Creșterea musculară este redusă la copiii de 15 luni cu paralizie cerebrală - Herskind

iro.waykun.com - Pași pentru a slăbi mâine

Departamentul de Neuroștiințe și Farmacologie, Universitatea din Copenhaga, Copenhaga, Danemarca

Corespondență cu Anna Herskind la Departamentul de Neuroștiințe și Farmacologie, Institutul Panum 33.3, Blegdamsvej 3, 2200 Copenhaga, Danemarca. E - mail: [email protected] Căutați mai multe lucrări ale acestui autor

Centrul Helene Elsass, Charlottenlund, Danemarca

Centrul danez de cercetare pentru rezonanță magnetică, Spitalul Universitar din Copenhaga Hvidovre, Copenhaga, Danemarca

Școala de Studii privind Mișcarea Umană, Universitatea din Queensland, Brisbane, Qld, Australia

Departamentul de Neuroștiințe și Farmacologie, Universitatea din Copenhaga, Copenhaga, Danemarca

Centrul Helene Elsass, Charlottenlund, Danemarca

Centrul danez de cercetare pentru rezonanță magnetică, Spitalul Universitar din Copenhaga Hvidovre, Copenhaga, Danemarca

Școala de Studii privind Mișcarea Umană, Universitatea din Queensland, Brisbane, Qld, Australia

Departamentul de Neuroștiințe și Farmacologie, Universitatea din Copenhaga, Copenhaga, Danemarca

Abstract

Lipsa creșterii musculare în raport cu creșterea osoasă poate fi responsabilă pentru dezvoltarea contracturilor la copiii cu paralizie cerebrală (CP). Aici am folosit ultrasunetele pentru a compara creșterea mușchiului gastrocnemius medial la copiii cu și fără CP.

Metodă

Au fost incluși 26 de copii cu CP spastic (15 bărbați, 11 femele; vârsta medie 35mo, intervalul 8-65mo) și 101 copii în curs de dezvoltare (47 bărbați, 54 femei; vârsta medie 29mo, intervalul 1-69mo). Abilitățile funcționale ale copiilor cu CP au egalat nivelurile I-III în sistemul de clasificare a funcției motorii brute. Volumul muscular muscular gastrocnemius a fost construit din imagini ultrasonografice seriale, transversale, bidimensionale.

Rezultate

La copiii în curs de dezvoltare tipici, volumul gastrocnemius medial a crescut liniar odată cu vârsta. În rândul copiilor cu CP, volumul gastrocnemius medial a crescut mai puțin odată cu înaintarea în vârstă și a deviat semnificativ de la copiii în curs de dezvoltare în mod tipic la vârsta de 15 lunip

Interpretare

Creșterea musculară la copiii cu CP urmează inițial aceea a copiilor în curs de dezvoltare, dar scade la vârsta de 15 luni. Acest lucru poate fi legat de activitatea fizică redusă și activarea neuronală a mușchiului. Intervențiile care stimulează creșterea musculară la copiii mici cu CP pot fi importante pentru a preveni contracturile.

Abrevieri

O problemă principală pentru copiii cu paralizie cerebrală spastică (CP) este dezvoltarea contractelor, care limitează gama de mișcare și pot provoca deformări articulare. 1 Contracturile articulației gleznei apar înainte de 3 ani, 2, 3 indicând faptul că factorii din copilăria timpurie determină dezvoltarea lor. Prin urmare, măsurile preventive trebuie luate la începutul vieții unui copil cu CP, dar în prezent procesele care duc la contracturi sunt slab înțelese, iar cea mai eficientă metodă de diminuare a apariției contracturilor este neclară.

