De belangrijkste bevindingen van het huidige onderzoek bleek dat de betrokken hand van de kinderen met een unilaterale bovenste ledematen verminderingen hadden een significant hogere coactivation index voor pols flexie en extensie van de baseline. Bovendien verlaagt het gebruik van een polsgestuurde (door flexie) 3D geprinte handprothese de coactivatie-index tijdens polsbuiging met 70% in vergelijking met een reductie van 30% voor de niet-aangetaste hand. Hoewel in het huidige onderzoek geen significante interacties werden gevonden, werd de coactivatie-index na gebruik van een 3D-geprinte handprothese met 70% verlaagd (Tabel 3 en Fig. 2b) kan klinisch relevant zijn. In eerdere onderzoeken is coactivatie tijdens isometrische spierwerking onderzocht bij klinische populaties van kinderen en adolescenten met cerebrale parese en volwassenen met een breed scala aan neurologische pathologieën . In het algemeen hebben deze studies een grotere coactivatie van de antagonist in vergelijking met de agonist aangetoond tijdens submaximale en maximale isometrische spiercontracties . Voor individuen die verworven ledemaatamputaties ervaren, zijn de studies van spiercoactivatie onderzocht als een optie voor myoelectrische controle van prothesen van de bovenste ledematen of om de toestand van coactivatiepatronen van de resterende ledemaatspier van trans-tibiale geamputeerden te onderzoeken . Seyedali et al., gemeld dat de coactivatie-index van de resterende ledemaat van geamputeerde onderste ledematen significant groter was dan de intacte ledemaat en een controlegroep tijdens het lopen . Echter, kinderen met congenitale (n = 3) en verworven (n = 2) reductie van de trans-tibiale ledematen produceerden significant kleinere coactivatie tijdens het lopen in vergelijking met een controlegroep, wat wijst op een slechte kniestabiliteit .
er is weinig bekend over de patronen van coactivatie in de resterende bovenste ledematen van kinderen met congenitale afname van de bovenste ledematen. Er is gemeld dat coactivatie in de bovenste ledematen is een effectieve motor controle strategie die in de eerste plaats wordt waargenomen wanneer een individu behoefte heeft aan een verhoogde gezamenlijke stabiliteit of verbeterde beweging nauwkeurigheid tijdens het leren van een nieuwe motorische taak . Nochtans, wegens de inherente inefficiëntie en de verhoogde metabolische kosten, kan de bovenmatige coactivatie die in klinische populaties wordt gezien ook motorische prestaties aantasten . De resultaten van dit onderzoek wijzen er niet alleen op dat de aangetaste zijde van kinderen met congenitale verminderingen van de bovenste ledematen een significant hogere coactivatie-index vertoonde tijdens de flexie en verlenging van de pols (Tabel 2), maar ook dat de coactivatie-index met 70% werd verlaagd bij gebruik van een polsgestuurde 3D geprinte handprothese (BI vóór = 33,86 ± 22,78% versus BI na = 10,3 ± 3,9%). De hogere coactivatie-index die wordt gevonden in de aangetaste hand van kinderen met congenitale verminderingen van de bovenste ledematen komt overeen met eerdere onderzoeken die zijn uitgevoerd bij kinderen met cerebrale parese en volwassen patiënten met een beroerte . Steenbergen et al., onderzocht de functie van de bovenste ledematen van de minder aangetaste zijde bij jonge adolescenten met congenitale hemiparese en vond dat deze deelnemers zwakke positieve correlaties vertoonden tussen agonistische (triceps) activiteit en elleboogamplitude, wat erop wijst dat deficiënte agonistische in plaats van antagonistische innervatie verantwoordelijk was voor de verminderde elleboogbetrokkenheid. Hammond et al., onderzocht de coactivatie in de hemiparetische onderarm van beroerte patiënten en leeftijd-geslacht matched controle proefpersonen tijdens maximale vrijwillige isometrische pols flexie en verlenging. De auteurs vonden dat de coactivatie-index significant hoger was voor de patiënten met een beroerte dan de controlegroep. Er werd geconcludeerd dat zowel de rekrutering van agonisten als de remming van antagonisten in de hemiparetische arm verminderd zijn . Het belangrijkste verschil tussen patiënten met hersenverlamming of beroerte en de populatie in de huidige studie is het gecompromitteerde centrale zenuwstelsel. Kinderen met congenitale verminderingen van de bovenste ledematen hebben geen duidelijke disfunctie van het centrale zenuwstelsel. Er is echter enig bewijs dat kleine neurologische disfuncties laat zien bij kinderen met aangeboren onder-elleboog deficiëntie . Een longitudinaal onderzoek bij vier kinderen met reducties van de bovenste ledematen toonde aan dat drie kinderen lichte neurologische disfunctie vertoonden en twee kinderen een complexe vorm vertoonden die geassocieerd werd met ontwikkelingscoördinatiestoornis . Deze bevindingen worden gedeeltelijk ondersteund door een andere studie die heeft aangetoond dat na een follow-up van 24 jaar, personen met eenzijdige verminderingen van de bovenste ledematen problemen melden bij het uitvoeren van eenzijdige en bimanuele motorische taken, resulterend in lagere prestaties in sport-en muzikale activiteiten, Wat wijst op een kleine motorische vertraging . Veranderingen in coactivatie kunnen informatie opleveren met betrekking tot de motorische controlestrategieën van het centrale en perifere zenuwstelsel , die kan worden gebruikt om de prothese-revalidatieresultaten te verbeteren . Studies uitgevoerd bij valide deelnemers hebben aangetoond dat de hersenen en cerebellaire cortex gebruikt “interne modellen” van het lichaam om arm beweging te controleren . In de context van de functie van de bovenste ledematen zijn interne modellen neurale representaties van hoe de hand en arm zouden reageren op een neuraal Commando . Het is mogelijk dat de vermindering van coactivatie tijdens flexie in plaats van verlenging na het gebruik van een polsgestuurde 3D geprinte overgangsprothesen een weerspiegeling was van de ontwikkeling van een nieuw “intern model” om dit apparaat te besturen.
