Robottiavusteisen terapian ja farmakoterapian yhdistäminen aivohalvauksen jälkeisessä kuntoutuksessa

Joka vuosi noin 795 000 ihmistä kärsii uudesta tai toistuvasta aivohalvauksesta Yhdysvalloissa, mikä tarkoittaa, että joka 40. sekunti joku saa aivohalvauksen. Yhdysvalloissa aivohalvaus on kolmanneksi yleisin kuolinsyy ja johtava pysyvän hemipareesin ja aikuisten vamman aiheuttaja. Koska aivohalvauksen esiintyvyys lisääntyy iän myötä ja maailman väestö ikääntyy, aivohalvauksen ilmaantuvuuden odotetaan kasvavan tulevina vuosina. Tästä tulee merkittävä yhteiskunnallinen taakka, koska aivohalvauksesta selviytyneiden hoito on kallista yksilölle ja yhteiskunnalle.

Aivohalvauksen jälkeinen yläraajojen (UE) heikkeneminen tarkoittaa yleensä alkuvaiheessa olevaa heikkoutta ja sitä seuraavaa heikentynyttä kätevyyttä ja rajoituksia tai kyvyttömyyttä saavuttaa, kuljettaa ja tarttua liikkeisiin alusta alkaen. Eloonjääneet voivat palauttaa osittaisen tai harvemmin täydellisen lihasvoiman sairastuneessa UE:ssa toipumisprosessin aikana. Kuitenkin jatkuva heikkous ja kehittyminen toissijaisiksi komplikaatioiksi, kuten spastisuus (jolle on ominaista lisääntynyt flexor hypertonia), olkapääkipu ja kontraktuurit ovat yleisiä. Nämä lisäongelmat liittyvät suurempaan heikkenemiseen, huonompaan toimintaan ja heikompaan terveyteen liittyvään elämänlaatuun. Aivohalvauksen jälkeisen hemipareesin hoitotoimenpiteitä ovat yleensä venyttely, antagonistilihasten vahvistaminen, lastaus, oraaliset lääkkeet ja fokaaliset injektiot (fenoli tai botuliinitoksiini) ja intratekaalinen baklofeeni. Hoitojen määrä, intensiteetti ja pituus vaativat kuitenkin vielä lisätutkimuksia. Riittävästä perinteisestä hoidosta huolimatta suuri määrä potilaita on edelleen pysyvästi rajoitettu aivohalvauksen seurauksena. Motoroppimisen teorioihin perustuvat viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että intensiiviset, toistuvat, tehtäväkeskeiset terapiat voivat auttaa pareettisia raajoja "oppimaan uudelleen" suorittamaan aivovaurion jälkeen menetetyt liikkeet.

ROBOOTTITUETTEINEN YLARAAJIEN HARJOITTELU ARMEO®:LLA

Nykyiset todisteet ovat osoittaneet, että kuntoutus ilman erityiskoulutusta ei johda mitattavissa oleviin tuloksiin. Sellaiset tekijät kuin motorisen harjoittelun intensiteetti ja spesifisyys ovat tärkeitä motorisen toiminnan palautumisen saavuttamiseksi, erityisesti aivohalvauksen kroonisessa vaiheessa. On olemassa vankkaa näyttöä siitä, että voimakkaasti toistuva liikekuntoutus voisi parantaa motorisia ja toiminnallisia kykyjä, mikä perustuu sen rooliin motorisissa oppimisprosesseissa. Robottilaitteista on tullut erittäin tärkeä tutkimusalue, koska ne pystyvät saavuttamaan korkean intensiteetin ja spesifisiä hoitoja.

Tässä ehdotetussa hankkeessa aiomme käyttää Armeo-robottijärjestelmää motorisen harjoitteluhoidon toteuttamiseen. Armeo-järjestelmä on säädettävä käsivarsiortoosi, joka on saanut FDA 510k -vapautuksen. Se tasapainottaa passiivisesti käsivarren painoa ja vähentää siten pareettisen käsivarren painovoiman voittamiseksi vaatimaa vaivaa. Laite pystyy lisäämään palautetta virtuaaliympäristön (eli tietokonepelien) kautta. Virtuaaliympäristössä esitettävät tehtävät on suunniteltu toiminnallisten liikkeiden aikaansaamiseksi, eli kohteen on suoritettava tehtäviä, kuten esineiden kurkottaminen osana peliä. Painovoiman kompensointi, joka voi vähentää toiminnan suorittamisen vaikeustasoa, helpottaa aktiivista käsivarren liikettä, varsinkin kun siihen liittyy tarttumista ja kurkottamista. Armeo-järjestelmän avulla toivomme saavuttavamme toistuvan ulottuvuuden, tarttumisen ja vapauttamisen harjoittelun kiinnostavassa ympäristössä, joka voidaan mukauttaa yksilöllisten kykyjen mukaan. Odotamme myös, että aivohalvauksesta selviytyneet, joiden motorinen heikkous on saattanut estää heitä suorittamasta toistuvia hoitotehtäviä, voivat osallistua tähän tutkimukseen.

