Frühe neurophysiologische Interventionen bei akuten zerebralen Läsionen

Die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) ist eine Form der nichtinvasiven Gehirnstimulation, die verwendet wird, um Erregbarkeitsänderungen in Schaltkreisen des zentralen Nervensystems zu induzieren. Die Grundlage der tDCS-Anwendung bei Schlaganfallpatienten folgt dem Modell des interhemisphärischen Ungleichgewichts zwischen der geschädigten und intakten Hemisphäre: anodische tDCS über der betroffenen Hemisphäre, um eine lang anhaltende Erhöhung der kortikalen Erregbarkeit zu induzieren, kathodische tDCS über der nicht betroffenen Hemisphäre, um eine lang anhaltende Abnahme der kortikalen Erregbarkeit zu induzieren . Gleichzeitige Wirkungen auf beide Hemisphären können mit bi-hemisphärischem tDCS erzielt werden. Eine minimale Intensität und Dauer von tDCS ist notwendig, um lang anhaltende Wirkungen zu induzieren, die als Langzeitpotenzierung und Langzeitdepression bezeichnet werden.

Die meisten interventionellen tDCS-Studien haben sich auf chronische Schlaganfallpatienten konzentriert, zu einem Zeitpunkt, an dem die Patienten ein Plateau in ihrer Spontanheilung nach der Läsion erreicht haben sollen. Weniger Forschung hat die Auswirkungen einer frühen tDCS-Intervention untersucht. tDCS-Protokolle unterscheiden sich in der Lage der Elektroden, Sitzungshäufigkeit und -dauer, Dosierung der elektrischen Ladung, Zeitfenster der tDCS-Abgabe und anderen Variablen. Der funktionelle Nutzen der tDCS kann sich bei gleichzeitiger Anwendung adjuvanter Therapiestrategien wie Constraint-Induced Therapy, Elektrostimulation oder Roboter-vermittelter Therapie erhöhen. Sattleret al. verwendeten Radialnervenstimulation zusammen mit tDCS, um die motorische Leistung zu erleichtern. Es ist möglich, dass die repetitive periphere Nervenstimulation (rPNS) den kortikospinalen Output an somatotopisch spezifischen supraspinalen Stellen durch GABAerge Interneurone moduliert. Die Patienten, die sich in der Studie von Sattler et al. verbesserten, hatten wie in anderen tDCS-Studien eine anfängliche leichte bis mäßige Beeinträchtigung der motorischen Funktion. Eine Besserung ist bei Patienten mit schweren motorischen Defiziten zweifelhafter.

Unser Ziel in dieser Studie war es, die Wirksamkeit der bihemisphärischen tDCS in Kombination mit rPNS bei akuten Schlaganfallpatienten mit ausgeprägter motorischer Beeinträchtigung, der Gruppe von Patienten mit weniger Optionen in therapeutischen Programmen, zu untersuchen.

Der Nutzen der Anwendung von tDCS früh nach einem Schlaganfall ist noch unklar. Basierend auf Tiermodellen scheint jedoch der erste Monat nach Schlaganfall der optimale Zeitraum zu sein, um morphologische Veränderungen im Zusammenhang mit erhöhter Plastizität zu induzieren, daher wurde das therapeutische Fenster zwischen 5 und 20 Tagen nach dem Schlaganfallereignis gewählt. Die Forscher argumentierten, dass sich der klinische und neurophysiologische Nutzen nicht nur unmittelbar nach der Behandlung manifestieren kann, wenn plastische Veränderungen durch tDCS induziert wurden, sondern auch weiter vorne in der natürlichen Entwicklung des Patienten nach dem Schlaganfall. Aus diesem Grund hielten es die Prüfärzte für relevant festzustellen, ob die Ergebnisse der tDCS-Behandlung über die Zeit anhielten und eine langfristige Wirkung hatten, und verlängerten daher unsere klinische und neurophysiologische Nachsorge auf 12 Monate nach der Behandlung.

