de viktigaste resultaten från den aktuella undersökningen visade att den drabbade handen hos barn med ensidiga övre extremiteter hade ett signifikant högre koaktiveringsindex för handledsböjning och förlängning vid baslinjen. Vidare sänkte användningen av en handledsdriven (genom flexion) 3D-tryckt handprotes koaktiveringsindexet under handledsböjning med 70% jämfört med en 30% reduktion för den icke-drabbade handen. Även om inga signifikanta interaktioner hittades i den aktuella undersökningen, en 70% minskning av koaktiveringsindexet efter användning av en 3D-tryckt handprotes (tabell 3 och Fig. 2b) kan vara kliniskt relevant. Tidigare undersökningar har undersökt koaktivering under isometriska muskelåtgärder i kliniska populationer av barn och ungdomar med cerebral pares samt vuxna med ett brett spektrum av neurologiska patologier . I allmänhet har dessa studier funnit en större koaktivering av antagonisten jämfört med agonisten under submaximala och maximala isometriska muskelkontraktioner . För individer som upplever förvärvade lemmaramputationer har studierna av muskelkoaktivering undersökts som ett alternativ för myoelektrisk kontroll av proteser i övre extremiteter eller för att undersöka tillståndet för koaktiveringsmönster för restmuskulaturen hos trans-tibiala amputerade . Seyedali et al., rapporterade att koaktiveringsindexet för den kvarvarande lemmen i amputerade i nedre extremiteterna var signifikant större än den intakta lemmen och en kontrollgrupp under gång . Barn med medfödd (n = 3) och förvärvad (n = 2) trans-tibial lem reduktion producerade emellertid signifikant mindre koaktivering under gång jämfört med en kontrollgrupp som tyder på dålig knästabilitet .
Lite är känt om mönstren för koaktivering i den återstående övre Lemmens muskulatur hos barn med medfödda övre extremiteter. Det har rapporterats att koaktivering i överbenen är en effektiv motorstyrningsstrategi som främst observeras när en individ behöver ökad ledstabilitet eller förbättrad rörelseprecision medan man lär sig en ny motoruppgift . På grund av den inneboende ineffektiviteten och ökade metaboliska kostnaden kan den överdrivna koaktiveringen som ses i kliniska populationer också försämra motorprestanda . Resultaten från den aktuella undersökningen tyder inte bara på att den drabbade sidan av barn med medfödda övre extremiteter visade ett signifikant högre koaktiveringsindex under handledsböjning och förlängning (Tabell 2), men också att koaktiveringsindexet reducerades med 70% vid användning av en handledsdriven 3D-tryckt handprotes (CI före = 33,86 22,78% av barnen jämfört med CI efter = 10,3 3,9% av dem). Det högre koaktiveringsindex som finns i den drabbade handen hos barn med medfödda övre extremiteter överensstämmer med tidigare undersökningar utförda hos barn med cerebral pares och vuxna strokepatienter . Steenbergen et al. hos unga ungdomar med medfödd hemipares och fann att dessa deltagare visade svaga positiva korrelationer mellan agonist (triceps) aktivitet och armbågsamplitud, vilket tyder på att bristfällig agonist snarare än antagonistinervation var ansvarig för det minskade armbågsinvolveringen. Hammond et al., undersökte koaktiveringen i den hemiparetiska underarmen hos strokepatienter och ålder-könsmatchade kontrollpersoner under maximal frivillig isometrisk handledsböjning och förlängning. Författarna fann att koaktiveringsindexet var signifikant större för strokepatienterna än kontroller. Det drogs slutsatsen att både agonistrekrytering och antagonistinhibering försämras i den hemiparetiska armen . Huvudskillnaden mellan patienter med cerebral pares eller stroke och befolkningen i den aktuella studien är det komprometterade centrala nervsystemet. Barn med medfödda övre extremiteter har ingen uppenbar dysfunktion i centrala nervsystemet. Det finns dock vissa bevis som visar mindre neurologiska dysfunktioner hos barn med medfödd underarmsbrist . En longitudinell studie av fyra barn med övre extremiteter minskade att tre barn presenterade mindre neurologisk dysfunktion och två barn presenterade en komplex form associerad med utvecklingskoordinationsstörning . Dessa resultat stöds delvis av en annan studie som fann att efter en 24-årig uppföljning rapporterar individer med ensidiga övre extremiteter svårigheter att utföra ensidiga och bimanuella motoruppgifter vilket resulterar i lägre prestanda i sport och musikaliska aktiviteter som indikerar en mindre motorfördröjning . Förändringar i koaktivering kan ge information relaterad till motorstyrningsstrategierna i centrala och perifera nervsystemet , som kan användas för att förbättra protesrehabiliteringsresultat . Studier utförda i skickliga deltagare har visat att hjärnan och cerebellär cortex använder ”interna modeller” av kroppen för att kontrollera armrörelsen . I samband med övre extremitetsfunktion är interna modeller neurala representationer av hur handen och armen skulle reagera på ett neuralt kommando . Det är möjligt att minskningen av koaktivering under flexion snarare än förlängning efter användning av en handledsdriven 3D-tryckt övergångsproteser var en återspegling av utvecklingen av en ny ”intern modell” för att styra denna enhet.
