Efficacia della stimolazione Theta Burst e della stimolazione elettrica funzionale nella riabilitazione dell'ictus

Sfondo

Le attuali strategie di gestione che coinvolgono la fisioterapia convenzionale (PT) hanno un'efficacia limitata nel facilitare il recupero motorio dopo l'ictus. Trovare un intervento efficace per migliorare il recupero motorio negli individui con emiplegia è molto importante per migliorare l'esito funzionale e consentire una vita indipendente.

A seguito di un infortunio, il cervello subisce una significativa riorganizzazione delle sue funzioni con conseguente recupero funzionale, che si verifica in un periodo di settimane o mesi. Questa riorganizzazione postlesionale si verifica principalmente nella corteccia premotoria, nella corteccia prefrontale dorsolaterale e nell'area motoria supplementare che si ritiene svolgano il ruolo più importante nel recupero dopo qualsiasi tipo di lesione cerebrale. Gli approcci terapeutici che possono facilitare questo processo di riorganizzazione migliorando la plasticità corticale potrebbero avere un ruolo molto importante nel migliorare l'esito funzionale a seguito di danno neuronale.

Sia la stimolazione centrale che quella periferica hanno il potenziale per migliorare la riorganizzazione corticale e il recupero funzionale dopo l'ictus acuto. Precedenti studi hanno stabilito che a seguito di un ictus acuto, l'eccitabilità depressa dell'emisfero ipsilesionale può essere aumentata stimolando l'emisfero ipsilesionale o inibendo l'emisfero controlesionale. Ciò accade a causa del fatto che un emisfero ha un effetto inibitorio sull'altro emisfero attraverso transcallosa inibizione. In studi preliminari, è stato dimostrato che l'applicazione della stimolazione magnetica transcranica ripetitiva ad alta frequenza (rTMS) alla corteccia motoria produce un aumento dell'eccitabilità corticospinale che porta al miglioramento delle funzioni motorie. Theta Burst Stimulation (TBS), che è un nuovo metodo per fornire rTMS a intensità inferiori senza il rischio di effetti avversi importanti, si è rivelato sicuro nei pazienti con ictus cronico e acuto. A questo proposito, la TBS intermittente (iTBS) ha un effetto stimolante sul cervello e la TBS continua (cTBS) ha un effetto inibitorio sul cervello. In studi preliminari, TBS intermittente (iTBS) applicato all'emisfero ipsilesionale e TBS continuo (cTBS) applicato all'emisfero controlesionale hanno dimostrato di migliorare le funzioni motorie e l'output corticospinale nelle mani paretiche durante le impostazioni sperimentali. Tuttavia, gli effetti a lungo termine di questa strategia sull'esito funzionale non sono stati studiati in precedenza. Allo stesso modo, la stimolazione elettrica funzionale (FES), una forma di stimolazione periferica, quando applicata ai muscoli paretici dell'arto superiore ha dimostrato di migliorare l'attività funzionale dell'arto superiore nei pazienti con ictus acuto o subacuto.

Pertanto, sia la TBS che la FES hanno il potenziale di migliorare le funzioni motorie e l'esito funzionale dopo l'ictus ischemico. Tuttavia, queste strategie non sono state utilizzate in ambito clinico e la loro utilità nel promuovere il recupero motorio oltre a quella del PT convenzionale non è stata dimostrata. Se si dimostrano utili, queste tecniche hanno il potenziale di migliorare il risultato funzionale altrimenti lugubre dopo l'ictus. Lo scopo di questo studio è determinare l'efficacia di TBS o FES in aggiunta alla terapia fisica per la riabilitazione dei pazienti colpiti da ictus.

