Hemipareettisen käsivarren robottimobilisaatio ei-invasiivisella sähköstimulaatiolla (hARMonies)

Yleinen teoria estävästä aivopuoliskon välisestä kilpailusta spekuloi, että fysiologisissa olosuhteissa molemmat aivopuoliskot ovat tasapainoisen keskinäisen eston tilassa. Tämän mukaisesti jotkin sähköfysiologiset ja toiminnalliset kuvantamistutkimukset ovat osoittaneet, että aivohalvaus, johon liittyy motorinen toiminta, johtaa alentuneeseen kiihtyneisyyteen sairastuneessa aivopuoliskossa M1 ja lisää vastapuolen M1:n kiihtyneisyyttä. Aivohalvaus saattaa siksi heikentää aivopuoliskon välistä tasapainoa, mikä johtaa ipsilesionaalisen aivopuoliskon alentuneeseen ipsilesionaalisen aivopuoliskon estoon ja puolestaan ​​ipsilesionaalisen aivopuoliskon lisääntyneeseen estoon.

Tällä epätasapainolla aivopuoliskon kiihottavuudessa on taipumus heiketä toiminnallisen palautumisen aikana ensimmäisten kuukausien aikana aivohalvauksen jälkeen, suhteessa ipsilateraalisten rakenteiden toiminnalliseen palautumiseen.

Vaihtoehtoisesti terveen aivopuoliskon hyperaktivaation pysyvyys kroonisessa vaiheessa aivohalvauksen jälkeen on yleensä vähäisen toiminnallisen toipumisen indeksi ja se korreloi ipsilesionaalisen kortikospinaalikanavan ja transkallosaalisten kuitujen suuremman rakenteellisen vaurion kanssa, vaikka jotkut tutkimukset ovat ehdottaneet terveen aivopuoliskon sijaisroolia.

Äskettäin jotkut kirjoittajat ovat ehdottaneet rakenteelliseen reserviin perustuvaa bimodaalista toipumismallia, jossa sijaismalli sopisi vain potilaille, joilla on huonot rakenteelliset reservit (ja siten laajemmat vauriot), kun taas pallonpuoliskojen välinen kilpailumalli pätee potilaille, joilla on suurempia rakenteellisia reservejä.

Näiden tietojen valossa on ajateltavissa, että toimenpiteet, joilla pyritään edistämään normaalin tasapainon palautumista aivopuoliskon välisessä vuorovaikutuksessa, voivat helpottaa pareettisen raajan motorisen toiminnan palautumista ainakin potilailla, joilla on asianmukaiset rakenteelliset varaukset.

Transkraniaalinen stimulaatio tasavirralla (tDCS) on ei-invasiivinen aivojen stimulaatiotekniikka, joka käyttää matalan intensiteetin sähkövirtaa vakiojännitteellä ja vaihtelevalla kestolla ja joka pystyy moduloimaan aivokuoren kiihottumista tehokkaasti ja pysyvästi (vaikutuksella, joka alkaa stimulaation aikana ja kestää koko ajan). muutaman tunnin kuluttua stimulaation päättymisestä) ja turvallisesti terveillä henkilöillä: lisäksi se pystyy aiheuttamaan muutoksia kiihtyvyydessä molempiin suuntiin (ts. kohti kasvua ja kohti sen vähenemistä) riippuvuudesta elektrodien sijainnista päänahassa.

Tarkemmin sanottuna t-DCS näyttää indusoivan metaplastisuusilmiöitä, toisin sanoen polariteetista riippuvaa modulaatiota vasteessa myöhemmille synaptisille potentioimisprotokollille. Ottaen huomioon nämä tulokset ja äskettäisen meta-analyysin johtopäätökset, näyttää tarkoituksenmukaiselta altistaa potilas t-DCS:lle välittömästi ennen interventiota tai sen varhaisessa vaiheessa, jolla pyritään edistämään synaptista plastisuutta, kuten neuro-kuntoutustekniikoita.

