Transkraniaalinen tasavirtaherätys ja liikuntarata CP-vammaisilla

Johdanto Motorisen hallinnan ja koordinaation erilaisia parannusmenetelmiä on kehitetty lasten cerebral palsy -potilailla. Juoksumatkatreeni osoittaa tehokkuutta kävelynopeuden, tasapainon ja toiminnallisen itsenäisyyden parantamisessa. Lisäksi transkraniaalisella tasasähköstimulaatiolla (tDCS) on tarjolla leikkausta tai lääkehoitoja turvallisempi ja ei-invasiivinen vaihtoehto. Yhteensä nämä toimenpiteet ovat osoittautuneet tehokkaiksi tämän väestön kävelykyvyn ja toimintakyvyn edistämisessä.

Optimaalista tDCS:n antamisen protokollaa lasten cerebral palsy -potilaille ei ole vielä vahvistettu. Toisin kuin aiemmissa tutkimuksissa, joissa käytettiin yksipuolista anodista stimulaatiota kohdentamalla vastakkaiseen motoriseen kortekseen, hypoteesi ehdottaa, että molempien aivopuoliskojen kaksipuolinen stimulaatio saattaisi tuottaa parempia tuloksia. Tätä perustelua tukee magnetoenkefalografian (MEG) havainto laajasta hermokannustavuuden häiriöstä CP-diagnosoitujen lasten molemmissa sensorimotorisissa kortekseissa. Tämä kaksipuolinen vaurio esiintyy jopa yksipuolisten vaurioiden tapauksissa ja osaltaan vähentää kortikospinaalisten polkujen aktivaatiota. Näin ollen myöhemmät tutkimukset, joissa käytettiin yksipuolista anodista tDCS:ää ipsilateraalisessa motorisessa korteksissa (ei-vaurioitunut aivopuolisko), osoittivat parannuksia motorisissa toiminnoissa, kuten tavoittelytaidoissa ja liikkeen kestossa.

Mahdollisuustutkimuksena tämä pilottitutkimus arvioi kaksipuolisen anodisen tDCS:n yhdistämisen käytännöllisyyttä ja alustavia vaikutuksia juoksumatkatreeniin kävelymittareiden, liikkeen alueen parantamiseksi ja spastisuuden vähentämiseksi lasten dipleegisessä CP:ssä.

Menetelmät Tutkimuksen suunnittelu ja osallistujat Tämä kliininen tutkimus hyväksyttiin Jordanin tieteen ja teknologian yliopiston IRB-komitean ja King Abdullah University Hospitalin (#2019/420) toimesta Helsingin julistuksen perusteella. Viisi lasta (ikä 4–12 vuotta) spastisesta dipleegisestä CP:stä otettiin mukaan. Sisällyttämiskriteerit edellyttivät Gross Motor Function Classification System (GMFCS) tasoa I–III, kykyä kävellä itsenäisesti vähintään 10 metriä ja älykkyysosamäärää yli 70. Tärkeimmät poissulkemiskriteerit sisälsivät ortopedisen leikkauksen, neurolyyttisten estojen tai Botox-injektioiden historian viimeisen kuuden kuukauden aikana sekä samanaikaisten ortopedisten vaurioiden, epilepsian, kallonsisäisten metalli-implanttien tai kuulolaitteiden esiintymisen. Lisäksi kaikkien osallistuvien lasten lailliset huoltajat antoivat vapaaehtoisen kirjallisen informoidun suostumuksen ennen osallistumista tutkimukseen.

Juoksumatkatreeni ja tDCS-interventio Vaikka aiemmat tutkimukset, joissa käytettiin yksipuolista anodista tDCS:ää CP-diagnosoituilla lapsilla, sijoittivat yhden anodin C3- tai C4-motorisen korteksin päälle ja katodin supraorbitaalialueelle 10–20 EEG-järjestelmän mukaisesti, tässä tutkimuksessa käytettiin kaksipuolista asettelua. Käyttäen 10–10 EEG-järjestelmää tarkempaa sijoittelua varten kaksi anodia sijoitetiin vasemman FC1- ja oikean FC2-alueiden päälle (kattamalla motoriset ja frontaaliset alueet), ja kaksi vastaavaa katodia sijaitsivat kaksipuolisten supraorbitaalialueiden päällä. Käytettiin matalaa 1 mA:n virran voimakkuutta.