În concordanță cu aceasta, studii recente au raportat reducerea volumului muscular la copiii cu CP spastică. 12, 13 Cu toate acestea, aceste studii s-au limitat la copiii cu vârsta mai mare de 2 până la 4 ani și, prin urmare, nu au putut să abordeze dacă atrofia se dezvoltă înainte de a se produce deja modificări semnificative ale rigidității musculare. 2, 3 Numărul limitat de copii incluși în studii a împiedicat, de asemenea, determinarea unei discrepanțe a volumului muscular dependent de vârstă între copiii în curs de dezvoltare în mod obișnuit și cei cu CP. Scopul prezentului studiu a fost de a investiga ratele de creștere pentru copiii în curs de dezvoltare în mod obișnuit și pentru cei cu CP în grupa de vârstă de la 8 la 64 de luni. Creșterea mușchilor depinde de utilizarea și de neutilizarea acestora. 14-17 Prin urmare, am emis ipoteza că rata de creștere a mușchiului gastrocnemius medial la copiii cu CP ar fi mai mică decât la copiii în curs de dezvoltare în mod obișnuit, în jurul valorii de timp în care, în mod obișnuit, copiii în curs de dezvoltare încep în mod normal activități de greutate, cum ar fi în picioare și mersul pe jos. Mai mult, am emis ipoteza că diferențele în volumul muscular între copiii în curs de dezvoltare în mod obișnuit și cei cu CP sunt atribuibile mai degrabă modificărilor grosimii musculare decât lungimii fasciculului.

Metodă

Participanți

CP De obicei în curs de dezvoltare

Numărul de participanți	26	101
Sex
Masculin	15	47
Femeie	11	54
Vârstă, mo (SD)	35 (16)	29 (21)
Greutate, kg (SD)	14 (3)	13 (5)
Înălțime, cm (SD)	91 (12)	88 (19)
Lungimea piciorului, cm (SD)	44 (8)	42 (11)
Lungimea fibulei, cm (SD)	18 (4)	17 (5)
GMFCS nivel I	13	-
GMFCS nivel II	7	-
GMFCS nivel III	5	-
Ambulând	11	-
BoNT-A	8	-
Chirurgie la picioare	0	-

Caracteristicile medii ale copiilor cu paralizie cerebrală (CP) și copiii în curs de dezvoltare în mod obișnuit și numărul de copii cu CP în fiecare nivel al sistemului de clasificare a funcției motorii brute (GMFCS) (I - III), ambulant (mers independent fără ajutoare), neurotoxină botulinică anterioară A (BoNT-A) și chirurgia picioarelor. Un copil era prea mic pentru clasificarea GMFCS.

Protocol experimental

Înălțimea, greutatea, circumferința celei mai largi părți a piciorului inferior, lungimea piciorului (de la coloana iliacă anterioară superioară la maleola laterală) și lungimea fibulei (de la fibula caput la maleola laterală) au fost obținute pentru fiecare participant folosind o bandă de măsurare.

S-a ales mușchiul gastrocnemius medial, deoarece este adesea implicat în contracturile gleznei, 18 o problemă comună în CP. Cercetătorii instruiți în utilizarea ultrasunetelor au efectuat examinarea pe toată lungimea mușchiului gastrocnemius medial. Un scaner cu ultrasunete în modul B, computerizat, cu un dispozitiv de formare a fasciculului de 128 de elemente și un traductor liniar de 10,0 MHz cu un câmp vizual de 60 mm (HL 9,0/60/128Z, sistem Echo Blaster 128 Ext - 1Z; Telemed, Vilnius, Lituania) a fost folosit pentru a înregistra imagini cu ultrasunete la 25Hz.

Fiabilitatea inter- și intraraterală a tehnicii cu ultrasunete a fost investigată de doi operatori care măsoară volumul muscular muscular gastrocnemius de două ori la opt copii care se dezvoltă în mod tipic (șase bărbați, două femele; medie 43mo, interval de vârstă 0-11y). Toate măsurătorile au fost făcute în aceeași zi, separate de 10 până la 15 minute în care copilul a așteptat în afara camerei în timp ce un alt copil a fost examinat. Un operator a efectuat măsurători cu ultrasunete, în timp ce celălalt a înregistrat imaginile și invers.

