Θεωρία δυναμικών συστημάτων και η εφαρμογή της στην παιδιατρική φυσικοθεραπεία

Abstract

Background: Dynamic Systems Theory is one of the most recently developed motor control theories and most of the contemporary therapeutic methods for children with cerebral palsy (CP) have been based on this theory. One of its basic principles supports the utilization of the “atypical” movement patterns spontaneously adopted by the children with CP that enhance their functionality. However the effect of their use on different components of the musculoskeletal system has not been investigated up to day. Purpose: To investigate the effect of independent gait initiation with an “atypical” pattern on Passive Range of Motion (PROM) of the lower extremities’ joints and thus its contribution to the development of musculoskeletal deformities, as well as the effect on the functional benefit of children with CP GMFCS level I and II.Method: Sixteen children (28,9±8,7 months), 9 boys and 7 girls with CP - Spastic Diplegia and GMFCS level I or II and 16 children (13,4±2,2 months), 10 boys and 6 girls with Typical Development (TD), that had just begun independent walking, participated in the study. PROM was evaluated for hip abduction and external rotation, knee extension, popliteal angle and ankle dorsiflexion in all children using an electronic goniometer while spatiotemporal and kinematic parameters of gait were recorded for the 16 children with CP and for 6 children with TD by means of 3D gait analysis system. Additionally, the gross motor skills of each child with CP were evaluated by GMFM. All measurements were carried out in 2 different time periods. The first one took place at the outset of independent walking while the second one 8 months after. Results: As far as the PROM is concerned no significant differences were observed between the two measurements for both children with CP and TD. On the contrary, significant increase was observed in walking velocity, single support duration, stride length, step length, maximum ankle plantarflexion and maximum hip adduction during stance phase of gait for children with CP. Moreover, there was evidence for significant improvement of gross motor skills. Conclusions: PROM and musculoskeletal deformities are not significantly affected during the first phase of gait development by the use of “atypical” walking patterns frequently adopted by children with CP. The improvement of the spatiotemporal characteristic along with the progress in gross motor skills indicate the positive effect of independent gait practicing on parameters related to dynamic stability and balance during walking as well as on the functional aspect of children with CP. In addition, the alterations on gait kinematics, which were observed in children with CP during the first stages of independent walking, describe the efforts of the neuromuscular system to adjust, through dynamic adaptation of the gait pattern, to meet the increased needs for stability and motion required during gait initiation. The ultimate goal is the most efficient and less energy-consuming way of movement, in regards to the impairment.

