The vertical balance management system is more synchronized in children with cerebral paralysis than in healthy children

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. All forms of infantile cerebral paralysis involve motor function defects. In clinical practice, the stabilometrics method is widely used due to its ability to perform detailed analyses of the mechanisms of disturbance and restoration of postural control in patients with various cerebral lesions.

Aim. The study aimed to analyze the parameters of orthostatic balance in practically healthy children and in children with motor disorders caused by infantile cerebral paralysis of various severities.

Material and methods. We examined 6- to 12-year-old children with mild and severe cerebral paralysis and impaired vertical postural control with a preserved ability to self-balance in the principal posture. Each group examined for comparison comprised 10 patients (children with infantile cerebral paralysis, and impaired vertical postural control) and 10 healthy children in the same age range. The stabilometrics method was used, and the statistical evaluation included correlation and regression analyses.

Results. The results revealed that in comparison with the healthy children, the patient group exhibited a decrease in the vertical postural stability, which manifested as pronounced deviations from the nominal values of the stabilometric parameters. However, a strong correlation between the parameters of S, LFS, and the amplitude A of the pressure center was revealed, which significantly exceeded that of the healthy children, being most pronounced in cases of severe infantile cerebral paralysis. This indicates a more ordered center of pressure trajectory and, consequently, a higher synchronization of the vertical balance management system in children with infantile cerebral paralysis compared with that in healthy children.

Conclusion. The use of correlation and regression analysis to study the vertical balance of patients provides a deeper understanding of the mechanisms used by the postural control system in patients with infantile cerebral paralysis to maintain a complex multilevel structure of the musculoskeletal system in equilibrium in the process of standing still. Increased ordering of the center of pressure trajectory of statokinesiograms of children with infantile cerebral paralysis can be considered as a dynamic indicator of postural control deficiency.

About the authors

Igor E. Nikityuk

The Turner Scientific Research Institute for Children’s Orthopedics

Author for correspondence.
Email: femtotech@mail.ru

MD, PhD, leading research associate of the laboratory of physiological and biomechanical research

Russian Federation, 64, Parkovaya str., Saint-Petersburg, Pushkin, 196603

Galina A. Ikoeva

The Turner Scientific Research Institute for Children’s Orthopedics; North-Western State Medical University n. a. I.I. Mechnikov

Email: ikoeva@inbox.ru

MD, PhD, assistant professor of the chair of pediatric neurology and neurosurgery; сhief of the department of motor rehabilitation

Russian Federation, 64, Parkovaya str., Saint-Petersburg, Pushkin, 196603; 41, Kirochnaya street, Saint-Petersburg, 191015

