Ganganalyse påvirker omsorg for barn MED CP

Instrumentert ganganalyse kan bidra til å karakterisere unormale gangmønstre hos pasienter med cerebral parese, noe som forbedrer klinisk beslutningstaking. Tidlige intervensjoner basert på ganganalyse kan bidra til å minimere de langsiktige bivirkningene av dårlig biomekanikk.

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

Walking Er en nesten uanstrengt aktivitet for folk flest, vanligvis gjort uten en tanke. For personer med cerebral parese (cp) er dette imidlertid ikke tilfelle.

CP ER den vanligste pediatriske nevrologiske lidelsen, definert som “en gruppe permanente forstyrrelser i utviklingen av bevegelse og holdning, noe som forårsaker aktivitetsbegrensninger som tilskrives ikke-progressive forstyrrelser som oppstod i utviklings foster-eller spedbarnshjernen. Motoriske forstyrrelser av cerebral parese er ofte ledsaget av forstyrrelser av følelse, oppfatning, kognisjon, kommunikasjon og oppførsel, ved epilepsi og ved sekundære muskuloskeletale deformiteter.”1

Barn med CP opplever ofte problemer med muskeltonus, motorisk kontroll, spastisitet, og balanse som fører til gangart unormalt. Hvis de forblir ubehandlet, vil disse muskuloskeletale deformiteter øke i alvorlighetsgrad etter hvert som barnet vokser. Selv om vurdering og behandling av svekkelser forbundet MED CP er spesielt kritisk i løpet av de voksende årene, CP er en livslang funksjonshemming som gir en økt forekomst av sekundære medisinske tilstander som barn modnes. Derfor er det viktig å adressere gangavvik tidlig for å forhindre langsiktige effekter av dårlig biomekanikk, noe som kan føre til smerte og forverret ambulatorisk funksjon.

ingen personer med CP har samme nivå av generell funksjon og samfunnsdeltakelse, og dette krever en individuell vurdering av hver pasient av en kvalifisert utøver. Denne vurderingen bør ideelt sett være en del av en tverrfaglig tilnærming som inkluderer vurdering av pasientens funksjonsnivå og anatomiske deformiteter, samt å bestemme hvor langt pasienten har kommet i den naturlige historien til sitt spesielle CP-gangmønster. Forståelse av pasientens nivå av progresjon av skjelettdeformiteter og kontrakturer er viktig for utøvere som har til oppgave å ta behandlingsbeslutninger, da hovedmålet med enhver behandling er å optimalisere pasientens funksjon.

Instrumentert ganganalyse

Behandling for barn med CP varierer over hele verden; imidlertid er bruk av instrumentert 3-D ganganalyse for å definere gangavvik og legge til rette for passende behandlingsalternativer den nåværende standarden på omsorg i mange sentre. Vanligvis vil en kliniker utføre en statisk fysisk undersøkelse og bruke visuell analyse for å vurdere pasienten. Instrumentert ganganalyse legger til biplanar videoopptak av pasientens gangmønster; 3-D motion capture for å beskrive felles vinkler, hastigheter og akselerasjoner; bakken reaksjonskrefter; plantar press; og registrering av tidspunktet for muskelaktivitet ved hjelp av dynamisk elektromyografi (EMG).2

i praksis gir instrumentert ganganalyse en mulighet til å forstå felles vinkelforskyvninger, fellesmomenter og krefter, og faktisk justering av alle skjelettelementene dynamisk, ettersom barnet er ambulerende. Alle disse dataene samles inn, behandles og analyseres og presenteres deretter for et team av klinikere, terapeuter og ingeniører med erfaring i gangavvik og behandling. Endelige terapeutiske anbefalinger er bestemt fra denne teamvurderingen. Denne teknologibaserte tverrfaglige tilnærmingen har utviklet seg de siste 40 årene til en systematisk metode for å analysere gangavvik. Både Kommisjonen For Motion Laboratory Accreditation, 3 en uavhengig ideell organisasjon som er ansvarlig FOR akkreditering AV USA gangart og bevegelse laboratorier, og en posisjon uttalelse Fra Gangart Og Klinisk Bevegelse Analyse Society4 har godkjent tilnærming. Instrumentert ganganalyse er ikke en erstatning for klinisk erfaring, men er et verktøy som kan benyttes for å forbedre klinisk beslutningstaking, samtidig som det gir bevis til støtte for en bestemt behandlingsplan.

