Kombinierte transkranielle Gleichstromstimulation und motorbildbasiertes Roboterarmtraining zur Schlaganfallrehabilitation

Hierbei handelt es sich um eine randomisierte kontrollierte Studie mit 32 Probanden, die ihren ersten subkortikalen Schlaganfall mehr als 9 Monate vor Studieneinschluss erlitten hatten und eine Beeinträchtigung der oberen Extremitäten von 11–45 von maximal 66 auf der Fugl-Meyer-Bewertungsskala aufwiesen.

Die Probanden werden mithilfe einer computergenerierten Zufallssequenz zufällig einer der folgenden zwei Gruppen zugeordnet:

1. 10 Sitzungen über 2 Wochen MI-BCI-Training mit 20 Minuten tDCS vor dem Training.
2. 10 Sitzungen über 2 Wochen MI-BCI-Training mit 20 Minuten Schein-tDCS vor dem Training.

tDCS-BCI-Protokoll Jede der 10 Sitzungen von tDCS-BCI oder Schein-BCI wird wie folgt durchgeführt: tDCS wird unmittelbar vor jeder Sitzung des motorischen Trainings 20 Minuten lang durchgeführt. Die Anode wird über dem M1-Motorkortex der betroffenen Hemisphäre platziert, während die Kathode über dem nicht betroffenen M1 platziert wird.

Nach der anfänglichen Kalibrierung umfasst das MI-BCI-Training MI-Erreichungsaufgaben mithilfe der Uhrspielschnittstelle des MIT-Manus-Robotersystems, um multidirektionale Erreichungsbewegungen auszuführen. Sobald auf dem BCI die Absicht erkannt wird, sich auf das Ziel zuzubewegen, führt der Roboterarm die Zielbewegung aus. Jede Schulungssitzung dauert 40 Minuten (ohne Vorbereitungszeit) und wird von einem wissenschaftlichen Mitarbeiter durchgeführt, der nicht über den Zustand des tDCS informiert ist.

Ergebnismaße Die Verbesserung der motorischen Funktionsfähigkeit wird das Hauptergebnis dieser Studie sein. Ergebnismessungen werden zu folgenden Zeitpunkten bewertet: vor Beginn der Behandlung, in Woche 2 (unmittelbar nach dem Training) und Woche 6 (4 Wochen nach Abschluss des Trainings). Ein Arzt, der keine Kenntnis von der Behandlungsbedingung hat, wird die Auswirkungen des Eingriffs beurteilen. Unser primäres Ergebnismaß wird der obere Extremitäten-Score des Fugl-Meyer-Assessments (FMA) sein. Dieses Instrument misst motorische Beeinträchtigungen der oberen Extremitäten, einschließlich Gleichgewicht, Koordination und Geschwindigkeit. Zu den sekundären Ergebnismessungen für die motorische Funktion gehören (1) Box- und Blocktest: ein zeitgesteuerter Test, bei dem die Probanden 1-Zoll-Holzklötze von einer Seite der Box auf eine andere übertragen müssen. Es misst die manuelle Geschicklichkeit der oberen Extremität und die grobmotorische Koordination. (2) Modifizierte Ashworth-Skala: ist ein 6-Punkte-Maß für Spastik. Wir beurteilen den Schweregrad der Spastik an Schulter, Ellenbogen, Handgelenk und Fingern. (3) Griffstärke: wird mit einem handgehaltenen Dynamometer gemessen. Darüber hinaus überwachen wir Nebenwirkungen mit einem Fragebogen, der Schmerzen und Beschwerden an der Stimulationsstelle, Stimmungsschwankungen (mithilfe des Beck Depression Inventory) und Müdigkeit (mithilfe des) dokumentiert Schweregradskala für Müdigkeit) und kognitive Veränderung (unter Verwendung der Vorwärts- und Rückwärts-Ziffernspanne). Bewertung der kortikalen Erregbarkeit? Einzel- und Paarpuls-TMS Ein weiteres Ziel dieser Studie ist es, die Mechanismen dieser kombinierten Behandlung auf die kortikale Plastizität zu untersuchen, die durch kortikale Erregbarkeitsänderungen indiziert wird – bewertet durch Einzel- und Paarpuls-TMS. Wir werden die motorische Ruheschwelle, gemessen nach der Technik von Rossini et al., 1994, vor und nach der Behandlung gemäß dem oben genannten Zeitplan für Ergebnismessungen untersuchen; Stimulation mit gepaarten Impulsen, Messung von Veränderungen der intrakortikalen Erleichterung und Hemmung.

MRT-Protokoll: Patienten werden nach -2, 0 und 4 Wochen gescannt, um kurz- und mittelfristige Veränderungen der fMRT- und DTI-Parameter nach tDCS/BCI- und Schein-/BCI-Behandlung zu untersuchen. Es werden ein T1-gewichteter hochauflösender Scan und eine Reihe axialer, durch Flüssigkeit abgeschwächter Inversionswiederherstellungsbilder erfasst. T1-gewichtete und flüssigkeitsabgeschwächte Inversionswiederherstellungsbilder werden neu ausgerichtet und räumlich normalisiert in Bilder mit isotroper Voxelgröße, die in Matlab implementiert sind. Die Datenanalyse umfasst die Bildregistrierung und die Schätzung von Diffusionstensorparametern, einschließlich scheinbarem Diffusionskoeffizienten, fraktionierter Anisotropie, axial und radial Diffusivitäten und Traktographie mit Camino. Die EPI-Verzerrungskorrektur mit umgekehrter Phasenkodierung und die Regressionsanalyse von DTI, TMS und klinischen Befunden werden mit Matlab durchgeführt. Für die fMRT werden Bilder im Ruhezustand, bei aktiven/passiven Handbewegungen und während der imaginären Armbewegung aufgenommen. Für die imaginäre Armbewegung werden die Probanden gebeten, sich ein Video auf einem Bildschirm anzusehen, um sie bei der Ausführung der imaginären Bewegung zu unterstützen.