RMN-ul a fost efectuat folosind un scaner 3T Magnetom Verio (Siemens, Erlangen, Germania) și o bobină cu 12 elemente de caroserie în jurul regiunii de interes. O secvență tridimensională de excitație a apei cu ecou dublu în stare stabilă care acoperă simultan ambele picioare a fost dobândită cu ecou și timpi de repetare TE /TR = 5/14,1 ms, unghi de vârf 25 °, matrice de achiziție 238 × 256 × 104 și un factor de accelerare GRAPPA de 2 (timp de achiziție de 3 minute). Distanța feliei a fost de 2 mm, iar câmpul vizual de 250 mm (orientare coronară). Măsurătorile au fost corectate pentru distorsiuni datorate neliniarității gradientului utilizând software-ul scanerului. Datele au fost tranșate la orientare transversală cu rezoluție spațială de 0,5 mm în plan și rezoluție de 1 mm în plan înainte de procesare ulterioară. S-a efectuat, de asemenea, imagistica normală cu mai multe felii, ponderată T2, dar nu a fost analizată, deoarece secvența de stare echitabilă tridimensională a apei cu ecou dublu a avut un contrast suficient și o rezoluție spațială mai mare, fără niciun decalaj între felii.

Analiza offline

Toate ultrasunetele și RMN-ul au fost importate în MATLAB (Mathworks; versiunea 2014a). Doar imaginile MR la intervale de 10 mm au fost alese pentru analiză pentru a face posibilă o comparație cu analiza imaginilor cu ultrasunete. Măsurătorile lungimii fasciculului, grosimii mușchilor și unghiului de penație au fost făcute din imaginea longitudinală obținută la nivelul abdomenului central al gastrocnemiei mediale. Grosimea a fost măsurată la cea mai lată parte a mușchiului ca distanță perpendiculară între fasciile superficiale și profunde ale mușchiului. A fost selectat un fascicul aproape de mijlocul imaginii și lungimea acestuia a fost determinată prin măsurarea distanței de-a lungul fasciculului de la fascia la fascia. Unghiul de pinație a fost determinat ca unghiul dintre fascia și fascicul. Volumul muscular a fost determinat prin trasarea conturului mușchiului în imagini individuale, transversale și calcularea volumului muscular total dintr-o interpolare a măsurătorilor individuale. Aria secțiunii transversale fiziologice (PCSA) a fost calculată din volumul muscular, lungimea fasciculului și unghiul de penație (phi) folosind formula PCSA = (volum muscular × cos phi)/lungimea fasciculului.

Software-ul MATLAB scris personalizat (Glen Lichtwark; Universitatea din Brisbane, Australia) a fost folosit pentru a genera corpuri convexe pe baza secțiunilor transversale distanțate de 10 mm (presupuse paralele) și sa calculat volumul. Pentru a valida aceste măsurători, zece seturi de date selectate aleatoriu au fost, de asemenea, analizate utilizând software-ul de analiză cu ultrasunete dezvoltat de The Medical Imaging Group de la Universitatea Cambridge (Stradwin 5.0; Universitatea din Cambridge, Marea Britanie) folosind aceleași ipoteze. Măsurătorile de volum obținute cu ambele metode au arătat o corespondență bună.

Rezultate

Fiabilitatea și validitatea tehnicii cu ultrasunete

Datele individuale de la cei opt copii din studiul variabilității inter și intrarater a arătat că fiecare dintre operatorii de ultrasunete a dezvăluit o corespondență foarte bună. Coeficientul de corelație interclasă a fost puțin mai mare pentru compararea primei și celei de-a doua măsurători în cadrul fiecărui operator (eroare standard a mediei (SEM) 0,59 ml; coeficient intraclasă [ICC] = 0,99; F= 418; p

Compararea volumului muscular gastrocnemius medial

Volumul muscular a crescut odată cu vârsta, atât la copiii în curs de dezvoltare, cât și la cei cu CP (r 2 = 0,82, p 2 = 0,37, p= 0,001 respectiv), dar cu pante semnificativ diferite ale liniilor de regresie (Fig. 1a; ANCOVA, F= 16,41; p 19 au indicat o separare semnificativă între cele două seturi de date începând cu vârsta de 15,5 luni. Cu excepția celor opt copii care avuseseră BoNT-A, vârsta la separare a crescut la 16,8 luni. În mod obișnuit, copiii în curs de dezvoltare și cei cu CP au prezentat tendințe de dezvoltare diferite, atunci când volumul muscular gastrocnemius medial a fost legat de înălțime (Fig. 1b; ANCOVA, F= 9,17; p

Înălțimea și greutatea au crescut odată cu vârsta, atât la copiii în curs de dezvoltare tipici (Fig. 2a, b; r 2 = 0,94, p 2 = 0,90, p 2 = 0,71, p 2 = 0,67, p 2 = 0,63 și r 2 = 0,24, p

