Effektiviteten af ​​Theta Burst-stimuleringen og funktionel elektrisk stimulering i slagtilfælderehabilitering

Baggrund

Nuværende håndteringsstrategier, der involverer konventionel fysioterapi (PT), har begrænset effekt til at lette den motoriske restitution efter slagtilfælde. At finde en effektiv intervention til at forbedre motorisk restitution hos personer med hemiplegi er meget vigtigt for at forbedre det funktionelle resultat og muliggøre selvstændigt liv.

Efter en skade gennemgår hjernen en betydelig omorganisering af sine funktioner, hvilket resulterer i funktionel genopretning, som sker over en periode på uger til måneder. Denne postlæsionelle reorganisering forekommer for det meste i den præmotoriske cortex, den dorsolaterale præfrontale cortex og det supplerende motoriske område, som menes at spille den vigtigste rolle i genopretning efter enhver form for hjerneskade. Behandlingstilgange, der kan lette denne reorganiseringsproces ved at forbedre den kortikale plasticitet, kan have en meget vigtig rolle i at forbedre det funktionelle resultat efter neuronal skade.

Både central og perifer stimulering har potentiale til at forbedre den kortikale reorganisering og funktionelle genopretning efter akut slagtilfælde. Tidligere undersøgelser har fastslået, at efter et akut slagtilfælde kan den nedsatte excitabilitet af den ipsilesionale hemisfære øges ved at stimulere den ipsilesionale hemisfære eller ved at hæmme den kontralesionale hemisfære. Dette sker på grund af det faktum, at den ene hemisfære har en hæmmende effekt på den anden hemisfære gennem transcallosal hæmning. I foreløbige undersøgelser har anvendelse af højfrekvent repetitiv transkraniel magnetisk stimulation (rTMS) til motorisk cortex vist sig at producere en stigning i corticospinal excitabilitet, hvilket fører til forbedring af motoriske funktioner. Theta Burst Stimulation (TBS), som er en ny metode til at levere rTMS ved lavere intensiteter uden risiko for nogen større uønskede virkninger, har vist sig at være sikker hos patienter med kroniske og akutte slagtilfælde. I denne forbindelse har intermitterende TBS (iTBS) en stimulerende effekt på hjernen, og kontinuerlig TBS (cTBS) har en hæmmende effekt på hjernen. I foreløbige undersøgelser har intermitterende TBS (iTBS) påført den ipsilesionale hemisfære og kontinuert TBS (cTBS) påført den kontralæsionale hemisfære vist sig at forbedre de motoriske funktioner og corticospinal output i de paretiske hænder under eksperimentelle indstillinger. Langsigtede effekter af denne strategi på funktionelt resultat er dog ikke tidligere blevet undersøgt. Tilsvarende har funktionel elektrisk stimulation (FES), en form for perifer stimulation, når den anvendes på de paretiske muskler i overekstremiteterne vist sig at forbedre den funktionelle aktivitet i overekstremiteterne hos patienter med akut eller subakut slagtilfælde.

Således har både TBS og FES et potentiale for at forbedre de motoriske funktioner og det funktionelle resultat efter iskæmisk slagtilfælde. Disse strategier er dog ikke blevet brugt i kliniske omgivelser, og deres anvendelighed til at fremme motorisk restitution ud over konventionel PT er ikke blevet bevist. Hvis de viser sig at være nyttige, har disse teknikker et potentiale til at forbedre det ellers dystre funktionelle resultat efter slagtilfælde. Formålet med denne undersøgelse er at bestemme effekten af ​​TBS eller FES som et supplement til fysioterapi til rehabilitering af apopleksipatienter.

