Normalization of urination parameters in a boy with cerebral palsy after rehabilitation using an “ExoAtlet” exoskeleton

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Lower urinary tract dysfunction occurs in 30%–55.5% of patients with cerebral palsy. The article presents a clinical example of medical rehabilitation of a child with cerebral palsy and dysfunctional urination using the verticalization method and ExoAtlet exoskeleton. Description of observation. A 15-year-old boy had urinary disorders in the form of urine leakage after urination, incomplete emptying of the bladder, episodes of enuresis, and frequent urination while sitting. The gait was unsteady and aided with crutches supported by the elbow. Examinations included uroflowmetry and electromyography. The results indicated a decrease in contractility and impaired evacuation function of the detrusor. In total, 15 rehabilitation sessions were performed using the ExoAtlet exoskeleton, after which the patient gained an independent gait supported by a cane, and the child was taught to urinate in a standing position. A repeat urological examination revealed a positive change in urination parameters with partial relief of pollakiuria and complete relief of the residual bladder volume. Verticalization and activation of striated muscles, obtained following the use of an exoskeleton in a child with cerebral palsy and dysfunctional urination, in combination with restored posture, helped normalize lower urinary tract function.

About the authors

Timofey L. Bozhendaev

Veltischev Research and Clinical Institute for Pediatrics and Pediatric Surgery, Pirogov Russian National Research Medical University; G.N. Speransky Children’s Hospital No. 9

Author for correspondence.
Email: dr.bozhendaev@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8819-0771
SPIN-code: 3445-2020

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow; Moscow

Natalya B. Guseva

Veltischev Research and Clinical Institute for Pediatrics and Pediatric Surgery, Pirogov Russian National Research Medical University; G.N. Speransky Children’s Hospital No. 9; Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: guseva-n-b@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1583-1769
SPIN-code: 3704-0679

MD, Dr. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow; Moscow; Moscow

Elena V. Pismennaya

Severtsov Institute of Ecology and Evolution of the Russian Academy of Sciences

Email: epismen@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7833-1235
SPIN-code: 9522-7017

MD, Cand. Sci. (Engineering)

