Analiza chodu wpływa na opiekę nad dziećmi z CP

Instrumentowana analiza chodu może pomóc scharakteryzować nieprawidłowe wzorce chodu u pacjentów z porażeniem mózgowym, co poprawia podejmowanie decyzji klinicznych. Wczesne interwencje oparte na analizie chodu mogą pomóc zminimalizować długoterminowe niekorzystne skutki słabej biomechaniki.

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

chodzenie jest prawie bez wysiłku dla większości ludzi, zwykle odbywa się bez namysłu. Jednak w przypadku osób z porażeniem mózgowym (CP) tak nie jest.

CP jest najczęstszym dziecięcym zaburzeniem neurologicznym, zdefiniowanym jako ” grupa trwałych zaburzeń rozwoju ruchu i postawy, powodujących ograniczenia aktywności, które są przypisywane niedrogim zaburzeniom, które wystąpiły w rozwijającym się mózgu płodu lub niemowlęcia. Zaburzeniom motorycznym porażenia mózgowego często towarzyszą zaburzenia czucia, percepcji, poznania, komunikacji i zachowania, padaczka i wtórne deformacje mięśniowo-szkieletowe.”1

dzieci z CP często doświadczają problemów z napięciem mięśni, kontrolą ruchu, spastycznością i równowagą, które prowadzą do zaburzeń chodu. Nieleczone deformacje mięśniowo-szkieletowe zwiększają się wraz z rozwojem dziecka. Chociaż ocena i leczenie zaburzeń związanych z CP są szczególnie krytyczne w latach wzrostu, CP jest niepełnosprawnością przez całe życie, która zwiększa częstość występowania wtórnych schorzeń w miarę dojrzewania dzieci. W związku z tym istotne jest wczesne zajęcie się zaburzeniami chodu, aby zapobiec długotrwałym skutkom słabej biomechaniki, co może prowadzić do bólu i pogorszenia funkcji ambulatoryjnych.

żadne dwie osoby z CP nie mają takich samych poziomów ogólnej funkcji i udziału społecznego,co wymaga zindywidualizowanej oceny każdego pacjenta przez wykwalifikowanego lekarza. Ocena ta powinna być idealnie częścią podejścia multidyscyplinarnego, które obejmuje ocenę poziomu funkcjonalnego pacjenta i deformacji anatomicznych, a także określenie, jak daleko pacjent osiągnął postępy w historii naturalnej jego konkretnego wzorca chodu CP. Zrozumienie poziomu progresji deformacji i przykurczy szkieletowych pacjenta jest ważne dla lekarzy, którym powierzono podejmowanie decyzji dotyczących leczenia, ponieważ głównym celem każdego leczenia jest optymalizacja funkcji pacjenta.

analiza chodu

leczenie dzieci z CP różni się na całym świecie; jednak stosowanie oprzyrządowanej trójwymiarowej analizy chodu w celu określenia odchyleń chodu i ułatwienia odpowiednich opcji leczenia jest aktualnym standardem opieki w wielu ośrodkach. Zazwyczaj klinicysta przeprowadzi statyczne badanie fizykalne i wykorzysta analizę wizualną do oceny pacjenta. Oprzyrządowana analiza chodu dodaje dwupłaszczyznowe nagranie wideo z przebiegu chodu pacjenta; 3-D motion capture do opisu kątów, prędkości i przyspieszeń stawów; siły reakcji ziemi; naciski podeszwowe; i rejestrowanie czasu aktywności mięśni za pomocą dynamicznej elektromiografii (EMG).2

w praktyce, instrumentowana analiza chodu pozwala zrozumieć wspólne przemieszczenia kątowe, wspólne momenty i siły oraz rzeczywiste wyrównanie wszystkich elementów szkieletowych dynamicznie, podczas gdy dziecko się ambuluje. Wszystkie te dane są gromadzone, przetwarzane i analizowane, a następnie przedstawiane zespołowi klinicystów, terapeutów i inżynierów z doświadczeniem w zakresie zaburzeń chodu i leczenia. Ostateczne zalecenia terapeutyczne są określane na podstawie tej oceny zespołu. To oparte na technologii multidyscyplinarne podejście ewoluowało w ciągu ostatnich 40 lat w systematyczną metodę analizy zaburzeń chodu. Zarówno Komisja Akredytacji Laboratorium Ruchu, 3 niezależna organizacja non-profit odpowiedzialna za akredytację USA. laboratoria chodu i ruchu, a także stanowisko przedstawione przez Stowarzyszenie chód i kliniczna Analiza Ruchu4 potwierdziły to podejście. Instrumentowana analiza chodu nie zastępuje doświadczenia klinicznego, ale jest narzędziem, które można wykorzystać do zwiększenia podejmowania decyzji klinicznych, a jednocześnie dostarcza dowodów na poparcie konkretnego planu leczenia.