METODI Impostazione dello studio e partecipanti Questo studio è uno studio controllato randomizzato in singolo cieco per valutare l'efficacia di TBS e FES nel migliorare le funzioni motorie oltre a quella del PT standard dopo ictus acuto. Questo studio è stato condotto presso il Dipartimento di Neurologia, Sree Chitra Tirunal Institute for Medical Sciences and Technology, Trivandrum, Kerala, India. Abbiamo reclutato pazienti consecutivi per un periodo di 28 mesi dalle cliniche ambulatoriali e dai reparti di degenza. Sono stati inclusi in questo studio i pazienti con il primo ictus ischemico in assoluto nel territorio dell'arteria cerebrale media che si sono presentati entro 10 giorni a 30 giorni dall'esordio e avevano la capacità di dare il consenso informato e comprendere le istruzioni. Tutti i pazienti sono stati sottoposti a 1,5 T MRI e avevano documentato un singolo infarto nel territorio MCA senza altra lesione. Tutti i pazienti hanno ricevuto cure mediche e riabilitative standard, inclusi PT passivo e attivo. Lo studio è stato approvato dal comitato etico istituzionale (SCT/IEC/223). Tutti i pazienti hanno fornito il consenso informato scritto a sottoporsi alla sperimentazione. I pazienti consecutivi che soddisfacevano i criteri di inclusione ed esclusione sono stati randomizzati in uno dei tre gruppi: (1) coloro che hanno ricevuto TBS secondo il protocollo predefinito insieme al PT standard (Gruppo A); (2) coloro che hanno ricevuto FES secondo il protocollo predefinito insieme a PT standard (Gruppo B); e (3) coloro che hanno ricevuto solo PT (PT) (Gruppo C).

Assegnazione casuale e generazione della sequenza I pazienti sono stati assegnati in modo casuale in tre gruppi con il metodo della randomizzazione a blocchi. L'assegnazione nascosta è stata effettuata dal ricercatore principale che ha assegnato alla cieca i soggetti in diversi gruppi in base alla tabella di randomizzazione a blocchi per ricevere l'intervento designato

Accecamento Dopo aver fornito il consenso informato, un soggetto che soddisfaceva i criteri di inclusione ed esclusione è stato inizialmente valutato dal primo co-ricercatore per tutte le misure di esito e i parametri neurofisiologici. I pazienti che erano eleggibili per lo studio sono stati assegnati a diversi gruppi di intervento dal ricercatore principale. Gli interventi sono stati effettuati dal secondo co-ricercatore per tutti i soggetti. Le valutazioni di follow-up sono state effettuate dal primo co-ricercatore che era cieco rispetto all'assegnazione ai gruppi di intervento.

Misure di esito Poiché volevamo principalmente valutare le funzioni degli arti superiori, abbiamo utilizzato la scala Fugl Meyer Assessment (FMA) come misura di esito primaria per valutare le funzioni motorie degli arti superiori. Questa è una scala a 66 punti per valutare le funzioni degli arti superiori, uno strumento standard per questo scopo. Inoltre, abbiamo utilizzato la Modified Rankin Scale (mRS) per valutare l'esito globale, la National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS) per valutare la gravità dell'ictus e il Barthel Index (BI) per valutare le attività della vita quotidiana. Queste tre scale sono state utilizzate come misure di esito secondarie.

Le scale di esito sono state applicate al basale (T1) e quindi le successive valutazioni sono state effettuate a un mese (T2), tre mesi (T3), sei mesi (T4) ea un anno (T5) dopo l'arruolamento.

Calcolo della dimensione del campione La misura dell'esito primario per questo studio era la valutazione Fugl Meyer delle funzioni degli arti superiori a un anno. Studi precedenti hanno dimostrato che il punteggio FMA aumenta di 16,5 ± 9,4 a un anno nei soggetti di controllo.21 Abbiamo ipotizzato che per un risultato clinicamente significativo, l'intervento dovrebbe produrre un aumento di 10 punti rispetto al gruppo di controllo. Per raggiungere questo obiettivo, è stato richiesto un campione di 14 pazienti in ciascun braccio per una potenza dell'80% con alfa fissato al 5%. In un precedente studio condotto presso il nostro istituto, la mortalità post ictus era del 27,2% a un anno, di questi il ​​72,1% è deceduto entro 10 giorni dall'ictus.2 Poiché si prevedeva di includere pazienti tra 10 e 30 giorni di insorgenza di ictus, per tenere conto del tasso di mortalità del 7,6% dopo 10 giorni, la dimensione del campione richiesta era di 16 persone in ciascun gruppo. Considerando un tasso di abbandono del 20%, abbiamo calcolato come adeguata una dimensione del campione di 20 pazienti in ciascun gruppo.