Terapeuttinen protokolla alkoi kahdella juoksumatkan totuttelusessiolla. Tätä seurasi kymmenen yhdistettyä hoitosessiota, joista jokainen koostui 12 minuutin aikavälistä: 1 minuutin lämmittely, 10 minuutin samanaikainen juoksumatkatreeni ja tDCS-hoitojakso sekä 1 minuutin jäähdytys. Juoksumatkan nopeus aloitettiin 50 % lapsen maksimaalisesta maanopeudesta 6 minuutin kävelytestistä (6MWT) ja sitä nostettiin progressiivisesti yksilöllisen sietokyvyn perusteella. Sietokyky arvioitiin väsymyksen puutteen, sykkeen ylittämättä 70 % maksimista ja oikean kävelyn ylläpidon perusteella ilman laahustamista. Avustajat olivat paikalla tarjoamaan tukea ja sanallista palautetta oikeiden liikemallien edistämiseksi.

Tuloksen mittarit

Tuloksen mittarit Ennen ja jälkeen interventiota kerättiin data, mukaan lukien:

1. Asennon linjaus (medio-lateraalinen siirtymä)
2. Asennon linjaus (anterior-posteriorinen siirtymä)
3. Nilkkanivelen dorsifleksion liikkeen alue (asteina)
4. Lonkan liikkeen alue (asteina)
5. Polven liikkeen alue (asteina)
6. Kävelyn kestävyys arvioituna 6 minuutin kävelytestillä (etäisyys metreinä)
7. Karkea motorinen toiminta arvioituna GMFM-66:lla (kokonaispistemäärä)
8. Kävelynopeus (metriä/sekunti)
9. Kävelyn vaihtelu (dimensioniton autokorrelaatiokerroin)

Datan analyysi Aikaisemmassa tutkimuksessa raportoitujen varotoimien vuoksi paritettujen t-testien käytöstä erittäin pienillä otoskoilla (n = 5), laskettiin keskiarvo ± keskihajonta kaikille tuloksen mittareille, interventiokliininen vaikutuskoko määritettiin Hedges’ g:llä, arvojen osoittaessa pieniä, kohtalaisia tai suuria vaikutuksia, ja kävelytulokset mitattiin antamalla jokaisen lapsen kävellä 10 m rata kahdesti ennen ja jälkeen intervention. Data on saatavilla.

3. Tulokset ja keskustelu Tämä tutkimusprotokolla on innovatiivinen tDCS-stimulaatioprotokollansa (kaksipuolinen anodinen tDCS vs. yksipuolinen anodinen tDCS) ja sen tuloksen mittariensa suhteen, jotka sisältävät aivotoiminnan ja plastisuuden arvioinnin, kvantitatiiviset kävelytuloksen mittarit (kinematiikka ja kinetiikka), motorisen kehityksen, elämänlaadun sekä nautinnon ja osallistumisen tason, joita ei aiemmin tutkittu yhtenä kokonaisuutena.

Lisäksi kaksipuolinen anodinen tDCS olisi käytännöllinen ja turvallinen kuntoutustyökalu, joka moduloisi aivotoimintaa ja parantaisi CP-diagnosoitujen lasten kävelytoimintaa, tasapainotoimintoja, kestävyyttä, elämänlaatua sekä osallistumisen ja nautinnon tasoa. Siksi tällaisten kaksipuolisen anodisen tDCS:n lyhyen ja pitkän aikavälin terapeuttisten vaikutusten tutkiminen lasten kehon toimintoihin, aktiviteettiin ja osallistumistuloksiin tarjoaa meille lupaavan ei-invasiivisen työkalun CP-kuntoutuksessa, joka yhdistettäisiin moniin muihin kuntoutustyökaluihin ja lähestymistapoihin, kuten käyttäytymisterapiaan, virtuaalitodellisuuteen, thera-pukuun ja moniin muihin, joita kaikkia käytetään CP-kuntoutuksessa ja muissa neurologisissa tiloissa. Lisäksi aivotoiminnan modulaation, kävelytoimintojen muutosten sekä motorisen kehityksen ja osallistumisen ja nautinnon tason välisen suhteen tutkiminen tarjoaisi paremman ymmärryksen tästä keskenään yhteydessä olevasta matriisista, joka on otettava huomioon tulevissa CP-diagnosoitujen lasten kuntoutuslähestymistavoissamme ja strategioissamme, ja siten toimisi tärkeänä osana, joka edistää näyttöön perustuvaa käytäntöä lastenkuntoutuksessa. Sen lisäksi se tarjoaisi meille paremman ymmärryksen tDCS-vaikutusten taustalla olevasta mekanismista.