Summary

Повторная транскраниальная магнитная стимуляция в сочетании с тренировкой по наблюдению за действием у детей со спастическим церебральным параличом

Published: August 09, 2024
doi:

Summary

У детей со спастическим церебральным параличом (ПКП) наблюдается спастичность конечностей, двигательные расстройства и ненормальная осанка из-за травмы моторной области коры головного мозга, что приводит к неспособности нормально стоять и ходить. Таким образом, облегчение спастичности конечностей и улучшение крупной моторной функции у детей с УПП стали важными терапевтическими целями.

Abstract

В этом исследовании представлены результаты рандомизированного контролируемого исследования с использованием факторного дизайна 2 x 2, в котором сравнивались эффекты повторной транскраниальной магнитной стимуляции (рТМС) и методов обучения наблюдению за действием (АОТ) на спастичность, функцию равновесия и моторную функцию у детей со спастическим церебральным параличом (ПКП). Исследование было направлено на то, чтобы выяснить, приводит ли комбинация этих двух вмешательств к большему улучшению, чем лечение по отдельности или традиционное лечение.

Испытуемые дети в данном исследовании, в соответствии с таблицей случайных чисел, были случайным образом разделены на четыре группы: конвенциональная группа, группа рТМС, группа АОТ и группа комбинированного вмешательства. Все дети четырех групп получали традиционное восстановительное лечение, на основании которого им были назначены различные терапевтические программы реабилитационных мероприятий. Традиционная группа не получала другого лечения, в то время как группа рТМС получала рТМС, группа АОТ получала АОТ, а группа комбинированного вмешательства получала комбинированное вмешательство в виде рТМС и АОТ. Их обучали пять дней в неделю в течение 12 недель. Изменения в показателях спастичности, функции равновесия, способности ходить и крупной моторной функции оценивались в начале программы тренировок и по завершении 12-недельного лечения.

В исследовании приняли участие 64 ребенка с УПП, результаты которых были проанализированы. Общая эффективность валовой моторной функции в 87,50% в экспериментальной группе была значительно выше, чем 25,00% в обычной группе, 62,50% в группе рТМС и 68,75% в группе АОТ. Предварительные результаты показали, что комбинированное вмешательство рТМС и АОТ может эффективно улучшить функцию равновесия и моторную функцию детей, а терапевтический эффект комбинированного вмешательства был лучше, чем у традиционного лечения, рТМС или только АОТ. Наконец, уточнена клиническая эффективность и оптимальные параметры лечения комбинированного вмешательства с целью обеспечения клинической основы для проведения терапевтами реабилитации функции нижних конечностей у детей с УПП.

Introduction

Церебральный паралич1 (ДЦП) является одним из наиболее распространенных инвалидизирующих расстройств у детей и представляет собой группу стойких синдромов, вызванных непрогрессирующим повреждением головного мозга у развивающихся плодов и младенцев, включая центральную дискинезию, аномальную осанку и ограниченную подвижность. В настоящее время во всем мире насчитывается около 17 миллионов детей, страдающих церебральным параличом2, из них более 5 миллионов случаев в Китае. Среди различных форм детского церебрального паралича спастический церебральный паралич (ПКП) составляет примерно 80%3. Дети с SCP страдают от повреждения головного мозга, приводящего к мышечным спазмам, снижению сенсорных функций, нарушению мышечной координации и снижению способности к равновесию, что препятствует самостоятельной ходьбе и повседневной деятельности. Современные реабилитационные мероприятия для улучшения крупной моторной функции у детей с УПП включают в себя такие виды деятельности, как тренировка стабильности ядра4, ориентированная на задачу тренировка5, двигательная терапия, вызванная ограничениями6 и терапия зеркальной визуальной обратнойсвязью 7. Эти меры могут улучшить клинические симптомы у детей за счет регуляции и изменения центральной нервной системы снизу вверх за счет улучшения функций периферических органов.

