Cryoneurolyse til spasticitetsbehandling: Langsigtede kliniske resultater og mekanismer i centralnervesystemet

Spasticitet er resultatet af en overaktiv strækrefleks efter en øvre motorisk neuronskade, der resulterer i, at de berørte muskler konstant er, ufrivilligt kontraheret.1 En manglende behandling af spasticitet kan resultere i kontraktur - en permanent forkortelse af muskel- og inertvævet, der ofte kræver kirurgisk indgriben.2 Der er flere behandlingsmuligheder tilgængelige for dem, der er berørt af spasticitet. Farmaceutiske retsmidler inkluderer diazepam, clonidin og baclofen, som kan administreres oralt eller intratecalt, og målrette GABA-B-receptorerne i hjernen og rygmarven for at lindre spasticitet.3 På grund af de centrale effekter er det umuligt at rette virkningerne mod specifik muskulatur, hvilket gør denne tilgang mest fordelagtig for patienter med udbredt spasticitet, især ikke-ambulante patienter, for hvilke systemisk svaghed er mindre af en bekymring. For dem, der er berørt af fokal spasticitet (spasticitet, der påvirker specifikke regioner), er der en række selektive behandlinger tilgængelige. Langt den mest almindelige tilgang er denervering med botulinum-A neurotoksin. Toksininjektioner administreres ved det neuromuskulære kryds og ACT for at forhindre frigivelse af acetylcholin, hvilket reducerer muskelens evne til at skyde.4 Botulinumtoksin er et af de mest potente neurotoksiner, der er tilgængelige, men er også et af de dyreste stoffer på planeten. Da hver muskel har mange neuromuskulære forbindelser, er det umuligt at fordømme en muskel med denne teknik fuldstændigt. Endvidere udholder spidseffekter generelt ikke ud over 90 dage, og proceduren skal gentages ofte.

Den seneste udvikling har ført til nye behandlinger af fokal spasticitet. Med ultralydsvejledning er klinikere nu i stand til let at visualisere individuelle nerver og skabe et nyt mål for intervention. Kemisk neurolyse er en udviklende teknik, der udføres i et lille antal klinikker over hele verden. Proceduren involverer den selektive injektion af en fortyndet phenolopløsning i eller i nærheden af ​​motoriske neuroner, der innerverede muskler impliceret i spasticitet. Phenolneurolyse har vist sig at være effektiv til at lindre spasticitet flere steder.5-7 Phenol er imidlertid ikke selektiv for nerver, og derfor er det omkringliggende væv og strukturer ikke immun mod injektionerne. Ikke desto mindre har kemisk neurolyse en lav forekomst af bivirkninger.8,9 Kemisk neurolyse er meget billigere end toksininjektioner, men skal også gentages ofte for langvarig spasticitetsbekæmpelse.10 En anden, lignende fremgangsmåde er neurolyse af pulseret radiofrekvens. Mens phenollyser målrettede nerver med kemikalier, opvarmer pulserede radiofrekvens nerver med radiobølger for at fjerne målrettede aksoner. Radiofrekvensablation har vist sig at have en meget lav forekomst af bivirkninger, og reduktion i spasticitetssymptomer har vist sig at udholde seks måneder.11 Cryoneurolysis, en anden voksende teknik til spasticitetsstyring, er mere omkostningseffektiv end andre teknikker, og virkningerne overgår den forventede effektperiode.12 Cryoneurolyse involverer anvendelse af ekstrem kulde direkte til eller nær målrettede nerver under ultralydsvejledning. Denne forkølelse får axonotmesis (nedbrydningen af ​​en akson) til at forekomme, hvorved den behandlede nerven fuldstændigt forplantes i at forplantes ethvert signal. Ved at drage fordel af joule Thomson -effekten (afkøling af komprimerede gasser med en tynd blænde) er kryoneurolysisprober specielt designet til hurtigt at skabe en iskugle ved at fryse interstitiel væske. Denne procedure har vist sig at være effektiv i interventionssmerterhåndtering ved at lysere nerver, der er involveret i transmission af smertesignaler.13-18 Efterforskerne har offentliggjort data, der viser effektiviteten af ​​kryoneurolyse på spasticitet, der påvirker de øvre og nedre lemmer.12,19-21 Cryoneurolyse producerer en effekt kaldet Wallerisk degeneration, hvor den behandlede Nerve's Axon er ødelagt, men epineurium og perineurium forlades intakt.22 Derfor kan akson regenerere efter den samme vej som før behandling. Foreløbige data viser, at reduktioner i spasticitet fra kryoneurolyse holder ud, selv efter at nerven er genvundet, hvor patienter ser varige fordele efter et helt år.12 Mens den mekanisme, hvormed spasticitetsgrad reduceres efter kryoneurolyse, er et emne for debat på området, indebærer de vedvarende fordele ved proceduren centralnervesystemet (CNS). Vores hypotese er, at neuroplastiske ændringer sandsynligvis forekommer i CNS, der muliggør langvarig forbedring af spasticitet. Disse ændringer kan være relateret til ændringer inden for cortex eller output fra kortikal behandling eller en kombination af disse mekanismer. Således kan mekanismen involvere en eller flere regioner inden for cortex og/eller ændringer langs corticospinal kanalen, den vigtigste faldende kanal, der bærer bevægelsesrelateret information fra CNS til periferien.

