DCD- ja ASD-kuvantamisinterventiotutkimus

Noin 5 %:lla lapsista on DCD, hermoston kehityshäiriö, joka vaikuttaa merkittävästi heidän kykyynsä oppia motorisia taitoja, kuten kengännauhojen sitomista, painamisen oppimista tai polkupyörällä ajamista (APA 2013). DCD häiritsee koulun suoritusta, ammatillista toimintaa ja vapaa-ajan harrastuksia; sillä on elinikäinen vaikutus, ja 75 % DCD:tä sairastavista lapsista kokee edelleen motorisia vaikeuksia aikuisina (Kirby 2014). DCD on erittäin samanaikainen muiden hermoston kehityshäiriöiden kanssa, mukaan lukien autismispektrihäiriö (ASD) (Green 2009) ja tarkkaavaisuus-hyperaktiivisuushäiriö (ADHD) (Piek 1999), jotka pahentavat lasten motorisia ja toiminnallisia ongelmia (Kirby 2014).

Viime aikoihin asti ASD-lasten motoriset puutteet on suurelta osin jätetty huomiotta. Mielenterveyshäiriöiden diagnostisen ja tilastollisen käsikirjan 5. painos jälkeen. (DSM-5) julkaistiin vuonna 2013, joten ASD:n ja DCD:n kaksoisdiagnoosi on nyt sallittu. Yli 50 prosentilla ASD-lapsista on raportoitu olevan DCD (Green 2009), ja motorisen vajaatoiminnan aste korreloi autismin vaikeusasteen kanssa (Dzuik 2007).

DCD:n ja ASD:n päällekkäisyyttä ei ole tutkittu hyvin, mutta korkea samanaikainen esiintyminen saa pohtimaan, onko olemassa yhteisiä ja erillisiä hermomarkkereita, jotka määrittelevät nämä hermoston kehityshäiriöt. Neurokuvaustutkimukset ovat alkaneet selvittää niiden hermopohjaa. Epänormaalit pikkuaivot (D'Mello 2016; Foster 2015; Liu 2017; Zwicker 2009, 2011) ja corpus callosum (Langevin 2014; Frazier 2009) ovat yhteisiä molemmille häiriöille, mutta harvoissa tutkimuksissa on verrattu DCD:tä sairastaviin lapsiin. esiintyvä ASD. Alustavat todisteet osoittavat muutoksia verkkomalleissa, jotka ovat ainutlaatuisia DCD+ASD-ryhmälle verrattuna joko yksittäiseen DCD- tai ASD-diagnoosiin (Caeyenberghs 2016). Caeyenberghs et al. on yksi ensimmäisistä neuroimaging-tutkimuksista, joissa käsiteltiin DCD+ASD:n kaksoisdiagnoosia. havaitsivat, että paralimbisilla alueilla on muuttunut yhteys yksittäisissä häiriöissä, jotka ovat ASD:lle tai DCD:lle spesifisiä häiriöitä; Sekä DCD:n että ASD:n kriteerit täyttävillä lapsilla on kuitenkin laajempaa yliliitettävyyttä, erityisesti vasemmalla assosiaatioalueella ja keski-okcipitotemporaalisessa gyrusssa verrattuna pelkkään DCD:hen. Vaikka hermokuvaustutkimukset ovat lapsenkengissään, ne viittaavat siihen, että DCD:llä ja ASD:llä voi olla yhteisiä, mutta myös erillisiä hermosoluja (Caeyenberghs 2016; Caçola 2017); Lisätutkimusta tarvitaan, jotta voidaan ymmärtää paremmin kunkin häiriön hermokorrelaatiot ja sen yhteisesiintyminen.

