UA
Аннотация
Предпосылки
Дети с синдромом Дауна (СД) часто демонстрируют недоразвитые моторные способности и адаптацию. Подъем по лестнице является распространенной задачей для исследования локомоторной функции, а внешняя нагрузка на голеностопный сустав часто используется для нарушения стабильности системы и наблюдения за появлением новых паттернов.
Вопросы исследования
Как высота лестницы и внешняя нагрузка на голеностопный сустав влияют на локомоторные приспособления у детей в возрасте от 5 до 11 лет с типичным развитием (ТР) и с ДС во время подъема по лестнице?
Методы
В исследовании приняли участие 14 детей с СД и 14 детей с ТП, которые соответствовали по возрасту и полу. Они ходили по 5-метровой дорожке и поднимались по 3-ступенчатой лестнице разной высоты (низкой, средней и высокой) с нагрузкой на голеностопный сустав или без нее. Для сбора данных использовали 3D-систему захвата движения. Зависимые переменные включали время стояния и расстояние между пальцами ног до ступенек перед подъемом, а также вертикальный зазор между пальцами ног и горизонтальную скорость пальцев ног во время подъема по лестнице. Для статистического анализа были проведены смешанные ANOVA с повторными измерениями.
Результаты
Перед подъемом по лестнице группа КД демонстрировала большее время стояния и меньшее расстояние от носка до ступеньки, чем группа ТР. Внешняя нагрузка на голеностопный сустав в большей степени влияла на время стояния и расстояние от носка до ступенек в группе СД, чем в группе ТР. Во время подъема по лестнице, в то время как группа ТР в целом сохраняла расстояние между пальцами стопы и уменьшала горизонтальную скорость движения пальцев стопы с увеличением высоты ступенек, группа СД уменьшала расстояние между пальцами стопы и сохраняла горизонтальную скорость движения пальцев стопы. В частности, группа СД продемонстрировала больший зазор между пальцами стопы, чем группа ТР, в состоянии LS, но меньший зазор между пальцами стопы в состоянии HS. Кроме того, внешняя нагрузка на голеностопный сустав увеличило зазор между пальцами стопы и уменьшило горизонтальную скорость пальцев стопы в обеих группах.
Значение
Дети с СД демонстрируют недоразвитые локомоторные приспособления во время подъема по лестнице. Внешняя нагрузка на голеностопный сустав помогает детям с СД регулировать зазор между пальцами стопы и горизонтальную скорость пальцев стопы для различных высот лестницы.
Вступление
Синдром Дауна (СД) является наиболее распространенным генетическим заболеванием. Дети с СД часто демонстрируют задержку моторного развития и измененные паттерны походки, такие как медленная скорость ходьбы и короткие, но широкие шаги, чем у их сверстников, которые развиваются нормально. Они также демонстрируют недоразвитые опережающие локомоторные приспособления (ALA) с незначительным изменением длины шага и длинной паузой перед препятствием. Препятствие или парадигма лестницы является идеальной средой для понимания двигательной стратегии и адаптации. Согласно теории динамических систем, определенные паттерны можно определить как \»аттракторы\», которые приспосабливаются к различным средам и/или двигательным задачам. Из-за недостаточно развитой моторики дети с СД часто выбирают более консервативную стратегию (например, ползание вместо ходьбы) как аттрактор и демонстрируют больший зазор между пальцами ног при пересечении препятствий. В клинических условиях лестница часто используется для оценки общей двигательной функции детей с двигательными нарушениями и без них, а также для оценки эффективности физической терапии. Практически, преодоление лестницы связано с спотыканиями и непреднамеренными падениями в каждой возрастной группе. Однако было проведено мало исследований у детей с СД, чтобы понять их локомоторные приспособления во время подъема по лестнице.
В отличие от преодоления препятствий, подъем по лестнице требует постоянного подъема вверх и ограничения длины шага и постановки стопы. Кроме того, кожная обратная связь от стоп перед подъемом может не быть полезной при переходе с ровной поверхности на лестницу. Как следствие, взрослые часто делают больший зазор между пальцами ног на первом переходном шаге, чем на последующих шагах. Взрослые также демонстрируют большую горизонтальную скорость пальцев ног на первой переходной ступеньке, что затрудняет восстановление равновесия в случае спотыкания . Увеличение высоты лестницы обычно приводит к уменьшению горизонтальной скорости пальцев ног у взрослых, что снижает риск спотыкания . Однако неизвестно, происходят ли подобные локомоторные перестройки у детей с СД и без нее во время подъема по лестнице.
