Transkranielle Gleichstromstimulation und Yoga bei Knie-Arthrose

Hintergrund:

„Allgegenwärtig“ ist ein gebräuchliches Wort, das Menschen mit Knie-Arthrose (KOA) verwenden, um die damit verbundenen Schmerzen zu beschreiben, deren Unvorhersehbarkeit zu körperlichen, sozialen und emotionalen Störungen führt. Für viele führt KOA-Schmerz zu eingeschränkter Mobilität, eingeschränkter Lebensqualität und erhöhten Gesundheitskosten. KOA-Schmerz und seine Mechanismen sind bekanntermaßen komplex, wobei Veränderungen in der Signalübertragung des Nervensystems (ANSS) zu anhaltenden Schmerzen und einem Versagen der Behandlung bei leitlinienbasierter Versorgung führen .9 Leider mangelt es an wirksamen konservativen Behandlungen für KOA-Schmerzen, einschließlich körperlicher Betätigung10-12, die nur mäßige analgetische Wirkungen hervorruft und nur geringe Auswirkungen auf ANSS hat. Um die konservative Schmerzbehandlung für Menschen mit KOA zu verbessern, ist es unerlässlich, mechanismusbasierte Interventionen zu entwickeln und mutige neue Wege zur Modulation von ANSS zu erkunden, um die Patientenergebnisse zu optimieren.

Eine Lösung für KOA-Schmerzen finden:

Unsere neuartige Intervention konzentriert sich auf die Behandlung des Biomarkers von ANSS. Unsere Lösung besteht darin, nicht-invasive Hirnstimulation (NIBS) in Form einer transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) in Kombination mit der Geist-Körper-Praxis von Yoga zu verwenden, um Nervenbahnen zu modifizieren. Dies ist eine vielversprechende und sichere Alternative zu Medikamenten – die das Risiko von Gewöhnung, unerwünschten Ereignissen und Sucht bergen – und die auf der begrenzten Wirksamkeit der isolierten Durchführung/Untersuchung von Übungen aufbaut. Nach unserem Kenntnisstand ist dies die erste Studie, in der diese Kombination bei chronischen Schmerzen und bei Menschen mit KOA eingesetzt wird. Wir haben diese Kombination gewählt, da tDCS das Potenzial hat, mit Yoga synergistische Effekte auf das Nervensystem zu erzeugen und die Wirkung auf Schmerzen zu verstärken.

Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) verändert die neuronale Plastizität und lindert Schmerzen:

tDCS lindert Schmerzen bei älteren Erwachsenen mit KOA, insbesondere in Kombination mit Kräftigungsübungen oder Achtsamkeit. Es wird angenommen, dass tDCS mechanistisch die neuronale Erregbarkeit verändert und die Neuroplastizität steigert, was direkte und indirekte Auswirkungen auf die zentrale noziplastische Verarbeitung in kortikalen und subkortikalen Bereichen hat. tDCS hat eine verbesserte Effizienz der konditionierten Schmerzmodulation (CPM) gezeigt, die zu einer Schmerzreduktion bei älteren Erwachsenen mit KOA mit mangelhaftem CPM führt. Metaanalysen von tDCS zur Behandlung chronischer Schmerzen berichten von kleinen bis mäßigen Auswirkungen auf die Schmerzreduktion, während eine Metaanalyse von NIBS (einschließlich tDCS) plus körperlicher Betätigung mittlere bis große Effektstärken (-0,62) im Vergleich zu Schein-NIBS plus körperlicher Betätigung zeigte. In einer Studie mit älteren Erwachsenen mit KOA wurden zwei Wochen lang tDCS und Achtsamkeitsmeditation untersucht und es wurde im Vergleich zur Scheinbehandlung über verbesserte OA-Symptome und Schmerzempfindlichkeit berichtet. Interventionen mit ≥10 NIBS-Behandlungssitzungen zeigen eine stärkere Schmerzreduktion im Vergleich zu weniger Sitzungen.

Unser Ansatz, der 13 tDCS-Sitzungen mit Yoga kombiniert, bietet die Vorteile von Kräftigung und Achtsamkeit zusätzlich zur Regulierung des Nervensystems und hat das Potenzial, große Auswirkungen auf die Schmerzlinderung zu haben.

Yoga moduliert Gehirnnetzwerke und ist mit KOA für viele sicher und zugänglich. Wichtig ist, dass Yoga für Menschen mit Komorbiditäten durch die Kombination von Körperhaltungen, Atemübungen, Meditation und Entspannung sicher ist, von denen angenommen wird, dass sie Schmerzen lindern, indem sie den Input von oben nach unten und von unten nach oben regulieren die physiologischen Systeme, die nozizeptive Signale modulieren. Erkenntnisse aus fMRT-Studien deuten darauf hin, dass Yoga die funktionelle Konnektivität in Netzwerken verändert, die an chronischen Schmerzen beteiligt sind. Aufgrund der geringen Qualität der Evidenz und der wenigen Studien wird Yoga in den KOA-Richtlinien bedingt empfohlen. Eine aktuelle Metaanalyse von Yoga bei OA (n = 640) legt nahe, dass Yoga eine vielversprechende Intervention zur Verbesserung von Schmerzen, Funktion und Steifheit bei KOA ist.

