardabweichung (SD), Median, Interquartilbereich (IQR) und relativen Häufigkeiten analysiert und dargestellt. Zentrale Tendenzmaße und Prozentsätze werden von 95 %-Konfidenzintervallen (CI) begleitet. Die Normalität quantitativer Daten wird mit dem Shapiro-Wilk-Test bewertet. Geeignete statistische Tests werden angewendet, um Messungen zwischen den beiden Zeitpunkten T0 und T1 zu vergleichen.

Um die Gangeffizienz zu beurteilen, werden die mittleren maximalen Streckungswerte zwischen T0 und T1 in der SEMLS-Operationsgruppe unter Verwendung des gepaarten Student-T-Tests oder des Wilcoxon-Tests verglichen, abhängig von der Normalitätsannahme. Ohne einen Vergleich anzustreben, werden dieselben Messungen auch für die nicht-chirurgische Gruppe beschrieben, um Trends zu beobachten.

Für quantitative Variablenvergleiche zwischen den beiden Zeitpunkten wird der gepaarte Student-t-Test oder Wilcoxon-Test basierend auf der Normalität angewendet.