При изучении двигательной адаптации часто используют внешнюю нагрузку для увеличения момента инерции нижних конечностей и, соответственно, сложности локомоторных задач. С точки зрения динамических систем, внешняя нагрузка является механическим возмущением системы и позволяет наблюдать появление новых двигательных паттернов. Добавление нагрузки выше голеностопного сустава может привести к большей мышечной активности ног и большим энергетическим затратам у молодых людей во время передвижения. Аналогично, внешняя нагрузка на голеностопный сустав может увеличить вертикальный пропульсивный импульс и общую мышечную активность у детей с ДС во время ходьбы на беговой дорожке. Мы обнаружили, что внешняя нагрузка на голеностопный сустав может уменьшать скорость шага и зазор между пальцами ног, но увеличивать время шага и ширину шага у детей с ТР и ДС при приближении к лестнице [20]. Поэтому логично исследовать, как внешняя нагрузка на голеностопный сустав влияет на локомоторные приспособления во время подъема по лестнице у детей с СД и без СД.
Целью этого исследования было изучение пространственно-временных параметров у детей с ДС и без нее во время подъема по лестнице различной высоты с внешней нагрузкой на голеностопный сустав и без нее. Наша первая гипотеза заключалась в том, что по сравнению с детьми с ТР, дети с ДС демонстрируют меньшее расстояние между пальцами ног и лестницей и более длительное время стояния перед подъемом по лестнице. Добавление нагрузки на голеностопный сустав приведет к уменьшению расстояния между пальцами ног и лестницей и увеличению времени стояния у детей с ДС. Наша вторая гипотеза заключалась в том, что при подъеме по лестнице дети с МД будут демонстрировать больший зазор между пальцами ног, но более медленную горизонтальную скорость движения пальцев ног, чем их сверстники с ТР. Нагрузка на голеностопный сустав увеличила бы просвет между пальцами ног и уменьшила бы горизонтальную скорость передвижения пальцев ног в обеих группах. Наша предыдущая работа показывает, что дети с ДС преимущественно выбирают стратегию ходьбы для подъема по низкой лестнице, а для высоких — стратегию ползания. Наша третья гипотеза заключалась в том, что группа с МД будет демонстрировать больший просвет между пальцами ног и горизонтальную скорость пальцев ног при ходьбе вверх по сравнению с ползанием по лестнице.
Фрагменты секций
Участники исследования
В исследовании приняли участие 14 детей с МД и 14 детей с ТР, которые соответствовали по возрасту и полу. Критериями включения были способность участников выполнять устные инструкции и проходить 10 м без использования вспомогательных устройств. Критерии исключения включали любые предыдущие или имеющиеся неврологические расстройства, проблемы с опорно-двигательным аппаратом, некорректированные нарушения зрения или любые другие медицинские состояния, которые препятствовали участию в этом исследовании.
Подготовка к восхождению
Оба группы в целом показали более долгое время стояния на задней ноге, чем на передней (рис. 1а и б). Существовало взаимодействие между группой по нагрузке (F(1,23) = 18,21, p < 0,001), группой по стопе (F(1,26) = 53,63, p < 0,001) и группой по лестнице (F(2,46) = 3,25, p = 0,048). Постфактум анализ показал, что внешняя нагрузка на голеностопный сустав увеличила время стояния только в группе ДС. Группа СД продемонстрировала более долгое время стояния, чем группа ТР, на обеих ногах (TD: 0,96 с; DS: 2,42 с), что является большей разницей, чем в группе ТР.
Подготовка к восхождению
Наша первая гипотеза в целом подтвердилась, поскольку в группе СД время стояния на месте было длиннее, а расстояние от носка до ступеньки короче, чем в группе ТР. Наши результаты согласуются с предыдущими исследованиями, которые показали, что дети с МД демонстрируют задержку ALA, чем дети с ТР. Кроме того, наш результат о постоянном расстоянии от носка до ступеньки в обеих группах независимо от высоты лестницы подобен предыдущим выводам, что свидетельствует о том, что задняя нога размещается на одинаковом расстоянии от препятствий различной высоты, а передняя — на одинаковой высоте.