Lungimea fasciculului muscular gastrocnemius medial a crescut odată cu vârsta la copiii care se dezvoltă în mod tipic (Fig. 3a; r 2 = 0,44, p 2 = 0,37, p 2 = 0,06, p= 0,041), dar nu a atins semnificația statistică la copiii cu CP (Fig. 3b; r 2 = 0,06, p= 0,19). Nu a existat nicio diferență semnificativă în panta liniilor de regresie între cele două populații (ANCOVA, F= 0,37; p= 0,55). Grosimea mușchiului gastrocnemius medial a crescut semnificativ odată cu vârsta la copiii în curs de dezvoltare tipici (Fig. 3c; r 2 = 0,56, p 2 = 0,14, p= 0,076). Panta liniilor de regresie a diferit semnificativ (ANCOVA, F= 5,65; p

Folosind linia de regresie pentru volumul muscular și vârsta celor 101 copii care se dezvoltă în mod obișnuit, am calculat volumul muscular așteptat gastrocnemius pentru fiecare copil cu CP. Aceasta a fost utilizată pentru a cuantifica scăderea volumului muscular în comparație cu copiii în vârstă, care se dezvoltă de obicei în subpopulațiile de copii cu CP. Cei mai afectați copii cu CP au prezentat o reducere mai mare a volumului muscular egal cu vârsta (GMFCS nivel I, 7,9 ml [SD 7.4]; GMFCS II, 12,84 ml [SD 10,4]; GMFCS III, 19,1 ml [SD 5.0]). ANOVA cu un singur sens a dezvăluit un efect semnificativ al nivelului GMFCS (F= 3,67; p= 0,031). Copiii cu CP fără abilități de mers independent au avut, de asemenea, un volum muscular redus semnificativ, în funcție de vârstă, comparativ cu copiii cu CP care au mers independent: reducere a volumului: 13,0 ml [SD 7,9] vs 6,2 ml [SD 5,4]; F= 4,5; p= 0,025). Copiii cu CP, cu și fără antecedente de BoNT - Un tratament a arătat o reducere similară a volumului muscular [12,0 ml [SD 8,0] față de 10,5 ml [SD 9,7]; F= 0,19; p= 0,66).

Discuţie

Acest studiu arată că, de la vârsta de 15 luni, volumul muscular în rândul copiilor cu CP este semnificativ mai mic decât cel al copiilor care se dezvoltă în mod obișnuit. Excluderea copiilor cu antecedente de injecții BoNT - A din analiză a crescut vârsta la separare doar cu o lună, sugerând că diferența de volum muscular între copiii în curs de dezvoltare în mod obișnuit și cei cu CP nu poate fi explicată doar de atrofia legată de BoNT - A.

Toate măsurătorile au fost făcute cu ultrasunete cu mână liberă, fără utilizarea captării de mișcare tridimensională, deoarece copiii mai mici ar putea rămâne odihniți doar pentru o perioadă scurtă de timp, iar captarea de mișcare tridimensională nu poate fi întotdeauna disponibilă în clinică. Prin urmare, am validat tehnica cu ultrasunete și am demonstrat că este reproductibilă la un număr mic de copii în curs de dezvoltare în mod obișnuit, cu măsuri similare RMN.

Rezultatele noastre au fost, de asemenea, foarte similare cu cele obținute folosind captarea de mișcare tridimensională; de obicei copii în curs de dezvoltare în studiul lui Barber și colab. 13 au avut în medie 48 de luni, cu un volum muscular muscular gastrocnemius de 33 ml. Pe baza liniei de regresie calculată de la copiii noștri în curs de dezvoltare, un copil de 48 de luni din studiul nostru ar avea un volum muscular muscular gastrocnemius de 40 ml. Cu toate acestea, copiii noștri în mod obișnuit în curs de dezvoltare au fost amândoi mai înalți (105 cm pentru un copil de 48 de luni față de 102 cm în studiul lui Barber și colab.) Și mai grei (18 kg vs 16 kg). Mai mult, măsurătorile noastre de PCSA au fost similare cu constatările anterioare. 13, 20, 21

