Efficacia delle tecniche di stimolazione cerebrale non invasiva per il recupero degli arti inferiori nei pazienti con ictus

Questo è uno studio esplorativo randomizzato su 45 soggetti con ictus subacuto con compromissione dell'andatura a seguito di un singolo ictus subcorticale della circolazione anteriore 3-6 mesi prima del reclutamento, con una velocità di deambulazione confortevole compresa tra 0,2 e 0,4 m/s (che generalmente descrive coloro che richiedono l'assistenza di 1 persona alla supervisione per la deambulazione - Categoria ambulatoriale funzionale (FAC) 3 (Kollen, et al. 2006). I criteri di esclusione includono una storia di convulsioni, condizioni mediche incontrollate o storia psichiatrica, negligenza, afasia o qualsiasi danno cognitivo o comportamentale che causa incapacità di rispettare le istruzioni, interventi chirurgici cranici, pacemaker e altri impianti che precludono l'uso di NIBS. Soggetti che assumono farmaci psicoattivi (es. antiepilettici, antipsicotici e antidepressivi) saranno esclusi dallo studio. La diagnosi per l'idoneità dei soggetti a partecipare allo studio sarà determinata dall'autovalutazione dei soggetti (per ottenere l'anamnesi), dalle cartelle cliniche (per verificare l'autovalutazione dei soggetti) e dalla valutazione da parte del personale di ricerca nella sessione di screening ( compreso FMA e 10 metri di camminata, ). I soggetti devono aver completato la riabilitazione ospedaliera e non devono essere sottoposti ad altri interventi mirati al recupero degli arti inferiori durante lo studio. I soggetti sono autorizzati a continuare con la riabilitazione ambulatoriale (generalmente non più di due volte a settimana) e il programma di esercizi a casa dopo la fase di intervento attivo dello studio.

45 soggetti con ictus saranno reclutati e randomizzati in 3 gruppi mediante un approccio di stratificazione randomizzata con una sequenza casuale generata dal computer. Gruppo 1 per ricevere tDCS anodale facilitatore da 2 mA per 20 minuti alla rappresentazione corticale motoria M1 interessata del muscolo tibiale anteriore (TA) insieme all'allenamento di mobilità funzionale post-ictus convenzionale; Gruppo 2 per ricevere 2000 impulsi di rTMS facilitatori da 10 Hz alla corteccia motoria interessata con terapia convenzionale; Gruppo 3 per ricevere una finta stimolazione con la terapia convenzionale. Tutti i gruppi riceveranno 2 settimane (10 giorni) di tDCS, rTMS o stimolazione fittizia combinata con un allenamento convenzionale post-ictus giornaliero standardizzato nella mobilità funzionale.

tDCS Uno staff di ricerca sotto la supervisione di un medico applicherà il tDCS al soggetto. La corrente continua sarà trasferita da una coppia di elettrodi di spugna di superficie (35 cm2) imbevuti di soluzione fisiologica ed erogata da uno stimolatore a corrente costante a batteria con un'uscita massima di 10 mA, attraverso un elettrodo di gomma conduttore non metallico. La stimolazione sarà condotta all'intensità di 2 mA e durerà per 20 minuti. L'anodo verrà posizionato sopra la corteccia motoria primaria interessata (M1) della rappresentazione corticale del muscolo tibiale anteriore (TA), mentre il catodo verrà utilizzato come elettrodo di riferimento e posizionato sulla fronte del lato sano.

Stimolazione sham Gli stessi parametri di stimolazione del trattamento tDCS saranno impiegati per la stimolazione sham. Tuttavia, la corrente verrà applicata solo per 30 secondi, per dare ai soggetti la sensazione della stimolazione. Anche questo metodo di finta stimolazione è stato validato (Gandiga et al., 2006). L'intensità della corrente sarà aumentata e diminuita gradualmente per diminuire la percezione rTMS Uno staff di ricerca sotto la supervisione di un medico applicherà l'intervento di rTMS al soggetto. Per tutte le procedure TMS, i pazienti saranno seduti comodamente e istruiti a rimanere il più fermi possibile. L'altezza della sedia sarà regolata in modo che entrambe le ginocchia e le caviglie siano flesse a 90 gradi e che i due piedi poggino sul pavimento. Il soggetto indosserà una cuffia aderente. Il vertice sarà segnato sul cappuccio. I punti che sono 1 cm laterale e/o 1 cm posteriore/anteriore sono segnati sul cappuccio.

I soggetti riceveranno 10 Hz rTMS utilizzando Magstim Rapid2, con la bobina a doppio cono posizionata sopra il "punto caldo" dell'M1 interessato. L'intensità di stimolazione verrà impostata al 90% di RMT (o 80% AMT, se RMT non è disponibile) e verrà erogato un totale di 2000 impulsi per una sessione di trattamento.

