Ganganalyse påvirker pleje af børn med CP

instrumenteret ganganalyse kan hjælpe med at karakterisere unormale gangmønstre hos patienter med cerebral parese, hvilket forbedrer klinisk beslutningstagning. Tidlige indgreb baseret på ganganalyse kan hjælpe med at minimere de langsigtede bivirkninger af dårlig biomekanik.

af Frank M. Chang, MD, Jason T. Rhodes, MD, MS, Katherine M. Davies, BA og James J. Carollo, PhD, PE

at gå er en næsten ubesværet aktivitet for de fleste mennesker, normalt udført uden en anden tanke. For mennesker med cerebral parese (CP) er dette imidlertid ikke tilfældet.

CP er den mest almindelige pædiatriske neurologiske lidelse, defineret som “en gruppe af permanente lidelser i udviklingen af bevægelse og kropsholdning, der forårsager aktivitetsbegrænsninger, der tilskrives ikke-progressive forstyrrelser, der opstod i den udviklende føtal eller spædbarnshjerne. De motoriske forstyrrelser ved cerebral parese ledsages ofte af forstyrrelser i sensation, opfattelse, kognition, kommunikation og adfærd, ved epilepsi og ved sekundære muskuloskeletale deformiteter.”1

børn med CP oplever ofte problemer med muskeltonus, motorstyring, spasticitet og balance, der fører til gangabnormiteter. Hvis de ikke behandles, vil disse muskuloskeletale deformiteter stige i sværhedsgrad, når barnet vokser. Selvom vurdering og behandling af svækkelser forbundet med CP er særligt kritiske i de voksende år, CP er en livslang handicap, der giver en øget forekomst af sekundære medicinske tilstande, når børn modnes. Derfor er det vigtigt at tackle gangabnormiteter tidligt for at forhindre de langsigtede virkninger af dårlig biomekanik, hvilket kan resultere i smerter og forværret ambulant funktion.

ikke to personer med CP har de samme niveauer af overordnet funktion og samfundsmæssig deltagelse, og dette nødvendiggør en individualiseret vurdering af hver patient af en kvalificeret praktiserende læge. Denne vurdering bør ideelt set være en del af en tværfaglig tilgang, der inkluderer vurdering af patientens funktionelle niveau og anatomiske deformiteter samt bestemmelse af, hvor langt patienten er kommet frem i den naturlige historie med deres særlige CP-gangmønster. At forstå patientens niveau af progression af skeletdeformiteter og kontrakturer er vigtigt for praktiserende læger, der har til opgave at træffe behandlingsbeslutninger, da hovedmålet med enhver behandling er at optimere patientens funktion.

instrumenteret ganganalyse

behandling af børn med CP varierer over hele verden; brug af instrumenteret 3-D ganganalyse til at definere gangafvigelser og lette passende behandlingsmuligheder er den nuværende standard for pleje i mange centre. Typisk vil en kliniker udføre en statisk fysisk undersøgelse og bruge visuel analyse til at vurdere patienten. Instrumenteret ganganalyse tilføjer biplanar videooptagelse af patientens gangmønster; 3-D motion capture til at beskrive fælles vinkler, hastigheder og accelerationer; jorden reaktionskræfter; plantar tryk; og registrering af timingen af muskelaktivitet ved hjælp af dynamisk elektromyografi (EMG).2

i praksis giver instrumenteret ganganalyse en mulighed for at forstå fælles vinkelforskydninger, fælles øjeblikke og kræfter og faktisk justering af alle skeletelementerne dynamisk, når barnet ambulerer. Alle disse data indsamles, behandles og analyseres og præsenteres derefter for et team af klinikere, terapeuter og ingeniører med erfaring i gangabnormiteter og behandling. Endelige terapeutiske anbefalinger bestemmes ud fra denne holdvurdering. Denne teknologibaserede tværfaglige tilgang har udviklet sig i løbet af de sidste 40 år til en systematisk metode til analyse af gangabnormiteter. Både Kommissionen for Motion Laboratory akkreditering, 3 en uafhængig nonprofit organisation med ansvar for akkreditering U. S. gang-og bevægelseslaboratorier, og en holdningserklæring fra gang-og klinisk Bevægelsesanalysesamfund4 har godkendt fremgangsmåden. Instrumenteret ganganalyse er ikke en erstatning for klinisk erfaring, men er et værktøj, der kan bruges til at forbedre klinisk beslutningstagning, samtidig med at det leverer bevis til støtte for en specifik behandlingsplan.

