Theta-purkausstimulaation ja toiminnallisen sähköstimulaation teho aivohalvauksen kuntoutuksessa

Tausta

Nykyisillä hoitostrategioilla, joihin sisältyy perinteinen fysioterapia (PT), on rajallinen teho aivohalvauksen jälkeisen motorisen palautumisen helpottamisessa. Tehokkaan toimenpiteen löytäminen motorisen palautumisen parantamiseksi hemiplegiasta kärsivillä henkilöillä on erittäin tärkeää toiminnallisen tuloksen parantamiseksi ja itsenäisen elämän mahdollistamiseksi.

Vamman jälkeen aivoissa tapahtuu merkittäviä toimintojensa uudelleenjärjestelyjä, mikä johtaa toiminnalliseen palautumiseen, joka tapahtuu viikoista kuukausiin. Tämä postlesionaalinen uudelleenorganisaatio tapahtuu enimmäkseen esimotorisessa aivokuoressa, dorsolateraalisessa prefrontaalisessa aivokuoressa ja täydentävässä motorisessa alueella, joilla uskotaan olevan tärkein rooli palautumisessa minkä tahansa aivovaurion jälkeen. Hoitomenetelmillä, jotka voivat helpottaa tätä uudelleenorganisointiprosessia parantamalla aivokuoren plastisuutta, saattaa olla erittäin tärkeä rooli hermosoluvaurion jälkeisen toiminnallisen tuloksen parantamisessa.

Sekä keskus- että ääreisstimulaatiolla on potentiaalia parantaa aivokuoren uudelleenorganisaatiota ja toiminnallista palautumista akuutin aivohalvauksen jälkeen. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että akuutin aivohalvauksen jälkeen ipsilesionaalisen aivopuoliskon masentunutta kiihtyneisyyttä voidaan lisätä stimuloimalla ipsilesionaalista aivopuoliskoa tai inhiboimalla kontralesionaalista aivopuoliskoa. Tämä johtuu siitä, että yhdellä pallonpuoliskolla on estävä vaikutus toiseen aivopuoliskoon transkallosaalin kautta. esto. Alustavissa tutkimuksissa korkeataajuisen toistuvan transkraniaalisen magneettistimulaation (rTMS) soveltamisen motoriseen aivokuoreen on osoitettu lisäävän kortikospinaalista kiihottumista, mikä johtaa motoristen toimintojen paranemiseen. Theta Burst Stimulation (TBS), joka on uusi menetelmä rTMS:n antamiseksi alhaisemmilla intensiteetillä ilman merkittävien haittavaikutusten riskiä, ​​on todettu turvalliseksi kroonisissa ja akuuteissa aivohalvauspotilaissa. Tässä suhteessa ajoittaisella TBS:llä (iTBS) on stimuloiva vaikutus aivoihin ja jatkuvalla TBS:llä (cTBS) on estävä vaikutus aivoihin. Alustavissa tutkimuksissa ipsilesionaaliseen aivopuoliskoon levitetyn jaksoittaisen TBS:n (iTBS) ja kontralesionaaliseen aivopuoliskoon levitetyn jatkuvan TBS:n (cTBS) on osoitettu parantavan motorisia toimintoja ja kortikospinaalista tuotantoa pareettisissa käsissä kokeellisten asetusten aikana. Tämän strategian pitkän aikavälin vaikutuksia toiminnallisiin tuloksiin ei kuitenkaan ole aiemmin tutkittu. Vastaavasti funktionaalisen sähköstimulaation (FES), perifeerisen stimulaation muodon, kun sitä käytetään pareettisiin yläraajan lihaksiin, on osoitettu parantavan yläraajan toiminnallista aktiivisuutta potilailla, joilla on akuutti tai subakuutti aivohalvaus.