LEVODOPA Useat aineet ovat laajasti osoittaneet vaikutuksensa hermosolujen plastisuuteen. Näiden aineiden joukossa farmakologiset lääkkeet, jotka lisäävät keskushermoston (CNS) välittäjäaineiden (dopamiini, norepinefriini, serotoniini, asetyylikoliini ja histamiini) saatavuutta, ovat osoittaneet kykynsä moduloida aivokuoren hermosolujen kiihottumista ja aikaansaada myöhemmän helpottavan vaikutuksen neuroplastisuudessa. Tältä osin on viimeisen kahden vuosikymmenen aikana tehty useita tutkimuksia, joissa on tutkittu muiden aineiden ohella amfetamiinien, selektiivisten serotoniinin takaisinoton estäjien, donepetsiilin, psykostimulanttien vaikutuksia metyylifenidaattina ja dopaminergisiä aineita. Levodopa (LD) on toivottava lääke arvioitavaksi sen turvallisen toimintaprofiilin vuoksi. Tämä oraalinen lääke on dopamiinin (DA) esiaste, joka kuljetetaan aktiivisesti veri-aivoesteen läpi ja muuttuu DA:ksi keskushermostossa ja ääreiskudoksissa. Noin 95 % LD:stä muuttuu DA:ksi, mikä stimuloi dopaminergistä hermovälitystä, ja loput 5 % muuttuu norepinefriiniksi ja vaikuttaa adrenergiseen neurotransmissioon. DA:lla on rooli motoristen muistojen muodostumisessa ja siten se helpottaa neuroplastisuutta hermosolujen synapsien vahvistumisen (pitkäaikainen potentioiminen, LTP) tai heikentymisen (pitkäaikainen masennus, LTD) kautta, mikä synnyttää neuroplastisuutta. DA:lla on käänteinen U-muotoinen pitoisuuskäyrävaikutus LTP:n helpottamiseksi. Aiemmissa tutkimuksissa 100 mg:n annokset saivat aikaan edistävän vaikutuksen ja 25 mg:n ja 200 mg:n annokset inhiboivat ihmisen aivokuorta. Tämä farmakologinen aine on osoittanut lupaavia tuloksia aivohalvauksen hoidossa tehostamalla toiminnallista motorista palautumista subakuutissa ja kroonisessa jaksossa yhdistettynä intensiiviseen fysioterapiaan ilman raportoituja merkittäviä sivuvaikutuksia. Akuuteissa ja subakuuteissa vaiheissa LD:n osoitettiin parantavan toiminnallisia motorisia taitoja, jotka säilyivät kolmen viikon seurannan jälkeen. LD osoitti myös lisähyötyä jokapäiväisessä elämässä ja aivohalvauksen vakavuudessa. Kroonisella kaudella kerta-annos LD:tä yhdistettynä fysioterapiaan viiden viikon ajan paransi harjoittelusta riippuvan perusmotorisen muistin muodostumista ja samalla paransi UE:n kätevyyttä.

LEVODOPA/CARBIDOPA YHDISTÄMINEN ARMEO-JÄRJESTELMÄN KANSSA

Hypoteesimme on, että levodopa/carbidopa LD/CD:n nauttiminen yhdessä intensiivisen robottiavusteisen terapian kanssa tarjoaa parempia tuloksia toiminnallisissa palautumistokeissa kuin sama harjoittelu yksinään. Oletamme myös, että nämä parannukset voivat korreloida motorisen aivokuoren kiihtyvyysmuutoksien kanssa. Nykyiset strategiat motorisen palautumisen parantamiseksi aivohalvauksen jälkeen keskittyvät neuroplastisuuteen ja neuromodulaatioon. Kiinnostus terapioiden ja strategioiden yhdistelmään, joka lisää plastisuutta ja sitä kautta toiminnallista palautumista kuntoutusprosessin kautta, on kasvava. Usein oletetaan, että lääkehoidon ja fyysisen kuntoutuksen yhdistelmä voisi tarjota parempia tuloksia tehostamalla neuroplastisuusilmiötä

Ehdotamme satunnaistettua, kaksoissokkoutettua, lumekontrolloitua LD/CD-tutkimusta yhdessä toistuvan yläraajojen toiminnallisen tehtäväkeskeisen ja robottiavusteisen harjoittelun kanssa.