Barn med CP vil ha varierte gangferdigheter, da omfanget av skade på den utviklende hjernen er forskjellig i hvert barn. Funksjonsevne hos barn med CP kan variere fra svært funksjonelle samfunnet ambulatorer til assistert mobilitet husholdning ambulatorer til nonambulatory personer som er avhengige av hjul mobilitet for mye av deres uavhengige bevegelse. Samspillet mellom flere deformiteter gir komplekse gangavvik hos personer med CP. Et validert og mye brukt klassifiseringssystem kjent som Gross Motor Function Classification System (GMFCS) brukes til å beskrive funksjonell evne til barn med CP.5 GMFCS er delt inn i fem nivåer av motorfunksjon knyttet til nivået av ambulasjons uavhengighet, Fra nivå i barn, som er i stand til å gå uten hjelp i alle miljøer, Til Nivå V barn, som er nonambulatory og trenger hjelp for de fleste aktiviteter.

SELV OM GMFCS-systemet hjelper klinikere med å bestemme funksjonell evne til et barn med CP, beskriver det ikke det spesifikke gangmønsteret et barn kan ha. Forskjeller i alvorlighetsgrad av svekkelse, kompenserende mekanismer for biomekaniske hindringer og funksjonell evne betyr at hvert barn med CP har unike gangpatologier. Utøvere kan identifisere visse distinkte gangart mønstre innenfor denne pasientpopulasjonen som kan hjelpe dem å gjøre sammenligninger for å bestemme mekanismene for en persons unike gangart egenskaper. Ganganalyse gir mer grundig informasjon for å informere passende behandlingsalternativer.

Stiv kne gangart

Instrumentert gangart analyse er nødvendig for å oppdage stiv kne gangart (SKG), et eksempel på en unormal gangart mønster som kan påvirke gangart effektivitet. SKG er Definert Av Sutherland som en reduksjon i størrelsen på maksimal knefleksjon (<45°), en reduksjon i dynamisk rekkevidde av knefleksjon og forsinket maksimal knefleksjon, som alle forekommer under svingfasen av den normale gangsyklusen.6 disse avvikene blir lett gjenkjent og kvantifisert med instrumentert ganganalyse. SKG er en av de vanligste gangart mønstre som påvirker gangart ytelse hos barn med CP, og en fersk studie viser at så mange som 80% av gangart unormalt hos barn med CP involvert EN SKG.7

etiologien antas å oppstå fra en unormalt avfyring rectus femoris muskel, som begrenser knefleksjon gjennom svingperioden i gangsyklusen.8,9 rectus femoris muskel avfyring mønster som sett MED EMG enten har langvarig aktivitet gjennom hele gangart syklus eller en økning i aktivitet under swing fase.10 pasienten I Figur 1 ble identifisert MED SKG basert på visuell analyse, leddvinkelmålinger ved kneet (Figur 3) og muskelaktivitet i rectus femoris som sett MED EMG (Figur 4). Som sett i de kinematiske grafene i sagittalplanet I Figur 3, er kneet kontinuerlig i forlengelse gjennom hele gangsyklusen med svært liten bøyning. ET SKG-mønster fører til problemer med hoftefleksjon, knefleksjon under sving, energi-ineffektive kompenserende gangmekanismer som fremre trunk lean for å holde tyngdepunktet over den vekttakserende foten, 11 hvelving eller hoftevandring, og problemer med fotklarering som øker risikoen for tripping og fallende.12,13

