Effektiviteten af ​​de ikke-invasive hjernestimuleringsteknikker til restitution af nedre lemmer hos patienter med slagtilfælde

Dette er et eksplorativt randomiseret forsøg på 45 subakutte patienter med gangbesvær efter et enkelt subkortikalt slagtilfælde i forreste kredsløb 3-6 måneder før rekruttering, med behagelig ganghastighed på 0,2 til 0,4 m/s (hvilket generelt beskriver dem, der har brug for 1 persons assistance) til supervision for ambulation - Functional Ambulatory Category (FAC) 3 (Kollen, et al. 2006). Eksklusionskriterier omfatter en historie med anfald, ukontrolleret medicinsk tilstand eller psykiatrisk historie, omsorgssvigt, afasi eller enhver kognitiv eller adfærdsmæssig svækkelse, der forårsager manglende evne til at overholde instruktioner, kranieoperationer, pacemakere og andre implantater, som udelukker brugen af ​​NIBS. Forsøgspersoner på psykoaktive lægemidler (f. antiepileptika, antipsykotisk og antidepressiv medicin) vil blive udelukket fra undersøgelsen. Diagnosen for forsøgspersoners berettigelse til at deltage i undersøgelsen vil blive bestemt af forsøgspersonernes selvrapportering (for at opnå sygehistorie), lægejournaler (for at verificere forsøgspersoners selvrapportering) samt vurdering af forskningspersonalet i screeningssessionen ( inklusive FMA og 10 meter gangtest, ). Forsøgspersonerne skal have gennemført rehabilitering på døgnet og bør ikke gennemgå andre interventioner rettet mod restitution af underekstremiteterne under undersøgelsen. Forsøgspersonerne får lov til at fortsætte med ambulant rehabilitering (normalt ikke mere end to gange om ugen) og hjemmetræningsprogram efter den aktive interventionsfase af undersøgelsen.

45 forsøgspersoner med slagtilfælde vil blive rekrutteret og randomiseret i 3 grupper ved en randomiseringsstratificeringstilgang med en computergenereret tilfældig sekvens. Gruppe 1 modtager faciliterende 2 mA anodal tDCS i 20 minutter til den berørte M1 motoriske kortikale repræsentation af tibialis anterior muskel (TA) sammen med konventionel post-slagtilfælde funktionel mobilitetstræning; Gruppe 2 til at modtage 2000 pulser af 10 Hz faciliterende rTMS til den berørte motoriske cortex med konventionel terapi; Gruppe 3 til at modtage simuleret stimulation med konventionel terapi. Alle grupper vil modtage 2 uger (10 dage) med tDCS, rTMS eller sham-stimulering kombineret med daglig standardiseret post-slagtilfælde konventionel træning i funktionel mobilitet.

tDCS Et forskningspersonale overvåget af en læge vil anvende tDCS på emnet. Jævnstrøm overføres af et par overfladesvampeelektroder, der er gennemvædet med saltvand (35 cm2) og leveres af en batteridrevet, konstantstrømsstimulator med en maksimal output på 10mA gennem en ikke-metallisk leder gummielektrode. Stimulering udføres ved en intensitet på 2 mA og varer i 20 minutter. Anoden vil blive placeret over den berørte primære motoriske cortex (M1) af kortikal repræsentation af tibialis anterior muskel (TA), mens katoden vil blive brugt som referenceelektrode og placeret over panden på den upåvirkede side.

Sham-stimulering De samme stimuleringsparametre som tDCS-behandling vil blive anvendt til sham-stimuleringen. Men strømmen vil kun blive anvendt i 30 sekunder for at give forsøgspersonerne følelsen af ​​stimulationen. Denne metode til simuleret stimulering er også blevet valideret (Gandiga et al., 2006). Nuværende intensitet vil gradvist blive øget og reduceret for at mindske opfattelsen af ​​rTMS Et forskningspersonale overvåget af en læge vil anvende interventionen af ​​rTMS til forsøgspersonen. Ved alle TMS-procedurer vil patienterne blive siddende komfortabelt og instrueret i at forblive så stille, som de kan. Højden på stolen vil blive justeret, så både knæ og ankler bøjes 90 grader, og de to fødder hviler på gulvet. En stram badehætte vil blive båret af forsøgspersonen. Toppunktet vil være markeret på hætten. Punkter, der er 1 cm laterale og/eller 1 cm posteriore/anteriore, er markeret på hætten.

Forsøgspersonerne vil modtage 10 Hz rTMS ved hjælp af Magstim Rapid2, med den dobbelte keglespole placeret over "hot spot" af den berørte M1. Stimuleringsintensiteten indstilles til 90 % af RMT (eller 80 % AMT, hvis RMT ikke er tilgængelig), og der vil blive leveret i alt 2000 pulser for én behandlingssession.