Perinteisten fysioterapiatekniikoiden rinnalla viimeisten kahdenkymmenen vuoden aikana monet tutkimusryhmät ympäri maailmaa ovat alkaneet kehittää fysioterapiaa tukevia robotteja.

Katsaus robottivälitteisistä fysioterapiatutkimuksista osoittaa, kuinka tämä innovatiivinen kuntoutustekniikka on tehokas sekä akuuteilla että kroonisilla aivohalvauspotilailla, vaikka sen paremmuutta perinteisiin kuntoutusmenetelmiin verrattuna ei ole todistettu.

Tässä tutkimuksessa tutkijat käyttävät robotti-exoskeletonia, joka mahdollistaa kohdennettuja interventioita tiettyihin tehtäviin kolmella tilaulottuvuudella; Tämä robotti, jota markkinoidaan nimellä Armeo Power® (Hocoma AG, Sveitsi), on yksi edistyneimmistä yläraajan kuntoutuslaitteista. Tämän työkalun tehokkuus on osoitettu hiljattain tehdyssä monikeskustutkimuksessa kroonista aivohalvausta sairastavilla potilailla, joilla on kohtalainen tai vaikea yläraajan motorinen vajaatoiminta.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on arvioida kaksois-t-DCS:n (ipsilesional excitation and contralesional inhibition) ja robottiterapian yhdistelmästä Armeo Power®:lla saamia hyötyjä kroonisten aivohalvauspotilaiden hoidossa, joilla on yläraajojen halvaus.

Tämä tutkimus on kaksoissokkoutettu, satunnaistettu kontrolloitu tutkimus, jossa kroonista aivohalvausta sairastavat potilaat, joilla on yläraajojen pareesi, jolle on tehty robottihoito Armeo Power® -hoidolla, satunnaistetaan samanaikaiseen kaksois-tDCS:ään (kiihottava vammautuneella puolella ja estävä terveydellä) tai vale-tDCS.

Kaikille potilaille tehdään alustava arviointi ennen hoidon aloittamista (30–15 päivää ennen hoidon aloittamista), jossa se täytetään lomakkeella, jossa on sairaushistoria ja henkilötiedot sekä allekirjoitetaan tietoinen suostumus.

Kun potilas on kelvollinen, hänelle tehdään ensimmäinen kliininen arviointi validoitujen asteikkojen avulla, yläraajojen motorisen suorituskyvyn kinemaattinen arviointi ArmeoPower®:lla ja neurofysiologinen arviointi.

Arvioinnin lopussa jokainen potilas jaetaan satunnaistetun järjestelmän kautta toiseen kahdesta tutkimusryhmästä:

• Ryhmä A: Robottihoito Armeo Power® -hoidolla, joka liittyy REAL dual tDCS:ään (anodinen vaurioituneella pallonpuoliskolla, katodinen terveellä pallonpuoliskolla) - 40 potilasta
• Ryhmä B: robottihoito Armeo Power® -hoidolla yhdistettynä SHAM dual tDCS:ään – 40 potilasta

Välittömästi ennen hoidon alkua (aika T-1) jokainen osallistuja suorittaa toisen kliinisen arvioinnin ja kinemaattisen arvioinnin ja aloittaa hoidon samana päivänä Saint Lucia Foundationin yksityisosaston kuntosalilla.

ArmeoPower®-laite on yläraajojen kuntoutukseen tarkoitettu eksoskeleton robotti, joka mahdollistaa potilaan yläraajan proksimaalisten (olkapää-kyynärpääliikkeet) ja distaalisten (ranteen liikkeet) osien liikkeet.

Kun robotin käsivarret on mukautettu patentin yläraajaan, eksoskeleton asennetaan ja asetetaan määrittämään toiminta-alueet ja etsintämäärät.

Jokaisen istunnon alussa ArmeoPower®-exoskeleton asennetaan potilaiden tallennettujen asetusten mukaan, mikä kestää noin 10 minuuttia.

