Loopanalyse beïnvloedt zorg voor kinderen met CP

geïnstrumenteerde loopanalyse kan helpen bij het karakteriseren van abnormale looppatronen bij patiënten met hersenverlamming, wat de klinische besluitvorming verbetert. Vroege interventies op basis van loopanalyse kunnen helpen de nadelige effecten op lange termijn van slechte biomechanica te minimaliseren.

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

wandelen is een bijna moeiteloze activiteit voor de meeste mensen, meestal gedaan zonder een tweede gedachte. Voor mensen met cerebrale parese (CP) is dit echter niet het geval.

CP is de meest voorkomende pediatrische neurologische aandoening, gedefinieerd als “een groep van permanente aandoeningen van de ontwikkeling van beweging en houding, die activiteitsbeperkingen veroorzaken die worden toegeschreven aan niet-progressieve stoornissen die optraden in de zich ontwikkelende foetale of zuigelingenhersenen. De motorische stoornissen van cerebrale parese gaan vaak gepaard met stoornissen van sensatie, perceptie, cognitie, communicatie en gedrag, door epilepsie, en door secundaire spier-en skeletmisvormingen.”1

kinderen met CP ervaren vaak problemen met spiertonus, motorische controle, spasticiteit en evenwicht die leiden tot loopafwijkingen. Indien onbehandeld, zullen deze musculoskeletale misvormingen in ernst toenemen als het kind groeit. Hoewel de beoordeling en behandeling van stoornissen in verband met CP vooral kritisch zijn tijdens de groeijaren, is CP een levenslange handicap die een verhoogde incidentie van secundaire medische aandoeningen veroorzaakt naarmate kinderen volwassen worden. Daarom is het essentieel om loopafwijkingen vroeg aan te pakken om de langetermijneffecten van slechte biomechanica te voorkomen, wat kan leiden tot pijn en verslechterende ambulante functie.

geen twee personen met CP hebben dezelfde niveaus van algemene functie en maatschappelijke participatie, en dit vereist een individuele beoordeling van elke patiënt door een gekwalificeerde arts. Deze beoordeling zou idealiter deel moeten uitmaken van een multidisciplinaire aanpak die het beoordelen van het functionele niveau van de patiënt en anatomische misvormingen omvat, evenals het bepalen van hoe ver de patiënt in de natuurlijke geschiedenis van hun specifieke CP-gangpatroon is gevorderd. Het begrijpen van het niveau van progressie van skeletafwijkingen en contracturen van de patiënt is belangrijk voor artsen die belast zijn met het maken van behandelingsbeslissingen, omdat het belangrijkste doel van elke behandeling is om de functie van de patiënt te optimaliseren.

geïnstrumenteerde loopanalyse

de behandeling van kinderen met CP varieert over de hele wereld; het gebruik van geïnstrumenteerde 3-D-loopanalyse om loopafwijkingen te definiëren en geschikte behandelingsopties te vergemakkelijken is echter de huidige standaard van zorg in veel centra. Typisch, een arts zal een statisch lichamelijk onderzoek uit te voeren en gebruik maken van visuele analyse om de patiënt te beoordelen. Geïnstrumenteerde loopanalyse voegt tweeplanaire video-opname van het looppatroon van de patiënt toe; 3-D motion capture om gewrichtshoeken, – snelheden en-versnellingen te beschrijven; grondreactie krachten; plantaire druk; en registratie van de timing van spieractiviteit met behulp van dynamische elektromyografie (EMG).2

in de praktijk maakt een geïnstrumenteerde loopanalyse het mogelijk om hoekverplaatsingen, gewrichtsmomenten en-krachten en de feitelijke uitlijning van alle skeletelementen dynamisch te begrijpen, terwijl het kind in een hinderlaag loopt. Al deze gegevens worden verzameld, verwerkt, en geanalyseerd en vervolgens gepresenteerd aan een team van artsen, therapeuten, en ingenieurs met ervaring in loopafwijkingen en behandeling. Definitieve therapeutische aanbevelingen worden bepaald op basis van deze teambeoordeling. Deze op technologie gebaseerde multidisciplinaire benadering is in de afgelopen 40 jaar geëvolueerd tot een systematische methode voor het analyseren van loopafwijkingen. Zowel de Commission for Motion Laboratory Accreditation, 3 een onafhankelijke non-profit organisatie die verantwoordelijk is voor de accreditatie van de VS loop-en bewegingslaboratoria en een positieverklaring van de loop-en klinische bewegingsanalyse Society4 hebben de aanpak onderschreven. De geïnstrumenteerde ganganalyse is geen vervanging voor klinische ervaring, maar is een hulpmiddel dat kan worden gebruikt om klinische besluitvorming te verbeteren, terwijl ook het leveren van bewijsmateriaal ter ondersteuning van een specifiek behandelingsplan.