Nykyinen paras käytäntö DCD-lasten motoristen toimintojen parantamiseksi on kognitiivinen suuntautuminen ammatilliseen suorituskykyyn (CO-OP) (Smits-Engelsman 2013). CO-OP on tehtäväkohtainen lähestymistapa, joka on suunniteltu parantamaan motorisia taitoja, joita lapsi tarvitsee tai haluaa hallita; se on kognitiivinen, ongelmanratkaisu lähestymistapa, joka käyttää verbaalista mediaatiota ja tunnistaa strategioita taitojen hankkimisen tukemiseksi (Polatajko 2001). On suurelta osin tuntematonta, hyötyvätkö lapset, joilla on samanaikaisesti esiintyvä DCD ja ASD, CO-OP. Vaikka motoriset vajaatoiminta ja toimintahäiriöt ovat yleisiä ASD:ssä, ne ovat harvoin hoidon painopiste. ASD-lasten terapian pääpaino on aina ollut sosiaalisten ja kommunikaatiotaitojen tai aistinvaraisten käsittelyerojen hallinnassa. Alustavat havainnot tapaustutkimuksesta kahdella lapsella, joilla on diagnosoitu ASD, viittaavat siihen, että CO-OP on toteutettavissa ja kykenee saamaan aikaan kliinisesti merkittäviä parannuksia oman ja vanhempien arvioimassa suorituskyvyssä kunkin motorisen tavoitteen saavuttamisessa (Rodger 2009). Näiden havaintojen vahvistamiseksi tarvitaan kuitenkin suurempi otos.

CO-OP-lähestymistapa on ollut tehokas lasten valitsemien toiminnallisten motoristen tavoitteiden saavuttamisessa (Polatajko 2001; Miller 2001), mutta näiden parannusten hermopohjaa ei vielä tunneta. Tutkijat tutkivat parhaillaan CO-OP-interventioon liittyviä aivojen muutoksia DCD+/-ADHD:tä sairastavilla lapsilla ja haluaisivat laajentaa tutkimustaan ​​koskemaan lapsia, joilla on samanaikaisesti esiintyvä ASD ja DCD. Tämä uusi tutkimus auttaa selvittämään aivoerot näiden samanaikaisesti esiintyvien sairauksien välillä ja selittää, voiko kuntoutus hyödyttää lapsia, joilla on kaksoisdiagnoosi DCD ja ASD.

Tämä tutkimus antaa kliinikoille ja tutkijoille paremman käsityksen ASD-lasten motoristen ongelmien neurologisista syistä ja siitä, pitäisikö interventioihin sisältyä CO-OP-hoitoa. Tämä projekti on ensimmäinen, joka integroi aivojen kuvantamisen ja motorisiin perustuviin interventioihin tässä populaatiossa ja voi tarjota todisteita uusien kliinisten käytäntöjen tueksi tulosten parantamiseksi.

TUTKIMUS SUUNNITTELU

Erityiset tavoitteet ja hypoteesi: Ehdotettu tutkimus on suunniteltu testaamaan hypoteeseja, joiden mukaan ASD+DCD:tä sairastavilla lapsilla on päällekkäisiä mutta selkeitä eroja aivojen rakenteessa ja toiminnassa ja että aivoeroihin liittyvä kuntoutus johtaa parannuksiin. motorisesta toiminnasta. Tämä tutkimus perustuu tutkijoiden nykyiseen CIHR:n rahoittamaan tutkimukseen, jossa verrataan tyypillisesti kehittyviä lapsia lapsiin, joilla on DCD+/-ADHD ja CO-OP-interventioon liittyvä neuroplastisuus. Ehdotettu tutkimus on suunniteltu vastaamaan seuraaviin erityisiin tavoitteisiin:

Tavoite 1: Luonnehditaan aivojen rakennetta ja toimintaa lapsilla DCD+ASD ja verrataan tuloksia aiemmin kerättyihin tietoihin lapsista, joilla on DCD+/-ADHD. Hypoteesit: DCD+ASD:tä sairastavien lasten aivoissa on pienempi pikkuaivojen tilavuus verrattuna lapsiin, joilla on DCD; erot mikrorakenteen kehityksessä motorisissa, sensorisissa, pikkuaivoissa ja etureiteissä; ja pienempi korrelaatio aivoalueiden signaalien välillä, jotka vastaavat lepotilan verkkoja, mukaan lukien oletusmoodi-, sensorimotoriset, pikkuaivo- ja otsaverkot.