Εισαγωγή: Η Θεωρία των Δυναμικών Συστημάτων αποτελεί μια από τις πιο πρόσφατες θεωρίες κινητικού ελέγχου πάνω στην οποία έχει βασιστεί η πλειονότητα των σύγχρονων μεθόδων θεραπευτικής παρέμβασης στα παιδιά με Εγκεφαλική Παράλυση (ΕΠ). Μια από τις βασικές αρχές της υποστηρίζει την αξιοποίηση των «εναλλακτικών» κινητικών προτύπων που αυθόρμητα υιοθετούνται από τα παιδιά με ΕΠ και ενισχύουν την λειτουργικότητά τους, χωρίς ωστόσο να έχει διερευνηθεί η επίδρασή της χρήσης τους σε άλλους τομείς του μυοσκελετικού συστήματος. Σκοπός: Σκοπός της μελέτης είναι να διερευνήσει την επίδραση της έναρξης της αυτόνομης βάδισης με ένα «μη φυσιολογικό» πρότυπο στο παθητικό εύρος κίνησης των αρθρώσεων των κάτω άκρων και, κατ’ επέκταση, στη δημιουργία μυοσκελετικών παραμορφώσεων καθώς και το κινητικό όφελος που πιθανώς αποκομίζουν από αυτή τα παιδιά με ΕΠ επιπέδου Ι και ΙΙ κατά GMFCS.Υλικό και Μέθοδος: Στη μελέτη συμμετείχαν 16 παιδιά ηλικίας 17 έως 44 μηνών (28,9±8,7), 9 αγόρια και 7 κορίτσια, με διάγνωση ΕΠ - Σπαστικής Διπληγίας και λειτουργικό επίπεδο Ι ή ΙΙ κατά GMFCS. Στη μελέτη συμμετείχαν, ως ομάδα ελέγχου, και 16 παιδιά, 10 αγόρια και 6 κορίτσια, ηλικίας 11 έως 18 μηνών (13,4±2,2), Τυπικής Ανάπτυξης (ΤΑ). Για καθένα από τα παιδιά που μετείχαν στη μελέτη καταγράφηκε το παθητικό εύρος κίνησης της απαγωγής και της έξω στροφής του ισχίου, της έκτασης του γόνατος, της ιγνυακής γωνίας και της ραχιαίας κάμψης της ποδοκνημικής και των 2 κάτω άκρων (32 κάτω άκρα) με τη βοήθεια γωνιομέτρου. Επιπλέον, στα 16 παιδιά με ΕΠ και σε 6 ΤΑ καταγράφηκαν, με τη βοήθεια συστήματος τρισδιάστατης ανάλυσης βάδισης, τα κινηματικά και χωροχρονικά χαρακτηριστικά της ελεύθερης βάδισής τους. Σε όλα τα παιδιά με ΕΠ αξιολογήθηκε η αδρή κίνησης με την αξιολογητική κλίμακα GMFM. Όλες οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν στα ίδια παιδιά σε 2 διαφορετικές περιόδους. Η πρώτη μέτρηση έλαβε χώρα τη στιγμή της έναρξης της αυτόνομης βάδισης κάθε παιδιού και η δεύτερη 8 μήνες αργότερα. Αποτελέσματα: Σε ότι αφορά το παθητικό εύρος κίνησης δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ πρώτης και δεύτερης μέτρησης τόσο στα παιδιά με ΕΠ όσο και στην ομάδα ελέγχου. Αντίθετα, σημαντική αύξηση παρατηρήθηκε στην ταχύτητα βάδισης, στη διάρκεια μονοποδικής στήριξης, στο μήκος βηματισμού, στο μήκος διασκελισμού, στη μέγιστη πελματιαία κάμψη κατά τη φάση στήριξης και τη μέγιστη προσαγωγή κατά τη φάση στήριξης στα παιδιά με ΕΠ ενώ σημαντική ήταν και βελτίωση της αδρής τους κίνησης μέσα στο διάστημα των 8 μηνών που μεσολάβησε από την έναρξη της ανεξάρτητης βάδισης.Συμπεράσματα: Τα εναλλακτικά κινητικά πρότυπα βάδισης που αυθόρμητα υιοθετούνται από τα παιδιά με ΕΠ δεν επηρεάζουν σημαντικά το παθητικό εύρος κίνησης των αρθρώσεων και δε συμμετέχουν ιδιαίτερα στη δημιουργία μυοσκελετικών παραμορφώσεων, τουλάχιστον κατά τα πρώτα στάδια της ανάπτυξης της βάδισης. Αντίθετα, η βελτίωση των χωροχρονικών χαρακτηριστικών της βάδισης των παιδιών με ΕΠ και της αδρής κίνησης καταδεικνύει τη θετική επίδραση της εξάσκησης της βάδισης σε παραμέτρους που σχετίζονται άμεσα με την ισορροπία και την αποτελεσματικότητα της βάδισης καθώς και τη λειτουργικότητα και ανεξαρτησία των παιδιών με ΕΠ που βαδίζουν. Ταυτόχρονα, οι μεταβολές των κινηματικών χαρακτηριστικών που παρατηρήθηκαν στα παιδιά με ΕΠ κατά τα πρώτα στάδια της βάδισής τους μοιάζει να απεικονίζουν την προσπάθεια προσαρμογής του νευρομυικού συστήματος προκειμένου να καλύψει τις αυξημένες ανάγκες για σταθεροποίηση και κίνηση – τις οποίες απαιτεί η έναρξη της αυτόνομης βάδισης – μέσω της δυναμικής τροποποίησης του προτύπου βάδισης με στόχο τον αποδοτικότερο και λιγότερο ενεργοβόρο τρόπο κίνησης, αναλογικά πάντα με τη βλάβη.