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС)8,9 является безболезненным, неинвазивным и безопасным терапевтическим методом. рТМС относится к непрерывному высвобождению стимулов через равные промежутки времени после одной команды, что является одним из регулярных повторяющихся паттернов стимуляции. Основанный на принципе электромагнитной индукции и электромагнитного преобразования, он применяет переходные токи через стимулирующие катушки для формирования импульсного магнитного поля, проникающего в череп, генерирующего индукционный ток для стимуляции нейронов и запускающего ряд физиологических и биохимических реакций. ТМС применяется для мониторинга, оценки и лечения неврологических заболеваний, обеспечивая новый подход к изучению структуры и функции мозга10. Существующие исследования11,12 показали, что рТМС оказывает различное терапевтическое воздействие на спазмы конечностей и двигательную функцию у детей с ДЦП. Более того, эффект от лечения рТМС в сочетании с другими реабилитационными методиками более заметен.

АОТ — это метод реабилитации, в котором используется система зеркальных нейронов (MNS) для формирования моторного обучения и памяти13,14. Суть АОТ заключается в том, чтобы наблюдатель внимательно наблюдал за действиями на видео и впоследствии старался изо всех сил имитировать то, что он увидел. Процесс наблюдения может вызвать активацию в нейронной сети, известной как MNS, сродни активации, которая происходит, когда человек лично участвует в выполненииэтих действий, что обеспечивает нейрофизиологическую основу для АОТ. АОТ показала успех в улучшении двигательных навыков у пациентов с двигательными нарушениями, что дает положительные результаты в восстановлении после инсульта и реабилитации двигательной функции верхних конечностей у пациентов с церебральным параличом16,17.

Наши предыдущие исследования показали, что АОТ на основе системы зеркальных нейронов может эффективно улучшить равновесие и способность ходить у детей с церебральнымпараличом. Кроме того, исследования19 показали, что рТМС может улучшать мышечную спастичность, движение и походку у детей с УПП, но стандарты лечения рТМС, применяемые к детям с ДЦП, не были унифицированы, и актуальной проблемой является изучение влияния различных параметров рТМС на детей с ДЦП, чтобы обеспечить персонализированный и точный стандарт лечения. Мы считаем, что сочетание рТМС с АОТ может стать ценной стратегией физиотерапии для неврологической реабилитации при церебральном параличе. Как рТМС, так и АОТ стимулировали кору головного мозга у детей с SCP20, тем самым способствуя развитию крупной моторной функции. Это исследование было направлено на то, чтобы выяснить, может ли комбинация рТМС и АОТ достичь большего синергетического эффекта, чем традиционное лечение или только рТМС или АОТ.

Protocol

Это исследование было проведено в строгом соответствии с национальными стандартами экспериментов на людях, а клиническое исследование было одобрено Этической ассоциацией реабилитационной больницы Сянъя Боай (номер этического одобрения: 20211223). Опекуны детей дали согласие на участие ?…

Representative Results

В данной работе представлены результаты обследования 64 детей с УПП (Дополнительная таблица S1 и Дополнительный файл 1), которые были случайным образом разделены на четыре группы по методу числовой таблицы и получили различные реабилитационные мероприятия в течение 12 ?…

Discussion

У детей с УПП повышенная активность γ и α нейронов приводит к ингибированию входа кортикоспинального тракта, что приводит к увеличению мышечного напряжения, известному как спазм. Поскольку спазмы конечностей существенно влияют на развитие моторной функции нижних конечностей у детей ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Это исследование было поддержано при финансовой поддержке реабилитационной больницы Сянъя Боай.

Materials

K6 multimedia scene interactive training system Hunan Le Jiekang technology Co., LTD Program implementation
KLW-SLL type spa machine for children Nanjing Kanglongwei Technology Industrial Co., LTD Conventional therapy
Pulse magnetic field stimulator model YRD CCY-II Shenzhen Yingzhi technology Co., LTD Program implementation
SPSS26 software IBM Statistic analysis