Siten sekä TBS:llä että FES:llä on potentiaalia parantaa motorisia toimintoja ja toiminnallista tulosta iskeemisen aivohalvauksen jälkeen. Näitä strategioita ei kuitenkaan ole käytetty kliinisessä ympäristössä, eikä niiden hyödyllisyyttä motorisen palautumisen edistämisessä tavanomaisen PT:n lisäksi ole todistettu. Jos nämä tekniikat osoittautuvat hyödyllisiksi, niillä on potentiaalia parantaa aivohalvauksen jälkeistä muuten synkkää toiminnallista lopputulosta. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on määrittää TBS:n tai FES:n tehokkuus fysioterapian lisäaineena aivohalvauspotilaiden kuntoutuksessa.

MENETELMÄT Tutkimuksen asettaminen ja osallistujat Tämä tutkimus on yksi sokea satunnaistettu kontrolloitu koe, jolla arvioidaan TBS:n ja FES:n tehokkuutta motoristen toimintojen parantamisessa akuutin aivohalvauksen jälkeisen normaalin PT:n lisäksi. Tämä tutkimus suoritettiin Sree Chitra Tirunal Institute for Medical Sciences and Technology -instituutissa, Trivandrumissa, Keralassa, Intian neurologian osastolla. Rekrytoimme 28 kuukauden aikana peräkkäisiä potilaita poliklinikoilta ja osastoilta. Tähän tutkimukseen sisällytettiin potilaat, joilla oli ensimmäinen iskeeminen aivohalvaus keskimmäisellä aivovaltimon alueella ja jotka ilmaantuivat 10–30 päivän kuluessa taudin puhkeamisesta ja jotka kykenivät antamaan tietoon perustuvan suostumuksen ja ymmärtämään ohjeet. Kaikille potilaille tehtiin 1,5 T MRI, ja heillä oli dokumentoitu yksittäinen infarkti MCA-alueella ilman muita vaurioita. Kaikki potilaat saivat tavanomaista lääketieteellistä ja kuntouttavaa hoitoa, mukaan lukien passiivinen ja aktiivinen PT. Tutkimuksen hyväksyi institutionaalinen etiikkakomitea (SCT/IEC/223). Kaikki potilaat antoivat kirjallisen suostumuksen tutkimukseen. Peräkkäiset potilaat, jotka täyttivät sisällyttämis- ja poissulkemiskriteerit, satunnaistettiin johonkin kolmesta ryhmästä: (1) ne, jotka saivat TBS:ää ennalta määritellyn protokollan mukaisesti standardin PT:n ohella (ryhmä A); (2) ne, jotka saivat FES:n ennalta määritellyn protokollan mukaisesti yhdessä standardin PT:n kanssa (ryhmä B); ja (3) ne, jotka saivat pelkän PT:n (PT) (ryhmä C).

Satunnaisallokaatio ja sekvenssigenerointi Potilaat jaettiin satunnaisesti kolmeen ryhmään lohkosatunnaistusmenetelmällä. Piilotetun jakamisen teki periaatetutkija, joka jakoi sokeasti koehenkilöt eri ryhmiin lohkosatunnaistustaulukon mukaisesti saadakseen määrätyn intervention

Sokkouttaminen Tietoisen suostumuksen antamisen jälkeen ensimmäinen apututkija arvioi ensin koehenkilön, joka täytti sisällyttämis- ja poissulkemiskriteerit, kaikkien tulosmittausten ja neurofysiologisten parametrien osalta. Tutkimukseen kelpuutetut potilaat jaettiin päätutkijan toimesta eri interventioryhmiin. Interventiot suoritti toinen apututkija kaikille koehenkilöille. Seurantaarvioinnit suoritti ensimmäinen apututkija, joka oli sokeutunut interventioryhmien jakamisesta.

Tulosmittaukset Koska halusimme pääasiassa arvioida yläraajojen toimintoja, käytimme Fugl Meyer Assessment (FMA) -asteikkoa ensisijaisena tulosmittana yläraajan motoristen toimintojen arvioinnissa. Tämä on 66 pisteen asteikko yläraajojen toimintojen arvioimiseksi, vakiotyökalu tähän tarkoitukseen. Lisäksi käytimme Modified Rankin Scalea (mRS) arvioimaan globaaleja tuloksia, National Institute of Health Stroke Scalea (NIHSS) arvioimaan aivohalvauksen vakavuutta ja Barthel-indeksiä (BI) arvioimaan päivittäisiä aktiviteetteja. Näitä kolmea asteikkoa käytettiin toissijaisina tulosmittauksina.