Tavoite 2: Selvitä, aiheuttaako CO-OP-interventio neuroplastisia muutoksia aivojen rakenteessa/toiminnassa ja parantaako motorisia taitoja lapsilla, joilla on DCD+ASD. Hypoteesit: Verrattuna odotuslistalla olevaan kontrolliryhmään, hoitoryhmän lapsilla on: (1) vahvempi toiminnallinen yhteys sensorimotorisissa ja pikkuaivojen sekä frontaalisissa verkostoissa; (2) frontaali-pikkuaivoreitin lisääntynyt eheys; (3) lisääntynyt harmaan aineen tilavuus dorsolateraalisessa prefrontaalisessa, motorisessa ja pikkuaivokuoressa; ja (4) parantunut moottorin suorituskyky. Myös toiminnallisten parannusten ja aivojen rakenteen/toiminnan muutosten välillä odotetaan olevan positiivinen yhteys.

Tavoite 3: Selvitä, säilyvätkö neuroplastiset ja toiminnalliset muutokset 3 kuukauden seurannassa. Hypoteesi: Lapsilla, jotka säilyttivät toimintakykynsä, on lisääntynyt toiminnallinen yhteys aivoverkoissa, lisääntynyt yhteys etu-pikkuaivoreittiin ja lisääntynyt harmaan aineen määrä (kuten tavoitteessa 2) verrattuna lapsiin, jotka eivät säilyttäneet toiminnallisia voittojaan.

Tutkimuksen suunnittelu ja näytteen koon laskeminen: Tämä tutkimus on satunnaistettu odotuslistalla oleva kontrolloitu tutkimus. Lapset jaetaan satunnaisesti joko hoito- tai jonotuslistaryhmään. Tilastomies satunnaisoi osallistujat käyttämällä tietokoneella luotuja peräkkäisiä lohkoja 4-6; satunnaiskoodeja säilytetään suljetuissa läpinäkymättömissä kirjekuorissa tutkimukseen ilmoittautumiseen asti. Tutkijoiden nykyiseen tutkimukseen lisättynä 30 osallistujan otos, jolla on DCD+ASD, tarjoaa > 80 %:n tehon kliinisesti merkitsevän 2 pisteen paranemisen havaitsemiseksi Kanadan ammatillisen suorituskyvyn mittauksessa (COPM; laki 2014) [26] (SD 2,5). ja tyypin 1 virhe 0,05) ja 3 % ero aksiaalisessa diffuusiossa diffuusiotensorikuvauksessa, mikä korreloi motorisen toiminnan kanssa tutkijoiden pilottityössä (Zwicker 2012).

Osallistujat: Kolmekymmentä lasta (8-12 vuotta), jotka täyttävät DSM-5:ssä (APA 2013) määritellyt DCD:n ja ASD:n diagnostiset kriteerit, voivat osallistua.

Aivojen kuvantaminen: Ennen MR-kuvausta lapset käyvät läpi MRI-simulaattorin, jotta he voivat tutustua MR-ympäristön nähtävyyksiin ja ääniin. Kaikki kuvantamistutkimukset suoritetaan huippumodernilla 3-Tesla GE Discovery MR 750 -skannerilla. Aivojen rakennetta arvioidaan käyttämällä: (1) T1-painotettua rakennekuvausta aivojen tilavuuden (valkoinen aine, aivokuoren harmaaaine ja syvä harmaaaine) ja pikkuaivojen tilavuuden mittaamiseen ja (2) diffuusiotensorikuvausta (DTI) rakenteellisen liitettävyyden mittaamiseen. ja valkoisen aineen mikrorakenne koko aivoissa. Aivojen toimintaa mitataan epäsuorasti lepotilan MRI:n avulla, jotta voidaan tutkia toiminnallista yhteyttä levossa eri verkoissa. Kokonaisskannausaika on ~30 min.

Interventio: CO-OP on kognitiivinen lähestymistapa toiminnallisten motoristen ongelmien ratkaisemiseen (Polatajko 2001). Terapeutit opettavat lapsille globaalin ongelmanratkaisustrategian (Goal-Plan-Do-Check) keinona kehittää erityisiä strategioita motoristen ongelmien voittamiseksi; Strategiat määritetään terapeutin dynaamisen suorituskyvyn analyysin jälkeen määrittääkseen, missä tehtävän suorittamisessa on "häiriö". CO-OP:ssa koulutetut toimintaterapeutit näkevät lapsia tunnin ajan kerran viikossa 10 viikon ajan. Vanhempia tai omaishoitajia rohkaistaan ​​osallistumaan hoitoistuntoihin, jotta terapeutit voivat neuvoa heitä helpottamaan strategian käyttöä hoitokertojen välillä. Lapset valitsevat 3 toiminnallista motorista tavoitetta, jotka on otettava huomioon hoidon aikana, arvioiden suorituskyvyn ja tyytyväisyytensä näihin tavoitteisiin ennen ja jälkeen interventiota.