Kirurgisk behandling for SKG inkluderer en rectus femoris (RF) utgivelse eller overføring; EN RF-overføring antas imidlertid å bevare hoftefleksjon mer effektivt ENN RF-frigjøring og øke knefleksjon under svingfasen av gangen (Figur 2).8 diagnosen SKG og den påfølgende behandlingsprotokollen er nesten utelukkende basert på ganganalyse. I tillegg brukes ett års postoperativ repetisjonsanalyse konsekvent for å overvåke og evaluere resultater.

i vårt senter På Children ‘ S Hospital Colorado I Denver undersøkte Muthusamy et al effekten av FORSKJELLIGE RF-overføringssteder på kinematiske målinger hos barn med SKG.14 da alle overføringssteder ble analysert sammen, fant vi en forbedring i tre av fem sagittale plan kinematiske målinger, inkludert knærvidde under sving, topp knefleksjon i sving (forbedret i gjennomsnitt 9°) og topp kneutvidelse ved terminalsving. Vi fant ingen statistisk signifikant effekt på kne bevegelsesområde, topp knefleksjon ved belastningsrespons, topp knefleksjon i sving eller topp kneutvidelse ved terminalsving når DE distale RF-overføringsstedene ble sammenlignet; det var imidlertid en signifikant forbedring i postoperativ knes bevegelsesområde hos pasienter som hadde mindre enn 80% av normal knes bevegelsesområde før kirurgi.

Differensiering av equinus

det er to lignende gangmønstre som, hvis de ikke skilles riktig, kan føre til tiltak med uønskede effekter senere i pasientens liv. En equinus gangart mønster er generelt preget av foten å være i overdreven plantar fleksjon på grunn av spastisitet og utilstrekkelig motorisk kontroll. Plantar-bøyd fot posisjon fører til forfoten første kontakt og tidlig hæl stige.

To varianter av equinus gangart mønster har blitt beskrevet Av Rodda Og Graham15: ekte equinus og tilsynelatende equinus. En ekte equinus gangart mønster er forårsaket av gastrocnemius og / eller soleus spastisitet eller kontraktur, og påfølgende overflødig plantar fleksjon ved ankelen. Hofte og kne forlengelse er nær normal; imidlertid kan kne recurvatum være tilstede hvis den bakre knekapselen strekkes utover normal. På den annen side, tilsynelatende equinus skyldes patologisk fleksjon av kneet under vekt aksept som endrer skaftet posisjon og produserer forfoten første kontakt.16

begge mønstrene har et equinus utseende og et tå – tå gangmønster, men de forskjellige etiologiene krever forskjellige kirurgiske inngrep. Kirurgisk behandling for pasienten med en ekte equinus gangart mønster innebærer forlengelse av gastrocnemius og / eller soleus muskler, minske graden av foten og ankelen plantar fleksjon. Men forlengelse av gastrocnemius og / eller soleus muskler i et tilsynelatende equinus gangmønster forårsaker relativ kalvesvakhet, noe som fører til tidligere tibialutvikling etter første kontakt og til slutt til et crouch gangmønster, 16 som er preget av økt hoftefleksjon,knefleksjon og ankel dorsifleksjon gjennom gangsyklusen.

Passende behandling av et tilsynelatende equinus gangmønster adresserer de proksimale deformiteter, inkludert økt hofte-og knefleksjon. Til slutt vil behandlingen avhenge av årsaken til disse proksimale deformiteter og kan inkludere flere myke vev og benete prosedyrer. Bruken av instrumentert ganganalyse kan tillate behandlende lege å avgjøre klart om en pasient har et tilsynelatende eller sant equinus gangmønster, og forhindrer upassende kirurgiske prosedyrer.

i 2006 fullførte vi en studie ved Children ‘ S Hospital Colorado Center For Gait And Movement Analysis som sammenlignet utfall av pasienter med CP som gjennomgikk ganganalyse og deretter fulgte de resulterende kirurgiske anbefalingene eller som valgte å bruke ikke-kirurgiske behandlinger i stedet.18 Pasienter fikk en innledende ganganalyse, og en gruppe leger, fysioterapeuter og bioingeniører som var kjent med gangavvik, gjorde kirurgiske anbefalinger.