Russian Federation, Moscow

References

  1. Samijn B, Van Laecke E, Renson C, et al. Lower urinary tract symptoms and urodynamic findings in children and adults with cerebral palsy: A systematic review. Neurourol Urodyn. 2017;36(3):541–549. doi: 10.1002/nau.22982
  2. Bunge LR, Davidson AJ, Helmore BR, et al. Effectiveness of powered exoskeleton use on gait in individuals with cerebral palsy: A systematic review. PLoS One. 2021;16(5):e0252193. doi: 10.1371/journal.pone.0252193
  3. Palisano R, Rosenbaum P, Walter S, et al. Development and reliability of a system to classify gross motor function in children with cerebral palsy. Dev Med Child Neurol. 1997;39(4):214–223. doi: 10.1111/j.1469-8749.1997.tb07414.x
  4. Petrova LN, Shevtsov AV, Petrov AA, Yakhin DKh. The development of a passive exoskeleton for rehabilitation of the lower extremities in children with cerebral palsy. Human. Sport. Medicine. 2019;19(2S):103–109. EDN: JHTUJV doi: 10.14529/hsm19s214
  5. Allen J, Zareen Z, Doyle S, et al. Multi-organ dysfunction in cerebral palsy. Front Pediatr. 2021;9:668544. doi: 10.3389/fped.2021.668544
  6. Romanov AI, Stupin VA, Silina EV. Perspectives and value of external control devices (exoskeletons) for effective rehabilitation of patients with impaired motor function. Health care of the Russian Federation. 2021;65(3):287–294. EDN: AVEOGB doi: 10.47470/0044-197X-2021-65-3-287-294
  7. Januszewicz OO. Medical robotics. Moscow: GEOTAR-Media, 2023. 384 p. (In Russ.)
  8. Hunt M, Everaert L, Brown M, et al. Effectiveness of robotic exoskeletons for improving gait in children with cerebral palsy: systematic review. Gait Posture Oct. 2022;98:S343–S354. doi: 10.1016/j.gaitpost.2022.09.082
  9. Pismennaya EV, Petrushanskaya KA, Kotov SV, et al. Clinical and biomechanical foundation of application of the exoskeleton exoatlet at walking of patients with poststroke disturbances. Russian journal of biomechanics. 2019;23(2):204–230. EDN: TKLWKI doi: 10.15593/RZhBiomeh/2019.2.04
  10. Kotov SV, Lijdvoy VYu, Sekirin AB, et al. The efficacy of the exoskeleton exoatlet to restore walking in patients with multiple sclerosis. S.S. Korsakov journal of neurology and psychiatry. 2017;117(10-2):41–47. EDN: YMEPDM doi: 10.17116/jnevro201711710241-47
  11. Golubova TF, Vlasenko SV, Bogdanova LA, et al. Dynamics of locomotor functions in patients with cerebral palsy after combined spa treatment and walking in the exoatlet Exoskeleton. Child and adolescent rehabilitation. 2022;(3):12–19. EDN: ZWRHWA
  12. Fernandes Silva JA, Alvares RA, Barboza AL, Maciel Monteiro RT. Lower urinary tract dysfunction in children with cerebral palsy. Neurourol Urodyn. 2009;28(8):959–963. doi: 10.1002/nau.20714
  13. Bross S, Honeck P, Kwon ST, et al. Correlation between motor function and lower urinary tract dysfunction in patients with infantile cerebral palsy. Neurourol Urodyn. 2007;26(2):222–227. doi: 10.1002/nau.20329
  14. Jiang W, Sun H, Gu B, et al. Urodynamic study findings and related influential factors in pediatric spastic cerebral palsy. Sci Rep. 2022;12(1):6962. doi: 10.1038/s41598-022-11057-3
  15. Williams AMM, Deegan E, Walter M, et al. Exoskeleton gait training to improve lower urinary tract function in people with motor-complete spinal cord injury: A randomized pilot trial. J Rehabil Med. 2021;53(8):JRM 00222. doi: 10.2340/16501977-2864
  16. Dumoulin C, Cacciari LP, Hay-Smith EJC. Pelvic floor muscle training versus no treatment, or inactive control treatments, for urinary incontinence in women. Cochrane Database Syst Rev. 2018;10(10):CD005654. doi: 10.1002/14651858.CD005654.pub4
  17. Godec C, Cass AS, Ayala GF. Bladder inhibition with functional electrical stimulation. Urology. 1975;6(6):663–666. doi: 10.1016/0090-4295(75)90791-8
  18. Goel A, Kanodia G, Sokhal AK, et al. Evaluation of impact of voiding posture on uroflowmetry parameters in men. World J Mens Health. 2017;35(2):100–106. doi: 10.5534/wjmh.2017.35.2.100
  19. Khan RN, Zaidi SZ. Comparison of position-related changes on uroflowmetric parameters in healthy young men. J Pak Med Assoc. 2017;67(6):839–842.
  20. de Jong Y, Pinckaers JHFM, ten Brinck RM, et al. Urinating standing versus sitting: position is of influence in men with prostate enlargement. A systematic review and meta-analysis. PLoS One. 2014;9(7):e101320. doi: 10.1371/journal.pone.0101320
  21. Choudhury S, Agarwal MM, Mandal AK, et al. Which voiding position is associated with lowest flow rates in healthy adult men? Role of natural voiding position. Neurourol Urodyn. 2010;29(3):413–417. doi: 10.1002/nau.20759
  22. Kulchavenya EV, Neymark AI, Plugin PS, et al. A comparison of urination parameters in different body positions. Experimental and clinical urology. 2017;(3):104–109. EDN: ZSRQRL
  23. Aghamir SM, Mohseni M, Arasteh S. The effect of voiding position on uroflowmetry findings of healthy men and patients with benign prostatic hyperplasia. Urol J. 2005;2(4):216–221.
  24. Furtado PS, Lordêlo P, Minas D, et al. The influence of positioning in urination: an electromyographic and uroflowmetric evaluation. J Pediatr Urol. 2014;10(6):1070–1075. doi: 10.1016/j.jpurol.2014.03.013
  25. Uluocak N, Oktar T, Acar O, et al. Positional changes in voiding dynamics of children with non-neurogenic bladder dysfunction. Urology. 2008;72(3):530–535. doi: 10.1016/j.urology.2008.02.067
  26. İbrahimov A, Özkıdık M, Akıncı A, et al. Does urination position have an effect on evaluation of lower urinary tract function ın children? A uroflowmetric study. Afr J Urol. 2022;28:30. doi: 10.1186/s12301-022-00299-2
  27. Pytel YuA, Borisov VV, Simonov VA. Human physiology. Urinary tracts. Moscow: Vysshaya Shkola, 1992. 287 p. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Uroflowmetry before treatment

Download (258KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Uroflowmetry with electromyography of the pelvic floor

Download (200KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Uroflowmetry after treatment

Download (139KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Uroflowmetry with electromyography of the pelvic floor after treatment

Download (174KB)
Indexing metadata

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».