hlavní zjištění tohoto šetření ukázala, že postižená ruka dětí s jednostranným snížením horní končetiny měla na začátku významně vyšší index koaktivace pro flexi a prodloužení zápěstí. Kromě toho použití 3D tištěné protézy ruky řízené zápěstím (flexí) snížilo index koaktivace během flexe zápěstí o 70% ve srovnání s 30% snížením pro nezasaženou ruku. Ačkoli v současném šetření nebyly nalezeny žádné významné interakce, 70% snížení indexu koaktivace po použití 3D tištěné ruční protézy(Tabulka 3 a obr. 2b) může být klinicky relevantní. Předchozí výzkumy zkoumaly koaktivaci během izometrických svalových akcí u klinických populací dětí a dospívajících s dětskou mozkovou obrnou i dospělých se širokou škálou neurologických patologií . Obecně tyto studie zjistily větší koaktivaci antagonisty ve srovnání s agonistou během submaximálních a maximálních izometrických svalových kontrakcí . U jedinců, kteří zažívají získané amputace končetin, byly zkoumány studie svalové koaktivace jako možnost pro myoelektrickou kontrolu protéz horních končetin nebo pro zkoumání stavu koaktivačních vzorců zbytkového svalstva končetin trans-tibiálních amputací . Seyedali et al., hlásil, že index koaktivace zbytkové končetiny amputovaných dolních končetin byl významně vyšší než intaktní končetina a kontrolní skupina během chůze . Děti s vrozenou (n = 3) a získanou (n = 2) redukcí trans-tibiální končetiny však vyvolaly významně menší koaktivaci během chůze ve srovnání s kontrolní skupinou, což naznačuje špatnou stabilitu kolene .
o vzorcích koaktivace ve zbytkovém svalstvu horní končetiny u dětí s vrozeným snížením horní končetiny je známo jen málo. Bylo hlášeno, že koaktivace v horních končetinách je účinná strategie řízení motoru, která je primárně pozorována, když jedinec potřebuje zvýšenou stabilitu kloubů nebo zlepšenou přesnost pohybu při učení nového motorického úkolu . Vzhledem k inherentní neefektivitě a zvýšeným metabolickým nákladům však nadměrná koaktivace pozorovaná u klinických populací může také zhoršit motorický výkon . Výsledky tohoto šetření nejen naznačují, že postižená strana dětí s vrozeným snížením horní končetiny vykazovala významně vyšší index koaktivace během flexe a prodloužení zápěstí (Tabulka 2), ale také že index koaktivace byl snížen o 70% při použití 3D tištěné ruční protézy řízené zápěstím (CI před = 33, 86 ± 22, 78% oproti CI po = 10, 3 ± 3, 9%). Vyšší index koaktivace zjištěný v postižené ruce dětí s vrozeným snížením horní končetiny souhlasí s předchozími vyšetřeními prováděnými u dětí s dětskou mozkovou obrnou a dospělými pacienty s mrtvicí . Steenbergen a kol., zkoumal funkci horní končetiny méně postižené strany u mladých adolescentů s vrozenou hemiparézou a zjistil, že tito účastníci vykazovali slabé pozitivní korelace mezi aktivitou agonisty (tricepsu) a amplitudou lokte, což naznačuje, že nedostatečná inervace agonisty spíše než antagonisty byla zodpovědná za snížené postižení lokte. Hammond a kol., zkoumal koaktivaci v hemiparetickém předloktí pacientů s cévní mozkovou příhodou a kontrolních subjektů odpovídajících věku a pohlaví během maximální dobrovolné izometrické flexe a prodloužení zápěstí. Autoři zjistili, že index koaktivace byl významně vyšší u pacientů s cévní mozkovou příhodou než u kontrol. Byl učiněn závěr, že jak nábor agonistů, tak inhibice antagonistů jsou v hemiparetickém rameni narušeny . Hlavní rozdíl mezi pacienty s mozkovou obrnou nebo mrtvicí a populací v současné studii je ohrožený centrální nervový systém. Děti s vrozeným snížením horní