Transcranial Direkte Strømsimulering og Tredemølle ved Cerebral Parese

Introduksjon Motorisk kontroll og koordinasjon hos pediatriske pasienter med cerebral parese har blitt forbedret gjennom ulike metoder. Tredemølleopplæring viser effekt i å forbedre ganghastighet, balanse og funksjonell uavhengighet. Dessuten presenterer transkraniell likestrømsstimulering (tDCS) et ikke-invasivt og sikkert alternativ til kirurgiske eller farmakologiske behandlinger. Samlet sett har disse intervensjonene vist seg effektive i å forbedre gangytelse og funksjonelle evner i denne populasjonen.

Den optimale protokollen for administrering av tDCS til pediatriske pasienter med cerebral parese er ennå ikke etablert. I motsetning til tidligere studier som brukte unilateral anodal stimulering rettet mot den kontralaterale motoriske hjernebarken, antyder en hypotese at bilateral stimulering av begge hemisfærer kan gi overlegne resultater. Denne premissen støttes av magnetoencefalografi (MEG) som viser en utbredt forstyrrelse i nevral eksiterbarhet innenfor begge sensorimotoriske hjernebarkområder hos barn med CP. Denne bilaterale nedsatte funksjonen forekommer selv i tilfeller av unilaterale lesjoner og bidrar til redusert aktivering i kortikospinale baner. Følgelig viste påfølgende forskning som brukte unilateral anodal tDCS på den ipsilaterale motoriske hjernebarken (ikke-lesjonert hemisfære) forbedringer i motoriske funksjoner som rekkeviddeferdigheter og bevegelsesvarighet.

Som en gjennomførbarhetsstudie vurderte denne pilotforskningen praktisk gjennomførbarhet og innledende effekter av å administrere bilateral anodal tDCS samtidig med tredemølleopplæring for å forbedre gangparametre, bevegelsesutstrekning og redusere spastisitet hos pediatriske pasienter med diplegisk CP.

Metoder Studieopplegg & deltakere Denne kliniske studien ble godkjent av IRB-komiteen ved Jordan University of Science and Technology og King Abdullah University Hospital (#2019/420) basert på Helsinkideklarasjonen. Fem barn (alder 4-12 år) med spastisk diplegisk CP ble inkludert. Inklusjonskriterier krevde et Gross Motor Function Classification System (GMFCS) nivå I-III, evne til å gå selvstendig i minst 10 meter, og en IQ over 70. Viktige eksklusjonskriterier inkluderte historie med ortopedisk kirurgi, nevrolytiske blokkader eller Botox-injeksjoner de siste seks månedene, samt tilstedeværelse av samtidige ortopediske funksjonsnedsettelser, epilepsi, intrakranielle metallimplantater eller høreapparater. I tillegg ble frivillig skriftlig informert samtykke innhentet fra alle deltakende barn gjennom deres foresatte før deltakelse i studien.

Tredemølleopplæring & tDCS-intervensjon Mens tidligere forskning som brukte unilateral anodal tDCS hos barn med CP plasserte en enkelt anode over C3 eller C4 motorisk hjernebark og en katode på det supraorbitale området i henhold til 10-20 EEG-systemet, brukte denne studien en bilateral montasje. Ved bruk av 10-10 EEG-systemet for mer presis plassering ble to anoder plassert over venstre FC1 og høyre FC2 regioner (som omfatter motoriske og frontale områder), med to tilsvarende katoder plassert over de bilaterale supraorbitale områdene. En lav strømintensitet på 1mA ble brukt.

Den terapeutiske protokollen startet med to tilvenningsøkter på tredemølle. Dette ble fulgt av ti kombinert behandlingsøkter, hver bestående av et 12-minutters intervall: 1 minutts oppvarming, en 10-minutters periode med samtidig tredemølleopplæring og tDCS-terapi, og 1 minutts avkjøling. Tredemøllehastighet startet på 50 % av barnets maksimale bakkehastighet fra 6-minutters gangtesten (6MWT) og ble gradvis økt basert på individuell toleranse. Toleranse ble vurdert ved fravær av klager om tretthet, en hjertefrekvens som ikke oversteg 70 % av maksimum, og opprettholdelse av riktig gang uten skuffende bevegelser. Assistenter var til stede for å gi støtte og verbal tilbakemelding for å fremme riktige bevegelsesmønstre.

Utfallsmål

Utfallsmål Data før og etter intervensjon ble innhentet, inkludert:

1. Postural justering (medio-lateral forskyvning)
2. Postural justering (anterior-posterior forskyvning)
3. Ankel dorsifleksjons bevegelsesutstrekning (grader)
4. Hofte bevegelsesutstrekning (grader)
5. Kne bevegelsesutstrekning (grader)
6. Gangutholdenhet vurdert med 6-minutters gangtesten (distanse i meter)
7. Grov motorisk funksjon vurdert med GMFM-66 (totalscore)
8. Ganghastighet (meter/sekund)
9. Gangvariabilitet (dimensjonsløs autokorrelasjonskoeffisient)

Dataanalyse På grunn av forsiktigheten rapportert i tidligere studier ved bruk av parret t-test med ekstremt små utvalgsstørrelser (n = 5), ble gjennomsnitt ± standardavvik beregnet for alle utfallsmål, intervensjonens kliniske effektstørrelse ble bestemt ved bruk av Hedges' g, med verdier som indikerer små, moderate eller store effekter, og gangutfall ble målt ved at hvert barn gikk en 10 m bane to ganger før og etter intervensjonen. Data er tilgjengelig.

3. Resultat og diskusjon Denne studieprotokollen er innovativ med hensyn til tDCS-stimuleringsprotokollen (bilateral anodal tDCS vs. unilateral anodal tDCS), og dens utfallsmål som inkluderer evaluering av hjerneaktivitet og plastisitet, kvantitative gangutfallsmål (kinematikk og kinetikk), motorisk utvikling, livskvalitet, og nivå av glede og deltakelse, som ikke tidligere har blitt undersøkt i ett fullstendig sett.

I tillegg vil bilateral anodal tDCS være et gjennomførbart og sikkert rehabiliteringsverktøy som vil modulere hjerneaktivitet og forbedre gangfunksjon, balansefunksjoner, utholdenhet, livskvalitet, og nivå av deltakelse og glede hos barn med CP. Derfor gir utforsking av slike korte og langsiktige terapeutiske effekter av bilateral anodal tDCS på barnas kroppsfunksjoner, aktivitets- og deltakelsesutfallsmål oss et lovende ikke-invasivt verktøy i CP-rehabilitering som kan kombineres med mange andre rehabiliteringsverktøy og tilnærminger som atferdsterapi, virtuell virkelighet, therasuit, og mange andre som alle brukes i CP-rehabilitering og andre nevrologiske tilstander. I tillegg vil utforsking av forholdet mellom hjerneaktivitetsmodulering, endringer i gangfunksjoner, og motorisk utvikling og nivå av deltakelse og glede gi en bedre forståelse av dette sammenknyttede matrisen som vi må vurdere i våre fremtidige rehabiliteringstilnærminger og strategier for barn med CP, og vil dermed tjene som et viktig aspekt som vil bidra til evidensbasert praksis i pediatrisk rehabilitering. Dessuten vil det gi oss en bedre forståelse av mekanismen bak tDCS-effektene.