recente onderzoeken hebben gemeld dat corticale reorganisatie continu wordt gewijzigd bij gezonde volwassenen als reactie op activiteit, gedrag en het verwerven van vaardigheden . Op dezelfde manier vindt corticale reorganisatie ook plaats na letsel aan het centrale zenuwstelsel (beroerte) en perifere letsel (amputaties) . Voor congenitale verminderingen hebben eerdere onderzoeken echter gesuggereerd dat kinderen met congenitale unilaterale verminderingen van de bovenste ledematen mogelijk geen voorstelling hebben van het ontbrekende deel van de ledemaat in de hersenschors en dat voorbedrade bewegingsrepresentaties van een ledemaat de ervaring van beweging nodig hebben om tot uitdrukking te komen in de primaire motorische cortex . Bijgevolg kan het kind een beperkt aantal “motorische repertoire” hebben voor de aangetaste bovenste ledematen, waardoor de motorische functie wordt beperkt. Het is dus denkbaar dat de hogere coactivatie-index in de aangetaste hand in vergelijking met de niet-aangetaste hand van kinderen met congenitale verminderingen van de bovenste ledematen een gevolg kan zijn van een beperkt aantal “motorische repertoire” dat de mobiliteit van de pols beperkt en het gebruik van de aangetaste hand alleen bevordert voor objectstabilisatie tijdens bimanuele activiteiten .
de verminderde coactivatie-index tijdens flexie die in de aangetaste hand wordt gevonden na 6 maanden gebruik van een polsgestuurde 3D geprinte handprothese stemt overeen met eerdere onderzoeken die hebben aangetoond dat coactivatie in de bovenste ledematen afneemt tijdens het leren van een nieuwe motorische taak . Er is voorgesteld dat coactivatie kan een strategie die wordt gebruikt door het centrale zenuwstelsel vroeg in het leren van een nieuwe taak om de controle te verbeteren compenseren voor het gebrek aan motorische commando ‘ s . Na deze redenering, is het mogelijk dat na 6 maanden van het gebruik van de pols-gedreven 3D geprinte gedeeltelijke handprothese coactivatie werd verminderd als het leren plaatsvond en neurale vertegenwoordiging van deze taak werd gevormd om de controle te verbeteren . De vermindering van de coactivatie na een periode van gebruik van het apparaat werd weerspiegeld tijdens de maximale vrijwillige isometrische flexie van de pols van de aangetaste hand (Tabel 2 en Fig. 2b). Deze verminderde coactivatie kan klinisch relevant zijn omdat het een mogelijke beoordeling biedt om de staat van coactivatiepatronen van de resterende ledemaatspier te onderzoeken bij kinderen met congenitale reducties van de bovenste ledematen, met mogelijke toepassingen op de myoelectrische controle van prothesen van de bovenste ledematen.
