< Terug naar vorige pagina

Project

Op consensus gebaseerde classificatie van gang bij kinderen met hersenverlamming

Hersenverlamming of cerebrale parese (CP) is de vaakst voorkomende lichamelijke handicap bij kinderen. De prevalentie van deze neuromotorische aandoening wordt geschat op 1.7 per 1000 levendgeborenen. De oorzaak van CP zijn niet-progressieve hersenletsels die zich voordoen tijdens de prenatale, perinatale of postnatale periode, op het moment dat de hersenen en het ruggenmerg nog niet volledig ontwikkeld zijn.  Omdat deze hersenletsels ongeneesbaar zijn, focust de behandeling van CP zich hoofdzakelijk op de symptomen.  Primaire motorische symptomen in CP zijn spasticiteit, spierzwakte, verstoord evenwicht en verminderde selectieve motorische controle.  Deze symptomen hebben vaak een destructieve invloed op het vermogen van de patiënt om te stappen, wat één van de meest cruciale functionele activiteiten in het dagelijks leven is. Ongeveer 70% van de kinderen met CP kan stappen, zij het met grote of kleine pathologische gangafwijkingen, en met of zonder het gebruik van loophulpmiddelen. Het gangpatroon van kinderen met CP is voortdurend in verandering, door de complexe interactie van de primaire motorische symptonen en de zich ontwikkelende hersenen, groei en behandeling. Hierdoor ontstaan secundaire symptomen zoals spiercontracturen en benige deformiteiten, waardoor invasieve behandelingen zoals orthopedische chirurgie noodzakelijk zijn. Een evaluatie aan de hand van geïnstrumenteerde, drie-dimensionele ganganalyse (3DGA) wordt doorgaans gebruikt ter ondersteuning van het plannen van behandelingen. Tijdens 3DGA wordt een zeer gedetailleerde meting gemaakt van gewrichtshoeken, alsook van de momentwerking en het vermogen rond de verschillende gewrichten tijdens het stappen. De grote uitdaging bij het gebruik van deze uitgebreide biomechanische gangmeting, is de klinische interpretatie van de enorme hoeveelheid multidimensionale data die gegenereerd wordt. Daardoor zijn de voordelen van 3DGA, ten opzichte van ganganalyse door (video)observatie, afhankelijk van de expertise van de klinische expert die de data analyseert. Op dit moment is er geen gestandaardiseerde methode om 3DGA data op een kwalitatieve manier te interpreteren. Daarnaast is er een tekort aan effectieve en robuuste methoden die de volledige complexiteit van gang op een betrouwbare en valide manier incorporeren en bovendien kunnen bogen op wijdverspreide klinische erkenning en toepasbaarheid. Zowel in de klinische praktijk als voor de onderzoekswereld, is het gebruikelijk de hoeveelheid 3DGA data te reduceren alvorens ze te analyseren en interpreteren. Deze datareductie wordt gewoonlijk op twee manieren bekomen.  De eerste methode definieert gangkarakteristieken of ‘features’. Dit zijn specifieke punten die uit de kinematische en kinetische curves worden geëxtraheerd. Dit doctoraatsonderzoek zet belangrijke stappen in de zoektocht naar een alternatieve, gestandaardiseerde methode om de klinisch belangrlijke informatie uit 3DGA te extraheren en analyseren (studie 1). Een tweede mogelijke methode om 3DGA data te reduceren omvat het definiëren van gangpatronen. Dergelijke gangpatronen groeperen meerdere gangkarakteristieken, ofwel binnen één gewricht, ofwel over meerdere gewrichten heen. Het hoofddoel van het doctoraat bestond erin een klinisch relevante, betrouwbare, en valide classificatie te ontwikkelen voor pathologische bewegingspatronen tijdens het stappen bij kinderen met CP (studie 2, 3, 4, 5).

In de eerste studie heeft een literatuuroverzicht aangetoond dat ongeveer 220 publicaties reeds rapporteerden over de effectiviteit van een behandeling bij kinderen met CP door de analyse van gangkarakteristieken voor en na de behandeling. Na gedetailleerde evaluatie van de publicaties die het effect van Botulinum Toxine type A behandeling rapporteerden (d.i. een veelvuldig gebruikt middel om spasticiteit te behandelen), werd besloten dat er geen consensus bestaat met betrekking tot de gangkarakteristieken waarvan men verwacht dat ze een verbetering in het gangpatroon zullen aantonen na behandeling. De analyse aan de hand van gangkarakteristieken zal waarschijnlijk niet volstaan om een volledig begrip te krijgen van de veranderingen in het gangpatroon na behandeling. Klinisch relevante informatie kan gemist worden omdat de selectie van de features afhangt van de subjectieve, klinische expertise van het medische team dat beslist over het behandelingsplan. In een hierop volgende retrospectieve interventiestudie werd ‘statistical parametric mapping’ (SPM) geïdentificeerd als een valide, statistisch alternatief. Deze benadering is meer vrij van bias omdat het mogelijk is de kinematische en kinetsche curves in één geheel te analyseren. Deze statistische methode maakt a priori datareductie aan de hand van gangkarakteristieken dus overbodig, en zorgt ervoor dat de waarschijnlijkheid om een Type I of Type II fout te maken stabiel blijft, door de onderlinge tijdsafhankelijkheid van alle punten van een curve in aanmerking te nemen.

