Badanie interwencji obrazowej DCD i ASD

Około 5% dzieci ma DCD, zaburzenie neurorozwojowe, które znacząco wpływa na ich zdolność uczenia się umiejętności motorycznych, takich jak wiązanie sznurowadeł, nauka drukowania lub jazda na rowerze (APA 2013). DCD koliduje z wynikami w szkole, zajęciami zawodowymi, sposobami spędzania wolnego czasu; ma wpływ na całe życie, a 75% dzieci z DCD będzie nadal doświadczać trudności motorycznych jako dorośli (Kirby 2014). DCD w dużym stopniu współwystępuje z innymi zaburzeniami neurorozwojowymi, w tym zaburzeniami ze spektrum autyzmu (ASD) (Green 2009) i zespołem nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD) (Piek 1999), które zaostrzają problemy motoryczne i funkcjonalne dzieci (Kirby 2014).

Do niedawna deficyty motoryczne u dzieci z ASD były w dużej mierze ignorowane. Ponieważ Podręcznik diagnostyczno-statystyczny zaburzeń psychicznych – wyd. (DSM-5) została opublikowana w 2013 r., obecnie dozwolona jest podwójna diagnoza ASD i DCD. Zgłoszono, że ponad 50% dzieci z ASD ma DCD (Green 2009), a stopień upośledzenia motorycznego koreluje z nasileniem autyzmu (Dzuik 2007).

Nakładanie się DCD i ASD nie jest dobrze zbadane, ale wysokie współwystępowanie skłania do zastanowienia się, czy istnieją wspólne i odrębne markery neuronalne, które definiują te zaburzenia neurorozwojowe. Badania neuroobrazowe zaczęły odkrywać ich podstawy neuronowe. Nieprawidłowości w móżdżku (D'Mello 2016; Foster 2015; Liu 2017; Zwicker 2009, 2011) i ciele modzelowatym (Langevin 2014; Frazier 2009) są wspólne dla obu zaburzeń, ale niewiele badań porównywało dzieci z DCD i dzieci z współ- występujące ASD. Wstępne dowody wskazują na zmiany we wzorcach sieci, które są unikalne dla grupy DCD+ASD w porównaniu z pojedynczą diagnozą DCD lub ASD (Caeyenberghs 2016). Jako jedno z pierwszych badań neuroobrazowych, które poruszyło podwójną diagnozę DCD + ASD, Caeyenberghs i in. stwierdzili, że regiony paralimbiczne wykazują zmienioną łączność w pojedynczych zaburzeniach, które są zaburzeniami specyficznymi dla ASD lub DCD; jednak dzieci spełniające kryteria zarówno dla DCD, jak i ASD wykazują bardziej rozpowszechnioną nadmierną łączność, szczególnie w lewym obszarze skojarzenia i zakręcie przyśrodkowo-potylicznym w porównaniu z samym DCD. Chociaż badania neuroobrazowe są w powijakach, sugerują, że DCD i ASD mogą mieć wspólne, ale także odrębne podstawy neuronalne (Caeyenberghs 2016; Caçola 2017); potrzebne są dalsze badania, aby lepiej zrozumieć neuronalne korelaty każdego zaburzenia i jego współwystępowania.

Aktualną najlepszą praktyką mającą na celu poprawę funkcji motorycznych u dzieci z DCD jest zorientowanie poznawcze na wydajność zawodową (CO-OP) (Smits-Engelsman 2013). CO-OP to podejście ukierunkowane na konkretne zadania, mające na celu poprawę umiejętności motorycznych, które dziecko potrzebuje lub chce opanować; jest to oparte na poznaniu podejście do rozwiązywania problemów, które wykorzystuje mediację werbalną i identyfikuje strategie wspierające nabywanie umiejętności (Polatajko 2001). W dużej mierze nie wiadomo, czy dzieci ze współwystępującymi DCD i ASD odnoszą korzyści z CO-OP. Chociaż upośledzenie ruchowe i problemy funkcjonalne są powszechne w ASD, rzadko są przedmiotem terapii. Głównym celem terapii dzieci z ASD zawsze były umiejętności społeczne i komunikacyjne lub radzenie sobie z różnicami w przetwarzaniu sensorycznym. Wstępne wyniki studium przypadku dwojga dzieci ze zdiagnozowanym ASD sugerują, że CO-OP jest wykonalne i może wywołać klinicznie znaczącą poprawę w ocenie własnej i rodziców w zakresie każdego z ich celów motorycznych (Rodger 2009). Jednak potrzebna jest większa próba, aby potwierdzić te ustalenia.

Podejście CO-OP było skuteczne w osiąganiu wybranych przez dzieci funkcjonalnych celów motorycznych (Polatajko 2001; Miller 2001), ale neuronowe podstawy tych ulepszeń wciąż nie są znane. Badacze badają obecnie zmiany struktury i funkcji mózgu związane z interwencją CO-OP u dzieci z DCD+/-ADHD i chcieliby rozszerzyć swoje badanie o dzieci ze współwystępującymi ASD i DCD. To nowatorskie badanie pomoże odkryć różnice mózgowe między tymi współwystępującymi stanami i wyjaśni, czy i dlaczego rehabilitacja może przynieść korzyści dzieciom z podwójną diagnozą DCD i ASD.