børn med CP vil have forskellige gåevner, da omfanget af skade på den udviklende hjerne er forskellig hos hvert barn. Funktionel evne hos børn med CP kan variere fra meget funktionelle samfundsambulatorer til assisteret mobilitet husholdningsambulatorer til ikke-ambulatoriske personer, der er afhængige af hjulmobilitet i meget af deres uafhængige bevægelse. Interaktionen mellem flere deformiteter producerer komplekse gangafvigelser hos personer med CP. Et valideret og udbredt klassificeringsskema kendt som Gross Motor Function Classification System (GMFCS) bruges til at beskrive den funktionelle evne hos børn med CP.5 GMFCS er opdelt i fem niveauer af motorfunktion forbundet med niveauet for ambulationsuafhængighed, fra niveau i-børn, der er i stand til at gå uden hjælp i alle miljøer, til niveau V-børn, der er ikke-ambulerende og har brug for hjælp til de fleste aktiviteter.

selvom gmfcs-systemet hjælper klinikere med at bestemme et barns funktionelle evne med CP, beskriver det ikke det specifikke gangmønster, et barn kan have. Forskelle i sværhedsgraden af svækkelse, kompenserende mekanismer for biomekaniske hindringer og funktionel evne betyder, at hvert barn med CP har unikke gangpatologier. Udøvere kan identificere visse forskellige gangmønstre inden for denne patientpopulation, der kan hjælpe dem med at foretage sammenligninger for at bestemme mekanismerne for en persons unikke gangkarakteristika. Ganganalyse giver mere dybdegående information for at informere passende behandlingsmuligheder.

stiv knægang

instrumenteret ganganalyse er påkrævet for at detektere stiv knægang (SKG), et eksempel på et unormalt gangmønster, der kan påvirke gangeffektiviteten. SKG er defineret af Sutherland som et fald i størrelsen af maksimal knæbøjning (<45 liter), et fald i dynamisk område af knæbøjning og forsinket knæbøjning, som alle forekommer under svingfase i den normale gangcyklus.6 disse afvigelser genkendes let og kvantificeres med instrumenteret ganganalyse. SKG er et af de mest almindelige gangmønstre, der påvirker gangpræstation hos børn med CP, og en nylig undersøgelse viser, at så mange som 80% af gangabnormiteterne hos børn med CP involverede en SKG.7

etiologien antages at opstå fra en unormalt fyrende rectus femoris-muskel, som begrænser knæbøjning i hele svingperioden i gangcyklussen.8,9 rectus femoris – muskelskydningsmønsteret, som det ses med EMG, har enten forlænget aktivitet gennem hele gangcyklussen eller en stigning i aktivitet i svingfasen.10 patienten i Figur 1 blev identificeret som havende SKG baseret på visuel analyse, ledvinkelmålinger ved knæet (figur 3) og muskelaktivitet af rectus femoris set med EMG (figur 4). Som det ses i de kinematiske grafer i sagittalplanet i figur 3, er knæet konstant i forlængelse gennem hele gangcyklussen med meget lidt bøjning. Et SKG-mønster fører til problemer med hoftefleksion, knæbøjning under sving, energi-ineffektive kompenserende gåmekanismer såsom fremadstamme,der læner sig for at holde tyngdepunktet over den vægtaccepterende fod, 11 hvælving eller hoftevandring og problemer med fodafstand, der øger risikoen for at snuble og falde.12,13

kirurgisk behandling af SKG inkluderer en rectus femoris (RF) frigivelse eller overførsel; en RF-overførsel antages imidlertid at bevare hoftefleksion mere effektivt end RF-frigivelse og øge knæbøjning i gangens svingfase (figur 2).8 diagnosen af SKG og den efterfølgende behandlingsprotokol er næsten udelukkende baseret på ganganalyse. Derudover anvendes et års postoperativ gentagelsesanalyse konsekvent til at overvåge og evaluere resultater.