kinderen met CP zullen verschillende loopvaardigheden hebben, omdat de mate van letsel aan de zich ontwikkelende hersenen bij elk kind verschillend is. Functioneel vermogen bij kinderen met CP kan variëren van zeer functionele gemeenschap ambulators tot assisted-mobility huishoudelijke ambulators tot nonambulatory individuen die vertrouwen op mobiliteit op wielen voor een groot deel van hun onafhankelijke voortbeweging. De interactie van veelvoudige misvormingen veroorzaakt complexe loopafwijkingen in individuen met CP. Een gevalideerd en veel gebruikt classificatieschema bekend als het bruto motorfunctie classificatiesysteem (Gmfcs) wordt gebruikt om de functionele capaciteit van kinderen met CP te beschrijven.5 de GMFCS is onderverdeeld in vijf niveaus van motorische functie verbonden met het niveau van ambulatie onafhankelijkheid, van niveau I kinderen, die in staat zijn om te lopen zonder hulp in alle omgevingen, tot niveau V kinderen, die niet-ambulerend zijn en hulp nodig hebben voor de meeste activiteiten.

hoewel het gmfcs-systeem artsen helpt het functionele vermogen van een kind met CP te bepalen, beschrijft het niet het specifieke looppatroon dat een kind kan hebben. Verschillen in ernst van stoornis, compenserende mechanismen voor biomechanische belemmeringen en functionele capaciteit betekenen dat elk kind met CP unieke gangpathologieën heeft. Beoefenaars kunnen bepaalde verschillende gangpatronen binnen deze patiëntenpopulatie identificeren die hen kunnen helpen vergelijkingen te maken om de mechanismen van de unieke gangkenmerken van een individu te bepalen. Loopanalyse biedt meer diepgaande informatie om de juiste behandelingsopties te informeren.

stijve kniegang

geïnstrumenteerde loopanalyse is vereist om stijve kniegang (SKG) te detecteren, een voorbeeld van een abnormaal looppatroon dat de loopefficiëntie kan beïnvloeden. SKG wordt door Sutherland gedefinieerd als een afname van de grootte van de piekknieflectie (<45°), een afname van het dynamische bereik van de knieflectie en vertraagde piekknieflectie, die allemaal optreden tijdens de swingfase van de normale gangcyclus.6 deze afwijkingen zijn gemakkelijk te herkennen en gekwantificeerd met behulp van geïnstrumenteerde loopanalyse. SKG is een van de meest voorkomende looppatronen die de loopprestaties bij kinderen met CP beïnvloedt, en een recente studie toont aan dat maar liefst 80% van de loopafwijkingen bij kinderen met CP een SKG betrof.Men vermoedt dat de etiologie het gevolg is van een abnormaal vonkende rectus femoris-spier, die de knieflexie gedurende de loopcyclus beperkt.8,9 het rectus femoris spiervuurpatroon zoals waargenomen bij EMG heeft ofwel een verlengde activiteit gedurende de gehele loopcyclus, ofwel een toename van de activiteit tijdens de swingfase.De patiënt in Figuur 1 werd geïdentificeerd als een patiënt met SKG op basis van visuele analyse, metingen van de gewrichtshoek bij de knie (Figuur 3) en spieractiviteit van de rectus femoris zoals waargenomen met EMG (Figuur 4). Zoals te zien is in de kinematische grafieken in het sagittale vlak in Figuur 3, is de knie voortdurend in uitbreiding gedurende de gehele loopcyclus met zeer weinig flexie. Een SKG patroon leidt tot problemen met heup flexie, knie flexie tijdens swing,energie-inefficiënte compenserende loopmechanismen zoals voorwaartse romp leunen om het zwaartepunt te houden over de gewicht accepterende voet, 11 gewelf of heup wandelen, en problemen met voetspeling die het risico van struikelen en vallen verhogen.De chirurgische behandeling voor SKG omvat een rectus femoris (RF) – afgifte of-overdracht; een RF-overdracht wordt echter verondersteld de heupflectie effectiever te behouden dan RF-afgifte en de knieflectie te verhogen tijdens de swingfase van de gang (Figuur 2).8 de diagnose van SKG en het daaropvolgende behandelingsprotocol zijn bijna uitsluitend gebaseerd op loopanalyse. Daarnaast wordt een postoperatieve herhalingsganganalyse van één jaar consequent gebruikt om de resultaten te monitoren en te evalueren.In ons centrum van het Children ‘ s Hospital Colorado in Denver onderzochten Muthusamy et al.de effecten van verschillende RF-transferlocaties op kinematische metingen bij kinderen met SKG.14 toen alle transferlocaties samen werden geanalyseerd, vonden we een verbetering in drie van de vijf kinematische metingen van het sagittale vlak, waaronder het bewegingsbereik van de knie tijdens swing, de piekknieflectie bij swing (verbeterde gemiddeld 9°) en de piekknieverlenging bij terminale swing. We vonden geen statistisch significant effect op het bewegingsbereik van de knie, piekknieflectie bij het laden van respons, piekknieflectie bij swing, of piekknieverlenging bij terminale swing wanneer de distale RF-transferplaatsen werden vergeleken; er was echter een significante verbetering van het postoperatieve bewegingsbereik van de knie bij patiënten die vóór de operatie minder dan 80% van het normale bewegingsbereik van de knie hadden.