dzieci z CP będą miały różne zdolności chodzenia, ponieważ stopień uszkodzenia rozwijającego się mózgu jest inny u każdego dziecka. Zdolności funkcjonalne u dzieci z CP mogą wahać się od wysoce funkcjonalnych ambulatorów społeczności do ambulatorów domowych wspomaganych mobilności do osób nieambulacyjnych, które polegają na mobilności na kołach dla większej części ich samodzielnego poruszania się. Interakcja wielu deformacji powoduje złożone odchylenia chodu u osób z CP. Zwalidowany i powszechnie stosowany schemat klasyfikacji znany jako gross Motor Function Classification System (GMFC) jest używany do opisania zdolności funkcjonalnych dzieci z CP.5 GMFC jest podzielony na pięć poziomów funkcji motorycznych związanych z poziomem niezależności ambulation, od dzieci poziomu i, które są w stanie chodzić bez pomocy we wszystkich środowiskach, do dzieci poziomu V, które nie są w stanie chodzić i wymagają pomocy w większości działań.

chociaż system GMFC pomaga lekarzom określić zdolność funkcjonalną dziecka z CP, nie opisuje specyficznego wzoru chodu, który może mieć dziecko. Różnice w nasileniu upośledzenia, mechanizmy kompensacyjne przeszkód biomechanicznych i zdolności funkcjonalne oznaczają, że każde dziecko z CP ma unikalne patologie chodu. Praktycy mogą zidentyfikować pewne odrębne wzorce chodu w tej populacji pacjentów, które mogą pomóc im dokonać porównań w celu określenia mechanizmów unikalnych cech chodu danej osoby. Analiza chodu dostarcza bardziej dogłębnych informacji w celu poinformowania o odpowiednich możliwościach leczenia.

sztywny chód kolana

Instrumentowana analiza chodu jest wymagana do wykrycia sztywnego chodu kolana (SKG), przykład nieprawidłowego wzorca chodu, który może wpływać na wydajność chodu. SKG jest zdefiniowany przez Sutherlanda jako zmniejszenie wielkości szczytowego zgięcia kolana (<45°), zmniejszenie zakresu dynamicznego zgięcia kolana i opóźnione szczytowe zgięcie kolana, z których wszystkie występują podczas fazy wahadłowej normalnego cyklu chodu.6 odchylenia te są łatwo rozpoznawane i kwantyfikowane za pomocą instrumentalnej analizy chodu. SKG jest jednym z najczęstszych wzorców chodu, który wpływa na wydajność chodu u dzieci z CP, a ostatnie badania pokazują, że aż 80% nieprawidłowości chodu u dzieci z CP dotyczyło SKG.7

uważa się, że etiologia wynika z nieprawidłowo strzelającego mięśnia prostego kości udowej, który ogranicza zgięcie kolana w całym okresie cyklu chodu.8,9 wzorzec wypalania mięśnia prostego kości udowej, jak widać w przypadku EMG, ma przedłużoną aktywność w całym cyklu chodu lub zwiększa aktywność w fazie huśtawki.1 zidentyfikowano pacjenta z SKG na podstawie analizy wzrokowej, pomiarów kąta stawu w kolanie (Fig. 3) i aktywności mięśni odbytnicy kości udowej, jak w przypadku EMG (Fig.4). Jak widać na wykresach kinematycznych w płaszczyźnie strzałkowej na fig. 3, kolano jest stale wyprostowane przez cały cykl chodu z bardzo małym zgięciem. Wzór SKG prowadzi do problemów ze zgięciem biodra, zgięciem kolana podczas huśtawki, nieefektywnymi energetycznie mechanizmami kompensacyjnymi chodzenia, takimi jak pochylenie tułowia do przodu,aby utrzymać środek ciężkości nad stopą przyjmującą ciężar, 11 skoków lub wędrówek biodrowych oraz problemy z prześwitem stopy, które zwiększają ryzyko potknięcia się i upadku.12,13

leczenie chirurgiczne SKG obejmuje uwolnienie lub przeniesienie rectus femoris (RF); uważa się jednak, że przeniesienie RF chroni zgięcie biodra skuteczniej niż uwolnienie RF i zwiększa zgięcie kolana podczas fazy wychylenia (fig.2).8 rozpoznanie SKG i późniejszy protokół leczenia opierają się niemal wyłącznie na analizie chodu. Ponadto w celu monitorowania i oceny wyników konsekwentnie stosuje się roczną analizę chodu pooperacyjnego.