končetiny nemají zjevnou dysfunkci centrálního nervového systému. Existují však určité důkazy, které ukazují menší neurologické dysfunkce u dětí s vrozeným nedostatkem pod loktem . Longitudinální studie čtyř dětí s redukcí horních končetin zjistila, že tři děti vykazovaly menší neurologickou dysfunkci a dvě děti vykazovaly komplexní formu spojenou s poruchou vývojové koordinace . Tato zjištění jsou částečně podporována další studií, která zjistila, že po 24letém sledování jedinci s jednostranným snížením horní končetiny hlásí potíže s jednostrannými a bimanuálními motorickými úkoly, což má za následek nižší výkon ve sportovních a hudebních činnostech, což naznačuje menší zpoždění motoru . Změny v koaktivaci mohou poskytnout informace týkající se strategií řízení motoru centrálního a periferního nervového systému, které lze použít ke zlepšení výsledků protetické rehabilitace . Studie provedené u zdatných účastníků ukázaly, že mozek a mozková kůra používají „vnitřní modely“ těla k řízení pohybu paží . V souvislosti s funkcí horní končetiny jsou interní modely nervovými reprezentacemi toho, jak by ruka a paže reagovaly na neurální příkaz . Je možné, že snížení koaktivace během flexe spíše než prodloužení po použití 3D tištěných přechodových protéz poháněných zápěstím bylo odrazem vývoje nového „interního modelu“ pro ovládání tohoto zařízení.
nedávné výzkumy uvádějí, že kortikální reorganizace je u zdravých dospělých neustále modifikována v reakci na aktivitu, chování a získávání dovedností . Podobně k kortikální reorganizaci dochází také po poranění centrálního nervového systému (mrtvice) a periferního poškození (amputace) . U vrozených redukcí však předchozí výzkumy naznačují, že děti s vrozenými jednostrannými redukcemi horní končetiny mohou postrádat reprezentaci chybějící části končetiny v mozkové kůře a že předpjaté pohybové reprezentace končetiny potřebují zkušenosti s pohybem, které mají být vyjádřeny v primární motorické kůře . V důsledku toho může mít dítě omezený počet „motorického repertoáru“ pro postiženou horní končetinu, což omezuje funkci motoru. Je tedy možné, že vyšší index koaktivace nalezený v postižené ruce ve srovnání s nezasaženou rukou dětí s vrozeným snížením horní končetiny může být výsledkem omezeného počtu „motorického repertoáru“ omezujícího pohyblivost zápěstí a podporujícího použití postižené ruky pouze pro stabilizaci objektu během bimanuálních aktivit .
snížený index koaktivace během flexe zjištěný v postižené ruce po 6 měsících použití 3D tištěné protézy ruky řízené zápěstím souhlasí s předchozími výzkumy, které zjistily, že koaktivace v horních končetinách klesá v průběhu učení nový motorický úkol . Bylo navrženo, že koaktivace může být strategií, kterou používá centrální nervový systém brzy při učení nového úkolu ke zlepšení kontroly kompenzující nedostatek motorických příkazů . V návaznosti na toto zdůvodnění je možné, že po 6 měsících používání zápěstí řízené 3D tištěné částečné protézy byla koaktivace snížena, jak probíhalo učení a byla vytvořena neurální reprezentace tohoto úkolu ke zlepšení kontroly . Snížení koaktivace po určité době používání přístroje se projevilo během maximální dobrovolné izometrické flexe zápěstí postižené ruky (Tabulka 2 a obr. 2b). Tato snížená koaktivace může být klinicky relevantní, protože poskytuje potenciální hodnocení ke zkoumání stavu koaktivačních vzorců zbytkového svalstva končetin u dětí s vrozeným snížením horní končetiny s možnými aplikacemi na myoelektrickou kontrolu protéz horních končetin.