References

  1. Sadowska, M., Sarecka-Hujar, B., Kopyta, I. Cerebral palsy: current opinions on definition, epidemiology, risk factors, classification and treatment options. Neuropsychiatric Dis Treat. 16, 1505-1518 (2020).
  2. Alpay, S. Z., Kim, S. K., Oh, K. J., Graham, S. F. Advances in cerebral palsy biomarkers. Adv Clin Chem. 100, 139-169 (2016).
  3. Paul, S., Nahar, A., Bhagawati, M., Kunwar, A. J. A review on recent advances of cerebral palsy. Oxid Med Cell Longev. 2022, 2622310 (2022).
  4. Huang, C., et al. Efficacy and safety of core stability training on gait of children with cerebral palsy: A protocol for a systematic review and meta-analysis. Medicine. 99 (2), e18609 (2020).
  5. Kwon, H. Y., Ahn, S. Y. Effect of task-oriented training and high-variability practice on gross motor performance and activities of daily living in children with spastic diplegia. J Phys Ther Sci. 28 (10), 2843-2848 (2016).
  6. Jamali, A. R., Amini, M. The effects of constraint-induced movement therapy on functions of cerebral palsy children. Iran J Child Neurol. 12 (4), 16-27 (2018).
  7. Park, E. J., Baek, S. H., Park, S. Systematic review of the effects of mirror therapy in children with cerebral palsy. J Phys Ther Sci. 28 (11), 3227-3231 (2016).
  8. Fan, J., et al. The effectiveness and safety of repetitive transcranial magnetic stimulation on spasticity after upper motor neuron injury: A systematic review and meta-analysis. Front Neural Circuits. 16, 973561 (2022).
  9. Zewdie, E., et al. Safety and tolerability of transcranial magnetic and direct current stimulation in children: Prospective single center evidence from 3.5 million stimulations. Brain Stimul. 13 (3), 565-575 (2020).
  10. Dadashi, F., et al. The effects of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) on balance control in children with cerebral palsy. Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc. 2019, 5241-5244 (2019).
  11. Feng, J. Y., et al. Effect of infra-low-frequency transcranial magnetic stimulation on motor function in children with spastic cerebral palsy. Chinese Journal of Contemporary Pediatrics. 15 (3), 187-191 (2013).
  12. Rajak, B. L., Gupta, M., Bhatia, D., Mukherjee, A. Increasing number of therapy sessions of repetitive transcranial magnetic stimulation improves motor development by reducing muscle spasticity in cerebral palsy children. Ann Indian Acad Neurol. 22 (3), 302-307 (2019).
  13. Novak, I., et al. State of the evidence traffic lights 2019: systematic review of interventions for preventing and treating children with cerebral palsy. Curr Neurol Neurosci Rep. 20 (2), 3 (2020).
  14. Buchignani, B., et al. Action observation training for rehabilitation in brain injuries: a systematic review and meta-analysis. BMC Neurol. 19 (1), 344 (2019).
  15. Buccino, G. Action observation treatment: a novel tool in neurorehabilitation. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 369 (1644), 20130185 (2014).
  16. Lee, H. J., Kim, Y. M., Lee, D. K. The effects of action observation training and mirror therapy on gait and balance in stroke patients. J Phys Ther Sci. 29 (3), 523-526 (2017).
  17. Peng, T. H., et al. Action observation therapy for improving arm function, walking ability, and daily activity performance after stroke: a systematic review and meta-analysis. Clin Rehabil. 33 (8), 1277-1285 (2019).
  18. Fan, T. L., et al. Effects of action observation therapy based on mirror neuron theoryon the balance and walking ability of children with cerebral palsy. Chin J Child Health Care. 31 (2), 220-224 (2023).
  19. Noh, J. S., Lim, J. H., Choi, T. W., Jang, S. G., Pyun, S. B. Effects and safety of combined rTMS and action observation for recovery of function in the upper extremities in stroke patients: A randomized controlled trial. Restor Neurol Neurosci. 37 (3), 219-230 (2019).
  20. Parvin, S., et al. Therapeutic effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on corticospinal tract activities and neuromuscular properties in children with cerebral palsy. Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc. 2018, 2218-2221 (2018).
  21. Children Rehabilitation Committee of China Rehabilitation Medical Association, China Rehabilitation Association for Disabled Children Cerebral Palsy Rehabilitation Committee, Chinese medical doctor association pediatric rehabilitation committee. & Chinese rehabilitation Guidelines for Cerebral Palsy (2022) Editorial board. Chinese Rehabilitation Guidelines for Cerebral Palsy (2022) Chapter 1: Generality. Chin J Appl Clin Pediatr. 37 (12), 887-892 (2022).