nya undersökningar har rapporterat att kortikal omorganisation kontinuerligt modifieras hos friska vuxna som svar på aktivitet, beteende och kompetensförvärv . På liknande sätt sker kortikal omorganisation också efter skada på centrala nervsystemet (stroke) och perifer skada (amputationer) . För medfödda minskningar har emellertid tidigare undersökningar föreslagit att barn med medfödda ensidiga övre extremitetsreduktioner kan sakna representation av den saknade delen av lemmen i hjärnbarken och att förbundna rörelserepresentationer av en lem behöver upplevelsen av rörelse att uttryckas inom den primära motoriska cortexen . Följaktligen kan barnet ha ett begränsat antal” motorrepertoar ” för den drabbade övre extremiteten, vilket begränsar motorfunktionen. Således är det tänkbart att det högre koaktiveringsindex som finns i den drabbade handen jämfört med den icke-drabbade handen hos barn med medfödda övre extremiteter kan vara ett resultat av begränsat antal ”motorrepertoar” som begränsar rörligheten i handleden och främjar användningen av den drabbade handen endast för objektstabilisering under bimanuella aktiviteter .
det minskade koaktiveringsindexet under flexion som hittades i den drabbade handen efter 6 månaders användning av en handledsdriven 3D-tryckt handprotes överensstämmer med tidigare undersökningar som har funnit att koaktivering i överbenen minskar under loppet av att lära sig en ny motoruppgift . Det har föreslagits att koaktivering kan vara en strategi som används av centrala nervsystemet tidigt för att lära sig en ny uppgift för att förbättra kontrollen som kompenserar för bristen på motorkommandon . Efter denna motivering är det möjligt att efter 6 månaders användning av den handledsdrivna 3D-tryckta partiella handprotesen koaktivering reducerades när inlärningen ägde rum och neural representation av denna uppgift bildades för att förbättra kontrollen . Minskningen av koaktivering efter en period av användning av anordningen återspeglades under den maximala frivilliga isometriska flexionen av handleden på den drabbade handen (Tabell 2 och Fig. 2b). Denna reducerade koaktivering kan vara kliniskt relevant eftersom den ger en potentiell bedömning för att undersöka tillståndet för koaktiveringsmönster för restmuskulaturen hos barn med medfödda övre extremiteter med möjliga tillämpningar på myoelektrisk kontroll av proteser i övre extremiteter.
