Onderzoek naar DCD- en ASS-beeldvormingsinterventie

Ongeveer 5% van de kinderen heeft DCD, een neurologische ontwikkelingsstoornis die hun vermogen om motorische vaardigheden te leren aanzienlijk aantast, zoals veters strikken, leren printen of fietsen (APA 2013). DCD verstoort schoolprestaties, beroepsactiviteiten, vrijetijdsbesteding; het heeft een levenslange impact en 75% van de kinderen met DCD zal als volwassene motorische problemen blijven ervaren (Kirby 2014). DCD is zeer comorbide met andere neurologische ontwikkelingsstoornissen, waaronder autismespectrumstoornis (ASS) (Green 2009) en Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) (Piek 1999), die de motorische en functionele problemen van kinderen verergeren (Kirby 2014).

Tot voor kort werden motorische stoornissen bij kinderen met ASS grotendeels genegeerd. Sinds de Diagnostic and Statistical Manual for Mental Disorders-5th ed. (DSM-5) werd gepubliceerd in 2013, is een dubbele diagnose van ASS en DCD nu toegestaan. Van meer dan 50% van de kinderen met ASS is gemeld dat ze DCD hebben (Green 2009), waarbij de mate van motorische stoornissen correleert met de ernst van autisme (Dzuik 2007).

De overlap van DCD en ASS is niet goed bestudeerd, maar de hoge mate van gelijktijdig voorkomen doet men zich afvragen of er gemeenschappelijke en verschillende neurale markers zijn die deze neurologische ontwikkelingsstoornissen definiëren. Neuroimaging-onderzoeken zijn begonnen hun neurale onderbouwing te ontrafelen. Afwijkingen in het cerebellum (D'Mello 2016; Foster 2015; Liu 2017; Zwicker 2009, 2011) en corpus callosum (Langevin 2014; Frazier 2009) komen vaak voor bij beide aandoeningen, maar weinig studies hebben kinderen met DCD vergeleken met kinderen met co- optredende ASS. Voorlopig bewijs duidt op veranderingen in netwerkpatronen die uniek zijn voor de DCD+ASS-groep in vergelijking met een enkelvoudige diagnose van DCD of ASS (Caeyenberghs 2016). Als een van de eerste neuroimaging-onderzoeken die een dubbele diagnose van DCD + ASS aanroerde, Caeyenberghs et al. vond dat paralimbische regio's veranderde connectiviteit vertonen bij enkelvoudige aandoeningen, die specifiek zijn voor ASS of DCD; kinderen die aan de criteria voor zowel DCD als ASS voldoen, vertonen echter meer algemene overconnectiviteit, met name in het linker associatiegebied en medio-occipitotemporale gyrus in vergelijking met alleen DCD. Hoewel ze nog in de kinderschoenen staan, suggereren neuroimaging-onderzoeken dat DCD en ASS een gemeenschappelijke maar ook verschillende neurale onderbouwing kunnen hebben (Caeyenberghs 2016; Caçola 2017); verder onderzoek is nodig om de neurale correlaten van elke stoornis en het samen voorkomen ervan beter te begrijpen.

De huidige best practice om de motoriek van kinderen met DCD te verbeteren is Cognitive Orientation to Occupational Performance (CO-OP) (Smits-Engelsman 2013). CO-OP is een taakspecifieke aanpak die is ontworpen om motorische vaardigheden te verbeteren die een kind nodig heeft of wil beheersen; het is een op cognitief gebaseerde, probleemoplossende benadering die verbale bemiddeling gebruikt en strategieën identificeert om het verwerven van vaardigheden te ondersteunen (Polatajko 2001). Het is grotendeels onbekend of kinderen met gelijktijdig optredende DCD en ASS baat hebben bij CO-OP. Hoewel motorische stoornissen en functionele problemen veel voorkomen bij ASS, staan ​​ze zelden centraal in de therapie. De primaire focus van therapie voor kinderen met ASS is altijd geweest op sociale en communicatieve vaardigheden of het omgaan met sensorische verwerkingsverschillen. Voorlopige bevindingen uit een casestudy met twee kinderen met de diagnose ASS suggereren dat CO-OP haalbaar is en in staat is om klinisch significante verbeteringen teweeg te brengen in zelf- en ouder-gerapporteerde prestaties op elk van hun motorische doelen (Rodger 2009). Er is echter een grotere steekproef nodig om deze bevindingen te bevestigen.

De CO-OP-benadering is effectief geweest bij het bereiken van door kinderen gekozen functionele motorische doelen (Polatajko 2001; Miller 2001), maar de neurale basis voor deze verbeteringen is nog niet bekend. De onderzoekers onderzoeken momenteel hersenveranderingen in structuur en functie geassocieerd met CO-OP-interventie voor kinderen met DCD+/-ADHD en willen hun studie uitbreiden naar kinderen met gelijktijdig optredende ASS en DCD. Deze nieuwe studie zal helpen om de hersenverschillen tussen deze gelijktijdig voorkomende aandoeningen te ontrafelen en te verklaren of en waarom rehabilitatie kinderen met de dubbele diagnose DCD en ASS ten goede kan komen.