METODER Studiemiljø og deltagere Dette studie er et enkelt blindt randomiseret kontrolleret forsøg til vurdering af effektiviteten af ​​TBS og FES til at forbedre motoriske funktioner ud over standard PT efter akut slagtilfælde. Denne undersøgelse blev udført ved afdelingen for neurologi, Sree Chitra Tirunal Institute for Medical Sciences and Technology, Trivandrum, Kerala, Indien. Vi rekrutterede konsekutive patienter over en 28 måneders periode fra ambulatorier og døgnafdelinger. Patienter med det første iskæmiske slagtilfælde nogensinde i det midterste cerebrale arterieterritorium, som præsenterede sig inden for 10 dage til 30 dage efter debut og havde evnen til at give informeret samtykke og forstå instruktioner, blev inkluderet i denne undersøgelse. Alle patienterne gennemgik 1,5 T MRI og havde dokumenteret enkelt infarkt i MCA-territoriet uden anden læsion. Alle patienterne modtog standard medicinsk og rehabiliterende behandling inklusive passiv og aktiv PT. Undersøgelsen blev godkendt af den institutionelle etiske komité (SCT/IEC/223). Alle patienter gav skriftligt informeret samtykke til at gennemgå forsøget. På hinanden følgende patienter, som opfyldte inklusions- og eksklusionskriterierne, blev randomiseret til en af ​​de tre grupper: (1) dem, der modtog TBS i henhold til den foruddefinerede protokol sammen med standard PT (Gruppe A); (2) dem, der modtog FES i henhold til den foruddefinerede protokol sammen med standard PT (Gruppe B); og (3) dem, der modtog PT (PT) alene (Gruppe C).

Tilfældig allokering og sekvensgenerering Patienterne blev tilfældigt fordelt i tre grupper ved hjælp af blokrandomiseringsmetode. Skjult tildeling blev udført af principforsker, der blindt fordelte forsøgspersonerne i forskellige grupper i henhold til blokrandomiseringstabellen for at modtage den udpegede intervention

Blindning Efter at have givet det informerede samtykke blev et forsøgsperson, der opfyldte inklusions- og eksklusionskriterierne, indledningsvis vurderet af den første co-investigator for alle udfaldsmålene og neurofysiologiske parametre. Patienter, der var berettigede til undersøgelsen, blev fordelt til forskellige interventionsgrupper af princippsøger. Interventioner blev udført af anden co-investigator for alle forsøgspersonerne. Opfølgningsvurderinger blev foretaget af den første co-investigator, som var blindet for tildelingen til interventionsgrupper.

Resultatmål Da vi primært ønskede at vurdere overekstremitetsfunktioner, brugte vi Fugl Meyer Assessment (FMA) skala som det primære resultatmål til at vurdere de motoriske funktioner i overekstremiteterne. Dette er en 66-punkts skala til at evaluere overekstremitetsfunktioner, et standardværktøj til dette formål. Derudover brugte vi Modified Rankin Scale (mRS) til at vurdere det globale resultat, National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS) til at vurdere sværhedsgraden af ​​slagtilfælde og Barthel Index (BI) til at vurdere dagligdagens aktiviteter. Disse tre skalaer blev brugt som sekundære resultatmål.

Resultatskalaer blev anvendt ved baseline (T1) og derefter blev efterfølgende vurderinger foretaget en måned (T2), tre måneder (T3), seks måneder (T4) og et år (T5) efter indskrivningen.

Beregning af prøvestørrelse Primært resultatmål for denne undersøgelse var Fugl Meyer Assessment of øvre lemmers funktioner efter et år. Tidligere undersøgelser har vist, at FMA-score stiger med 16,5 ± 9,4 på et år hos kontrolpersoner.21 Vi antog, at for et klinisk meningsfuldt resultat skulle interventionen give en stigning på 10 point ud over kontrolgruppen. For at opnå dette krævedes en prøvestørrelse på 14 patienter i hver arm for en styrke på 80 % med alfa fastsat til 5 %. I en tidligere undersøgelse udført på vores institut var dødeligheden efter slagtilfælde 27,2 % efter et år, af disse døde 72,1 % inden for 10 dage efter slagtilfældet.2 Som man har planlagt at inkludere patienter mellem 10 til 30 dage efter opstart, for at tage højde for dødeligheden på 7,6 % efter 10 dage, var den nødvendige prøvestørrelse 16 i hver gruppe. I betragtning af en frafaldsrate på 20 %, beregnede vi en stikprøvestørrelse på 20 patienter i hver gruppe som tilstrækkelig.

TMS-protokol Vi vurderede hvilemotortærskel (RMT) for begge halvkugler ved baseline ved hjælp af Magstim Rapid2 (Whitland, Wales, UK) stimulator med en ottetalsspole med en ekstern sløjfediameter på 9 cm. Efter at have fået patienten til at sidde komfortabelt i en lænestol, blev posterior-anterior orientering brugt over den motoriske cortex (M1) for at antage den optimale hovedbundsposition for at fremkalde MEP i den kontralaterale første dorsal interosseous (FDI) muskel. RMT blev vurderet fra ipsilesional hemisfære indledningsvis og efterfulgt af kontralæsionel hemisfære i henhold til standardteknikkerne. Overfladeelektromyogrammer (EMG'er) blev registreret fra FDI-musklerne bilateralt ved brug af Ag-AgCl-elektroder med en forstærkning på 1-2 mv. Signaler blev filtreret (10 Hz-10 KHz) og derefter lagret til offline analyse. Audiovisuel feedback af EMG-signalet ved høj forstærkning blev givet for at hjælpe forsøgspersoner med at opretholde fuldstændig afslapning.