de perifera mekanismerna som är ansvariga för minskningen av koaktivering i våra forskningsämnen efter användning av en handledsdriven 3D-tryckt partiell handprotes kan förklaras av den upprepade flexionen av den kvarvarande handleden på den drabbade handen hos barnen som deltar i den aktuella undersökningen. Specifikt kan den handledsdrivna 3D-tryckta partiella handprotesen ha ökat stimulansen till det mycket innerverade scapholunate interosseous ligamentet i handleden som producerar desensibilisering . Det scapholunate interosseous ligamentet var intakt i den drabbade lemmen hos våra forskningsämnen som demonstrerades av närvaron av handledsmobilitet och funktionellt rörelseområde (20 till 30 till 30). Som framgår av Hagert et al., 2009 koaktivering av handledsböjare och extensorer inträffade efter stimulering av scapholunate interosseous ligament. Vidare har det visats att koaktivering efter rehabiliteringsregim inklusive excentriska, koncentriska eller isometriska handledsövningar förbättrar patientens förmåga att mer effektivt aktivera flexorer eller extensorer som styr koaktiveringsmönstret för att producera en balanserad handledsrörelse . Således kan det spekuleras att den enkla åtgärden att böja handleden upprepade gånger för att stänga fingret på den handledsdrivna 3D-tryckta handprotesen kan ha producerat en desensibilisering av scapholunate interosseous ligament som bidrar till minskningen av koaktiveringsindexet observerat efter långvarig användning av denna enhet . Mer bevis behövs för att bedöma bidrag från scapholunate interosseous ligament och rehabiliteringsövningar till förändringar i koaktivering av handledsmusklerna hos barn med medfödda partiella handreduceringsbrister.
de potentiella begränsningarna i den aktuella undersökningen är relaterade till bristen på en åldersmatchad kontrollgrupp, ett litet antal barn som deltar i studien och deras brett spektrum av åldrar (6 till 16 år). Alla dessa faktorer kan ha bidragit till vår brist på betydande interaktioner. Den aktuella studien inkluderade inte en åldersmatchad kontrollgrupp för att bedöma den typiska utvecklingen av muskelaktivering och styrka hos åldersmatchade barn under studiens tidsperiod. Den kontralaterala armen användes emellertid som en kontroll, som föreslagits och beskrivits i tidigare undersökningar . En provstorlek på nio barn (2 flickor och 7 pojkar) gjorde det svårt att gruppera forskningsdeltagare efter ålder och kön. Till exempel skillnaden i ålder som visas i Tabell 1, den resulterande interpersonella variationen i styrka som visas i Tabell 2 och den lilla provstorleken (n = 5) hos barn som avslutade ett besök efter att ha använt den handledsdrivna 3D-tryckta handprotesen under en period av 6 månader kan ha bidragit till de icke-signifikanta förändringar i styrka som hittades i den aktuella studien (Tabell 2). Minskningen i koaktivering av underarmsflexorerna utan förändringar i styrka efter användning av en 3D-tryckt handprotes överensstämmer med fynd i typiskt utvecklande barn som inte visar några korrelationer mellan isometrisk muskelstyrka och koaktivering av hamstrings under maximal isometrisk muskelverkan hos knäförlängarna . Bristen på korrelation mellan muskelstyrka och koaktivering av nedre extremitetsmuskler hos barn visar komplexiteten hos motorstyrningsstrategierna i det utvecklande neuromuskulära systemet . Vidare placerades applikatorplattan i muskeltestdynamometern i den aktuella undersökningen vid den distala änden av den drabbade handen och på en jämförbar plats vid basen av handflatan på den icke-drabbade handen. Därför är det möjligt att fel i placeringen av applikatorplattan under hållfasthetsprovning av den icke-drabbade handen kan ha förändrat ögonblicket arm i handleden som påverkar vridmomentutvecklingen och artificiellt minskar hållfasthetsvärdena rapporterade för den icke-drabbade handen av ämne 1 och 7 i Tabell 2.
framtida undersökningar bör undersöka påverkan av att använda proteser i övre extremiteter i hjärnaktiveringsmönstren i motorbarken och de neurala plasticitetsförändringarna hos barn som upplever medfödd och förvärvad lem förlust. Dessutom kommer en omfattande elektromyografisk undersökning av musklerna som styr överkroppsprotesen att ge kritisk information om tillståndet för koaktiveringsmönstren för den återstående muskelstrukturen hos barn med medfödda övre extremiteter. Slutligen etablerar ett dosrespons av daglig protesanvändning och neuromuskulära förbättringar kommer att ge avgörande information till kliniker och patienter för att nå specifika kliniska resultat som förbättrar nuvarande protesrehabiliteringsprogram.