w naszym centrum w Children ‘ s Hospital Colorado w Denver Muthusamy i wsp.badali wpływ różnych miejsc transferu RF na pomiary kinematyczne u dzieci z SKG.14 gdy wszystkie miejsca transferu były analizowane razem, stwierdziliśmy poprawę w trzech z pięciu pomiarów kinematycznych płaszczyzny strzałkowej, w tym zakres ruchu kolana podczas huśtawki, szczytowe zgięcie kolana w huśtawce (Poprawiono średnio o 9°) i szczytowe wyprostowanie kolana przy huśtawce końcowej. Nie znaleźliśmy statystycznie istotnego wpływu na zakres ruchu kolana, szczytowe zgięcie kolana przy odpowiedzi obciążenia, szczytowe zgięcie kolana w huśtawce lub szczytowe wyprostowanie kolana przy huśtawce końcowej, gdy porównano dystalne miejsca transferu RF; stwierdzono jednak znaczną poprawę zakresu ruchu w kolanie pooperacyjnym u pacjentów, u których przed zabiegiem było mniej niż 80% normalnego zakresu ruchu w kolanie.

istnieją dwa podobne wzorce chodu, które, jeśli nie zostaną prawidłowo rozróżnione, mogą prowadzić do interwencji z działaniami niepożądanymi w późniejszym okresie życia pacjenta. Równomierny wzór chodu charakteryzuje się na ogół stopą w nadmiernym zgięciu podeszwowym z powodu spastyczności i niewystarczającej kontroli motorycznej. Podeszwowo-zgięta pozycja stopy prowadzi do początkowego kontaktu z przodostopiem i przedwczesnego wzrostu pięty.

Rodda i Graham15 opisali dwie odmiany równonogiego wzoru chodu: równonogiego prawdziwego i równonogiego pozornego. Prawdziwy równomierny wzór chodu jest spowodowany przez gastrocnemius i / lub soleus spastyczność lub przykurcz, a następnie nadmiar zgięcia podeszwowego w kostce. Wyprost stawu biodrowego i kolanowego jest prawie normalny; jednakże, knee recurvatum może być obecny, jeśli tylna torebka kolana jest rozciągnięta poza normę. Z drugiej strony, pozorny equinus jest spowodowany patologicznym zgięciem kolana podczas przyjmowania ciężaru, które zmienia pozycję trzonu i powoduje początkowy kontakt przedniej części stopy.16

oba wzory mają równomierny wygląd i wzór chodu na palcach palców, ale różna etiologia wymaga różnych interwencji chirurgicznych. Leczenie operacyjne pacjenta z prawdziwym równomiernym chodem polega na wydłużeniu mięśni żołądka i / lub podeszwy, zmniejszeniu stopnia zgięcia podeszwowego stopy i stawu skokowego. Jednakże wydłużenie mięśni żołądka i / lub podeszwy w widocznym równomiernym wzorze chodu powoduje względne osłabienie łydki, prowadzące do wcześniejszego rozwoju kości piszczelowej po początkowym kontakcie i ostatecznie do wzoru chodu przyczajonego, 16, który charakteryzuje się zwiększonym zgięciem biodra,zgięciem kolana i zgięciem grzbietowym stawu skokowego w całym cyklu chodu.

odpowiednie leczenie widocznego równomiernego chodu dotyczy deformacji bliższych, w tym zwiększonego zgięcia stawu biodrowego i kolanowego. Ostatecznie, leczenie będzie zależeć od przyczyny tych bliższych deformacji i może obejmować wiele tkanek miękkich i kostnych procedur. Zastosowanie oprzyrządowanej analizy chodu może pozwolić lekarzowi prowadzącemu na jasne określenie, czy pacjent ma widoczny lub prawdziwy równomierny wzór chodu, zapobiegając niewłaściwym zabiegom chirurgicznym.