differentiërende equinus

er zijn twee soortgelijke looppatronen die, indien deze niet correct worden onderscheiden, later in het leven van de patiënt tot interventies met bijwerkingen kunnen leiden. Een equinus looppatroon wordt over het algemeen gekenmerkt door een overmatige plantaire flexie van de voet als gevolg van spasticiteit en onvoldoende motorische controle. De plantaire gebogen voetpositie leidt tot voorvoet eerste contact en voortijdige hiel stijgen.

twee variaties van het equinus-looppatroon zijn beschreven door Rodda en Graham15: echte equinus en schijnbare equinus. Een echt equinus looppatroon wordt veroorzaakt door gastrocnemius en/of soleus spasticiteit of contractuur, en daaropvolgende overmatige plantaire flexie bij de enkel. Heup – en knieverlenging zijn bijna normaal; echter, knie recurvatum kan aanwezig zijn als de achterste kniecapsule wordt uitgerekt dan normaal. Aan de andere kant, schijnbare equinus is te wijten aan pathologische flexie van de knie tijdens gewicht acceptatie die de schacht positie verandert en produceert voorvoet eerste contact.16

beide patronen hebben een equinus-uiterlijk en een teen-Teen-gangpatroon, maar de verschillende etiologieën vereisen verschillende chirurgische ingrepen. Chirurgische behandeling voor de patiënt met een echt equinus looppatroon omvat het verlengen van de gastrocnemius en/of soleus spieren, het verminderen van de mate van voet en enkel plantaire flexie. Het verlengen van de gastrocnemius-en/of soleusspieren in een schijnbaar equinus-looppatroon veroorzaakt echter relatieve kuitzwakte, wat leidt tot een eerdere tibiale vooruitgang na het eerste contact en, uiteindelijk, tot een crouch-looppatroon,16 dat wordt gekenmerkt door verhoogde heupflexion, knieflexion, en enkel dorsiflexion gedurende de loopcyclus.

geschikte behandeling van een schijnbaar equinus-looppatroon richt zich op de proximale misvormingen, waaronder verhoogde heup-en knieflexievorming. Uiteindelijk zal de behandeling afhangen van de oorzaak van deze proximale misvormingen en kan meerdere zachte weefsels en benige procedures omvatten. Het gebruik van geïnstrumenteerde loopanalyse kan de behandelend arts in staat stellen om duidelijk te bepalen of een patiënt een duidelijk of waar equinus looppatroon heeft, waardoor ongepaste chirurgische ingrepen worden voorkomen.In 2006 voltooiden we een studie in het Children ‘ s Hospital Colorado Center for Loop and Movement Analysis, waarin de resultaten werden vergeleken van patiënten met CP die een loopanalyse ondergingen en vervolgens de resulterende chirurgische aanbevelingen volgden of die ervoor kozen om niet-chirurgische behandelingen te gebruiken.18 patiënten kregen een eerste loopanalyse en een groep artsen, fysiotherapeuten en bioengineers die bekend waren met loopafwijkingen deden chirurgische aanbevelingen.