  22. Subspecialty Group of Rehabilitation, t. S. o. P.C. M. A. Rehabilitation strategy and recommendation for motor dysfunction in children with cerebral palsy. Zhonghua Er Ke Za Zhi. 58 (2), 91-95 (2020).
  23. Alimi, L., Kalantari, M., Nazeri, A. R., Akbarzade, B. A. Test-retest & inter-rater reliability of Persian version of Pediatric Balance Scale in children with spastic cerebral palsy. Iran J Child Neurol. 13 (4), 163-171 (2019).
  24. Thompson, P., et al. Test-retest reliability of the 10-metre fast walk test and 6-minute walk test in ambulatory school-aged children with cerebral palsy. Dev Med Child Neurol. 50 (5), 370-376 (2008).
  25. Yang, Z., Qiao, L., He, J., Zhao, X., Zhang, M. Effects of repetitive transcranial magnetic stimulation combined with functional electrical stimulation on hand function of stroke: A randomized controlled trial. NeuroRehabilitation. 51 (2), 283-289 (2022).
  26. Li, X., et al. Effect of virtual reality combined with repetitive transcranial magnetic stimulation on musculoskeletal pain and motor development in children with spastic cerebral palsy: a protocol for a randomized controlled clinical trial. BMC Neurology. 23 (1), 339 (2023).
  27. Multani, I., Manji, J., Hastings-Ison, T., Khot, A., Graham, K. Botulinum toxin in the management of children with cerebral palsy. Paediatr Drugs. 21 (4), 261-281 (2019).
  28. Volpon Santos, M., Carneiro, V. M., Oliveira, P., Caldas, C. A. T., Machado, H. R. Surgical results of selective dorsal rhizotomy for the treatment of spastic cerebral palsy. J Pediatr Neurosci. 16 (1), 24-29 (2021).
  29. Gupta, M., Rajak, B. L., Bhatia, D., Mukherjee, A. Neuromodulatory effect of repetitive transcranial magnetic stimulation pulses on functional motor performances of spastic cerebral palsy children. J Med Eng Technol. 42 (5), 352-358 (2018).
  30. Abdelhaleem, N., et al. Effect of action observation therapy on motor function in children with cerebral palsy: a systematic review of randomized controlled trials with meta-analysis. Clin Rehabil. 35 (1), 51-63 (2021).
  31. Jung, Y., Chung, E. J., Chun, H. L., Lee, B. H. Effects of whole-body vibration combined with action observation on gross motor function, balance, and gait in children with spastic cerebral palsy: a preliminary study. J Exerc Rehabil. 16 (3), 249-257 (2020).
  32. Rossi, F., et al. Combining action observation treatment with a brain-computer interface system: perspectives on neurorehabilitation. Sensors (Basel). 21 (24), 8504 (2021).
  33. Beani, E., Menici, V., Ferrari, A., Cioni, G., Sgandurra, G. Feasibility of a home-based action observation training for children with unilateral cerebral palsy: an explorative atudy. Front Neurol. 11, 16 (2020).
  34. Carson, H. J., Collins, D. J. Commentary: Motor imagery during action observation: a brief review of evidence, theory and future research opportunities. Front Hum Neurosci. 11, 25 (2017).
  35. Kim, D. H., An, D. H., Yoo, W. G. Effects of live and video form action observation training on upper limb function in children with hemiparetic cerebral palsy. Technol Health Care. 26 (3), 437-443 (2018).
  36. Qi, F., Nitsche, M. A., Ren, X., Wang, D., Wang, L. Top-down and bottom-up stimulation techniques combined with action observation treatment in stroke rehabilitation: a perspective. Front Neurol. 14, 1156987 (2023).
  37. Sun, Y. Y., et al. Effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on motor function and language ability in cerebral palsy: A systematic review and meta-analysis. Front Pediatr. 11, 835472 (2023).
  38. Jeong, Y. A., Lee, B. H. Effect of action observation training on spasticity, gross motor function, and balance in children with diplegia cerebral palsy. Children (Basel). 7 (6), 64 (2020).
  39. Gupta, M., Lal Rajak, B., Bhatia, D., Mukherjee, A. Effect of r-TMS over standard therapy in decreasing muscle tone of spastic cerebral palsy patients. J Med Eng Technol. 40 (4), 210-216 (2016).
  40. Ryan, D., et al. Effect of action observation therapy in the rehabilitation of neurologic and musculoskeletal conditions: a systematic review. Arch Rehabil Res Clin Transl. 3 (1), 100106 (2021).

Play Video

Cite This Article
Fan, T., Wei, H., Dai, J., You, G., Lu, Z. Repeated Transcranial Magnetic Stimulation Combined with Action Observation Training in Children with Spastic Cerebral Palsy. J. Vis. Exp. (210), e66013, doi:10.3791/66013 (2024).

View Video