Resultatmål vil blive opnået før, efter 2-ugers intervention og 4 uger efter intervention, og vil omfatte 1) kliniske mål (FAC, ganganalyse, 10 meter gangtest, 6 minutters gangtest, timed up and go), 2 ) kortikale excitabilitetsmålinger ved hjælp af TMS (ændringer i hvilemotorisk tærskel (RMT) eller aktiv motorisk tærskel (AMT) for den berørte og upåvirkede TA og kortikal kortikal hæmning/facilitering (SICI/SICF), målt i henhold til Rossinis teknik et al. (1994)), 3) MR-målinger inklusive diffusionstensortraktografi (DTT), hviletilstandsprotokoller og GABA-scanning. 4) Genotyping og blodniveau af BDNF. 5) Psykologisk og kognitiv vurdering, herunder Beck Depression Inventory (BDI), Fatigue Severity Scale, frem og tilbage cifferspan.

Kliniske foranstaltninger (10 meters gangtest, 6 minutters gangtest, timed up-and-go test, ganganalyse) Et forskningspersonale overvåget af en fysioterapeut vil udføre den funktionelle vurdering til forsøgspersonen på Rigshospitalet. Funktionsvurderingen består af en 10 meter gangtest, 6 minutters gangtest og en timet up-and-go test udført i randomiseret rækkefølge. Testeren vil ikke yde nogen assistance, mens patienten kommer rundt på banen, men testeren vil skygge patienten for at tage hånd om eventuelle problemer, hvis der skulle være behov for det.

10 meter gangtesten vil blive udført i en stille indendørs bane på 14 meter lang. Forsøgspersonen skal gå i sit behagelige tempo som sædvanligt. Testen gentages 3 gange, og gennemsnittet af varigheden for at afslutte de 10 meter gåtur og det samlede antal skridt vil blive registreret.

Den 6-minutters gåtest vil blive udført i en indendørs bane markeret med 5 meters intervaller. Forsøgspersonen skal gå i sit behagelige tempo som sædvanligt. Afstanden over 6 minutter vil blive målt.

Den tidsindstillede op-og-gå-test vil involvere, at forsøgspersonen står af en standardlænestol fra siddende stilling, går 3 meter fra stolen, vender tilbage og går hen til stolen og sætter sig ned igen. Forsøgspersonen skal gå i sit behagelige tempo som sædvanligt. Testen gentages 3 gange, og den varighed, det tager forsøgspersonen at udføre hele opgaven, registreres og gennemsnittet beregnes.

10 meter gangtest, 6 minutters gangtest, timet up-and-go test i alt vil tage omkring 30 minutter, inklusive opsætningstid.

Ganganalyse vil blive udført ved hjælp af Tekscan gangbrosystemet. Forsøgspersoner vil være forpligtet til at gå på en måtte med deres komforthastighed, og processen kan videooptages til fremtidig analyse af kvaliteten af ​​forsøgspersonernes bevægelser (ansigt vil ikke blive fanget, og samtykke vil blive indhentet på forhånd). Gangparametre, herunder skridt- og skridtparametre, symmetriresultater, hastighed og temporal kadence, vil blive indsamlet og registreret, mens motivet går langs gangbroen. Hele proceduren vil vare op til 30 minutter.

TMS Et forskningspersonale overvåget af en læge vil anvende TMS-målingen af ​​kortikal excitabilitet og intrakortikal hæmning/facilitering på forsøgspersonen. Ved alle TMS-procedurer vil patienterne blive siddende komfortabelt og instrueret i at forblive så stille, som de kan. Højden på stolen vil blive justeret, så både knæ og ankler bøjes 90 grader, og de to fødder hviler på gulvet. En stram badehætte vil blive båret af forsøgspersonen. Toppunktet vil være markeret på hætten. Punkter, der er 1 cm laterale og/eller 1 cm posteriore/anteriore, er markeret på hætten.

Enkeltpuls TMS-måling af hvilemotortærskel (RMT) Enkeltpuls TMS blev leveret ved hjælp af Magstim Bistim²-stimulator via en dobbelt keglespole. Dobbeltkeglespolen var orienteret til at inducere en posterior-anterior strømstrøm i cortex. Spolen blev placeret på hætten med skæringspunktet mellem de to indlejrede spoler placeret over det markerede punkt. Spolepositionen blev opretholdt manuelt af en assistent. Overfladeelektromyografi (EMG) elektroder er fastgjort til TA til EMG-optagelse. "Hot spot" for det motorfremkaldte potentiale (MEP) fra TA identificeres først fra et af de markerede punkter for både venstre og højre side. Denne plet blev markeret på den elastiske hætte og brugt til alle optagelser på den side. Den laveste intensitet, der er nødvendig for at fremkalde et MEP-respons på mindst 50 µV amplitude, og som er blevet fremkaldt i 50 % af 8 på hinanden følgende forsøg, vil blive registreret som RMT.