Methoden:

Patienten:

Zwanzig Patienten mit einem ersten akuten Schlaganfall (ischämisch und hämorrhagisch) in der Vorgeschichte wurden von April bis Dezember 2011 in eine prospektive, doppelblinde, randomisierte Studie eingeschlossen. Elf Patienten waren von einem ischämischen Schlaganfall betroffen: kortikal und/oder subkortikal und 9 waren von einem hämorrhagischen Schlaganfall betroffen. Einschlusskriterien waren: erstmaliger einzelner und einseitiger supratentorieller Schlaganfall, bestätigt durch CT oder MRT, Schlaganfallintervall zwischen 5 und 20 Tagen vor Beginn der Studie, Alter 18 bis 79 Jahre, National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) ≥6 und ≤21. Ausschlusskriterien waren vorausgegangene epileptische Anfälle, metallische Implantate im Gehirn oder Herzschrittmacherimplantate und das gleichzeitige Vorliegen anderer neurologischer Erkrankungen.

Patienten wurden in die Studie aufgenommen, wenn sie medizinisch stabil waren, zwischen 5 und 17 Tagen nach dem Schlaganfallereignis. Die Studie wurde gemäß der Deklaration des Weltärztebundes von Helsinki durchgeführt und von der Ethikkommission für klinische Forschung (PR160/11) genehmigt. Von allen Teilnehmern oder ihren Angehörigen wurde vor ihrer Aufnahme in die Studie eine schriftliche Einwilligung nach Aufklärung eingeholt.

Die Patienten wurden in zwei parallele Gruppen randomisiert: Eine Gruppe (11 Patienten) erhielt 5 aufeinanderfolgende tägliche Sitzungen mit anodischer tDCS über der betroffenen Hemisphäre und kathodischer über nicht betroffener Hemisphäre, kombiniert mit repetitiver peripherer Nervenstimulation, und die andere (9 Patienten) erhielt Schein-tDCS in Verbindung mit repetitiver periphere Nervenstimulation.

Die Patienten wurden vor tDCS, 5 Tage und 3, 6 und 12 Monate nach tDCS untersucht.

Beurteilungen Der Zustand der Patienten wurde anhand standardisierter klinischer und neurophysiologischer Beurteilungsinstrumente am Tag vor Beginn der Interventionen charakterisiert.

Klinische Bewertung Die neurologische Funktion wurde anhand des NIHSS bewertet. Die motorische Beurteilung der paretischen oberen Extremität und die Spastik wurden unter Verwendung der oberen Extremitäten-Fugl-Meyer-Skala (ULFM) und der modifizierten Ashworth-Skala (MAS) bewertet. Messungen auf der MAS-Skala wurden für Schulterabduktion, Ellbogenstreckung und Handgelenkstreckung durchgeführt, die zur Berechnung des Mittelwerts des Widerstands während der passiven Dehnung verwendet wurden, wobei höhere Werte einen größeren Widerstand widerspiegeln (maximal 4).

Neurophysiologische Beurteilung

Transkranielle Magnetstimulation:

Motorisch evozierte Potentiale (MEPs) wurden mit einem zweiphasigen Magnetstimulator (Magstim 200; The Magstim Co. Ltd., UK) aufgezeichnet, der mit einer magnetischen Achter-Stimulationsspule (70 mm Außendurchmesser; The Magstim Co. Ltd.) verbunden war. , UK) über dem Hotspot des kortikalen Abduktors digiti minimi platziert. Eine eng anliegende Stoffkappe, die mit einem 1 cm x 1 cm-Gitter markiert war, wurde für die Kartierung der kortikalen Darstellung des Zielmuskels verwendet. Die Spule wurde tangential zur Kopfhaut positioniert, wobei der Griff in einem Winkel von 45 Grad nach hinten zur Mittellinie zeigte, und wurde in 1-cm-Schritten bewegt, um die optimale Position der Kopfhaut in jeder Hemisphäre zu lokalisieren, von der aus die größten Abgeordneten im Abductor digiti minimi liegen hervorrufen konnte. Ein Synergy-Elektromyograph (Oxford Instruments, Surrey, UK) wurde verwendet, um MEPs vom Abduktor digiti minimi aufzuzeichnen. Wann immer die Abgeordneten in Ruhe nicht mit maximaler Stimulatorleistung in der betroffenen oberen Extremität ausgelöst wurden, wurden die Patienten angewiesen, einen Versuch zu unternehmen, den Muskel freiwillig zu aktivieren. Wenn bei maximaler Stimulatorleistung kein MEP ausgelöst werden konnte, wurde die MEP-Amplitude als 0 mV beschrieben.