Unser Projekt zielt darauf ab, das aktuelle Paradigma der konservativen Schmerzbehandlung für Menschen mit KOA zu verändern, indem es eine über den Schmerzmechanismus informierte Behandlungsstrategie in einer multizentrischen Pilot- und Durchführbarkeits-randomisierten kontrollierten Studie bewertet. Wir gehen davon aus, dass echtes tDCS und Yoga im Vergleich zu Schein-tDCS und Yoga zu einer klinisch bedeutsamen Schmerzreduktion führen.

Unsere konkreten Ziele sind:

1. Ermittlung der Machbarkeit der Bereitstellung von tDCS und Yoga für Erwachsene mit KOA.
2. Es sollten die Auswirkungen von aktivem tDCS und Yoga im Vergleich zu Schein-tDCS und Yoga auf Schmerzen und funktionelle Ergebnisse untersucht werden und das Ausmaß, in dem sie sich je nach Geschlecht und Geschlecht unterscheiden

Methoden Studiendesign: Dies ist eine Machbarkeits- und Pilot-Doppelblind-, randomisierte, scheinkontrollierte, multizentrische, zweiarmige klinische Studie mit einem Zuteilungsverhältnis von 1:1. Die Teilnehmer werden randomisiert und erhalten 9 Wochen lang aktives oder Schein-tDCS und Yoga. Die Nachuntersuchung erfolgt am Ende des Eingriffs und nach 3 Monaten. Es werden der konzeptionelle Rahmen zur Definition von Machbarkeits- und Pilotstudien29 und die Standardprotokollelemente – Empfehlungen für Interventionsversuche30 verwendet. Studienergebnisse werden unter Verwendung der erweiterten CONSORT-Richtlinie für Pilotversuche und der Checkliste Standardisierung der Berichterstattung über Interventionen für Yoga (CLARIFY) gemeldet.31 Stichprobe: Wir werden in Wohngemeinschaften lebende Erwachsene aus Sherbrooke, Quebec, Hamilton und London, Ontario mit der Diagnose Knie-Arthrose rekrutieren oder die NICE-Kriterien für KOA erfüllen: ≥ 45 Jahre alt mit bewegungsbedingten Gelenkschmerzen und entweder keiner morgendlichen Kniesteifheit oder Steifheit von 30 Minuten oder weniger. Die Teilnehmer berichten über eine durchschnittliche Schmerzintensität von ≥3/10 im letzten Monat.

Ausschlusskriterien: systemische entzündliche Arthritis, Knieinjektion in den letzten 3 Monaten, Unfähigkeit, selbstständig vom Boden aufzustehen, Trauma der unteren Gliedmaßen oder Operation innerhalb von 6 Monaten, derzeit Teilnahme an einer anderen klinischen OA-Studie, Verwendung von Mobilitätshilfen, derzeit Behandlung von KOA-Schmerzen (z. B. Physiotherapie), geplante Abwesenheiten > 1 Woche, Kontraindikationen für tDCS wie neurologische oder neuropsychiatrische Erkrankungen, Vorgeschichte von Gehirnoperationen oder Tumoren, Metallimplantate, Epilepsie oder Vorgeschichte von Drogenmissbrauch oder -abhängigkeit, eine Cochlea oder ein Auge Implantat, Herzschrittmacher oder Herzdefibrillator oder Ekzem auf der Kopfhaut.32 Rekrutierungsmethoden: Wir werden Flyer in primären und sekundären klinischen Umgebungen platzieren, soziale Medien (Facebook-Anzeigen) und die E-Mail-Listen der Research Centers on Aging at Sherbrooke and McMaster sowie des Quebec Pain Research Network nutzen. Unser Ziel ist es, die gleiche Anzahl von Männern und Frauen zu rekrutieren.

Screening und Beurteilungen: Mit ihrer Einwilligung nehmen teilnahmeberechtigte Teilnehmer an einer persönlichen Beurteilung teil und füllen Studienfragebögen aus. Wenn ein Teilnehmer eine bilaterale KOA hat, wird das Knie mit den meisten Symptomen untersucht. Wenn beide Knie gleichermaßen betroffen sind, wird das dominante Knie untersucht, also das Knie, mit dem der Gang eingeleitet wird.

Stichprobengröße: Es wurde das für die Berechnung der Stichprobengröße in Pilotversuchen empfohlene Konfidenzintervall um den Prozentsatz der vollständigen Nachbeobachtung (primäres Machbarkeitsziel) verwendet.33 Wir streben eine Nachbeobachtungszeit von 90 % an, betrachten die Studie jedoch als erfolgreich, wenn wir für unser primäres klinisches Ergebnis eine Nachbeobachtungszeit von mindestens 80 % erreichen. Bei einer Fehlertoleranz von 10 % benötigen wir 61 Teilnehmer plus 10 % Verlust, um insgesamt 68 Teilnehmer (34 pro Gruppe) nachzuverfolgen. Wenn mindestens 61/68 (89,7 %) Teilnehmer eine erfolgreiche Nachuntersuchung erreichen, liegt die untere Grenze des 95 %-Konfidenzintervalls über 80 % und wir betrachten den Versuch als machbar.