Måling af ændringer i hjerneorganisation og aktivitet er blevet mulige gennem fremskridt inden for neuroimaging og stimuleringsteknikker. Transcranial magnetisk stimulering (TMS) er en sikker, ikke-invasiv metode, der bruges til at stimulere kortikale regioner til at måle niveauer af kortikal excitabilitet, og output af behandling af information i cortex gennem corticospinal kanalen. Kortikal excitabilitet af den primære motoriske cortex (M1) vurderes indirekte ved at måle elektromyografiske (EMG) -responser (motoriske fremkaldte potentialer; MEP'er) af en målmotorisk muskelpræsentation og hjernefunktion udledes af målinger af perifer muskelaktivitet. Der er for nylig blevet lagt betydelig opmærksomhed på neuroplastiske ændringer i hjernen, der forekommer med interventioner. Overflade EMG er blevet brugt i årtier til at forstå muskelaktiveringsmønstre. Typisk placeres et par elektroder over en muskelgruppe for at give en indikation af niveauet af corticospinal excitabilitet, der kan fortælle om kvaliteten og integriteten af ​​motorisk output til rygmarven.23 Denne teknik giver et kig på output fra kortikale mekanismer for bevægelsesproduktion. Efterforskerne har vist ipsilaterale og kontralaterale ændringer i kortikal excitabilitet af sensorimotoriske cortices med TMS hos patienter med slagtilfælde.24 Efter et slagtilfælde, hvis corticospinalkanalen har påført tilstrækkelig skade, vil patienter med slagtilfælde ikke være i stand til pålideligt at producere en MEP.

Mens hun sidder roligt og ikke udfører nogen aktive opgaver og i mangel af nogen stimulus, forbliver hjernen aktiv. Hvilende tilstandsfunktionel forbindelse (RSFC) er en neuroimaging -teknik, der studerer regioner i hjernen med midlertidigt korreleret aktivering. Longitudinalt post-slagtilfælde har RSFC vist sig at producere lignende fund som tilslutningsanalyser i opgavebaserede studier; 26 I modsætning til opgavebaserede neuroimaging-undersøgelser kræver RSFC imidlertid ikke, at deltageren kan bevæge sig på specifikke måder og har ikke nogen kognitiv efterspørgsel, hvilket sænker byrden på deltagerne. Tværsnitsundersøgelser af rehabilitering af slagtilfælde har vist sammenhænge mellem RSFC og mobilitet efter slagtilfælde.27 I spasticitet fandt en 2023 -funktionel magnetisk resonansafbildning (FMRI) undersøgelse af spasticitetsbehandling med rygmarvsstimulering, at behandlingen producerede kliniske spasticitetsforbedringer, der korrelerede med funktionelle forbindelsesændringer.28 Størstedelen af ​​RSFC -undersøgelser i rehabilitering af slagtilfælde er blevet udført ved hjælp af fMRI. Funktionel nær-infrarød spektroskopi (FNIRS) er en alternativ neuroimaging-teknik til fMRI, der måler et lignende fysiologisk fænomen. FNIRS bruger specialiserede lysemitterende dioder, der udsender lys i det næsten infrarøde spektrum gennem håret, hovedbunden, kraniet og meningerne i cortex. Lyset interagerer med blod i hjernen, før den bryter tilbage til overfladen, hvor dens intensitet måles med specialiserede fotoreceptorer. På grund af subtile ændringer i farven på blod afhængigt af hæmoglobin-iltningstatus kan koncentrationerne af iltet (HBO) og deoxygenated (HBR) hæmoglobin udledes ved hjælp af den modificerede øl-Lambert-lov. Når en region i hjernen bliver aktiv, er der en indledende dukkert i koncentrationen af ​​HBO, der hurtigt mødt med en tilstrømning af iltet blod med tilladelse fra neurovaskulær kobling. Selvom dette svar kan tage op til ti sekunder at toppe, er FNIRS i stand til at prøve cortex ved 5Hz. I sammenligning med den typiske prøveudtagningshastighed på 0,5Hz, der tilbydes af fMRI, tilbyder FNIRS overlegen tidsmæssig opløsning. For at nå cortex og prøve effektivt placeres FNIRS -detektorer typisk ca. 3 cm væk fra kilder. Tæt dækning giver en rumlig opløsning på ca. 1 cm - ideel til undersøgelse af kortikale områder som sensorimotorisk område. NIRSPORT2 (NIRX Medical Technologies, LLC) er et bærbart system, der er helt indeholdt i en lille bærbar pakke. Sammenlignet med en FMRI -maskine er FNIRS lettere at bruge og lettere tilgængelig. Derudover er der ingen kendte kontraindikationer til FNIR'er, hvilket gør det mere nyttigt for en klinisk population, der ikke er berettigede til at modtage en MR, hvilket muliggør større generaliserbarhed.

Samlet vil generere en forståelse af de neurale mekanismer, der gør det muligt for kryoneurolyse at give langvarig spasticitetslindring ved hjælp af FNIR'er og TM'er, forbedre forståelsen af ​​arten af ​​bedring fra spasticitet, potentielt informere den kliniske behandling af spasticitet i fremtiden og kan muligvis guide udviklingen af ​​fremtidige, hjernespecifikke interventioner for spastitet.