Background: Cerebral palsy (CP) results from an infant brain damage and displays one of the most common reasons for physical impairment in children. It is therefore of major importance for the daily mobility and overall quality of life of these children, to continuously optimize current treatment options that improve motor function. Selective dorsal rhizotomy (SDR) is an invasive neurosurgical approach aiming to reduce spasticity of the lower extremities through the selective sectioning of afferent sensory spinal nerve rootlets. In order to detect gait pathologies and validate therapeutic outcomes, instrumented gait analysis has been proven to be a renowned tool. However, the influence of SDR on ground reaction forces (GRF), examining force curves over time during forward movement, has not been evaluated in CP children yet. Patients and methods: Within prospective 3D gait analysis force platform data of 24 ambulatory children with bilateral spastic CP (15 female, 9 male; mean age at SDR 6.4 ± 1.4 years, GMFCS Level I-III) were collected preoperatively and 12 months post SDR. Analysis of data was performed retrospectively. Besides, we assessed an age-matched lab standard of 11 typically developing children (TDC; 6 female, 5 male; mean age 6.4 ± 1.8 years). Results: CP children showed significant changes in GRF parameters 12 months post SDR. The first peak of the vertical GRF (Fz1) occurred significantly later in % stance phase post SDR (p=0.027). In the anterior-posterior (a.p.) direction, the decelerating (p=0.007) and accelerating (p=0.049) peak forces as well as the decelerating impulse (p=0.001) increased, comparing pre- to postoperative values. The a.p. net impulse decreased towards zero (p=0.034) post SDR. In addition, the postoperative results of the CP children tended to approach the results of TDC. Conclusion: In conclusion, this study shows a positive influence of SDR on several vertical and a.p. GRF parameters in CP children 12 months post SDR. These changes indicate improvements in gait stability and control as well as a more efficient forward movement.
Hintergrund: Die infantile Cerebralparese (CP) basiert auf einer frühkindlichen Hirnschädigung und stellt eine der häufigsten Ursachen für körperliche Behinderung im Kindesalter dar. Die Optimierung der vielfältigen Therapieansätze zur Verbesserung der motorischen Funktion ist von großer Bedeutung für die Mobilität und Lebensqualität der Kinder. Die selektive dorsale Rhizotomie (SDR) ist ein neurochirurgisches Verfahren, bei welchem durch selektive Durchtrennung afferenter sensorischer Nervenfasern die funktionseinschränkende Spastik reduziert wird. Die instrumentierte 3D-Ganganalyse eignet sich einerseits zur Objektivierung von Gangpathologien, andererseits zur Überprüfung der Wirksamkeit von therapeutischen Interventionen auf das Gangbild. Ein potentieller Effekt der SDR bei Kindern mit CP auf die Bodenreaktionskräfte, die eine Aussage über den Kraft-Zeit-Verlauf während der Vorwärtsbewegung erlauben, wurde bislang noch nicht untersucht. Patienten und Methoden: In einer Kohorte von 24 gehfähigen Kindern mit bilateral spastischer CP (15 weiblich, 9 männlich, mittleres Alter zum Zeitpunkt der SDR 6,4 ± 1,4 Jahre, GMFCS Level I-III) wurden mittels 3D-Ganganalyse die Bodenreaktionskräfte präoperativ und 12 Monate post-SDR untersucht. Die Datenerhebung erfolgte prospektiv, die Datenauswertung retrospektiv. Zur Etablierung eines Laborstandards wurden 11 typisch entwickelte Kinder (TDC, 6 weiblich, 5 männlich, mittleres Alter 6,4 ± 1,8 Jahre) untersucht. Ergebnisse: Die Kinder mit CP zeigten 12 Monate post-SDR signifikante Änderungen der Bodenreaktionskräfte. Der erste Ausschlag der vertikalen Bodenreaktionskraft (Fz1) trat in der Standphase zeitlich später auf als prä-SDR (p=0,027). In anterior-posteriorer (a.p.) Richtung nahmen die maximale Brems- (p=0,007) und Propulsionskraft (p=0,049), sowie der Bremsimpuls (p=0,001) im prä- zum postoperativen Vergleich zu. Der a.p. Netto-Impuls verschob sich postoperativ in Richtung Null (p=0,034). Zudem kam es post-SDR tendenziell zu einer Annäherung der Werte an den Laborstandard der TDC. Schlussfolgerung: Zusammenfassend zeigte sich bei Kindern mit CP 12 Monate post-SDR ein positiver Einfluss auf verschiedene Bodenreaktionskraft-Parameter in der vertikalen und a.p. Richtung. Diese Veränderungen sprechen für eine verbesserte Gangstabilität und -kontrolle sowie eine effizientere Vorwärtsbewegung.