Enkeltpuls TMS-Aktiv motortærskel (AMT) Målingen af ​​AMT svarer til RMT-måling. Bortset fra at forsøgspersonens fødder var begrænset af fleksible vægte placeret over ryggen på hver fod for at sikre isometrisk aktivering. Forsøgspersonen fik realtidsfeedback af EMG på et oscilloskop for at matche en målkontraktion svarende til 20 % maksimale frivillige isometriske kontraktioner (MVIC) for TA. Den laveste intensitet, der er nødvendig for at fremkalde en MEP-respons på mindst 100 µV amplitude ved "hot spot", og som er blevet fremkaldt i 50 % af 8 på hinanden følgende forsøg, vil blive registreret som AMT.

Paired-pulse TMS- intracortical inhibering/facilitation måling En første subthreshold conditioning stimulus (80% af RMT) vil blive anvendt, efterfulgt af en anden suprathreshold stimulus (120% af RMT) med et variabelt interstimulus interval (ISI). Følgende ISI'er - 2, 3, 4, 6, 9, 10, 12, 15 ms vil blive brugt. Ændringsprocenten for hver ISI før og efter TMS vil blive beregnet ud fra MEP'erne og vil derfor give et mål for ændring i intracortical facilitering og hæmning. Både enkelt- og parrede pulsparadigmer vil blive udført på den berørte og upåvirkede halvkugle.

MR-scanning (hvile-MR, DTI-scanning [diffusionstensorbilleddannelse], GABA-scanning) MR-scanning vil blive udført på CIRC, NUS af personalet på CIRC. Forud for scanningen vil alle forsøgspersoner blive orienteret om testproceduren og sikkerhedsaspekter. Alle deltagere vil blive scannet på en 3-T GE scanner ved hjælp af en standard radiofrekvens hovedspole. Hovedets bevægelse blev minimeret af skumpolstring og pandebeskyttende stropper.

Psykologisk og kognitiv vurdering Et forskningspersonale vil udføre Beck Depression Inventory (BDI), Fatigue Severity Scale, frem og tilbage cifferspan. Digit Span er en neuropsykologisk test, der i vid udstrækning anvendes til at vurdere eksekutive evner efter slagtilfælde og er følsom over for hjerneskade (Tamez et al., 2011). Beck's Depression Inventory vil blive brugt til at screene for svær depression. Da tDCS er blevet undersøgt til brug i behandlingen af ​​depression og kognitiv svækkelse, tilføjede vi cifferspændet for at kontrollere for forvirrende effekt af kognitiv forbedring i denne undersøgelse. For forsøgspersoner, der screener positive for svær depression eller selvmordstanker, udfører efterforskeren screeningen vil informere en lægeudreder, som vil vurdere og foretage den nødvendige henvisning til psykiatrisk udredning og behandling.

Blodmåling af BDNF-niveau og genotypning af BDNF Blod vil blive taget af en uddannet forskningsmedarbejder/forskningssygeplejerske og analyseret på Neuroscience Laboratory, som ligger på Translational Medicine Centre, Yong Loo Lin School ved hjælp af interne og kommercielle analyser. Der tages 10-20 ml blod hver gang via venepunktur i tre gange, henholdsvis før intervention, efter og 4 uger efter intervention, det vil sige på samme tidspunkt for anden resultatmåling. I alt vil der blive indsamlet 30-60 ml blod for hvert forsøgsperson til hele forskningsstudiet. 10 ml blod vil blive taget fra 5 raske forsøgspersoner som kontroller, hvilket er nødvendigt i henhold til BDNF-analyseprotokollen. For at minimere laboratoriefejlen under testproceduren vil hver blodprøve først blive behandlet for at ekstrahere plasma, og plasma vil blive opbevaret ved -80°C i Tissue Repository, NUH, indtil alle blodprøver er indsamlet. Alle plasmaprøver vil blive analyseret sammen efter den sidste indsamling af blod fra det sidste forsøgsperson. Alle blodprøver opnået under undersøgelsen vil kun blive opbevaret og analyseret med henblik på denne undersøgelse i en periode på højst 5 år og vil blive destrueret efter afslutning af undersøgelsen.