Kun se on asennettu, se siirtyy todelliseen tai näennäiseen tDCS-stimulaatioon riippuen ryhmästä, johon potilas kuuluu.

Ryhmän A osallistujat suorittavat todellisen kaksois-tDCS-stimulaation välittömästi ennen jokaista robottihoidon istuntoa, kun taas ryhmän B potilaat suorittavat hoidon robotiikkaalustalla samalla intensiteetillä ja kestolla kuin ryhmän A, mutta sitä edeltää näennäinen kaksois-tDCS-stimulaatio.

Todellinen kaksois-tDCS-stimulaatio vaatii anodin asettamisen vaurioituneen motorisen aivokuoren (M1) päälle ja katodin asettamista terveelle motoriselle aivokuorelle (M1), jotta samanaikaisesti voidaan suorittaa terveen aivopuoliskon kiihtyvyyssuppressio ja iskeemisen aivokuoren aktivointi.

Motorista aivokuorta stimuloidaan samanaikaisesti 1-2 mA:n intensiteetillä ja enintään 20 minuutin ajan. Sham dual t-DCS vaatii elektrodien asettamisen samoihin asentoihin ja saman ajan, mutta ilman sähköstimulaatiota.

Robottikuntoutushoito aloitetaan välittömästi stimulaation päätyttyä ja varsinainen hoito kestää 30 minuuttia. Robotti pystyy keventämään käsivarren painoa ja auttamaan potilasta moottorin suorituksen aikana. Potilas näkee monitorissa kohteet, joihin hänen tulee liikuttaa efektoria ja suorittaa liikkeen robotin aktiivisen avun avulla, joka kompensoi potilaan motorisia puutteita. Videopelipohjaisia ​​harjoituksia ja jokapäiväisen elämän toiminnallisia harjoituksia toteutetaan visuaalisella, akustisella ja suorituspalautteella. Fysioterapeutti, jolla on erityinen koulutustodistus, on aina paikalla istunnoissa 1:1 suhteessa potilaisiin.

Jokainen potilas suorittaa 5 istuntoa viikossa kahden peräkkäisen viikon ajan, minkä jälkeen suoritetaan kliiniset, kinemaattiset ja neurofysiologiset arvioinnit, joiden odotetaan olevan T0; potilas arvioidaan uudelleen seurannassa kuukauden (T1) ja 3 kuukauden kuluttua hoidon päättymisestä (T2) kliinisillä ja kinemaattisilla arvioinneilla.

Tiedot analysoidaan parametristen tilastojen avulla, jos ne näyttävät olevan normaalijakautuneita (perustuu Kolgomorov-Smirnov-testiin Lillieforsin korjauksella), erityisesti käyttämällä kaksisuuntaista sekamallin varianssianalyysiä (jossa on koehenkilöiden välinen intra- ja inter-tekijä ). Jos tiedot eivät näytä olevan normaalijakautuneita, ne analysoidaan Friedmanin analyysillä subjektin sisäisille variaatioille ja Mann-Whitneyn u-testillä näiden kahden ryhmän välisille vaihteluille. Merkitsevyystasoksi asetetaan 0,05 kaikille analyyseille, paitsi post-hoc, johon sovelletaan Bonferroni-korjausta.

Ohjeita ei-invasiivisen aivostimulaation turvallisesta käytöstä (Wassermann, 1998) noudatetaan; osallistujien olisi voitava allekirjoittaa tietoinen suostumus.

Kirjallisuudessa ei ole raportoitu ArmeoPower®-robotiikkaalustan käyttöä koskevista haittatapahtumista tai vasta-aiheista, lukuun ottamatta potilaita, joilla on vakavia pareettisen yläraajan epämuodostumia ja jotka on suljettu pois tästä tutkimuksesta. Potilaiden tiedot ovat anonyymejä ja tallennetaan salasanasuojattuina. Näytteitä ei oteta biologisesta materiaalista, lääkeannostelusta, terveistä vapaaehtoisista tai eläimistä.