Транскраниальная прямая электрическая стимуляция и беговая дорожка при детском церебральном параличе

Введение. Моторный контроль и координация у детей с церебральным параличом были улучшены с помощью различных методов. Тренировка на беговой дорожке демонстрирует эффективность в повышении скорости ходьбы, баланса и функциональной независимости. Кроме того, транскраниальная прямая стимуляция постоянным током (tDCS) представляет собой неинвазивную и безопасную альтернативу хирургическому или медикаментозному лечению. В совокупности эти вмешательства доказали свою эффективность в улучшении характеристик ходьбы и функциональных возможностей у этой популяции.

Оптимальный протокол применения tDCS у детей с церебральным параличом ещё не установлен. В отличие от более ранних исследований, в которых использовалась односторонняя анодная стимуляция, нацеленная на контралатеральную моторную кору, гипотеза предполагает, что двусторонняя стимуляция обоих полушарий может привести к лучшим результатам. Это предположение подтверждается данными магнитоэнцефалографии (МЭГ), указывающими на широко распространённое нарушение нейронной возбудимости в обеих сенсомоторных корах у детей с ДЦП. Это двустороннее нарушение возникает даже в случаях односторонних поражений и способствует снижению активации кортикоспинальных путей. Соответственно, последующие исследования, применяющие одностороннюю анодную tDCS к ипсилатеральной моторной коре (непоражённое полушарие), продемонстрировали улучшения моторных функций, таких как навыки дотягивания и продолжительность движения.

Как исследование осуществимости, данная пилотная работа оценивала практичность и первоначальные эффекты применения двусторонней анодной tDCS одновременно с тренировкой на беговой дорожке для улучшения параметров ходьбы, диапазона движений и снижения спастичности у детей с диплегической формой ДЦП.

Методы. Дизайн исследования и участники. Данное клиническое исследование было одобрено комитетом по этике (IRB) Иорданского университета науки и технологий и Университетской больницей короля Абдаллы (#2019/420) на основе Хельсинкской декларации. В исследование были включены пятеро детей (в возрасте 4-12 лет) со спастической диплегической формой ДЦП. Критерии включения предусматривали уровень I-III по Системе классификации больших моторных функций (GMFCS), способность к самостоятельной ходьбе на расстояние не менее 10 метров и IQ выше 70. Ключевыми критериями исключения были история ортопедических операций, нейролитических блокад или инъекций Ботокса в течение последних шести месяцев, а также наличие сопутствующих ортопедических нарушений, эпилепсии, внутричерепных металлических имплантатов или слуховых аппаратов. Кроме того, до участия в исследовании от всех детей-участников их законными опекунами было получено добровольное письменное информированное согласие.

Тренировка на беговой дорожке и вмешательство tDCS. В то время как предыдущие исследования, использующие одностороннюю анодную tDCS у детей с ДЦП, размещали один анод над моторной корой C3 или C4 и катод в надглазничной области согласно системе 10-20 ЭЭГ, в настоящем исследовании использовалась двусторонняя схема размещения. Используя систему 10-10 ЭЭГ для более точного размещения, два анода были расположены над левой областью FC1 и правой областью FC2 (охватывая моторные и фронтальные области), с двумя соответствующими катодами, расположенными над двусторонними надглазничными областями. Применялась низкая сила тока 1 мА.

Терапевтический протокол начинался с двух ознакомительных сессий на беговой дорожке. За этим следовали десять комбинированных лечебных сессий, каждая из которых состояла из 12-минутного интервала: 1-минутная разминка, 10-минутный период одновременной тренировки на беговой дорожке и терапии tDCS и 1-минутная заминка. Скорость беговой дорожки начиналась с 50% от максимальной скорости ребёнка по земле по результатам 6-минутного теста ходьбы (6MWT) и постепенно увеличивалась в зависимости от индивидуальной переносимости. Переносимость оценивалась по отсутствию жалоб на усталость, частоте сердечных сокращений, не превышающей 70% от максимума, и поддержанию правильной походки без шарканья. Присутствовали ассистенты для оказания поддержки и вербальной обратной связи для поощрения правильных моделей движений.

Показатели результатов

Показатели результатов. Данные до и после вмешательства были собраны, включая:

1. Постуральное выравнивание (медио-латеральное смещение)
2. Постуральное выравнивание (передне-заднее смещение)
3. Диапазон движений в голеностопном суставе при тыльном сгибании (градусы)
4. Диапазон движений в тазобедренном суставе (градусы)
5. Диапазон движений в коленном суставе (градусы)
6. Выносливость при ходьбе, оцененная с помощью 6-минутного теста ходьбы (расстояние в метрах)
7. Большая моторная функция, оцененная с помощью GMFM-66 (общий балл)
8. Скорость ходьбы (метры/секунду)
9. Вариабельность походки (безразмерный коэффициент автокорреляции)

Анализ данных. Из-за предостережений, указанных в предыдущем исследовании относительно использования парного t-критерия с чрезвычайно малыми размерами выборки (n = 5), для всех показателей результатов были рассчитаны среднее значение ± стандартное отклонение, клинический размер эффекта вмешательства был определён с использованием g Хеджеса, со значениями, указывающими на малый, умеренный или большой эффект, а показатели ходьбы измерялись путём прохождения каждым ребёнком 10-метровой дистанции дважды до и после вмешательства. Данные доступны.

3. Результаты и обсуждение. Данный протокол исследования является инновационным с точки зрения протокола стимуляции tDCS (двусторонняя анодная tDCS против односторонней анодной tDCS) и его показателей результатов, которые включают оценку активности мозга и пластичности, количественные показатели ходьбы (кинематика и кинетика), моторное развитие, качество жизни, а также уровень удовольствия и участия, которые ранее не исследовались в одном полном наборе.

Кроме того, двусторонняя анодная tDCS была бы осуществимым и безопасным реабилитационным инструментом, который модулировал бы активность мозга и улучшал функцию ходьбы, баланс, выносливость, качество жизни, а также уровень участия и удовольствия у детей с ДЦП. Таким образом, изучение таких краткосрочных и долгосрочных терапевтических эффектов двусторонней анодной tDCS на показатели функций тела, активности и участия детей предоставляет нам многообещающий неинвазивный инструмент в реабилитации ДЦП, который можно комбинировать со многими другими реабилитационными инструментами и подходами, такими как поведенческая терапия, виртуальная реальность, терапевтический костюм и многие другие, которые используются для реабилитации ДЦП и других неврологических состояний. Кроме того, изучение взаимосвязи между модуляцией активности мозга, изменениями функций ходьбы, моторным развитием, уровнем участия и удовольствия позволит лучше понять эту взаимосвязанную матрицу, которую мы должны учитывать в наших будущих реабилитационных подходах и стратегиях для детей с ДЦП, и, таким образом, послужит важным аспектом, который внесёт вклад в практику, основанную на доказательствах, в педиатрической реабилитации. Кроме того, это даст нам лучшее понимание механизма, лежащего в основе эффектов tDCS.