Tulosasteikot sovellettiin lähtötilanteessa (T1) ja sen jälkeen arvioinnit tehtiin kuukauden (T2), kolmen kuukauden (T3), kuuden kuukauden (T4) ja vuoden (T5) kuluttua ilmoittautumisesta.

Otoskoon laskenta Tämän tutkimuksen ensisijainen tulosmitta oli Fugl Meyer -arvio yläraajojen toiminnoista vuoden kuluttua. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että FMA-pisteet kohoavat 16,5 ± 9,4 yhden vuoden aikana kontrollihenkilöillä.21 Oletimme, että kliinisesti merkityksellisen lopputuloksen saavuttamiseksi intervention pitäisi tuottaa 10 pisteen lisäys kontrolliryhmään verrattuna. Tämän saavuttamiseksi vaadittiin 14 potilaan otoskoko kussakin käsivarressa 80 %:n tehon saavuttamiseksi alfan ollessa 5 %. Aiemmassa instituutissamme tehdyssä tutkimuksessa aivohalvauksen jälkeinen kuolleisuus oli 27,2 % vuoden kuluttua, joista 72,1 % kuoli 10 päivän kuluessa aivohalvauksesta.2 Kuten on suunniteltu ottamaan mukaan potilaat 10-30 päivää taudin puhkeamisesta, jotta voitaisiin ottaa huomioon 7,6 %:n kuolleisuus 10 päivän jälkeen, vaadittu otoskoko oli 16 kussakin ryhmässä. Ottaen huomioon 20 %:n keskeyttämisasteen laskemme riittäväksi 20 potilaan otoskoon kussakin ryhmässä.

TMS-protokolla Arvioimme molempien pallonpuoliskojen lepomotorisen kynnyksen (RMT) lähtötasolla käyttämällä Magstim Rapid2 (Whitland, Wales, UK) -stimulaattoria kahdeksalla kelalla, jonka ulkoisen silmukan halkaisija on 9 cm. Sen jälkeen, kun potilas oli asetettu mukavasti istumaan nojatuolissa, taka-etu-suuntausta käytettiin motorisen aivokuoren (M1) yli ottamaan optimaalinen päänahan asento MEP:n aikaansaamiseksi kontralateraalisessa ensimmäisessä selkälihaksessa (FDI). RMT arvioitiin aluksi ipsilesionaalisesta aivopuoliskosta ja sen jälkeen kontralesionaalisesta puolipallosta standarditekniikoiden mukaisesti. Pintaelektromyogrammit (EMG:t) tallennettiin FDI-lihaksista kahdenvälisesti käyttämällä Ag-AgCl-elektrodeja 1-2 mv:n vahvistuksella. Signaalit suodatettiin (10 Hz - 10 KHz) ja tallennettiin sitten off-line-analyysiä varten. EMG-signaalin audiovisuaalinen palaute suurella vahvistuksella annettiin auttamaan koehenkilöitä säilyttämään täydellisen rentoutumisen.

Ryhmän A potilaat altistettiin TBS:lle standardin PT:n lisäksi alla kuvatulla tavalla. Jaksottaista TBS:ää (iTBS), joka on fasilitoiva, annettiin ipsilesionaaliseen aivopuoliskoon ja jatkuvaa TBS:ää (cTBS), joka on inhiboiva, annettiin kontralesionaaliseen aivopuoliskoon. Stimulaatio annettiin intensiteetillä 60 % RMT:stä. iTBS-protokollaa, jossa on 10 suurtaajuista stimulaatiopursketta (3 pulssia 50 Hz:llä), käytettiin 5 Hz:llä 10 sekunnin välein yhteensä 600 pulssin aikana. Kun MEP:tä ei saatu ipsilesionaalisesta motorisesta alueesta (<0,05 mV), 100 % stimulaattorin intensiteettiä, joka vastaa kontralesionaalisen puolipallon intensiteettiä, sovellettiin kontralesionaalisen motorisen alueen peilikohtaan.14 Jatkuvaa TBS:ää annettiin intensiteetillä 60 % RMT:stä, 3 pulssia 50 Hz:llä, toistettiin joka 200 ms, yhteensä 600 plussaa. Sekä iTBS että cTBS toimitettiin kolme kertaa viikossa neljän viikon ajan.