i vores center på Children ‘ s Hospital Colorado i Denver undersøgte Muthusamy et al virkningerne af forskellige RF-overførselssteder på kinematiske målinger hos børn med SKG.14 Da alle overførselssteder blev analyseret sammen, fandt vi en forbedring i tre ud af fem kinematiske målinger i sagittalplan, inklusive knæets bevægelsesområde under sving, maksimal knæbøjning i sving (forbedret i gennemsnit 9 liter) og maksimal knæforlængelse ved terminalsving. Vi fandt ingen statistisk signifikant effekt på knæets bevægelsesområde, maksimal knæbøjning ved belastningsrespons, maksimal knæbøjning i sving, eller maksimal knæforlængelse ved terminalsving, når de distale RF-overførselssteder blev sammenlignet; der var imidlertid en signifikant forbedring i postoperativt knæområde af bevægelse hos patienter, der havde mindre end 80% af det normale knæområde af bevægelse før operationen.

differentierende heste

der er to lignende gangmønstre, der, hvis de ikke skelnes korrekt, kan føre til indgreb med uønskede virkninger senere i en patients liv. Et heste gangmønster er generelt kendetegnet ved, at foden er i overdreven plantarfleksion på grund af spasticitet og utilstrækkelig motorstyring. Den plantarbøjede fodposition fører til forfodens første kontakt og for tidlig hælstigning.

to variationer af heste gangmønster er blevet beskrevet af Rodda og Graham15: ægte heste og tilsyneladende heste. Et ægte ækvinus gangmønster er forårsaget af gastrocnemius og/eller soleus spasticitet eller kontraktur og efterfølgende overskydende plantarfleksion ved ankelen. Hofte – og knæforlængelse er næsten normal; knæ recurvatum kan dog være til stede, hvis den bageste knækapsel strækkes ud over det normale. På den anden side skyldes tilsyneladende jævndøgn patologisk bøjning af knæet under vægtaccept, der ændrer skaftpositionen og producerer forfodens første kontakt.16

begge mønstre har et hesteudseende og et tå-Tå gangmønster, men de forskellige etiologier kræver forskellige kirurgiske indgreb. Kirurgisk behandling for patienten med et ægte ækvinus gangmønster involverer forlængelse af gastrocnemius-og / eller soleus-musklerne, hvilket mindsker graden af fod-og ankelplantarfleksion. Forlængelse af gastrocnemius-og / eller soleus-musklerne i et tilsyneladende heste-gangmønster forårsager imidlertid relativ kalv svaghed, hvilket fører til tidligere tibial fremskridt efter indledende kontakt og i sidste ende til et crouch gangmønster, 16 som er kendetegnet ved øget hoftefleksion, knæbøjning og ankel dorsifleksion gennem gangcyklussen.

passende behandling af et tilsyneladende heste-gangmønster adresserer de proksimale deformiteter, inklusive øget hofte-og knæbøjning. I sidste ende afhænger behandlingen af årsagen til disse proksimale deformiteter og kan omfatte flere bløde vævs-og benprocedurer. Brug af instrumenteret ganganalyse kan gøre det muligt for den behandlende læge at bestemme klart, om en patient har et tilsyneladende eller ægte hestegangmønster, hvilket forhindrer upassende kirurgiske procedurer.

i 2006 afsluttede vi en undersøgelse på Children ‘ s Hospital Colorado Center for gang-og bevægelsesanalyse, der sammenlignede resultaterne af patienter med CP, der gennemgik ganganalyse og derefter fulgte de resulterende kirurgiske anbefalinger, eller som valgte at bruge ikke-kirurgiske behandlinger i stedet.18 patienter modtog en indledende ganganalyse, og en gruppe læger, fysioterapeuter og bioingeniører, der var bekendt med gangabnormiteter, fremsatte kirurgiske anbefalinger.