Le misure dei risultati saranno ottenute prima, dopo l'intervento di 2 settimane e 4 settimane dopo l'intervento e includeranno 1) misure cliniche (FAC, analisi dell'andatura, test del cammino di 10 metri, test del cammino di 6 minuti, timed up and go), 2 ) misure di eccitabilità corticale mediante TMS (variazioni della soglia motoria a riposo (RMT), o soglia motoria attiva (AMT) dell'AT affetto e non affetto e inibizione/facilitazione corticale a breve intervallo (SICI/SICF), misurate secondo la tecnica di Rossini et al.(1994)), 3) misure MRI inclusa la trattografia del tensore di diffusione (DTT), i protocolli dello stato di riposo e la scansione GABA. 4) Genotipizzazione e livello ematico di BDNF. 5) Valutazione psicologica e cognitiva incluso Beck Depression Inventory (BDI), Fatigue Severity Scale, digit span avanti e indietro.

Misurazioni cliniche (test del cammino di 10 metri, test del cammino di 6 minuti, test up-and-go temporizzato, analisi del cammino) Uno staff di ricerca supervisionato da un fisioterapista eseguirà la valutazione funzionale del soggetto presso il National University Hospital. La valutazione funzionale consiste in un test del cammino di 10 metri, un test del cammino di 6 minuti e un test up-and-go cronometrato eseguito in ordine casuale. Il tester non fornirà alcuna assistenza mentre il paziente si fa strada lungo la pista, tuttavia, il tester seguirà il paziente in modo da occuparsi di eventuali problemi in caso di necessità.

Il test di camminata di 10 metri verrà eseguito su una tranquilla pista indoor lunga 14 metri. Il soggetto dovrebbe camminare al suo ritmo confortevole come al solito. Il test verrà ripetuto 3 volte e verrà registrata la media della durata per terminare i 10 metri di cammino e i passi totali.

Il test di camminata di 6 minuti verrà eseguito su una pista indoor contrassegnata a intervalli di 5 metri. Il soggetto dovrebbe camminare al suo ritmo confortevole come al solito. Verrà misurata la distanza superiore a 6 minuti.

Il test up-and-go a tempo prevede che il soggetto si alzi da una poltrona standard da una posizione seduta, cammini a 3 metri dalla sedia, si giri indietro e si avvicini alla sedia e si sieda di nuovo. Il soggetto dovrebbe camminare al suo ritmo confortevole come al solito. Il test verrà ripetuto 3 volte e la durata che il soggetto impiega per eseguire l'intero compito verrà registrata e mediata.

Il test di camminata di 10 metri, il test di camminata di 6 minuti, il test up-and-go temporizzato impiegheranno complessivamente circa 30 minuti, compreso il tempo di configurazione.

L'analisi dell'andatura verrà eseguita utilizzando il sistema di passerelle Tekscan. Ai soggetti sarà richiesto di camminare su un tappetino alla loro velocità confortevole e il processo potrebbe essere videoregistrato per analizzare in futuro la qualità del movimento dei soggetti (il volto non verrà catturato e il consenso sarà ottenuto in anticipo). I parametri dell'andatura inclusi i parametri del passo e del passo, i punteggi di simmetria, la velocità e la cadenza temporale saranno raccolti e registrati mentre il soggetto cammina lungo la passerella. L'intera procedura durerà fino a 30 minuti.

TMS Uno staff di ricerca sotto la supervisione di un medico applicherà al soggetto la misurazione TMS dell'eccitabilità corticale e dell'inibizione/facilitazione intracorticale. Per tutte le procedure TMS, i pazienti saranno seduti comodamente e istruiti a rimanere il più fermi possibile. L'altezza della sedia sarà regolata in modo che entrambe le ginocchia e le caviglie siano flesse a 90 gradi e che i due piedi poggino sul pavimento. Il soggetto indosserà una cuffia aderente. Il vertice sarà segnato sul cappuccio. I punti che sono 1 cm laterale e/o 1 cm posteriore/anteriore sono segnati sul cappuccio.

Misurazione della soglia motoria a riposo (RMT) TMS a impulso singolo La TMS a impulso singolo è stata erogata utilizzando lo stimolatore Magstim Bistim² tramite una bobina a doppio cono. La bobina a doppio cono è stata orientata per indurre un flusso di corrente postero-anteriore nella corteccia. La bobina è stata posizionata sul cappuccio con l'intersezione delle due bobine incorporate situata sopra il punto contrassegnato. La posizione della bobina è stata mantenuta manualmente da un assistente. Gli elettrodi per elettromiografia di superficie (EMG) sono collegati all'AT per la registrazione EMG. Il "punto caldo" del potenziale evocato motorio (MEP) da TA viene identificato prima da uno dei punti contrassegnati sia per il lato sinistro che per quello destro. Questo punto è stato contrassegnato sul cappuccio elastico e utilizzato per tutte le registrazioni su quel lato. L'intensità più bassa necessaria per suscitare una risposta MEP di almeno 50 µV di ampiezza e che è stata suscitata nel 50% di 8 prove successive sarà registrata come RMT.