Toiminnallinen sähköstimulaatio. Sähköstimulaatio annettiin Mega XP:llä (Cybermedic Corporation, Etelä-Korea). Potilas sai sähköstimulaation istuma-asennossa kärsivän käsivarren ollessa tyynyn päällä ja elektrodit sijoitettiin instrumentin FES (F) -moodin kuvion 3 [Tartu/Flexion/Extension, PATT (kuvioliike)] mukaisesti. Koneen stimulaattorin ohjainyksikkö voisi tuottaa vaihtovirtaa taajuudella 35 Hz, pulssin leveydellä 200 µs ja intensiteetillä 10-50 mA. Stimulaattori asetettiin antamaan keskeytetyt pulssisarjat supistuksen ja rentoutumisen kanssa simuloimaan yläraajan nostamista toiminnallisessa asennossa. FES-ryhmästimulaatioistunto annettiin 30 minuuttia joka päivä, 3 kertaa viikossa (vuorokautisina päivinä) 4 viikon ajan ja se synkronoitiin samanaikaisesti fysioterapian kanssa.

Fysioterapiahoitoprotokolla Seuraavia fysioterapia-ohjelmia noudatettiin kaikille tutkimuksessa oleville potilaille: Passiivinen/aktiivinen liikerata (ROM) kaikissa nivelissä; painon kantaminen ja tukireaktio; tavoittaa toimintaa; tarttuminen, pitäminen ja vapauttaminen; ja yläraajojen päivittäisen elämän aktiviteetit (ADL). Fysioterapiahoitoa annettiin kaikille potilaille viitenä päivänä viikossa kuukauden ajan. Fysioterapiaan tehtiin muutoksia kullekin potilaalle, jotta hän pystyi harjoittelemaan itsenäisesti tai perheenjäsenen avustuksella toimenpiteen jälkeen ja häntä ohjeistettiin harjoittelemaan tunti päivässä. Lisäksi kaikki potilaat jatkoivat kotihoidon fysioterapiaa 1-2 kertaa viikossa kotihoidon fysioterapeutin toimesta, jota ohjasi toinen tutkija. Tutkijat käyttivät lokikirjaa seuratakseen kunkin potilaan kotona harjoittamaa todellista aikaa.

Tilastolliset menetelmät Käytimme kuvaavia tilastoja tietojen yhteenvedossa. Ryhmien lähtötilanteen vertailukelpoisuus demografisten tietojen ja lähtötason mittausten suhteen arvioitiin khin neliötestillä ja ANOVA:lla. Ei-normaalille datalle suoritettiin käänteinen, logaritminen ja eksponentiaalinen muunnos, ja normaaliuden arvioimiseksi tehtiin Komogrov-Smirnov- ja Shapiro-Wilks-testit. Parametriset mitat analysoitiin ANOVA:lla, mitä seurasi post-hoc-analyysi bonferroni-korjauksella. Toistuvaa mittaa ANOVAa käytettiin ryhmän välisen ja ryhmän sisäisen vaihtelun selvittämiseksi. Ei-parametriset mittaukset analysoitiin Kruskal Wallis -testillä, mitä seurasi post hoc -analyysi Mann Whitney U -testillä. Friedmansin testi ja Kendalls W -testi tehtiin muutosten löytämiseksi kolmessa ryhmässä vuoden aikana. Kaikki analyysit tehtiin käyttämällä SPSS-versiota 17.0 ja p-arvoa alle 0,05 pidettiin merkittävänä.