Účinnost stimulace Theta burst a funkční elektrické stimulace při rehabilitaci mrtvice

Pozadí

Současné léčebné strategie zahrnující konvenční fyzioterapii (PT) mají omezenou účinnost při usnadnění motorického zotavení po cévní mozkové příhodě. Nalezení účinné intervence ke zlepšení motorického zotavení u jedinců s hemiplegií je velmi důležité pro zlepšení funkčního výsledku a umožnění nezávislého života.

Po úrazu prochází mozek významnou reorganizací svých funkcí, což má za následek funkční zotavení, ke kterému dochází v průběhu týdnů až měsíců. Tato postlezionální reorganizace se vyskytuje většinou v premotorické kůře, dorzolaterálním prefrontálním kortexu a doplňkové motorické oblasti, o kterých se předpokládá, že hrají nejdůležitější roli při rekonvalescenci po jakémkoli typu poranění mozku. Léčebné přístupy, které mohou usnadnit tento reorganizační proces zvýšením kortikální plasticity, mohou mít velmi důležitou roli ve zlepšení funkčního výsledku po poškození neuronů.

Centrální i periferní stimulace má potenciál zlepšit kortikální reorganizaci a funkční zotavení po akutní mrtvici. Předchozí studie prokázaly, že po akutní cévní mozkové příhodě může být snížená dráždivost ipsilezionální hemisféry zvýšena stimulací ipsilezionální hemisféry nebo inhibicí kontralezionální hemisféry. To je způsobeno skutečností, že jedna hemisféra má inhibiční účinek na druhou hemisféru prostřednictvím transcallosal inhibice. V předběžných studiích bylo prokázáno, že aplikace vysokofrekvenční repetitivní transkraniální magnetické stimulace (rTMS) na motorickou kůru vede ke zvýšení kortikospinální excitability vedoucí ke zlepšení motorických funkcí. Bylo zjištěno, že Theta Burst Stimulation (TBS), což je nová metoda dodávání rTMS v nižších intenzitách bez rizika jakýchkoli závažných nežádoucích účinků, je bezpečná u pacientů s chronickou a akutní mrtvicí. V tomto ohledu má intermitentní TBS (iTBS) stimulační účinek na mozek a kontinuální TBS (cTBS) má inhibiční účinek na mozek. V předběžných studiích bylo prokázáno, že intermitentní TBS (iTBS) aplikovaný na ipsilezionální hemisféru a kontinuální TBS (cTBS) aplikovaný na kontralezionální hemisféru během experimentálních nastavení zlepšuje motorické funkce a kortikospinální výdej v paretických rukou. Nicméně dlouhodobé účinky této strategie na funkční výsledek nebyly dříve studovány. Podobně se ukázalo, že funkční elektrická stimulace (FES), forma periferní stimulace, při aplikaci na paretické svaly horní končetiny zlepšuje funkční aktivitu horní končetiny u pacientů s akutní nebo subakutní cévní mozkovou příhodou.

Jak TBS, tak FES mají tedy potenciál zlepšit motorické funkce a funkční výsledek po ischemické cévní mozkové příhodě. Tyto strategie však nebyly použity v klinickém prostředí a jejich užitečnost při podpoře motorického zotavení nad rámec konvenční PT nebyla prokázána. Pokud se ukáže, že jsou užitečné, mají tyto techniky potenciál zlepšit jinak neutěšený funkční výsledek po mrtvici. Účelem této studie je stanovit účinnost TBS nebo FES jako doplňku fyzikální terapie při rehabilitaci pacientů s cévní mozkovou příhodou.

METODY Nastavení studie a účastníci Tato studie je jedinou slepou randomizovanou kontrolovanou studií k posouzení účinnosti TBS a FES při zlepšování motorických funkcí nad rámec standardní PT po akutní cévní mozkové příhodě. Tato studie byla provedena na katedře neurologie, Sree Chitra Tirunal Institute for Medical Sciences and Technology, Trivandrum, Kerala, Indie. Z ambulancí a lůžkových oddělení jsme nabírali po sobě jdoucí pacienty po dobu 28 měsíců. Do této studie byli zahrnuti pacienti s vůbec první ischemickou cévní mozkovou příhodou v oblasti střední mozkové tepny, kteří se dostavili během 10 dnů až 30 dnů od začátku a byli schopni poskytnout informovaný souhlas a porozumět pokynům. Všichni pacienti podstoupili 1,5 T MRI a měli dokumentovaný jediný infarkt v oblasti MCA bez jiné léze. Všichni pacienti dostávali standardní lékařskou a rehabilitační péči včetně pasivní a aktivní PT. Studie byla schválena institucionální etickou komisí (SCT/IEC/223). Všichni pacienti poskytli písemný informovaný souhlas s podstoupením studie. Po sobě jdoucí pacienti, kteří splnili kritéria pro zařazení a vyloučení, byli randomizováni do jedné ze tří skupin: (1) ti, kteří dostávali TBS podle předem definovaného protokolu spolu se standardním PT (skupina A); (2) ti, kteří dostali FES podle předem definovaného protokolu spolu se standardním PT (skupina B); a (3) ti, kteří dostali PT (PT) samostatně (skupina C).