Toimenpiteet: MABC-2:ta käytetään motorisen vajaatoiminnan asteen arvioimiseen; pisteet ≤ 16. prosenttipiste osoittavat DCD:tä (Henderson 2007). Tämä mitta antaa kokonaispistemäärän, joka on koottu kahdeksasta osatestistä kolmelta osa-alueelta: kätevyys (3), tähtäys ja kiinniotto (2) ja tasapaino (3). Yleisesti käytettyä vanhempien kyselylomaketta, DCDQ:ta (Wilson 2007), käytetään vahvistamaan motoristen taitojen vaikutus päivittäiseen toimintaan. Conners 3 AI-Parent -lomaketta käytetään ADHD-oireiden arvioimiseen (Conners 2001). Social Communication Questionnaire (SCQ), vanhempien raportin kyselylomake, käytetään autismikohtaisten sosiaalisten ja kommunikaatiohäiriöiden seulomiseen (Rutter 2003).

Ensisijainen tulosmittaus on COPM (Laki 2014), joka on yksilöllinen, asiakaslähtöinen mitta, joka on suunniteltu havaitsemaan muutoksia asiakkaan itsenäkymisessä suorituskyvystään ja tyytyväisyydestään ajan myötä hänelle tärkeisiin toiminnallisiin tavoitteisiin. Täydentääkseen COPM:ää tutkijat nauhoittavat lapsen, joka suorittaa 3 motorista tavoitettaan ennen ja jälkeen interventiota. Toimintaterapeutti, joka on sokeutunut interventioon ja esi-/jälkitestiin, pisteyttää motorisen suorituskyvyn käyttämällä suorituskyvyn laatuluokitusasteikkoa (PQRS), joka on objektiivinen ja havainnollinen suorituskyvyn laadun mitta (Miller 2001). Hieno- ja karkeamotorisia taitoja mitataan Bruninks-Oseretsky Test of Motor Proficiency -testin 2. painos lyhyellä lomakkeella. (BOT-2: Bruininks 2005).

Neuroimaging Analysis: DTI: Diffuusiotensoritietojen analysoimiseksi suoritetaan tract-based spatial Statistics (TBSS) käyttäen FMRIB Software Library (FSL) -kirjastoa. TBSS on täysin automatisoitu lähestymistapa, joka mahdollistaa koko aivojen analyysin ilman kiinnostuksen kohteiden ennalta määrittelyä (Smith 2006). T1-painotettu kuvantaminen analysoidaan käyttämällä vokselipohjaista morfometriaa harmaan aineen paikallisen pitoisuuden vertaamiseksi istuntojen ja ryhmien välillä käyttämällä Statistical Parametric Map-99 -pakettia (Ashburner 2000). rs-MRI: FSL:ää käytetään itsenäisen komponenttianalyysin suorittamiseen, mikä mahdollistaa datalähtöisen lähestymistavan lepotilaverkkojen tutkimiseen (Beckman 2005).

Tietojen analysointi:

Tavoite 1: Aivojen keskimääräisiä tilavuuksia verrataan ryhmien välillä käyttäen ANOVA:ita regressiopohjaisella säädöllä iän ja sukupuolen mukaan. Yleistetty lineaarinen malli vertaa DTI-mittauksia ja toiminnallisia yhteysaikasarjoja lapsilla, joilla on DCD, DCD+ADHD, DCD+ASD ja säätimet.

Tavoitteet 2 ja 3: Toistetut toimenpiteet ANCOVAa sovelletaan primaari- ja toissijaisiin tuloksiin, jotta havaitaan ajan mittaan tapahtuvat muutokset, mukaan lukien kypsyysvaikutus jonotuslistaryhmässä, interventiovaikutus sekä jonotuslistalla että hoitoryhmässä ja intervention myöhäinen vaikutus hoitoryhmässä. Kovariaatteina käytetään ikää, MABC-2-pisteitä ja Connersin pisteitä.