Transcraniële Directe Stroomstimulatie en Loopband bij Cerebrale Parese

Introductie Motorische controle en coördinatie bij pediatrische patiënten met cerebrale parese zijn verbeterd via verschillende methoden. Loopbandtraining toont effectiviteit in het verbeteren van loopsnelheid, balans en functionele zelfstandigheid. Bovendien biedt transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) een niet-invasief en veilig alternatief voor chirurgische of farmacologische behandelingen. Gezamenlijk hebben deze interventies bewezen effectief te zijn in het bevorderen van loopprestaties en functionele mogelijkheden in deze populatie.

Het optimale protocol voor het toedienen van tDCS aan pediatrische patiënten met cerebrale parese moet nog worden vastgesteld. In tegenstelling tot eerdere studies die unilaterale anodale stimulatie gebruikten gericht op de contralaterale motorische cortex, suggereert een hypothese dat bilaterale stimulatie van beide hersenhelften superieure resultaten zou kunnen opleveren. Deze premisse wordt ondersteund door magneto-encefalografie (MEG) die een wijdverspreide verstoring in neurale prikkelbaarheid binnen beide sensorimotorische cortices van kinderen met CP aantoont. Deze bilaterale beperking treedt zelfs op bij gevallen van unilaterale laesies en draagt bij aan verminderde activering in corticospinale banen. Dienovereenkomstig toonde vervolgonderzoek waarbij unilaterale anodale tDCS op de ipsilaterale motorische cortex (niet-aangetaste hersenhelft) werd toegepast verbeteringen in motorische functies zoals reikvaardigheden en bewegingsduur.

Als haalbaarheidsstudie beoordeelde dit pilotonderzoek de praktische uitvoerbaarheid en initiële effecten van het gelijktijdig toedienen van bilaterale anodale tDCS met loopbandtraining om loopparameters, bewegingsbereik te verbeteren en spasticiteit te verminderen bij pediatrische patiënten met diplegische CP.

Methoden Studieopzet & deelnemers Deze klinische studie werd goedgekeurd door de IRB-commissie van de Jordan University of Science and Technology en het King Abdullah University Hospital (#2019/420) op basis van de Verklaring van Helsinki. Vijf kinderen (leeftijd 4-12 jaar) met spastische diplegische CP werden ingeschreven. Inclusiecriteria stelden een Gross Motor Function Classification System (GMFCS) niveau I-III, het vermogen om zelfstandig minstens 10 meter te lopen en een IQ hoger dan 70. Belangrijke exclusiecriteria omvatten een voorgeschiedenis van orthopedische chirurgie, neurolytische blokkades of Botox-injecties in de afgelopen zes maanden, evenals de aanwezigheid van gelijktijdige orthopedische beperkingen, epilepsie, intracraniële metaalimplantaten of gehoorapparaten. Daarnaast werd voorafgaand aan deelname aan de studie vrijwillige schriftelijke geïnformeerde toestemming verkregen van alle deelnemende kinderen door hun wettelijke voogden.

Loopbandtraining & tDCS-interventie Terwijl eerder onderzoek met unilaterale anodale tDCS bij kinderen met CP een enkele anode plaatste over de C3- of C4-motorische cortex en een kathode op het supra-orbitale gebied volgens het 10-20 EEG-systeem, gebruikte de huidige studie een bilaterale montage. Met behulp van het 10-10 EEG-systeem voor nauwkeurigere plaatsing werden twee anodes geplaatst over de linker FC1- en rechter FC2-regio's (omvattende motorische en frontale gebieden), met twee corresponderende kathodes geplaatst over de bilaterale supra-orbitale gebieden. Er werd een lage stroomintensiteit van 1mA toegepast.

Het therapeutische protocol begon met twee loopbandinwenningssessies. Dit werd gevolgd door tien gecombineerde behandelingssessies, elk bestaande uit een interval van 12 minuten: een 1-minuut warming-up, een 10-minuten gelijktijdige loopbandtraining en tDCS-therapieperiode, en een 1-minuut cooling-down. De loopbandsnelheid werd gestart op 50% van de maximale grondsnelheid van het kind uit de 6-Minuten Wandeltest (6MWT) en werd progressief verhoogd op basis van individuele tolerantie. Tolerantie werd beoordeeld door de afwezigheid van vermoeidheidsklachten, een hartslag die niet meer dan 70% van het maximum bedroeg en het behoud van een correct looppatroon zonder schuifelen. Assistenten waren aanwezig om ondersteuning en verbale feedback te geven om correcte bewegingspatronen te bevorderen.

Uitkomstmaten

Uitkomstmaten Pre- en post-interventiegegevens werden verzameld, waaronder:

1. Posturale alignering (medio-laterale verplaatsing)
2. Posturale alignering (anteroposterieure verplaatsing)
3. Enkel dorsiflexie bewegingsbereik (graden)
4. Heup bewegingsbereik (graden)
5. Knie bewegingsbereik (graden)
6. Loopuithoudingsvermogen beoordeeld met de 6-Minuten Wandeltest (afstand in meters)
7. Grove motorische functie beoordeeld met de GMFM-66 (totaalscore)
8. Loopsnelheid (meters/seconde)
9. Loopvariabiliteit (dimensieloze autocorrelatiecoëfficiënt)

Data-analyse Vanwege de voorzichtigheid gemeld in de vorige studie over het gebruik van de gepaarde t-toets met extreem kleine steekproefgroottes (n = 5), werd het gemiddelde ± standaarddeviatie berekend voor alle uitkomstmaten, de klinische effectgrootte van de interventie werd bepaald met Hedges' g, met waarden die kleine, matige of grote effecten aangeven, en loopuitkomsten werden gemeten door elk kind tweemaal een 10 m baan te laten lopen voor en na de interventie. Data is beschikbaar.

3. Resultaat en Discussie Dit studieprotocol is innovatief wat betreft het tDCS-stimulatieprotocol (bilaterale anodale tDCS vs. unilaterale anodale tDCS), en zijn uitkomstmaten die evaluatie van hersenactiviteit en plasticiteit, kwantitatieve loopuitkomstmaten (kinematica en kinetica), motorische ontwikkeling, kwaliteit van leven en niveau van plezier en participatie omvatten, die eerder niet in één volledige set werden onderzocht.

Bovendien zou bilaterale anodale tDCS een haalbaar en veilig revalidatiehulpmiddel zijn dat de hersenactiviteit zou moduleren en de loopfunctie, balansfuncties, uithoudingsvermogen, kwaliteit van leven en niveau van participatie en plezier van kinderen met CP zou verbeteren. Daarom biedt het verkennen van dergelijke korte- en langetermijntherapeutische effecten van bilaterale anodale tDCS op de lichaamsfuncties, activiteit en participatie-uitkomstmaten van kinderen ons een veelbelovend niet-invasief hulpmiddel in CP-revalidatie dat gecombineerd zou kunnen worden met vele andere revalidatiehulpmiddelen en benaderingen zoals gedragstherapie, virtual reality, therasuit en vele andere die allemaal worden gebruikt als CP-revalidatie en andere neurologische aandoeningen. Bovendien zou het verkennen van de relatie tussen modulatie van hersenactiviteit, veranderingen in loopfuncties, en motorische ontwikkeling en niveau van participatie en plezier een beter begrip geven van dit onderling verbonden matrix die we moeten overwegen in onze toekomstige revalidatiebenaderingen en strategieën voor kinderen met CP, en dient dus als een belangrijk aspect dat zal bijdragen aan evidence-based practice in pediatrische revalidatie. Daarnaast zou het ons een beter begrip geven van het mechanisme achter de tDCS-effecten.