Náhodná alokace a generování sekvencí Pacienti byli náhodně rozděleni do tří skupin blokovou randomizační metodou. Skrytá alokace byla provedena hlavním vyšetřovatelem, který slepě rozdělil subjekty do různých skupin podle blokové randomizační tabulky, aby obdrželi určenou intervenci.

Zaslepení Po poskytnutí informovaného souhlasu byl subjekt splňující kritéria pro zařazení a vyloučení nejprve hodnocen prvním spoluřešitelem pro všechna výsledná měření a neurofyziologické parametry. Pacienti, kteří byli vhodní pro studii, byli hlavním výzkumníkem rozděleni do různých intervenčních skupin. Intervence byly provedeny druhým spoluřešitelem u všech subjektů. Následná hodnocení byla provedena prvním spoluřešitelem, který byl zaslepený, pokud jde o zařazení do intervenčních skupin.

Měření výsledku Protože jsme chtěli hodnotit především funkce horních končetin, použili jsme jako primární měřítko výsledku k posouzení motorických funkcí horní končetiny Fugl Meyer Assessment (FMA) škálu. Jedná se o 66bodovou stupnici pro hodnocení funkcí horních končetin, standardní nástroj pro tento účel. Kromě toho jsme použili Modified Rankin Scale (mRS) k posouzení globálního výsledku, National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS) k posouzení závažnosti mrtvice a Barthelův index (BI) k posouzení aktivit každodenního života. Tyto tři škály byly použity jako sekundární měřítka výsledku.

Na začátku (T1) byly použity výsledkové škály a následná hodnocení byla provedena jeden měsíc (T2), tři měsíce (T3), šest měsíců (T4) a jeden rok (T5) po zařazení.

Výpočet velikosti vzorku Primárním výstupním měřítkem pro tuto studii bylo Fugl Meyerovo hodnocení funkcí horních končetin po jednom roce. Předchozí studie ukázaly, že skóre FMA se zvyšuje o 16,5 ± 9,4 za jeden rok u kontrolních subjektů.21 Předpokládali jsme, že pro klinicky významný výsledek by intervence měla přinést zvýšení o 10 bodů nad kontrolní skupinu. Aby se toho dosáhlo, bylo zapotřebí vzorku o velikosti 14 pacientů v každém rameni pro výkon 80 % s hodnotou alfa pevně stanovenou na 5 %. V předchozí studii provedené v našem ústavu byla úmrtnost po cévní mozkové příhodě 27,2 % za jeden rok, z nichž 72,1 % zemřelo do 10 dnů po cévní mozkové příhodě.2 Vzhledem k tomu, že bylo plánováno zahrnout pacienty mezi 10 až 30 dny od začátku pálení, aby se zohlednila úmrtnost 7,6 % po 10 dnech, požadovaná velikost vzorku byla 16 v každé skupině. S ohledem na 20% míru předčasného ukončení jsme vypočítali velikost vzorku 20 pacientů v každé skupině jako adekvátní.

Protokol TMS Hodnotili jsme klidový motorický práh (RMT) pro obě hemisféry na základní linii pomocí stimulátoru Magstim Rapid2 (Whitland, Wales, Velká Británie) s cívkou ve tvaru osmičky s průměrem vnější smyčky 9 cm. Poté, co se pacient pohodlně usadil v křesle, byla použita předozadní orientace přes motorickou kůru (M1), aby se zaujala optimální poloha skalpu k vyvolání MEP v kontralaterálním prvním dorzálním mezikostním (FDI) svalu. RMT byla nejprve hodnocena z ipsilezionální hemisféry a následně z kontralezionální hemisféry podle standardních technik. Povrchové elektromyogramy (EMG) byly zaznamenány ze svalů FDI bilaterálně pomocí Ag-AgCl elektrod se ziskem 1-2 mv. Signály byly filtrovány (10 Hz-10 kHz) a poté uloženy pro off-line analýzu. Byla poskytnuta audiovizuální zpětná vazba EMG signálu s vysokým ziskem, aby pomohla subjektům udržet úplnou relaxaci.