Deze studie zal clinici en onderzoekers meer inzicht geven in de neurologische onderbouwing van motorische problemen bij kinderen met ASS, en of interventies CO-OP-therapie moeten omvatten. Dit project is het eerste dat hersenbeeldvorming en motorische interventie in deze populatie integreert en kan bewijs leveren ter ondersteuning van nieuwe klinische praktijken om de resultaten te verbeteren.

ONDERZOEKSOPZET

Specifieke doelstellingen en hypothese: De voorgestelde studie is ontworpen om de hypothesen te testen dat, in vergelijking met kinderen met DCD, kinderen met ASS+DCD overlappende maar duidelijke verschillen in hersenstructuur en -functie zullen vertonen, en dat revalidatie in verband met hersenverschillen zal leiden tot verbeteringen van de motorische functie. Deze studie bouwt voort op de huidige door de onderzoekers gefinancierde studie van de onderzoekers, waarin normaal ontwikkelende kinderen worden vergeleken met kinderen met DCD+/-ADHD en neuroplasticiteit geassocieerd met CO-OP-interventie. De voorgestelde studie is ontworpen om de volgende specifieke doelen aan te pakken:

Doel 1: Hersenstructuur en -functie bij kinderen DCD+ASS karakteriseren en resultaten vergelijken met eerder verzamelde gegevens over kinderen met DCD+/-ADHD. Hypothesen: Vergeleken met kinderen met DCD zullen de hersenen van kinderen met DCD+ASS een kleiner cerebellair volume vertonen; verschillen in microstructurele ontwikkeling in motorische, sensorische, cerebellaire en frontale banen; en lagere correlatie tussen signalen van hersengebieden die overeenkomen met rusttoestandnetwerken, waaronder standaardmodus, sensomotorische, cerebellaire en frontale netwerken.

Doel 2: Vaststellen of CO-OP-interventie neuroplastische veranderingen in hersenstructuur/functie veroorzaakt en motorische vaardigheden verbetert bij kinderen met DCD+ASS. Hypothesen: Vergeleken met een wachtlijstcontrolegroep zullen kinderen in de behandelingsgroep het volgende vertonen: (1) versterkte functionele connectiviteit in sensomotorische en cerebellaire en frontale netwerken; (2) verhoogde integriteit van de frontale-cerebellaire route; (3) verhoogd volume grijze stof in de dorsolaterale prefrontale, motorische en cerebellaire cortex; en (4) verbeterde motorprestaties. Er wordt ook een positief verband verwacht tussen functionele verbeteringen en veranderingen in de hersenstructuur/functie.

Doel 3: Bepalen of neuroplastische en functionele veranderingen behouden blijven na 3 maanden follow-up. Hypothese: Kinderen die hun functionele vooruitgang behouden, zullen een verhoogde functionele connectiviteit in hersennetwerken, een verhoogde connectiviteit van het frontale-cerebellaire pad en een groter volume grijze stof vertonen (zoals in doel #2) in vergelijking met kinderen die hun functionele winst niet hebben behouden.

Onderzoeksopzet en berekening van de steekproefomvang: Deze studie is een gerandomiseerde gecontroleerde trial op de wachtlijst. Kinderen worden willekeurig toegewezen aan een behandelings- of wachtlijstgroep. Een statisticus zal de deelnemers randomiseren met behulp van door de computer gegenereerde opeenvolgende blokken van 4 tot 6; randomisatiecodes worden bewaard in verzegelde ondoorzichtige enveloppen tot inschrijving voor de studie. Toegevoegd aan de huidige studie van de onderzoekers, zal een steekproef van 30 deelnemers met DCD+ASS meer dan 80% vermogen leveren om een ​​klinisch significante verbetering van 2 punten op de Canadian Occupational Performance Measure (COPM; Law 2014) [26] te detecteren (SD van 2,5 en een type-1-fout van 0,05) en een verschil van 3% in axiale diffusie op diffusie tensorbeeldvorming, wat gecorreleerd was met motorische functie in het pilootwerk van de onderzoekers (Zwicker 2012).

Deelnemers: Dertig kinderen (8-12 jaar) die voldoen aan de diagnostische criteria voor DCD en ASS zoals uiteengezet in de DSM-5 (APA 2013) komen in aanmerking voor deelname.

Brain Imaging: Voorafgaand aan MR-beeldvorming ondergaan kinderen een MRI-simulatorsessie om vertrouwd te raken met de beelden en geluiden van de MR-omgeving. Alle beeldvormingsonderzoeken zullen worden uitgevoerd op een ultramoderne 3-Tesla GE Discovery MR 750-scanner. De hersenstructuur zal worden beoordeeld met behulp van: (1) T1-gewogen structurele beeldvorming om het cerebrale volume (witte stof, corticale grijze stof en diepe grijze stof) en het cerebellaire volume te meten, en (2) diffusie tensor beeldvorming (DTI) om structurele connectiviteit te meten en de microstructuur van witte stof in de hersenen. De hersenfunctie zal indirect worden gemeten met behulp van rusttoestand-MRI om de functionele connectiviteit in rust in verschillende netwerken te onderzoeken. De totale scantijd is ~30 min.