Patienter i gruppe A blev udsat for TBS ud over standard PT som beskrevet nedenfor. Intermitterende TBS (iTBS), som er faciliterende, blev givet til den ipsilesionale hemisfære og kontinuert TBS (cTBS), som er hæmmende, blev givet til den kontralæsionelle halvkugle. Stimuleringen blev givet ved en intensitet på 60% af RMT. iTBS-protokollen med 10 udbrud af højfrekvent stimulering (3 pulser ved 50 Hz) blev anvendt ved 5 Hz hver 10. s. i alt 600 pulser. Når der ikke blev fremkaldt MEP fra det ipsilesionale motoriske område (<0,05mV), blev 100 % stimulatorintensitet som den for kontralæsionelle halvkugle påført ved spejlplaceringen af ​​det kontralæsionale motoriske område.14 Kontinuerlig TBS blev givet med en intensitet på 60 % af RMT, 3 pulser ved 50 Hz, gentaget hver 200 ms for i alt 600 plusser. Både iTBS og cTBS blev leveret tre gange om ugen i fire uger.

Funktionel elektrisk stimulering. Elektrisk stimulation blev givet med Mega XP (Cybermedic Corporation, Sydkorea). Patienten modtog den elektriske stimulation i siddende stilling med den berørte arm placeret over puden, og elektroderne blev placeret i overensstemmelse med mønster 3 [Grib/Flexion/Extension, PATT (mønsterbevægelse)] af instrumentets FES (F)-tilstand. Stimulatorstyreenheden på maskinen kunne levere vekselstrøm ved en frekvens på 35 Hz, pulsbredde på 200 µs og intensitet på 10~50 mA. Stimulatoren blev indstillet til at levere afbrudte pulstog med sammentrækningen og afslapningen for at simulere løft af overekstremiteterne i en funktionel stilling. FES-gruppestimuleringssessionen blev givet i 30 minutter for hver dag, 3 gange om ugen (vekslende dage) i 4 uger, og den blev samtidig synkroniseret med fysioterapien.

Fysioterapibehandlingsprotokol Følgende fysioterapiregimer blev fulgt for alle patienter i undersøgelsen: Passiv/aktiv bevægelsesområde (ROM) i alle led; vægtbærende og støttende reaktion; nå aktiviteter; gribe, holde og slippe; og dagligdags aktiviteter i øvre ekstremiteter (ADL). Fysioterapi intervention blev givet til alle patienter fem dage om ugen i en måned. Ændringer i fysioterapien blev foretaget af anden co-investigator for hver patient, så han eller hun var i stand til at øve selvstændigt eller med assistance fra et familiemedlem efter interventionen og blev instrueret i at øve en time om dagen. Derudover fortsatte alle patienter med at modtage fysioterapi i hjemmet 1-2 gange om ugen af ​​en hjemmeplejefysioterapeut, som blev vejledt af anden co-investigator. Efterforskerne brugte en logbog til at overvåge den faktiske mængde tid, som hver patient trænede derhjemme.

Statistiske metoder Vi brugte beskrivende statistik til at opsummere dataene. Baseline sammenlignelighed af grupper, i form af demografiske data og baseline målinger blev vurderet med chi-square test og ANOVA. Ikke-normale data blev udsat for reciprok, logaritmisk og eksponentiel transformation, og Komogrov-Smirnov og Shapiro-Wilks test blev udført for at vurdere normaliteten. Parametriske mål blev analyseret med ANOVA efterfulgt af post-hoc analyse med bonferroni korrektion. Gentaget måling ANOVA blev brugt til at finde ud af variabilitet mellem gruppe og inden for gruppe. Ikke-parametriske mål blev analyseret med Kruskal Wallis test efterfulgt af post hoc analyse med Mann Whitney U test. Friedmans test og Kendalls W test blev udført for at finde ændringerne i tre grupper over en periode på et år. Alle analyser blev udført ved brug af SPSS version 17.0, og en p-værdi på mindre end 0,05 blev betragtet som signifikant.