Studiile anterioare 12, 13 nu au găsit diferențe de înălțime, greutate sau lungimea fibulei între copiii în curs de dezvoltare în mod obișnuit și cei cu CP, iar diferența de volum muscular ar putea fi, prin urmare, atribuită lipsei de creștere musculară. În mod similar, am găsit doar o mică diferență în creșterea generală a copiilor cu CP în comparație cu rata semnificativ redusă a creșterii volumului muscular muscular gastrocnemius (Fig. 1a și 2). Cu toate acestea, atât înălțimea, cât și greutatea au crescut cu o pantă mai abruptă pentru copiii cu vârsta mai mică de 11 luni, care au fost suprareprezentați în populația copiilor în curs de dezvoltare, ceea ce face ca panta liniei de regresie pentru întreaga populație de copii care se dezvoltă în mod tipic să fie mai abruptă decât în rândul copiilor cu CP. . Astfel, la excluderea copiilor mai mici de 11 luni nu a existat nicio diferență în liniile de regresie pentru cele două populații. Aceasta indică faptul că diferența de volum medial gastrocnemius între cele două populații pentru copiii cu vârsta peste 15 luni nu se datorează diferențelor de creștere generală. Diferența nesemnificativă în rata de creștere a fibulei confirmă acest lucru.

Relația redusă dintre volumul muscular muscular gastrocnemius și înălțimea, greutatea și, în special, lungimea fibulei (Fig. 1b - d) subliniază constatarea principală a studiului, care este că volumul muscular gastrocnemius medial este redus la copiii cu CP mai mari mai mult de 15 luni fără o reducere paralelă a ratei de creștere osoasă. Important, acest lucru se bazează pe analiza de regresie a întregii populații de copii cu CP și nu numai pe datele de la câțiva copii cu vârsta sub 15 luni. La vârsta de 15 luni, copiii în curs de dezvoltare în mod obișnuit merg independent și au stat în picioare și desfășoară alte activități care ar stimula creșterea mușchilor gleznei. 14-17 În acest context, este de remarcat faptul că reducerea volumului muscular gastrocnemius medial a fost semnificativ legată de nivelul GMFCS, cei mai afectați copii, care sunt cei mai puțin mobili, prezentând cea mai mare reducere a volumului muscular. Copiii fără abilități de mers independent au prezentat, de asemenea, cea mai mare reducere a volumului muscular. Acest lucru indică importanța activării neuronale a mușchiului și a activității fizice înainte de vârsta de 15 luni pentru a preveni atrofia musculară și, probabil, și contracturile.

Toate măsurătorile au fost făcute cu articulația gleznei într-o poziție cât mai neutră posibil (și articulația genunchiului complet extinsă). Acest lucru a fost deosebit de dificil pentru copiii cu vârsta între 1,5 și 2,5 ani. Nu au existat diferențe semnificative între cele două populații în lungimea fasciculului gastrocnemius medial sau unghiul de penație. Acest lucru este similar cu descoperirile anterioare și sugerează că creșterea lungimii fibrelor musculare este similară la copiii în curs de dezvoltare și cei cu CP. 12, 13 Diferența de volum între copiii cu CP și copiii în mod obișnuit în curs de dezvoltare este probabil probabil atribuibilă fie unui diametru mai mic al fibrelor, fie mai puțin fibrelor musculare la copiii cu CP.

Rezultatele noastre indică faptul că intervenția menită să mărească volumul muscular și, prin urmare, forța musculară este benefică pentru copiii cu CP de până la 15 luni. Acest lucru este extrem de relevant pentru discuția continuă cu privire la momentul cel mai optim pentru inițierea intervenției la copiii cu CP.

Mulțumiri

Mulțumim tuturor copiilor și familiilor care au participat la acest studiu, Maria Høiberg și Marie Aagaard pentru efectuarea testelor de variabilitate intra și interrater, și Ayhan Sarihan pentru efectuarea RMN. Fundația Ludvig și Sara Elsass au acordat primului autor o subvenție. Finanțatorul nu a fost inclus în proiectarea studiului, colectarea datelor, analiza datelor, pregătirea manuscriselor și/sau deciziile de publicare. Autorii au declarat că nu aveau interese care să poată fi percepute ca reprezentând o prejudecată sau un conflict.

Popular

Citesc acum