Randomisierung und Verblindung: Die Randomisierung wird mithilfe eines REDCap-Randomisierungsmoduls durch ein vom Rekrutierungsprozess unabhängiges Teammitglied durchgeführt. Prüfer von Basis- und Folgebewertungen, Teilnehmer und Yogalehrer sind für die Gruppenzuteilung blind.

Verfahren und Interventionen: Selbstberichtete Maßnahmen und demografische Daten werden über REDCap zu Studienbeginn und im Follow-up erfasst. Vor der tDCS werden die Teilnehmer einem Test auf konditionierte Schmerzmodulation (CPM) unterzogen, führen einen Treppensteigtest durch und lassen ihre Größe und ihr Gewicht messen. Die Basismessungen werden nach 9 Wochen wiederholt und nur Fragebögen nach drei Monaten.

tDCS: Woche 1: 5 persönliche Besuche zur Abgabe von aktivem oder Schein-tDCS. Wochen 2 bis 9: wöchentliches tDCS vor dem Yoga. Die Anregungen für einen Teilnehmer werden von demselben Prüfer bereitgestellt, der sich vom Prüfer unterscheidet. Gleichstrom wird den Teilnehmern durch ein mit Kochsalzlösung getränktes Paar Oberflächenschwammelektroden (5×7 cm) übertragen und von einem Konstantstromstimulator, einem 1×1 tDCS-Gerät (Soterix Medical Inc, NY, USA), abgegeben. Die Teilnehmer erhalten entweder eine anodische oder eine Scheinstimulation des primären motorischen Kortex (M1), die kontralateral zur schmerzhaftesten Stelle (C3 oder C4 gemäß dem Elektroenzephalogramm-10/20-System) platziert wird, und die Kathodenelektrode wird im supraorbitalen Bereich kontralateral dazu platziert Anode. Während der aktiven tDCS wird 20 Minuten lang ein konstanter Anodenstrom von 2 mA abgegeben, der bekanntermaßen die kortikale Erregbarkeit erhöht und Schmerzen lindert.15-17,34-38 Für die Scheinstimulation werden die Elektroden in derselben Montage wie das aktive tDCS platziert; Der Strom wird jedoch nur für die ersten und letzten 30 Sekunden angelegt. Daher verspüren die Patienten das ansteigende und abfallende Juckreizgefühl des Stroms, erhalten jedoch für die verbleibende Stimulationsdauer keinen Strom. Dieses Placebo-Verfahren wurde validiert und wird in den meisten Studien mit tDCS.39-41 erfolgreich eingesetzt Yoga-Programm: In den Wochen 2 bis 9 nehmen die Teilnehmer zweimal wöchentlich an einstündigen Yoga-Sitzungen teil, die von einem zertifizierten Yogalehrer geleitet werden, der von seinem Mitarbeiter Pearson in der Intervention geschult wurde. Zur Vervollständigung der Heimsitzungen werden Videos bereitgestellt. Das Yoga-Programm basiert auf dem Pain Care Aware-Zertifizierungsprogramm.42 Kurz gesagt, der Unterricht besteht aus drei Teilen: Zentrieren und Aufwärmen zur Regulierung der Physiologie vor Beginn der Yoga-Stellungen; Yogastellungen und geführte Entspannung.

Primäres Ergebnis: Unser primäres Machbarkeitsergebnis33 ist der Prozentsatz vollständiger Nachuntersuchungen nach 9 Wochen und 3 Monaten. A-priori-Machbarkeitsziele betreffen die Rekrutierung, die Einhaltung des Programms, die Programmbelastung, die Akzeptanz und unerwünschte Ereignisse.

Sekundäre Maßnahmen: Schmerzintensität, Interferenz und Modulation, körperliche Funktion, Leistung beim Treppensteigen, Lebensqualität, Schmerzkatastrophe, depressive Symptome, Komorbiditäten, Mehrgelenkschmerzen, Kniebewusstsein, der globale Eindruck des Patienten von Veränderungen, Medikamente des Patienten, unerwünschte Ereignisse und blendende Wirksamkeit.

Analysen: Die primären und alle Machbarkeitsziele werden deskriptiv in Anzahl und Prozentsätzen bewertet. Sekundäre Ergebnisse werden nach Intention-to-Treat-Prinzipien sowie nach Geschlecht und Gender analysiert. Die Varianzanalyse mit wiederholten Messungen wird verwendet, um das Ausmaß der Änderung der Ergebnismaße zu bewerten und sie zwischen den beiden Gruppen zu vergleichen. In ähnlicher Weise werden Unterschiede innerhalb der Gruppe mithilfe des t-Tests der gepaarten Stichprobe analysiert. Beide werden anhand von Mittelwerten und 95 %-KIs angegeben. Wo möglich, werden wir minimal wichtige Unterschiede melden.