Transkranielle Gleichstromstimulation und Laufband bei Zerebralparese

Einleitung Motorische Kontrolle und Koordination bei pädiatrischen Patienten mit Zerebralparese wurden durch verschiedene Methoden verbessert. Laufbandtraining zeigt Wirksamkeit bei der Steigerung der Gehgeschwindigkeit, des Gleichgewichts und der funktionellen Unabhängigkeit. Darüber hinaus bietet die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) eine nicht-invasive und sichere Alternative zu chirurgischen oder pharmakologischen Behandlungen. Insgesamt haben sich diese Interventionen als wirksam erwiesen, um die Gehleistung und funktionellen Fähigkeiten in dieser Population zu verbessern.

Das optimale Protokoll für die Verabreichung von tDCS an pädiatrische Patienten mit Zerebralparese muss noch etabliert werden. Im Gegensatz zu früheren Studien, die unilaterale anodale Stimulation des kontralateralen motorischen Kortex verwendeten, legt eine Hypothese nahe, dass bilaterale Stimulation beider Hemisphären überlegene Ergebnisse erzielen könnte. Diese Prämisse wird durch die Magnetoenzephalographie (MEG) gestützt, die eine weit verbreitete Störung der neuronalen Erregbarkeit innerhalb beider sensomotorischer Kortizes von Kindern mit ZP zeigt. Diese bilaterale Beeinträchtigung tritt selbst bei unilateralen Läsionen auf und trägt zu einer reduzierten Aktivierung in kortikospinalen Bahnen bei. Dementsprechend zeigte nachfolgende Forschung, die unilaterale anodale tDCS auf den ipsilateralen motorischen Kortex (nicht-läsionierte Hemisphäre) anwandte, Verbesserungen in motorischen Funktionen wie Greiffähigkeiten und Bewegungsdauer.

Als Machbarkeitsstudie untersuchte diese Pilotforschung die Praktikabilität und ersten Effekte der gleichzeitigen Verabreichung von bilateraler anodaler tDCS mit Laufbandtraining, um Gehparameter, Bewegungsumfang zu verbessern und Spastizität bei pädiatrischen Patienten mit diplegischer ZP zu reduzieren.

Methoden Studiendesign & Teilnehmer Diese klinische Studie wurde vom IRB-Komitee der Jordan University of Science and Technology und dem King Abdullah University Hospital (#2019/420) basierend auf der Deklaration von Helsinki genehmigt. Fünf Kinder (Alter 4-12 Jahre) mit spastischer diplegischer ZP wurden eingeschlossen. Die Einschlusskriterien sahen einen Gross Motor Function Classification System (GMFCS) Level von I-III vor, die Fähigkeit, mindestens 10 Meter unabhängig zu gehen, und einen IQ über 70. Wichtige Ausschlusskriterien umfassten eine Vorgeschichte von orthopädischer Chirurgie, neurolytischen Blöcken oder Botox-Injektionen in den letzten sechs Monaten sowie das Vorhandensein gleichzeitiger orthopädischer Beeinträchtigungen, Epilepsie, intrakranieller Metallimplantate oder Hörgeräte. Zusätzlich wurde vor der Teilnahme an der Studie von allen teilnehmenden Kindern durch ihre gesetzlichen Vertreter eine freiwillige schriftliche Einwilligungserklärung eingeholt.

Laufbandtraining & tDCS-Intervention Während frühere Forschung, die unilaterale anodale tDCS bei Kindern mit ZP verwendete, eine einzelne Anode über dem C3- oder C4-motorischen Kortex und eine Kathode im supraorbitalen Bereich gemäß dem 10-20-EEG-System platzierte, verwendete die vorliegende Studie eine bilaterale Montage. Unter Verwendung des 10-10-EEG-Systems für präzisere Platzierung wurden zwei Anoden über den linken FC1- und rechten FC2-Regionen (motorische und frontale Bereiche umfassend) positioniert, mit zwei entsprechenden Kathoden über den bilateralen supraorbitalen Bereichen. Es wurde eine niedrige Stromstärke von 1mA angewendet.