w 2006 roku zakończyliśmy badanie w Children ‘ s Hospital Colorado Center for chód i analiza ruchu porównując wyniki pacjentów z CP, którzy przeszli analizę chodu, a następnie postępowali zgodnie z wynikającymi zaleceniami chirurgicznymi lub którzy zdecydowali się zamiast tego zastosować leczenie niechirurgiczne.18 pacjentów otrzymało wstępną analizę chodu, a grupa lekarzy, fizjoterapeutów i bioinżynierów zaznajomionych z zaburzeniami chodu wydała zalecenia chirurgiczne.

pacjenci poddawani byli obserwacji chodu średnio rok po interwencji chirurgicznej lub wstępnej analizie chodu. Pomiary kinematyczne między dwoma punktami czasowymi w każdej grupie zostały porównane i sklasyfikowane jako mające pozytywny wynik, negatywny wynik lub brak zmian. Pozytywnym wynikiem była poprawa kątów stawu biodrowego, kolanowego i (lub) stawu skokowego w kierunku prawidłowym o >5° w stosunku do pierwszej analizy. Wynikiem negatywnym była zmiana kątów stawów w kierunku od normy o >5° w stosunku do pierwszej analizy. Osoby z różnicą ≤5° w obu kierunkach między kątami stawowymi zostały sklasyfikowane jako bez zmian.

odkryliśmy, że dzieci, które stosowały zalecenia chirurgiczne, były bardziej narażone na pozytywną zmianę niż dzieci, których leczenie stosowały zabiegi niechirurgiczne. Wiele badań wykazało, że instrumentowana analiza chodu może zmienić podejmowanie decyzji przez lekarza dotyczących zabiegów chirurgicznych u dzieci z CP w porównaniu z oceną kliniczną samego pacjenta.Badania 19-22 wykazały również, że po analizie chodu korekcja chirurgiczna poprawiła funkcję u dzieci i dorosłych z CP w warunkach ambulatoryjnych.23-25

u pacjentów z CP obserwuje się wiele rodzajów wzorców chodu. Instrumentowana analiza chodu ułatwia klinicystom analizę wielu wzorców chodu poprzez krytyczny przegląd kinematyki, kinetyki i krzywych EMG miednicy oraz stawów biodrowych, kolanowych i skokowych. Klinicyści mogą następnie zastosować środki ilościowe, aby precyzyjnie opisać i porównać informacje każdego pacjenta z typowo rozwijającymi się normalnymi osobami dopasowanymi do wieku, co pomaga lekarzom określić etiologię zaburzeń chodu i zalecić interwencje, które mogą najlepiej pomóc tej wymagającej grupie pacjentów.

Frank Chang, MD, jest dyrektorem medycznym Center for Gait and movement Analysis (CGMA) w Children ‘ s Hospital Colorado i profesorem chirurgii ortopedycznej i Medycyny Rehabilitacyjnej na University of Colorado, oba w Denver. Jason Rhodes, MD, MS, jest chirurgiem ortopedą z CGMA i Wydziału ortopedii w Children ‘ s Hospital Colorado i adiunktem na University of Colorado Denver. Katherine Davies, BA, jest starszym asystentem badawczym w CGMA w Children ‘ s Hospital Colorado. James Carollo, PhD, PE, jest dyrektorem CGMA w Children ‘ s Hospital Colorado i profesorem nadzwyczajnym z wydziałów medycyny fizycznej i rehabilitacji i ortopedii na University of Colorado Denver.

1. Rosenbaum P, Paneth N, Leviton A, et al. Raport: definicja i klasyfikacja porażenia mózgowego kwiecień 2006. Dev Med Child Neurol Suppl 2007;109: 8-14.

2. Carollo JJ, Matthews D. ocena ludzkiego chodu, ruchu i funkcji motorycznych. W: Alexander M, Matthews D, eds. Rehabilitacja dziecięca: zasady i praktyka. Nowy Jork: DemosMedical; 2009:461-491.

3. Formularz Wniosku o akredytację laboratorium ruchu klinicznego i kryteria oceny. Strona internetowa Komisji Akredytacji Laboratorium Ruchu. http://www.cmlainc.org/Portal.html. [Dostęp 3 Sierpnia 2011]

4. Stanowisko: analiza chodu w mózgowym porażeniu dziecięcym. Strona Towarzystwa analizy chodu i ruchu klinicznego. http://www.gcmas.org/node/93. [Dostęp 3 Sierpnia 2011]

5. Palisano R, Rosenbaum P, Walters s, et al. Opracowanie i niezawodność systemu klasyfikacji funkcji motorycznych brutto u dzieci z porażeniem mózgowym. Dev Med Child Neurol 1997;39(4):214-223.