Olga I. Kivoenko

The Turner Scientific Research Institute for Children’s Orthopedics

Email: rt-k@yandex.ru

MD, neurologist, head of the rehabilitation department

Russian Federation, 64, Parkovaya str., Saint-Petersburg, Pushkin, 196603

References

  1. De Kegel A, Dhooge I, Peersman W, et al. Construct validity of the assessment of balance in children who are developing typically and in children with hearing impairments. Phys Ther. 2010;90(12):1783-94.
  2. Kyvelidou A, Harbourne RT, Shostrom VK, Stergiou N. Reliability of center of pressure measures for assessing the development of setting postural in infants with or at risk of cerebral palsy. Arch Phys Med Rehabil. 2010;91(10):1593-1601. doi: 10.1016/j.apmr.2010.06.027.
  3. Gasq D, Labrunée M, Amarantini D, et al. Between-day reliability of centre of pressure measures for balance assessment in hemiplegic stroke patients. J Neuroeng Rehabil. 2014;11:39. doi: 10.1186/1743-0003-11-39.
  4. Smania N, Bonetti P, Gandolfi M, et al. Improved gait after repetitive locomotor training in children with cerebral palsy. Am J Phys Med Rehabil. 2011;90(2):137-149. doi: 10.1097/phm.0b013e318201741e.
  5. Riley MA, Balasubramaniam R, Turvey MT. Recurrence quantification analysis of postural fluctuations. Gait Posture. 1999;9:65-78.
  6. Blaszczyk JW, Klonowski W. Postural stability and fractal dynamics. Acta Neurobiol Exp. 2001;61:105-112.
  7. Roerdink M, De Haart M, Daffertshofer A, et al. Dynamical structure of center-of-pressure trajectories in patients recovering from stroke. Exp Brain Res. 2006;174:256-269. doi: 10.1007/s00221-006-0441-7.
  8. Russell DJ, Rosenbaum PL, Cadman DT, et al. The gross motor function measure: a means to evaluate the effects of physical therapy. Dev Med Child Neurol. 1989;31(3):341-352. doi: 10.1111/j.1469-8749.1989. tb04003.x.
  9. Зайцев В.М., Лифляндский В.Г., Маринкин В.И. Прикладная медицинская статистика. – СПб.: Фолиант, 2003. – 428 с. [Zaytsev VM, Liflyandskiy VG, Marinkin VI. Prikladnaya meditsinskaya statistika. Saint Petersburg: Foliant; 2003. 428 p. (In Russ.)]
  10. Rha DW, Kim DJ, Park ES. Effect of hinged anklefoot orthoses on standing balance control in children with bilateral spastic cerebral palsy. Yonsei Med J. 2010;51(5):746-752. doi: 10.3349/ymj.2010.51.5.746.
  11. Grecco LAC, Tomita SM, Christovao TCL, et al. Effect of treadmill gait training on static and functional balance in children with cerebral palsy: a randomized controlled trial. Braz J Phys Ther. 2013;17(1):17-23.
  12. Ferdjallah M, Harris GF, Smith P, Wertsch JJ. Analysis of postural control synergies during quiet standing in healthy children and children with cerebral palsy. Clinical Biomechanics. 2002;17(3):203-210.
  13. Левченкова В.Д., Семенова К.А. Современные представления о морфологической основе детского церебрального паралича // Журнал неврологии и психиатрии. – 2012. – Т. 112. – № 7–2. – С. 4–8. [Levchenkova VD, Semenova KA. Contemporary views of the morphological basis of infant cerebral palsy. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii. 2012;112(7-2):4-8. (In Russ.)]
  14. Куренков А.Л., Батышева Т.Т., Виноградов A.B., Зюзяева Е.К. Спастичность при детском церебральном параличе: диагностика и стратегия лечения // Журнал неврологии и психиатрии. – 2012. – Т. 112. – № 7–2. – С. 24–28. [Kurenkov AL, Batysheva TT, Vinogradov AB, Zyuzyaeva EK. Spasticity in children cerebral palsy: diagnosis and treatment strategies. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii. 2012;112(7-2):24-28. (In Russ.)]
  15. Немкова С.А. Оценка эффективности комплексной реабилитации у детей с церебральным параличом и последствиями черепно-мозговой травмы // Российский нейрохирургический журнал им. А.Л. Поленова. – 2013. – № 5. – С. 56–59. [Nemkova SA. Assessment of the effectiveness of complex rehabilitation in patient with cerebral palsy and outcomes of traumatic brain injury. Rossiyskiy neyrokhirurgicheskiy zhurnal im. A.L. Polenova. 2013;(5):56-9. (In Russ.)]
  16. Drużbicki M, Rusek W, Szczepanik M, et al. Assesment of the impact orthotic gait training on balance in children with cerebral palsy. Acta of Bioengineering and Biomechanics. 2010;12(2):53-8.
  17. Blaszczyk JW. Sway ratio – a new measure for quantifying postural stability. Acta Neurobiol Exp. 2008;68:51-7.
  18. Collins JJ, De Luca CJ. Open-loop and closed-loop control of posture: a random-walk analysis of center-of-pressure trajectories. Exp Brain Res. 1993;95:308-318.
  19. Newell KM, Slobounov SM, Slobounova ES, Molenaar PC. Stochastic processes in postural center-of-pressure profiles. Exp Brain Res. 1997;113:158-164.
  20. Raymakers JA, Samson MM, Verhaar HJJ. The assessment of body sway and the choice of the stability parameter(s). Gait Posture. 2005;21:48-58.
  21. Donker SF, Ledebt A, Roerdink M, et al. Children with cerebral palsy exhibit greater and more regular postural sway than typically developing children. Exp Brain Res. 2008;184:363-370. doi: 10.1007/s00221-007-1105-y.
  22. Cavanaugh JT, Guskiewicz KM, Stergiou N. A nonlinear dynamic approach for evaluating postural control: new directions for the management of sport-related cerebral concussion. Sports Med. 2005;35:935-950.
  23. Schmit JM, Riley MA, Dalvi A, et al. Deterministic center of pressure patterns characterize postural instability in Parkinson’s disease. Exp Brain Res. 2006;168:357-367.
  24. Goldberger AL. Fractal variability versus pathological periodicity: complexity loss and stereotypy in disease. Perspect Biol Med. 1997;40:543-561.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2017 Nikityuk I.E., Ikoeva G.A., Kivoenko O.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».