Pasientene gjennomgikk oppfølgingsanalyse i gjennomsnitt ett år etter kirurgisk inngrep eller innledende ganganalyse. Kinematiske målinger mellom de to tidspunktene i hver gruppe ble sammenlignet og kategorisert som å ha et positivt utfall, negativt utfall eller ingen endring. Et positivt utfall var en forbedring i hofte -, kne-og/eller ankelleddvinkler i retning mot normal med >5° i forhold til den første analysen. Et negativt utfall var endring av leddvinkler i en retning bort fra normalen med >5° i forhold til den første analysen. Personer med ≤5° forskjell i begge retninger mellom fellesvinklene ble kategorisert som uten endring.

Vi fant at barn som fulgte kirurgiske anbefalinger, hadde større sannsynlighet for å ha en positiv endring enn barn hvis behandling brukte ikke-kirurgiske behandlinger. Flere studier har vist at instrumentert ganganalyse kan endre legens beslutningsprosesser om kirurgiske behandlinger hos barn med CP sammenlignet med klinisk evaluering av pasienten alene.19-22 Studier har også vist at etter en ganganalyse forbedret kirurgisk korreksjon funksjonen hos ambulante barn og voksne med CP.23-25

Mange typer gangart mønstre er sett hos pasienter med CP. Instrumentert ganganalyse gjør det lettere for klinikere å analysere mange gangmønstre ved å kritisk gjennomgå kinematikken, kinetikken og EMG-kurvene i bekkenet og hofte -, kne-og ankelleddene. Klinikere kan deretter bruke kvantitative tiltak for å nøyaktig beskrive og sammenligne hver pasients informasjon til å typisk utvikle aldersmatchede normale individer, noe som hjelper utøvere med å bestemme etiologien til gangavvik og anbefale tiltak som best kan hjelpe denne utfordrende pasientgruppen.

Frank Chang, MD, er medisinsk direktør For Center For Gait and Movement Analysis (CGMA) Ved Children ‘ S Hospital Colorado og professor i ortopedisk kirurgi og rehabiliteringsmedisin ved University of Colorado, begge I Denver. Jason Rhodes, MD, MS, er en ortopedisk kirurg med CGMA og Institutt For Ortopedi Ved Children ‘ S Hospital Colorado og assisterende professor Ved University Of Colorado Denver. Katherine Davies, BA, er seniorforskningsassistent i CGMA Ved Children ‘ S Hospital Colorado. James Carollo, PhD, PE, er direktør FOR CGMA Ved Children ‘ S Hospital Colorado og lektor ved avdelingene for fysisk medisin og rehabilitering og ortopedi Ved University Of Colorado Denver.

1. Rosenbaum P, Paneth N, Leviton A, et al. En rapport: definisjon og klassifisering av cerebral parese April 2006. Dev Med Child Neurol Suppl 2007;109:8-14.

2. Carollo JJ, Matthews D. vurderingen av menneskelig gangart, bevegelse, og motorisk funksjon. In: Alexander M, Matthews D, eds. Pediatrisk rehabilitering: Prinsipper og praksis. New York: DemosMedical; 2009:461-491.

3. Klinisk Motion Laboratory Akkreditering Søknadsskjema Og Gjennomgang Kriterier. Kommisjonen For Motion Laboratory Akkreditering nettsted. http://www.cmlainc.org/Portal.html. Besøkt 3.August 2011.

4. Posisjonserklæring: Ganganalyse I Cerebral Parese. Gait Og Klinisk Bevegelsesanalyse Society nettsted. http://www.gcmas.org/node/93. Besøkt 3.August 2011.

5. Palisano R, Rosenbaum P, Walters S, et al. Utvikling og pålitelighet av et system for å klassifisere grovmotorisk funksjon hos barn med cerebral parese. Dev Med Child Neurol 1997; 39 (4): 214-223.

6. Sutherland DH, David JR. Vanlige gangavvik i kneet i cerebral parese. Clin Orthop Relatert Res 1993; (288): 139-147.

7. Wren TA, Rethlefsen S, Kay RM. Utbredelse av spesifikke gangavvik hos barn med cerebral parese: påvirkning av cerebral parese subtype, alder og tidligere kirurgi. J Pediatr Orthop 2005;25(1): 79-83.