Interventie: CO-OP is een cognitieve benadering voor het oplossen van functionele motorische problemen (Polatajko 2001). Therapeuten leren kinderen een globale probleemoplossende strategie (Goal-Plan-Do-Check) als middel om specifieke strategieën te ontwikkelen om motorische problemen te overwinnen; de strategieën worden bepaald na een dynamische prestatieanalyse door de therapeut om te bepalen waar de "storing" zit bij het uitvoeren van de taak. Ergotherapeuten die zijn opgeleid in CO-OP zullen kinderen gedurende 10 weken een uur lang één keer per week zien. Ouders of verzorgers zullen worden aangemoedigd om de behandelingssessies bij te wonen, zodat de therapeut hen kan instrueren hoe ze het gebruik van de strategie tussen de behandelingssessies kunnen vergemakkelijken. Kinderen zullen 3 functionele motorische doelen selecteren die tijdens de behandeling moeten worden aangepakt, waarbij ze hun prestaties en tevredenheid met deze doelen voor en na de interventie beoordelen.

Maatregelen: De MABC-2 wordt gebruikt om de mate van motorische beperking vast te stellen; scores ≤ 16e percentiel wijzen op DCD (Henderson 2007). Deze meting levert een totale totaalscore op die is samengesteld uit acht subtests over 3 domeinen: handvaardigheid (3), richten en vangen (2) en balans (3). Een veelgebruikte oudervragenlijst, de DCDQ (Wilson 2007), zal worden gebruikt om de impact van motorische vaardigheden op het dagelijks functioneren te bevestigen. Het Conners 3 AI-Parent-formulier zal worden gebruikt om de ADHD-symptomologie te beoordelen (Conners 2001). De Social Communication Questionnaire (SCQ), een ouderrapportagevragenlijst, zal worden gebruikt om te screenen op autismespecifieke sociale en communicatieve beperkingen (Rutter 2003).

De primaire uitkomstmaat is de COPM (Law 2014), een geïndividualiseerde, cliëntgerichte maatstaf die is ontworpen om verandering in de zelfperceptie van een cliënt van zijn prestaties en tevredenheid in de loop van de tijd op functionele doelen die voor hem van belang zijn, te detecteren. Als aanvulling op de COPM nemen de onderzoekers video-opnamen op van het kind dat zijn 3 motorische doelen voor en na de interventie uitvoert. Een ergotherapeut die blind is voor de interventie en pre-test/post-test zal de motorische prestaties beoordelen met behulp van de Performance Quality Rating Scale (PQRS), een objectieve en observationele maatstaf voor de kwaliteit van de prestaties (Miller 2001). De fijne en grove motoriek wordt gemeten aan de hand van de korte vorm van de Bruninks-Oseretsky Test of Motor Proficiency 2nd ed. (BOT-2: Bruininks 2005).

Neuroimaging-analyse: DTI: voor het analyseren van diffusie-tensorgegevens zullen op tractie gebaseerde ruimtelijke statistieken (TBSS) met behulp van FMRIB Software Library (FSL) worden uitgevoerd. TBSS is een volledig geautomatiseerde benadering die een analyse van het hele brein mogelijk maakt zonder voorafgaande specificatie van interessegebieden (Smith 2006). T1-gewogen beeldvorming zal worden geanalyseerd met behulp van op voxel gebaseerde morfometrie om de lokale concentratie van grijze stof tussen sessies en groepen te vergelijken met behulp van het Statistical Parametric Map-99-pakket (Ashburner 2000). rs-MRI: FSL zal worden gebruikt om een ​​onafhankelijke componentanalyse uit te voeren die een gegevensgestuurde benadering mogelijk maakt om rusttoestandnetwerken te onderzoeken (Beckman 2005).

Gegevensanalyse:

Doel 1: gemiddelde hersenvolumes zullen worden vergeleken tussen groepen met behulp van ANOVA's, met op regressie gebaseerde correctie voor leeftijd en geslacht. Gegeneraliseerd lineair model vergelijkt DTI-metingen en functionele connectiviteitstijdreeksen bij kinderen met DCD, DCD + ADHD, DCD + ASD en controles.

Doelstellingen 2 & 3: Herhaalde metingen ANCOVA zal worden toegepast op de primaire en secundaire uitkomsten om veranderingen in de tijd te detecteren, waaronder het volwassenheidseffect in de wachtlijstgroep, het interventie-effect in zowel de wachtlijst- als de behandelingsgroep en het late effect van de interventie in de behandelingsgroep. Leeftijd, MABC-2-scores en Conners-scores worden gebruikt als covariaten.