patienter gennemgik opfølgende ganganalyse i gennemsnit et år efter deres kirurgiske indgreb eller indledende ganganalyse. Kinematiske målinger mellem de to tidspunkter i hver gruppe blev sammenlignet og kategoriseret som et positivt resultat, negativt resultat eller ingen ændring. Et positivt resultat var en forbedring i hofte -, knæ-og / eller ankelledvinkler i en retning mod normal med >5 liter i forhold til den første analyse. Et negativt resultat var ændring af ledvinkler i en retning væk fra det normale med >5 liter i forhold til den første analyse. Personer med kr5 kr forskel i begge retninger mellem de fælles vinkler blev kategoriseret som uden ændring.

vi fandt ud af, at børn, der fulgte kirurgiske anbefalinger, var mere tilbøjelige til at have en positiv ændring end børn, hvis behandling brugte ikke-kirurgiske behandlinger. Flere undersøgelser har vist, at instrumenteret ganganalyse kan ændre lægens beslutningstagning om kirurgiske behandlinger hos børn med CP sammenlignet med klinisk evaluering af patienten alene.19-22 undersøgelser har også vist, at kirurgisk korrektion efter en ganganalyse forbedrede funktionen hos ambulante børn og voksne med CP.23-25

mange typer gangmønstre ses hos patienter med CP. Instrumenteret ganganalyse gør det lettere for klinikere at analysere mange gangmønstre ved kritisk at gennemgå kinematik, kinetik og EMG-kurver i bækkenet og hofte -, knæ-og ankelled. Klinikere kan derefter bruge kvantitative mål til præcist at beskrive og sammenligne hver patients information med typisk at udvikle aldersmatchede normale individer, hvilket hjælper praktikere med at bestemme etiologien for gangabnormiteter og anbefale interventioner, der bedst kan hjælpe denne udfordrende gruppe af patienter.

Frank Chang, MD, er medicinsk direktør for Center for gang-og bevægelsesanalyse (CGMA) ved Børnehospital Colorado og professor i ortopædkirurgi og rehabiliteringsmedicin ved University of Colorado, begge i Denver. Jason Rhodes, MD, MS, er en ortopædkirurg med CGMA og Institut for Ortopædi på Children ‘ s Hospital Colorado og adjunkt ved University of Colorado Denver. Katherine Davies, BA, er seniorforskningsassistent i CGMA på Children ‘ s Hospital Colorado. James Carollo, ph. D., PE, er direktør for CGMA på Children ‘ s Hospital Colorado og lektor ved institutterne for fysisk medicin og rehabilitering og ortopæd ved University of Colorado Denver.

1. Rosenbaum P, Paneth N, Leviton A, et al. En rapport: definition og klassificering af cerebral parese April 2006. Dev Med Barn Neurol Suppl 2007; 109: 8-14.

2. Det er en af de mest almindelige årsager til, at en person er i stand til at bevæge sig og bevæge sig. In: Jørgensen, d, eds. Pædiatrisk rehabilitering: principper og praksis. København: DemosMedical; 2009:461-491.

3. Klinisk bevægelse laboratorium akkreditering ansøgningsskema og gennemgang kriterier. Kommissionen for Motion laboratorium akkreditering hjemmeside. http://www.cmlainc.org/Portal.html. Adgang Til 3. August 2011.

4. Positionserklæring: ganganalyse ved Cerebral parese. Gangart og klinisk bevægelse analyse Society hjemmeside. http://www.gcmas.org/node/93. Adgang Til 3. August 2011.

5. Palisano R, Rosenbaum P, et al. Udvikling og pålidelighed af et system til klassificering af grovmotorisk funktion hos børn med cerebral parese. Dev Med Barn Neurol 1997;39(4):214-223.

6. Sutherland DH, Davids JR. Fælles gangforstyrrelser i knæet i cerebral parese. Clin Orthop Relateret Res 1993; (288): 139-147.