Badanie to zapewni klinicystom i badaczom lepsze zrozumienie neurologicznych podstaw trudności motorycznych u dzieci z ASD oraz tego, czy interwencje powinny obejmować terapię CO-OP. Ten projekt jest pierwszym, który integruje obrazowanie mózgu i interwencję motoryczną w tej populacji i może dostarczyć dowodów na poparcie nowych praktyk klinicznych w celu poprawy wyników.

PROJEKT BADAWCZY

Konkretne cele i hipotezy: Proponowane badanie ma na celu przetestowanie hipotez, że w porównaniu z dziećmi z DCD, dzieci z ASD+DCD będą wykazywać nakładające się, ale wyraźne różnice w strukturze i funkcji mózgu oraz że rehabilitacja związana z różnicami w mózgu doprowadzi do poprawy funkcji motorycznej. To badanie opiera się na bieżącym badaniu badaczy finansowanym przez CIHR, porównującym dzieci z typowo rozwijającymi się dziećmi z dziećmi z DCD+/-ADHD i neuroplastycznością związaną z interwencją CO-OP. Proponowane badanie ma na celu osiągnięcie następujących celów szczegółowych:

Cel 1: Scharakteryzowanie budowy i funkcji mózgu dzieci z DCD+ASD oraz porównanie wyników z wcześniej zebranymi danymi dotyczącymi dzieci z DCD+/-ADHD. Hipotezy: W porównaniu do dzieci z DCD, mózgi dzieci z DCD+ASD będą wykazywały mniejszą objętość móżdżku; różnice w rozwoju mikrostruktury dróg ruchowych, czuciowych, móżdżkowych i czołowych; oraz niższa korelacja między sygnałami z obszarów mózgu odpowiadających sieciom stanu spoczynku, w tym sieciom trybu domyślnego, sensomotorycznego, móżdżkowego i czołowego.

Cel 2: Określenie, czy interwencja CO-OP indukuje zmiany neuroplastyczne w strukturze/funkcji mózgu i poprawia zdolności motoryczne u dzieci z DCD+ASD. Hipotezy: W porównaniu z grupą kontrolną z listy oczekujących, dzieci z grupy leczonej wykażą: (1) wzmocnioną funkcjonalną łączność w sieciach czuciowo-ruchowych i móżdżkowych oraz czołowych; (2) zwiększona integralność szlaku czołowo-móżdżkowego; (3) zwiększona objętość istoty szarej w grzbietowo-bocznej korze przedczołowej, motorycznej i móżdżku; oraz (4) poprawiona wydajność motoryczna. Oczekuje się również pozytywnego związku między poprawą funkcjonalną a zmianami w strukturze/funkcji mózgu.

Cel 3: Określenie, czy zmiany neuroplastyczne i czynnościowe utrzymują się w 3-miesięcznej obserwacji. Hipoteza: Dzieci, które utrzymały swoje przyrosty funkcjonalne, będą wykazywać zwiększoną funkcjonalną łączność w sieciach mózgowych, zwiększoną łączność szlaku czołowo-móżdżkowego oraz zwiększoną objętość istoty szarej (jak w Celu nr 2) w porównaniu z dziećmi, które nie utrzymały swoich przyrostów funkcjonalnych.

Projekt badania i obliczenie wielkości próby: To badanie jest randomizowanym kontrolowanym badaniem z listą oczekujących. Dzieci zostaną losowo przydzielone do grupy leczenia lub listy oczekujących. Statystyk losuje uczestników za pomocą wygenerowanych komputerowo sekwencyjnych bloków od 4 do 6; kody randomizacyjne będą przechowywane w zapieczętowanych, nieprzezroczystych kopertach do momentu włączenia do badania. Dodane do obecnego badania badaczy, próbka 30 uczestników z DCD + ASD zapewni > 80% mocy do wykrycia klinicznie istotnej poprawy o 2 punkty w Canadian Occupational Performance Measure (COPM; ustawa z 2014 r.) [26] (SD 2,5 i błąd typu 1 wynoszący 0,05) oraz 3% różnicę dyfuzyjności osiowej w obrazowaniu tensora dyfuzji, co było skorelowane z funkcją motoryczną w pracy pilotażowej badaczy (Zwicker 2012).

Uczestnicy: Trzydzieścioro dzieci (8-12 lat), które spełniają kryteria diagnostyczne dla DCD i ASD, jak określono w DSM-5 (APA 2013), będzie mogło wziąć udział.

Obrazowanie mózgu: Przed obrazowaniem MR dzieci przejdą sesję symulatora MRI, aby zapoznać się z widokami i dźwiękami środowiska MR. Wszystkie badania obrazowe zostaną wykonane na najnowocześniejszym 3-Teslowym skanerze GE Discovery MR 750. Struktura mózgu zostanie oceniona za pomocą: (1) obrazowania strukturalnego T1-zależnego w celu pomiaru objętości mózgu (istota biała, istota szara korowa i istota szara głęboka) i objętości móżdżku oraz (2) obrazowania tensora dyfuzji (DTI) w celu pomiaru połączeń strukturalnych i mikrostruktury istoty białej w całym mózgu. Funkcjonowanie mózgu będzie mierzone pośrednio za pomocą rezonansu magnetycznego w stanie spoczynku w celu zbadania funkcjonalnej łączności w stanie spoczynku w różnych sieciach. Całkowity czas skanowania to ~30 min.