Groppa S, Oliviero A, Eisen A et al. Ein praktischer Leitfaden zur diagnostischen transkraniellen Magnetstimulation: Bericht eines IFCN-Ausschusses. Clin Neurophysiol 2012;123:858-882.

Motorische Ruheschwelle:

Die motorische Ruheschwelle (rMT) wurde als die niedrigste Stimulatorleistung an der optimalen Stelle der Kopfhaut definiert, die erforderlich ist, um in mindestens 5 von 10 Studien einen MEP von mindestens 50 μV im entspannten Abductor digiti minimi hervorzurufen.21 Wenn bei maximaler Stimulatorleistung kein MEP ausgelöst werden konnte, wurde rMT als 100 % beschrieben.

Kontralaterale und ipsilaterale Stilleperiode:

Um die Ruhephase auszulösen, wurde eine transkranielle Magnetstimulation über dem M1-Bereich jeder Hemisphäre angewendet, während die Patienten eine stetige maximale tonische Kontraktion des Abductor digiti minimi ausübten, und eine 500-ms-Poststimulus-Periode wurde analysiert. Die Stimulationsintensität betrug 120 % rMT. Wir haben im Wesentlichen gleichzeitig kontralaterale (cSP) und ipsilaterale stille Periode (iSP) auf einen einseitigen Stimulus aufgezeichnet. Wenn Patienten mit der paretischen Hand keine stabile Kontraktion aufrechterhalten konnten, wurde der SP als nicht messbar angesehen. Die cSP-Dauer wurde vom Beginn des MEP bis zum Zeitpunkt der EMG-Wiederaufnahme nach einer Periode der EMG-Unterdrückung gemessen, und der Mittelwert von 10 Versuchen wurde verwendet, um die Dauer der stillen Periode abzuschätzen. iSP wurde unter Berücksichtigung eines Zeitraums relativer Unterdrückung der EMG-Aktivität unterhalb der Hintergrund-EMG-Aktivität quantifiziert.

U. Takechi, K. Matsunaga, R. Nakanishi et al. Längsveränderungen der motorischen kortikalen Erregbarkeit und transkallosalen Hemmung nach subkortikalem Schlaganfall. Clin Neurophysiol 2014;125: 2055-2069.

SEPs-Aufnahme:

Somatosensorisch evozierte Potentiale (SEPs) wurden durch elektrische Stimulation mit dem gleichen Verfahren ausgelöst, das in früheren Studien ausführlich beschrieben wurde. Die Signale wurden unter Verwendung eines Synergy-Elektromyographen (Oxford Instruments, Surrey, UK) aufgezeichnet. SEPs-Daten wurden zwischen betroffenen und nicht betroffenen oberen Extremitäten verglichen.

Cruccu G, Aminoff MJ, Curio G et al. Empfehlungen für den klinischen Einsatz von somatosensorisch evozierten Potentialen. Clin Neurophysiol 2008;119:1705-19.

Mauguière F, Allison T, Babiloni C et al. Somatosensorisch evozierte Potentiale. Die Internationale Föderation für klinische Neurophysiologie. Electroencephalogr Clin Neurophysiol Suppl 1999;52:79-90.

H-Reflex H-Reflex-Antworten wurden von einem supinierten Arm im 45-Grad-Winkel und einem leicht kontrahierten Musculus flexor carpi radialis aufgezeichnet. Wenn der M. flexor carpi radialis nicht kontrahiert werden konnte, wurde die paretische obere Extremität mit leicht gebeugtem Handgelenk positioniert. Die Aufzeichnungselektrode wurde über dem Bauch des M. flexor carpi radialis platziert und auf eine 3 cm distale Elektrode bezogen. Elektrische Stimuli lieferten einen Rechteckwellenimpuls von 0,5 ms Dauer und wurden über den N. medianus an der Bizepsfurche angelegt; oberhalb der Kubitalfalte. Die Hmax/Mmax-Antworten wurden zwischen der paretischen und der nicht-paretischen Seite verglichen.

Christie AD, Inglis JG, Boucher JP, Gabriel DA. Zuverlässigkeit des FCR H-Reflexes. J Clin Neurophysiol 2005;22:204-9.