Das therapeutische Protokoll begann mit zwei Laufband-Gewöhnungssitzungen. Dies wurde gefolgt von zehn kombinierten Behandlungssitzungen, die jeweils aus einem 12-minütigen Intervall bestanden: ein 1-minütiges Aufwärmen, eine 10-minütige gleichzeitige Laufbandtraining- und tDCS-Therapieperiode und eine 1-minütige Abkühlphase. Die Laufbandgeschwindigkeit begann bei 50% der maximalen Bodengeschwindigkeit des Kindes aus dem 6-Minuten-Gehtest (6MWT) und wurde basierend auf individueller Toleranz progressiv erhöht. Die Toleranz wurde durch das Fehlen von Müdigkeitsbeschwerden, eine Herzfrequenz, die 70% des Maximums nicht überschritt, und die Aufrechterhaltung eines korrekten Gangs ohne Schieben bewertet. Assistenten waren anwesend, um Unterstützung und verbales Feedback zu geben, um korrekte Bewegungsmuster zu fördern.

Ergebnisparameter

Ergebnisparameter Vor- und nach der Intervention wurden Daten erhoben, einschließlich:

1. Haltungskorrektur (medio-laterale Verschiebung)
2. Haltungskorrektur (anterior-posteriore Verschiebung)
3. Knöchel-Dorsalflexions-Bewegungsbereich (Grad)
4. Hüftbewegungsbereich (Grad)
5. Kniebewegungsbereich (Grad)
6. Geh-Ausdauer bewertet mit dem 6-Minuten-Gehtest (Distanz in Metern)
7. Grobmotorische Funktion bewertet mit dem GMFM-66 (Gesamtpunktzahl)
8. Gehgeschwindigkeit (Meter/Sekunde)
9. Gehvariabilität (dimensionsloser Autokorrelationskoeffizient)

Datenanalyse Aufgrund der in der vorherigen Studie berichteten Vorsicht bei der Verwendung des gepaarten t-Tests mit extrem kleinen Stichprobengrößen (n = 5) wurde der Mittelwert ± Standardabweichung für alle Ergebnisparameter berechnet, die klinische Effektgröße der Intervention wurde mit Hedges' g bestimmt, wobei Werte kleine, moderate oder große Effekte anzeigen, und Gehergebnisse wurden gemessen, indem jedes Kind vor und nach der Intervention zweimal eine 10-m-Strecke lief. Daten sind verfügbar.

3. Ergebnis und Diskussion Dieses Studienprotokoll ist innovativ in Bezug auf das tDCS-Stimulationsprotokoll (bilaterale anodale tDCS vs. unilaterale anodale tDCS) und seine Ergebnisparameter, die die Bewertung der Gehirnaktivität und Plastizität, quantitative Gehergebnisparameter (Kinematik und Kinetik), motorische Entwicklung, Lebensqualität und das Maß an Freude und Teilnahme einschließen, die zuvor nicht in einem vollständigen Set untersucht wurden.

Darüber hinaus wäre bilaterale anodale tDCS ein praktikables und sicheres Rehabilitationstool, das die Gehirnaktivität modulieren und die Gehfunktion, Gleichgewichtsfunktionen, Ausdauer, Lebensqualität sowie das Maß an Teilnahme und Freude von Kindern mit ZP verbessern würde. Daher bietet uns die Erforschung solcher kurzfristigen und langfristigen therapeutischen Effekte der bilateralen anodalen tDCS auf die Körperfunktionen, Aktivitäten und Teilnahme-Ergebnisparameter der Kinder ein vielversprechendes nicht-invasives Tool in der ZP-Rehabilitation, das mit vielen anderen Rehabilitationstools und -ansätzen kombiniert werden könnte, wie Verhaltenstherapie, virtueller Realität, Thera-Suit und vielen anderen, die alle in der ZP-Rehabilitation und anderen neurologischen Zuständen verwendet werden. Zusätzlich würde die Erforschung der Beziehung zwischen Gehirnaktivitätsmodulation, Gehfunktionsveränderungen sowie motorischer Entwicklung und dem Maß an Teilnahme und Freude ein besseres Verständnis dieser miteinander verbundenen Matrix bieten, die wir in unseren zukünftigen Rehabilitationsansätzen und -strategien für Kinder mit ZP berücksichtigen müssen, und dient somit als ein wichtiger Aspekt, der zur evidenzbasierten Praxis in der pädiatrischen Rehabilitation beitragen wird. Außerdem würde es uns ein besseres Verständnis des Mechanismus hinter den tDCS-Effekten geben.