de perifere mechanismen die verantwoordelijk zijn voor de vermindering van coactivatie bij onze proefpersonen na gebruik van een polsgestuurde 3D geprinte gedeeltelijke handprothese kunnen worden verklaard door de herhaalde flexie van de resterende pols van de aangetaste hand van de kinderen die deelnemen aan dit onderzoek. Specifiek, kan de pols-gedreven 3D geprinte gedeeltelijke handprothese de stimulus aan de hoogst innervated scapholunate interosseous ligament van de pols hebben verhoogd die desensibilisatie veroorzaken . Het scapholunaat interosseus ligament was intact in de getroffen ledemaat van onze proefpersonen aangetoond door de aanwezigheid van pols mobiliteit en functionele bereik van de beweging (20° tot 30°). Zoals aangetoond door Hagert et al., 2009 coactivatie van pols flexoren en extensors vond plaats na stimulatie van het scapholunaat interosseus ligament. Bovendien is aangetoond dat coactivatie na revalidatie, inclusief excentrische, concentrische of isometrische polsoefeningen, het vermogen van de patiënt verbetert om flexoren of extensoren effectiever te activeren die het coactivatiepatroon regelen om een evenwichtige polsbeweging te produceren . Zo kan worden gespeculeerd dat de eenvoudige actie van het buigen van de pols herhaaldelijk om de vinger van de pols-gedreven 3D geprinte handprothese te sluiten kan een desensibilisatie van het scapholunate interosseous ligament hebben bijgedragen aan de vermindering van de coactivatie-index waargenomen na het langdurige gebruik van dit apparaat . Er is meer bewijs nodig om de bijdragen van het scapholunaat interosseus ligament en revalidatieoefeningen aan veranderingen in coactivatie van de polsspieren van kinderen met aangeboren gedeeltelijke handreductie deficiënties te beoordelen.
de potentiële beperkingen van dit onderzoek houden verband met het ontbreken van een op de leeftijd afgestemde controlegroep, een klein aantal kinderen dat aan het onderzoek deelneemt en hun grote leeftijdscategorie (van 6 tot 16 jaar). Al deze factoren kunnen hebben bijgedragen aan ons gebrek aan significante interacties. In het huidige onderzoek werd geen leeftijdsgebonden controlegroep opgenomen om de typische ontwikkeling van spieractivering en-sterkte bij leeftijdsgebonden kinderen gedurende de duur van het onderzoek te beoordelen. De contralaterale arm werd echter als controle gebruikt, zoals in eerdere onderzoeken werd gesuggereerd en beschreven . Een steekproef van negen kinderen (2 meisjes en 7 jongens) maakte het moeilijk om onderzoeksdeelnemers te groeperen naar leeftijd en geslacht. Zo kunnen bijvoorbeeld het verschil in leeftijd in Tabel 1, de resulterende variabiliteit tussen proefpersonen in sterkte in Tabel 2 en de kleine steekproefgrootte (n = 5) van kinderen die een bezoek voltooiden na het gebruik van de pols-aangedreven 3D geprinte handprothese gedurende een periode van 6 maanden hebben bijgedragen tot de niet-significante veranderingen in sterkte die in het huidige onderzoek worden vastgesteld (Tabel 2). De vermindering van coactivatie van de flexoren van de onderarm zonder veranderingen in sterkte na het gebruik van een 3D geprinte handprothese is consistent met bevindingen bij typisch ontwikkelende kinderen die geen correlaties vertonen tussen isometrische spiersterkte en coactivatie van hamstrings tijdens maximale isometrische spieracties van de knieverlengers . Het gebrek aan correlatie tussen spierkracht en coactivatie van de spieren van de onderste ledematen van pediatrische proefpersonen illustreert de complexiteit van de motorische controlestrategieën van het zich ontwikkelende neuromusculaire systeem . Bovendien werd de applicator van de spiertestbank in dit onderzoek aan het distale uiteinde van de aangetaste hand geplaatst en op een vergelijkbare plaats aan de basis van de palm van de niet-aangetaste hand. Daarom is het mogelijk dat fouten in de positionering van het applicatorkussen tijdens de sterktetests van de niet-aangetaste hand de momentarm van het polsgewricht hebben veranderd, waardoor de koppelontwikkeling werd beïnvloed en de sterktewaarden die voor de niet-aangetaste hand van proefpersoon 1 en 7 in Tabel 2 kunstmatig werden verlaagd.
toekomstige onderzoeken dienen de invloed te onderzoeken van het gebruik van prothesen van de bovenste ledematen in de activeringspatronen van de motorische cortex in de hersenen en de veranderingen in de neurale plasticiteit bij kinderen die congenitaal en verworven ledemaatverlies ervaren. Bovendien zal een uitgebreid elektromyografisch onderzoek van de spieren die de prothese van de bovenste ledematen controleren, kritische informatie verschaffen over de toestand van de coactivatiepatronen van de resterende spierstructuur van kinderen met congenitale reducties van de bovenste ledematen. Ten slotte zal het vaststellen van een dosis-respons van dagelijks gebruik van protheses en neuromusculaire verbeteringen cruciale informatie verschaffen aan clinici en patiënten om specifieke klinische resultaten te bereiken die de huidige prothetische revalidatieprogramma ‘ s verbeteren.