Interwencja: CO-OP to kognitywne podejście do rozwiązywania funkcjonalnych problemów motorycznych (Polatajko 2001). Terapeuci uczą dzieci globalnej strategii rozwiązywania problemów (Cel-Plan-Do-Check) jako sposobu na opracowanie konkretnych strategii przezwyciężania problemów motorycznych; strategie są określane po dynamicznej analizie wydajności przez terapeutę w celu określenia, gdzie jest „załamanie” w wykonywaniu zadania. Terapeuci zajęciowi przeszkoleni w CO-OP będą spotykać się z dziećmi przez godzinę, raz w tygodniu przez 10 tygodni. Rodzice lub opiekunowie będą zachęcani do udziału w sesjach terapeutycznych, aby terapeuci mogli poinstruować ich, jak ułatwić stosowanie strategii między sesjami terapeutycznymi. Dzieci wybiorą 3 funkcjonalne cele motoryczne, którymi należy się zająć podczas leczenia, oceniając ich wydajność i satysfakcję z tych celów przed i po interwencji.

Środki: MABC-2 zostanie wykorzystany do oceny stopnia upośledzenia motorycznego; wyniki ≤ 16 percentyla wskazują na DCD (Henderson 2007). Ta miara zapewnia ogólny całkowity wynik skompilowany z ośmiu podtestów w 3 domenach: zręczność manualna (3), celowanie i łapanie (2) oraz równowaga (3). Powszechnie stosowany kwestionariusz dla rodziców, DCDQ (Wilson 2007), zostanie wykorzystany do potwierdzenia wpływu umiejętności motorycznych na codzienne funkcjonowanie. Formularz Conners 3 AI-Parent zostanie wykorzystany do oceny objawów ADHD (Conners 2001). Kwestionariusz Komunikacji Społecznej (SCQ), kwestionariusz zgłaszany przez rodziców, zostanie wykorzystany do badania zaburzeń społecznych i komunikacyjnych specyficznych dla autyzmu (Rutter 2003).

Podstawową miarą wyniku jest COPM (Prawo 2014), która jest zindywidualizowaną, skoncentrowaną na kliencie miarą zaprojektowaną w celu wykrycia zmian w postrzeganiu przez klienta własnej wydajności i satysfakcji w czasie w zakresie celów funkcjonalnych, które są dla niego ważne. Aby uzupełnić COPM, badacze będą nagrywać wideo dziecka wykonującego swoje 3 cele motoryczne przed i po interwencji. Terapeuta zajęciowy nieświadomy interwencji i testu wstępnego/posttestowego oceni sprawność motoryczną za pomocą Skali Oceny Jakości Wyników (PQRS), obiektywnej i obserwacyjnej miary jakości działania (Miller 2001). Zdolności motoryczne małe i duże będą mierzone za pomocą krótkiej wersji Testu biegłości motorycznej Bruninksa-Oseretsky'ego 2nd ed. (BOT-2: Bruininks 2005).

Analiza neuroobrazowania: DTI: w celu analizy danych tensora dyfuzji zostaną przeprowadzone statystyki przestrzenne oparte na traktach (TBSS) przy użyciu biblioteki oprogramowania FMRIB (FSL). TBSS to w pełni zautomatyzowane podejście, które pozwala na analizę całego mózgu bez wstępnego określania obszarów zainteresowania (Smith 2006). Obrazowanie T1-zależne będzie analizowane przy użyciu morfometrii opartej na wokselach w celu porównania lokalnego stężenia istoty szarej między sesjami i grupami przy użyciu pakietu Statistical Parametric Map-99 (Ashburner 2000). rs-MRI: FSL zostanie wykorzystany do przeprowadzenia niezależnej analizy składowej, która umożliwi podejście oparte na danych do eksploracji sieci stanu spoczynku (Beckman 2005).

Analiza danych:

Cel 1: średnie objętości mózgu zostaną porównane między grupami przy użyciu ANOVA, z korektą opartą na regresji dla wieku i płci. Uogólniony model liniowy porówna miary DTI i serie czasowe łączności funkcjonalnej u dzieci z DCD, DCD+ADHD, DCD+ASD i kontrolnych.

Cele 2 i 3: Powtarzane pomiary Analiza ANCOVA zostanie zastosowana do głównych i drugorzędnych wyników w celu wykrycia zmian w czasie, w tym efektu dojrzałości w grupie oczekujących, efektu interwencji zarówno w grupie oczekujących, jak iw grupie terapeutycznej oraz późnego efektu interwencji w grupie terapeutycznej. Wiek, wyniki MABC-2 i wyniki Connersa zostaną użyte jako współzmienne.