In wetenschappelijke literatuur werd reeds een waaier van gangclassificaties gepubliceerd, die veelal gebaseerd zijn op kinematische en kinetische data. Hun klinische toepasbaarheid is echter beperkt gebleven, aangezien hun betrouwbaarheid en validiteit vaak nog niet bewezen is. In de tweede studie werd een Delphi-consensus-project georganiseerd, om erover te waken dat de nieuwe classificatie klinisch relevant zou zijn en om een goede inhoudelijke validiteit na te streven. De Delphi aanpak is een semi-kwantitatieve onderzoeksmethode waarbij een internationaal panel van experten wordt geconsulteerd via herhaaldelijke vragenlijsten, om aan te geven welke de klinisch relevante gangpatronen zijn bij kinderen met CP. De studie startte met een voorstel van gangpatronen en definities die in de classificatie zouden moeten worden opgenomen, gebaseerd op de bestaande literatuur en de kennis van experten die deel uitmaken van de onderzoeksgroep en het klinische team van de Universitaire Ziekenhuizen te Leuven. Na drie opeenvolgende vragenlijsten (Delphi rondes) werd een consensus bereikt over 49 gangpatronen van de pelvis-, heup-, knie- en enkelgewrichten in het sagittale, coronale en transversale vlak.

Nadat de classificatie ontwikkeld was, bestond de volgende noodzakelijke stap eruit om na te gaan of clinici die de classificatie gebruiken consistent dezelfde gangpatronen definiëren bij dezelfde patiënten, opdat men de classificatie met vertrouwen zou kunnen toepassen in de praktijk. In de derde studie werd daarom een internationale betrouwbaarheidsstudie uitgevoerd tussen 29 clinici met wisselende ervaring wat betreft CP en 3DGA. Na een korte leerfase werd voor de gehele classificatie een goede betrouwbaarheid gemeten, met uitzondering van een aantal specifieke patronen. De hoeveelheid patiënten die door de clinici beoordeeld werden als “onclassificeerbaar”, was laag in vergelijking met eerder gepubliceerde studies. Dit vormde een indirect bewijs voor de inhoudelijke validiteit van de patronen.

Omdat de patronen die gedefinieerd werden tijdens het Delphi-consensus-project het resultaat waren van een geïnformeerde, doch subjectieve mening van een panel van experten, is het mogelijk dat de patronen een onvolledig beeld van de gangpatronen in CP weergeven. Daarom onderzocht de vierde studie de inhoudelijke validiteit van het classificatiesysteem. Er werd bestudeerd of het bestaan van de 49 gedefinieerde patronen aangetoond kan worden door een objectieve, statistische analyse van 3DGA data van patiënten met CP. Hiertoe werd door middel van SPM een grote database geanalyseerd die geclassificeerde kinematische en kinetische grafieken bevat. Deze analyse evalueerde in welke mate elk van de 49 opgestelde patronen afweek van het gangpatroon van normaal ontwikkelende kinderen in die kerngebieden van de gangcyclus die gedefinieerd waren door de experten tijdens de consensus studie. Hoewel deze hypothese grotendeels bevestigd kon worden, identificeerde de SPM analyse ook bijkomende gebieden die niet in de definities van de Delphi patronen voorkwamen.

De vijfde studie onderzocht de constructvaliditeit van het classificatiesysteem, die nagaat in welke mate de patronen van het classificatiesystem onderscheid kunnen maken tussen de categorieën van andere gevalideerde schalen die een gerelateerd construct meten. Hiertoe werd de prevalentie van de patronen in een groot cohort van kinderen met CP geëvalueerd. Deze studie toonde aan dat de distributie van de gangpatronen geassocieerd was met de distributie van andere relevante en gevalideerde schalen in CP, zoals topografische classificatie, grove functionele motoriek, en niveaus van spasticiteit en spierzwakte.

Dit doctoraatsonderzoek heeft belangrijke bijdragen geleverd aan de analyse en gestandaardiseerde interpretatie van 3DGA data. De classificatie die ontwikkeld werd biedt clinici en onderzoekers een uitgebreid overzicht van de klinisch relevante gangkarakteristieken en gangpatronen bij kinderen met CP, die hopelijk een basis zullen zijn voor een verbeterde communicatie en het gebruik van een meer uniforme terminologie betreffende de kenmerken van pathologische gang in CP. In de toekomst zullen patronen en hun definities aangepast moeten worden indien nodig, en zal onderzoek de validiteit, de responsiviteit, en de klinische toepasbaarheid van de classificatie verder moeten bevestigen. Een belangrijke bijdrage van dit doctoraatsonderzoek is dat het ontwikkelde methodologische kader, waarbij gebruik gemaakt werd van het gezamelijk potentieel van gedegen kwalitatieve en kwantitatieve onderzoeksmethoden om een klinisch relevant, betrouwbaar en valide classificatie op de bouwen, toegepast kan worden bij elke medische aandoening die het menselijk bewegen verstoort.

Datum:15 okt 2012 →  14 okt 2016
Trefwoorden:statistical parametric mapping, cerebral palsy, gait, classification
Project type:PhD project