7. Ta, Rethlefsen S, Kay RM. Forekomst af specifikke gangabnormiteter hos børn med cerebral parese: indflydelse af cerebral parese subtype, alder og tidligere operation. J Pediatr Orthop 2005; 25 (1): 79-83.

8. Perry J. distal rectus femoris overførsel. Dev Med Barn Neurol 1987; 29(2):153-158.

9. Vand RL, Garland de, Perry J, et al. Stivbenet gang i hemiplegi: kirurgisk korrektion. J knogle fælles Surg Am 1979; 61 (6A):927-933.

10. Chambers H, Lauer A, Kaufman K, et al. Forudsigelse af resultatet efter rectus femoris kirurgi i cerebral parese: rollen som cocontraction af rectus femoris og vastus lateralis. J Pediatr Orthop 1998; 18 (6): 703-711.

11. Perry J. ganganalyse: Normal og patologisk funktion. 1. udgave. Thorofare, NJ: Slack Inc.; 1992.

12. Sa, Delp SL. Virkningen af rectus femoris muskel efter distal seneoverførsel: genererer den knæbøjningsmoment? Dev Med Barn Neurol 1997;39(2):99-105.

13. Kay RM, Rethlefsen SA, Kelly JP, skruenøgle TA. Forudsigelig værdi af Duncan-Ely-testen i distal rectus femoris-overførsel. J Pediatr Orthop 2004; 24 (1): 59-62.

14. Muthusamy K, Seidl AJ, Friesen RM, et al. Rectus femoris overførsel hos børn med cerebral parese: evaluering af overførselssted og præoperative indikatorer. J Pediatr Orthop 2008; 28 (6):674-678.

15. Rodda J, Graham HK. Klassificering af gangmønstre i spastisk hemiplegi og spastisk diplegi: et grundlag for en ledelsesalgoritme. J Neurol 2001;8 (Suppl 5): 98-108.

16. Epps CH, Bun JR., eds. Komplikationer ved pædiatrisk ortopædkirurgi. Philadelphia: Lippincott; 1995.

17. Goldstein M, Harper DC. Håndtering af cerebral parese:heste gang. Dev Med Child Neurol 2001; 43 (8):563-569.

18. Chang FM, Seidl AJ, Muthusamy K, et al. Effektivitet af instrumenteret ganganalyse hos børn med cerebral parese–sammenligning af resultater. J Pediatr Orthop 2006; 26 (5): 612-616.

19. Cook RE, Schneider I, mig, et al. Ganganalyse ændrer beslutningstagning ved cerebral parese. J Pediatr Orthop 2003; 23 (3): 292-295.

20. DeLuca PA, Davis RB 3rd, Ounpuu S, et al. Ændringer i kirurgisk beslutningstagning hos patienter med cerebral parese baseret på tredimensionel ganganalyse. J Pediatr Orthop 1997; 17 (5): 608-614.

21. Kay RM, Dennis S, Rethlefsen s, et al. Effekten af præoperativ ganganalyse på ortopædisk beslutningstagning. Clin Orthop Related Res 2000; (372): 217-222.

22. Lofterod B, Terjesen T, Skaaet i, et al. Præoperativ ganganalyse har en væsentlig effekt på ortopædisk beslutningstagning hos børn med cerebral parese: sammenligning mellem klinisk evaluering og ganganalyse hos 60 patienter. Acta Orthop 2007; 78 (1): 74-80.

23. Abel MF, Damiano DL, Blanco JS, et al. Forhold mellem muskuloskeletale svækkelser og funktionel sundhedsstatus ved ambulant cerebral parese. J Pediatr Orthop 2003; 23 (4): 535-541.

24. Simon SR. kvantificering af menneskelig bevægelse: ganganalyse – fordele og begrænsninger for dens anvendelse på kliniske problemer. J Biomech 2004;37 (12): 1869-1880.

25. Fabry G, Liu HC, Molenaers G. gangmønster hos patienter med spastisk diplegisk cerebral parese, der gennemgik iscenesatte operationer. J Pediatr Orthop B 1999; 8 (1): 33-38.