6. Sutherland Dh, Davids JR. Częste zaburzenia chodu kolana w mózgowym porażeniu dziecięcym. Clin Orthop Relat Res 1993;(288): 139-147.

7. Wren TA, Rethlefsen S, Kay RM. Występowanie specyficznych zaburzeń chodu u dzieci z porażeniem mózgowym: wpływ podtypu porażenia mózgowego, wieku i wcześniejszej operacji. J Pediatra Ortop 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. Chód na sztywnych nogach w porażeniu połowicznym: korekcja chirurgiczna. J Bone Joint Surg Am 1979;61(6A): 927-933.

10. Chambers H, Lauer a, Kaufman K, et al. Przewidywanie wyników po operacji rectus femoris w mózgowym porażeniu dziecięcym: rola kokotrakcji rectus femoris i vastus lateralis. J Pediatr Orthop 1998;18(6): 703-711.

11. Perry J. analiza chodu: funkcja normalna i patologiczna. 1.ed. Thorofare, NJ: Slack Inc.; 1992.

12. Riewald SA, Delp SL. Działanie mięśnia prostego kości udowej po przeniesieniu ścięgna dystalnego: czy generuje moment zgięcia kolana? Dev Med Child Neurol 1997;39 (2): 99-105.

13. Kay RM, Rethlefsen SA, Kelly JP, Wren TA. Wartość prognostyczna testu Duncana-Ely ‘ ego w transferze dystalnej kości udowej. J Pediatr Ortop 2004;24(1):59-62.

14. Muthusamy K, Seidl AJ, Friesen RM, et al. Transfer Rectus femoris u dzieci z mózgowym porażeniem dziecięcym: ocena miejsca przeniesienia i wskaźników przedoperacyjnych. J Pediatra Ortop 2008;28(6):674-678.

15. Rodda J, Graham HK. Klasyfikacja wzorców chodu w spastycznej hemiplegii i spastycznej diplegii: podstawa algorytmu zarządzania. Eur J Neurol 2001;8(Suppl 5): 98-108.

16. Epps CH, Bowen JR, eds. Powikłania w chirurgii ortopedycznej u dzieci. Philadelphia: Lippincott; 1995.

17. Goldstein m, Harper DC. Postępowanie w mózgowym porażeniu dziecięcym: równomierny chód. Dev Med Child Neurol 2001;43(8):563-569.

18. Chang FM, Seidl AJ, Muthusamy K, et al. Skuteczność instrumentalnej analizy chodu u dzieci z porażeniem mózgowym-porównanie wyników. J Pediatra Ortop 2006;26(5): 612-616.

19. Cook RE, Schneider I, Hazlewood ME, et al. Analiza chodu zmienia podejmowanie decyzji w mózgowym porażeniu dziecięcym. J Pediatr Orthop 2003;23(3): 292-295.

20. DeLuca PA, Davis RB 3rd, Ounpuu S, et al. Zmiany w podejmowaniu decyzji chirurgicznych u pacjentów z porażeniem mózgowym na podstawie trójwymiarowej analizy chodu. J Pediatr Orthop 1997;17(5): 608-614.

21. Kay RM, Dennis S, Rethlefsen s, et al. Wpływ przedoperacyjnej analizy chodu na podejmowanie decyzji ortopedycznych. Clin Orthop Relat Res 2000;(372): 217-222.

22. Lofterod B, Terjesen T, Skaaet I, et al. Przedoperacyjna analiza chodu ma istotny wpływ na podejmowanie decyzji ortopedycznych u dzieci z porażeniem mózgowym: porównanie oceny klinicznej i analizy chodu u 60 pacjentów. Acta Orthop 2007;78(1):74-80.

23. Abel MF, Damiano DL, Blanco JS, et al. Zależności między upośledzeniami układu mięśniowo-szkieletowego a stanem zdrowia funkcjonalnego w ambulatoryjnym porażeniu mózgowym. J Pediatr Orthop 2003;23(4): 535-541.

24. Simon SR. Quantification of human motion: gait analysis-benefits and limits to its application to clinical problems. J Biomech 2004;37(12):1869-1880.

25. Fabry G, Liu XC, Molenaers G. wzór chodu u pacjentów ze spastycznym diplegicznym porażeniem mózgowym, którzy przeszli inscenizowane operacje. J Pediatr Ortop B 1999;8 (1): 33-38.