periferní mechanismy odpovědné za snížení koaktivace u našich výzkumných subjektů po použití zápěstí řízené 3D tištěnou částečnou protézou ruky lze vysvětlit opakovaným ohnutím zbytkového zápěstí postižené ruky dětí účastnících se tohoto vyšetřování. Konkrétně zápěstí řízená 3D tištěná částečná protéza ruky může zvýšit podnět k vysoce inervovanému skapolunátovému interosseous vazu zápěstí, který způsobuje desenzibilizaci . Scapholunate interosseous Vaz byl neporušený v postižené končetině našich výzkumných subjektů prokázaných přítomností pohyblivosti zápěstí a funkčního rozsahu pohybu (20° až 30°). Jak ukazuje Hagert et al., 2009 koaktivace flexorů a extenzorů zápěstí nastala po stimulaci interosseózního vazu scapholunate. Dále bylo prokázáno, že koaktivace po rehabilitačním režimu včetně excentrických, soustředných nebo izometrických cvičení zápěstí zlepšuje schopnost pacienta účinněji aktivovat flexory nebo extenzory ovládající vzor koaktivace a vytvářet vyvážený pohyb zápěstí . Lze tedy spekulovat, že jednoduché působení opakovaného ohnutí zápěstí k uzavření prstu 3D tištěné protézy ruky řízené zápěstím mohlo vést k desenzibilizaci skapholunátového interosseózního vazu přispívajícího ke snížení indexu koaktivace pozorovaného po dlouhodobém používání tohoto zařízení . Je zapotřebí více důkazů k posouzení příspěvků scapholunate interosseous VAZ a rehabilitační cvičení ke změnám v koaktivaci zápěstních svalů dětí s vrozenými částečnými nedostatky redukce rukou.
potenciální omezení tohoto šetření souvisí s nedostatkem kontrolní skupiny odpovídající věku, malým počtem dětí účastnících se studie a jejich širokým rozsahem věku (6 až 16 let). Všechny tyto faktory mohly přispět k našemu nedostatku významných interakcí. Současná studie nezahrnovala kontrolní skupinu odpovídající věku k posouzení typického vývoje svalové aktivace a síly u dětí odpovídajících věku v časovém rozpětí studie. Kontralaterální rameno však bylo použito jako kontrola, jak bylo navrženo a popsáno v předchozích šetřeních . Velikost vzorku devíti dětí (2 dívky a 7 chlapců) ztěžovala seskupení účastníků výzkumu podle věku a pohlaví. Například rozdíl ve věku uvedený v tabulce 1, výsledná variabilita síly mezi subjekty uvedená v tabulce 2 a malá velikost vzorku (n = 5) dětí, které dokončily návštěvu po použití 3D tištěné ruční protézy na zápěstí po dobu 6 měsíců, mohly přispět k nevýznamným změnám síly zjištěným v současné studii (Tabulka 2). Snížení koaktivace flexorů předloktí bez změn síly po použití 3D tištěné ruční protézy je v souladu s nálezy u typicky se vyvíjejících dětí, které nevykazují žádné korelace mezi izometrickou svalovou silou a koaktivací hamstringů během maximálních izometrických svalových akcí extenzorů kolen . Nedostatek korelace mezi svalovou silou a koaktivací svalů dolních končetin pediatrických subjektů ilustruje složitost strategií řízení motoru vyvíjejícího se neuromuskulárního systému . Kromě toho byla aplikátorová podložka svalového testovacího dynamometru v tomto šetření umístěna na distálním konci postižené ruky a na srovnatelném místě na spodní straně dlaně nezasažené ruky. Proto je možné, že chyby v polohování podložky aplikátoru během zkoušení pevnosti nezasažené ruky mohly změnit momentové rameno zápěstního kloubu ovlivňující vývoj točivého momentu a uměle snižovat hodnoty pevnosti hlášené pro nezasaženou ruku subjektu 1 a 7 v tabulce 2.
budoucí vyšetřování by mělo zkoumat vliv použití protéz horních končetin v mozkových aktivačních vzorcích motorické kůry a změny nervové plasticity u dětí trpících vrozenou a získanou ztrátou končetin. Navíc komplexní elektromyografické vyšetření svalů ovládajících protézu horních končetin poskytne kritické informace o stavu koaktivačních vzorců zbývající svalové struktury dětí s vrozenými redukcemi horních končetin. A konečně, stanovení odpovědi na dávku při každodenním používání protézy a neuromuskulárním zlepšení poskytne klinickým lékařům a pacientům zásadní informace k dosažení konkrétních klinických výsledků zvyšujících současné protetické rehabilitační programy.