patiënten ondergingen een follow-up loopanalyse gemiddeld één jaar na hun chirurgische ingreep of initiële loopanalyse. Kinematische metingen tussen de twee tijdpunten in elke groep werden vergeleken en gecategoriseerd als positief resultaat, negatief resultaat of geen verandering. Een positief resultaat was een verbetering van de hoeken van heup, knie en/of enkelgewricht in de richting van normaal met >5° ten opzichte van de eerste analyse. Een negatief resultaat was een verandering van de gewrichtshoeken in een richting van normaal met > 5° ten opzichte van de eerste analyse. De individuen met ≤5° van verschil in beide richting tussen de gezamenlijke hoeken werden gecategoriseerd als hebbend geen verandering.

we vonden dat kinderen die chirurgische aanbevelingen volgden, meer kans hadden op een positieve verandering dan kinderen bij wie de behandeling niet-chirurgische behandelingen gebruikte. Meerdere studies hebben aangetoond dat geïnstrumenteerde loopanalyse kan veranderen arts besluitvorming over chirurgische behandelingen bij kinderen met CP in vergelijking met klinische evaluatie van de patiënt alleen.19-22 Studies hebben ook aangetoond dat na een loopanalyse, chirurgische correctie verbeterde functie bij ambulante kinderen en volwassenen met CP.23-25

bij patiënten met CP worden veel typen looppatronen gezien. Geïnstrumenteerde loopanalyse maakt het makkelijker voor artsen om veel looppatronen te analyseren door kritisch te kijken naar de kinematica, kinetiek en EMG-curven van het bekken en de heup, knie en enkelgewrichten. Clinici kunnen dan kwantitatieve maatregelen gebruiken om de informatie van elke patiënt nauwkeurig te beschrijven en te vergelijken met typisch ontwikkelende op leeftijd afgestemde normale individuen, die artsen helpt de etiologie van loopafwijkingen te bepalen en interventies aan te bevelen die deze uitdagende groep patiënten het beste kunnen helpen.Frank Chang, MD, is medisch directeur van het Center for Gait and Movement Analysis (CGMA) in Children ‘ s Hospital Colorado en hoogleraar orthopedische chirurgie en revalidatiegeneeskunde aan de Universiteit van Colorado, beide in Denver. Jason Rhodes, MD, MS, is een orthopedisch chirurg bij de CGMA en de afdeling Orthopedie van Children ‘ s Hospital Colorado en assistent professor aan de Universiteit van Colorado Denver. Katherine Davies, BA, is een senior onderzoeksassistent in het CGMA van Children ‘ s Hospital Colorado. James Carollo, PhD, PE, is directeur van het CGMA in Children ‘ s Hospital Colorado en universitair hoofddocent bij de afdelingen Fysische geneeskunde en revalidatie en orthopedie aan de Universiteit van Colorado Denver.

1. Rosenbaum P, Paneth N, Leviton A, et al. A report: the definition and classification of cerebral palsy April 2006. Dev Med Child Neurol Suppl 2007; 109: 8-14.

2. Carollo JJ, Matthews D. de beoordeling van menselijke gang, beweging, en motorische functie. In: Alexander M, Matthews D, eds. Pediatrische revalidatie: principes en praktijk. New York: DemosMedical; 2009:461-491.

3. Aanvraagformulier voor Accreditatie van laboratoria voor klinische beweging en beoordelingscriteria. Accreditatiewebsite van het laboratorium van de Commissie voor beweging. http://www.cmlainc.org/Portal.html. Geraadpleegd Op 3 Augustus 2011.

4. Positiebepaling: ganganalyse bij hersenverlamming. Website van de Vereniging voor gang – en bewegingsanalyse. http://www.gcmas.org/node/93. Geraadpleegd Op 3 Augustus 2011.

5. Palisano R, Rosenbaum P, Walters S, et al. Ontwikkeling en betrouwbaarheid van een systeem om de bruto motorische functie bij kinderen met hersenverlamming te classificeren. Dev Med Child Neurol 1997; 39 (4): 214-223.