Singolo impulso TMS-Soglia motoria attiva (AMT) La misurazione dell'AMT è simile alla misurazione dell'RMT. Tranne che i piedi del soggetto erano vincolati da pesi flessibili posizionati sul dorso di ciascun piede per garantire l'attivazione isometrica. Al soggetto è stato fornito un feedback in tempo reale dell'EMG su un oscilloscopio per abbinare una contrazione target corrispondente al 20% delle contrazioni isometriche volontarie massime (MVIC) per TA. L'intensità più bassa necessaria per suscitare una risposta MEP di almeno 100 µV di ampiezza nel "punto caldo" e che è stata suscitata nel 50% di 8 prove successive sarà registrata come AMT.

TMS a impulsi accoppiati - misurazione dell'inibizione/facilitazione intracorticale Verrà applicato un primo stimolo di condizionamento sottosoglia (80% di RMT), seguito da un secondo stimolo soprasoglia (120% di RMT) con un intervallo di interstimolo variabile (ISI). Verranno utilizzati i seguenti ISI: 2, 3, 4, 6, 9, 10, 12, 15 ms. La percentuale di cambiamento per ogni ISI prima e dopo TMS sarà calcolata dai MEP e fornirà quindi una misura del cambiamento nella facilitazione e inibizione intracorticale. Entrambi i paradigmi di impulso singolo e accoppiato saranno eseguiti sull'emisfero interessato e non interessato.

Scansione MRI (risonanza magnetica a riposo, scansione DTI [diffusion tensor Imaging], scansione GABA) La scansione MRI verrà eseguita presso il CIRC, NUS dallo staff del CIRC. Prima della scansione, tutti i soggetti saranno informati della procedura del test e degli aspetti di sicurezza. Tutti i partecipanti verranno scansionati su uno scanner 3-T GE utilizzando una bobina per la testa a radiofrequenza standard. Il movimento della testa è stato ridotto al minimo dall'imbottitura in schiuma e dalle cinghie di contenimento della fronte.

Valutazione psicologica e cognitiva Uno staff di ricerca condurrà il Beck Depression Inventory (BDI), la Fatigue Severity Scale, il digit span avanti e indietro. Digit Span è un test neuropsicologico ampiamente utilizzato per valutare le capacità esecutive a seguito di un ictus ed è sensibile al danno cerebrale (Tamez et al., 2011). Il Beck's Depression Inventory verrà utilizzato per lo screening della depressione maggiore. Poiché la tDCS è stata studiata per l'uso nel trattamento della depressione e del deterioramento cognitivo, in questo studio abbiamo aggiunto il digit span per controllare l'effetto confondente del miglioramento cognitivo. informerà un medico investigatore che valuterà e farà il rinvio necessario per la valutazione e la gestione psichiatrica.

La misurazione del livello di BDNF nel sangue e la genotipizzazione del sangue di BDNF saranno prelevati da uno staff di ricerca/infermiera di ricerca addestrato e analizzati presso il Laboratorio di neuroscienze, situato presso il Centro di medicina traslazionale, Yong Loo Lin School utilizzando test interni e commerciali. Verranno prelevati 10-20 ml di sangue ogni volta tramite venipuntura per tre volte, rispettivamente prima dell'intervento, dopo e 4 settimane dopo l'intervento, cioè nello stesso momento dell'altra misurazione del risultato. In totale, saranno raccolti 30-60 ml di sangue per ogni soggetto per l'intero studio di ricerca. Verranno prelevati 10 ml di sangue da 5 soggetti sani come controlli necessari per il protocollo di analisi del BDNF. Per ridurre al minimo l'errore di laboratorio durante la procedura del test, ogni campione di sangue verrà prima processato per estrarre il plasma e il plasma verrà conservato a -80 ° C presso il Tissue Repository, NUH, fino a quando tutti i campioni di sangue non saranno raccolti. Tutti i campioni di plasma verranno analizzati insieme dopo l'ultima raccolta di sangue dall'ultimo soggetto. Tutti i campioni di sangue ottenuti durante lo studio saranno conservati e analizzati solo ai fini di questo studio per un periodo non superiore a 5 anni e saranno distrutti dopo il completamento dello studio.