Pacienti ve skupině A byli podrobeni TBS kromě standardního PT, jak je popsáno níže. Intermitentní TBS (iTBS), který je facilitační, byl podáván do ipsilezionální hemisféry a kontinuální TBS (cTBS), který je inhibiční, byl podáván do kontralezionální hemisféry. Stimulace byla prováděna s intenzitou 60 % RMT. Protokol iTBS 10 sérií vysokofrekvenční stimulace (3 pulzy při 50 Hz) byl aplikován při 5 Hz každých 10 s pro celkem 600 pulzů. Když nebyl vyvolán žádný MEP z ipsilezionální motorické oblasti (<0,05 mV), 100% intenzita stimulátoru jako u kontralezionální hemisféry byla aplikována v zrcadlovém umístění kontralezionální motorické oblasti.14 Byl podáván kontinuální TBS s intenzitou 60 % RMT, 3 pulzy při 50 Hz, opakovány každých 200 ms, celkem 600 plusů. Jak iTBS, tak cTBS byly dodávány třikrát týdně po dobu čtyř týdnů.

Funkční elektrická stimulace. Elektrická stimulace byla provedena pomocí Mega XP (Cybermedic Corporation, Jižní Korea). Pacient obdržel elektrickou stimulaci v sedě s postiženou paží umístěnou nad polštářem a elektrody byly umístěny podle vzoru 3 [Uchopení/Ohnutí/Extenze, PATT (pohyb vzoru)] režimu FES (F) nástroje. Řídicí jednotka stimulátoru stroje mohla dodávat střídavý proud o frekvenci 35 Hz, šířce pulzu 200 µs a intenzitě 10~50 mA. Stimulátor byl nastaven tak, aby vydával přerušované sledy pulzů s kontrakcí a relaxací tak, aby simuloval zvedání horní končetiny ve funkční poloze. FES skupinové stimulační sezení probíhalo 30 minut každý den, 3x týdně (střídavé dny) po dobu 4 týdnů a bylo souběžně synchronizováno s fyzikální terapií.

Protokol fyzikální terapie U všech pacientů ve studii byly dodržovány následující režimy fyzikální terapie: pasivní/aktivní rozsah pohybu (ROM) ve všech kloubech; zatížení a podpůrná reakce; dosahování činností; uchopení, držení a uvolnění; a denní aktivity horních končetin (ADL). Fyzikální terapie byla všem pacientům podávána pět dní v týdnu po dobu jednoho měsíce. Úpravy ve fyzikální terapii provedl druhý spoluřešitel u každého pacienta tak, aby byl po intervenci schopen cvičit samostatně nebo s pomocí člena rodiny a byl instruován cvičit jednu hodinu denně. Kromě toho všichni pacienti nadále dostávali domácí fyzikální terapii 1-2krát týdně fyzioterapeutem domácí péče, který byl veden druhým spoluřešitelem. Vyšetřovatelé použili logbook ke sledování skutečného množství času, který každý pacient cvičil doma.

Statistické metody Pro shrnutí dat jsme použili deskriptivní statistiku. Základní srovnatelnost skupin, pokud jde o demografická data a základní měření, byla hodnocena pomocí chí-kvadrát testu a ANOVA. Nenormální data byla podrobena reciproční, logaritmické a exponenciální transformaci a pro posouzení normality byly provedeny testy Komogrov-Smirnov a Shapiro-Wilks. Parametrické míry byly analyzovány pomocí ANOVA následované post-hoc analýzou s bonferroniho korekcí. Opakované měření ANOVA bylo použito ke zjištění variability mezi skupinou a uvnitř skupiny. Neparametrické míry byly analyzovány Kruskal Wallisovým testem následovaným post hoc analýzou Mann Whitney U testem. Friedmans test a Kendalls W test byly provedeny za účelem zjištění změn ve třech skupinách po dobu jednoho roku. Všechny analýzy byly provedeny pomocí SPSS verze 17.0 a hodnota p menší než 0,05 byla považována za významnou.