6. Sutherland DH, Davids JR. Vaak loopafwijkingen van de knie bij cerebrale parese. Clin Orthop Relat Res 1993; (288): 139-147.

7. Wren TA, Rethlefsen S, Kay RM. Prevalentie van specifieke loopafwijkingen bij kinderen met cerebrale parese: invloed van cerebrale parese subtype, leeftijd, en eerdere chirurgie. J Pediatr Orthop 2005; 25 (1): 79-83.

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

9. Waters RL, Garland de, Perry J, et al. Stijve benen bij hemiplegie: chirurgische correctie. J botgewricht Surg am 1979; 61 (6A):927-933.

10. Chambers H, Lauer A, Kaufman K, et al. Voorspelling van de uitkomst na rectus femoris chirurgie in cerebrale parese: de rol van co-samentrekking van de rectus femoris en vastus lateralis. J Pediatr Orthop 1998; 18 (6): 703-711.

11. Perry J. Gait analyse: normale en pathologische functie. 1st ed. Thorofare, NJ: Slack Inc.; 1992.

12. Riewald SA, Delp SL. De werking van de rectus femoris-spier na distale peesoverdracht: genereert deze knieflexiemoment? Dev Med Child Neurol 1997; 39 (2):99-105.

13. Kay RM, Rethlefsen SA, Kelly JP, Wren TA. Voorspellende waarde van de Duncan-Ely test bij distale rectus femoris transfer. J Pediatr Orthop 2004;24 (1): 59-62.

14. Muthusamy K, Seidl AJ, Friesen RM, et al. Rectus femoris transfer bij kinderen met cerebrale parese: evaluatie van de overdrachtsplaats en preoperatieve indicatoren. J Pediatr Orthop 2008; 28 (6): 674-678.

15. Rodda J, Graham HK. Classificatie van looppatronen in spastische hemiplegie en spastische diplegie: een basis voor een managementalgoritme. Eur J Neurol 2001; 8 (Suppl 5):98-108.

16. Epps CH, Bowen JR, eds. Complicaties bij pediatrische orthopedische chirurgie. Philadelphia: Lippincott; 1995.

17. Goldstein M, Harper DC. Behandeling van cerebrale parese: equinus gang. Dev Med Child Neurol 2001; 43 (8):563-569.

18. Chang FM, Seidl AJ, Muthusamy K, et al. Effectiviteit van geïnstrumenteerde loopanalyse bij kinderen met cerebrale parese–vergelijking van uitkomsten. J Pediatr Orthop 2006; 26 (5): 612-616.

19. Cook RE, Schneider I, Hazlewood ME, et al. Loopanalyse verandert de besluitvorming bij hersenverlamming. J Pediatr Orthop 2003; 23 (3):292-295.

20. DeLuca PA, Davis RB 3rd, Ounpuu S, et al. Veranderingen in de chirurgische besluitvorming bij patiënten met cerebrale parese gebaseerd op driedimensionale gang analyse. J Pediatr Orthop 1997; 17 (5): 608-614.

21. Kay RM, Dennis S, Rethlefsen S, et al. Het effect van preoperatieve loopanalyse op orthopedische besluitvorming. Clin Orthop Relat Res 2000; (372):217-222.

22. Lofterod B, Terjesen T, Skaaet I, et al. Preoperatieve loopanalyse heeft een substantieel effect op de orthopedische besluitvorming bij kinderen met cerebrale parese: vergelijking tussen klinische evaluatie en loopanalyse bij 60 patiënten. Acta Orthop 2007; 78(1): 74-80.

23. Abel MF, Damiano DL, Blanco JS, et al. Relaties tussen musculoskeletale stoornissen en functionele gezondheidsstatus bij ambulante cerebrale parese. J Pediatr Orthop 2003; 23 (4): 535-541.

24. Simon SR. kwantificering van menselijke beweging: loop analyse-voordelen en beperkingen van de toepassing ervan op klinische problemen. J Biomech 2004; 37 (12):1869-1880.

25. Fabry G, Liu XC, Molenaers G. looppatroon bij patiënten met spastische diplegische cerebrale parese die gefaseerde operaties ondergingen. J Pediatr Orthop B 1999; 8 (1): 33-38.