8. Perry J. Distal rectus femoris overføring. Dev Med Child Neurol 1987;29 (2): 153-158.

9. Rl, Garland DE, Perry J, et al. Stivbenet gang i hemiplegi: kirurgisk korreksjon. J Bein Felles Surg Am 1979; 61 (6A): 927-933.

10. Chambers H, Lauer A, Kaufman K, et al. Prediksjon av utfall etter rectus femoris kirurgi i cerebral parese: rollen som cocontraksjon av rectus femoris og vastus lateralis. J Pediatr Orthop 1998; 18 (6): 703-711.

11. Perry J. Gait analyse: Normal og patologisk funksjon. 1.utg. Thorofare, NJ: Slack Inc.; 1992.

12. Riewald SA, Delp SL. Virkningen av rectus femoris muskel etter distal seneoverføring: genererer det knefleksjonsmoment? Dev Med Child Neurol 1997;39 (2): 99-105.

13. Kay RM, Rethlefsen SA, Kelly JP, Wren TA. Prediktiv verdi Av Duncan-Ely test i distal rectus femoris overføring. J Pediatr Orthop 2004;24 (1): 59-62.

14. Muthusamy K, Seidl AJ, Friesen RM, et al. Rectus femoris overføring hos barn med cerebral parese: evaluering av overføringssted og preoperative indikatorer. J Pediatr Orthop 2008; 28 (6): 674-678.

15. Rodda J, Graham HK. Klassifisering av gangmønstre i spastisk hemiplegi og spastisk diplegi: grunnlag for en ledelsesalgoritme. Eur J Neurol 2001; 8 (Suppl 5): 98-108.

16. Epps CH, Bowen JR., red. Komplikasjoner ved pediatrisk ortopedisk kirurgi. Philadelphia: Lippincott; 1995.

17. Goldstein M, HARPER DC. Behandling av cerebral parese: equinus gangart. Dev Med Child Neurol 2001;43 (8): 563-569.

18. Chang FM, Seidl AJ, Muthusamy K, et al. Effektivitet av instrumentert ganganalyse hos barn med cerebral parese-sammenligning av utfall. J Pediatr Orthop 2006;26(5): 612-616.

19. Cook RE, Schneider I, Hazlewood ME, et al. Gait analyse endrer beslutninger i cerebral parese. J Pediatr Orthop 2003; 23 (3): 292-295.

20. DeLuca PA, Davis rb 3rd, Ounpuu S, et al. Endringer i kirurgisk beslutningstaking hos pasienter med cerebral parese basert på tredimensjonal ganganalyse. J Pediatr Orthop 1997; 17 (5): 608-614.

21. Kay RM, Dennis S, Rethlefsen S, et al. Effekten av preoperativ ganganalyse på ortopedisk beslutningstaking. Clin Orthop Relatert Res 2000; (372): 217-222.

22. Lofterod B, Terjesen T, Skaaet I, et al. Preoperativ ganganalyse har en betydelig effekt på ortopedisk beslutningstaking hos barn med cerebral parese: sammenligning mellom klinisk evaluering og ganganalyse hos 60 pasienter. Acta Orthop 2007;78 (1): 74-80.

23. Abel MF, Damiano DL, Blanco JS, et al. Relasjoner mellom muskel-og skjelettlidelser og funksjonell helsestatus i ambulatorisk cerebral parese. J Pediatr Orthop 2003; 23 (4): 535-541.

24. Simon SR. Kvantifisering av menneskelig bevegelse: ganganalyse-fordeler og begrensninger i bruken av kliniske problemer. J Biomech 2004;37 (12): 1869-1880.

25. Fabry G, Liu XC, Molenaers G. gangart mønster hos pasienter med spastisk diplegic cerebral parese som gjennomgikk iscenesatt operasjoner. J Pediatr Orthop B 1999; 8 (1): 33-38.