Protocollo TMS Abbiamo valutato la soglia motoria a riposo (RMT) per entrambi gli emisferi al basale utilizzando lo stimolatore Magstim Rapid2 (Whitland, Galles, Regno Unito) con una bobina a forma di otto con un diametro esterno dell'anello di 9 cm. Dopo aver fatto sedere comodamente il paziente su una poltrona, l'orientamento posteriore-anteriore è stato utilizzato sulla corteccia motoria (M1) per assumere la posizione ottimale del cuoio capelluto per suscitare MEP nel primo muscolo interosseo dorsale (FDI) controlaterale. L'RMT è stato valutato inizialmente dall'emisfero ipsilesionale e seguito dall'emisfero controlesionale secondo le tecniche standard. Gli elettromiogrammi di superficie (EMG) sono stati registrati bilateralmente dai muscoli FDI utilizzando elettrodi Ag-AgCl con un guadagno di 1-2 mv. I segnali sono stati filtrati (10Hz-10 KHz) e quindi archiviati per l'analisi off-line. È stato fornito un feedback audiovisivo del segnale EMG ad alto guadagno per aiutare i soggetti a mantenere un completo rilassamento.

I pazienti del gruppo A sono stati sottoposti a TBS in aggiunta al PT standard come descritto di seguito. Il TBS intermittente (iTBS), che è facilitatore, è stato somministrato all'emisfero ipsilesionale e il TBS continuo (cTBS), che è inibitorio, è stato somministrato all'emisfero controlesionale. La stimolazione è stata data ad un'intensità del 60% di RMT. Il protocollo iTBS di 10 burst di stimolazione ad alta frequenza (3 impulsi a 50 Hz) è stato applicato a 5 Hz ogni 10 s per un totale di 600 impulsi. Quando nessun MEP è stato suscitato dall'area motoria ipsilesionale (<0,05 mV), l'intensità dello stimolatore del 100% rispetto a quella dell'emisfero controlesionale è stata applicata nella posizione speculare dell'area motoria controlesionale.14 Il TBS continuo è stato somministrato con un'intensità del 60% di RMT, 3 impulsi a 50 Hz, ripetuti ogni 200 ms per un totale di 600 plus. Sia iTBS che cTBS sono stati consegnati per tre volte alla settimana per quattro settimane.

Stimolazione elettrica funzionale. La stimolazione elettrica è stata data con Mega XP (Cybermedic Corporation, Corea del Sud). Il paziente ha ricevuto la stimolazione elettrica in posizione seduta con il braccio interessato posizionato sopra il cuscino e gli elettrodi sono stati posizionati secondo il pattern 3 [Presa/Flessione/Estensione, PATT (movimento del pattern)] della modalità FES (F) dello strumento. L'unità di controllo dello stimolatore della macchina potrebbe erogare corrente alternata a una frequenza di 35 Hz, ampiezza dell'impulso di 200 µs e intensità di 10~50 mA. Lo stimolatore è stato impostato per erogare treni interrotti di impulsi con la contrazione e il rilassamento in modo da simulare il sollevamento dell'arto superiore in posizione funzionale. La sessione di stimolazione di gruppo FES è stata somministrata per 30 minuti al giorno, 3 volte alla settimana (a giorni alterni) per 4 settimane ed è stata sincronizzata contemporaneamente alla terapia fisica.

Protocollo di trattamento della terapia fisica I seguenti regimi di terapia fisica sono stati seguiti per tutti i pazienti nello studio: range di movimento passivo/attivo (ROM) a tutte le articolazioni; carico e reazione di supporto; attività di raggiungimento; afferrare, trattenere e rilasciare; e le attività degli arti superiori della vita quotidiana (ADL). L'intervento di terapia fisica è stato somministrato a tutti i pazienti cinque giorni alla settimana per un mese. Le modifiche alla terapia fisica sono state apportate dal secondo co-ricercatore per ciascun paziente in modo che fosse in grado di esercitarsi in modo indipendente o con l'assistenza di un membro della famiglia dopo l'intervento ed è stato incaricato di praticare un'ora al giorno. Inoltre, tutti i pazienti hanno continuato a ricevere fisioterapia domiciliare 1-2 volte a settimana da un fisioterapista domiciliare guidato dal secondo co-ricercatore. I ricercatori hanno utilizzato un registro per monitorare la quantità effettiva di tempo che ogni paziente ha esercitato a casa.

Metodi statistici Abbiamo utilizzato statistiche descrittive per riassumere i dati. La comparabilità di base dei gruppi, in termini di dati demografici e misurazioni di base, è stata valutata con test chi-quadrato e ANOVA. I dati non normali sono stati sottoposti a trasformazione reciproca, logaritmica ed esponenziale e sono stati eseguiti test di Komogrov-Smirnov e Shapiro-Wilks per valutare la normalità. Le misure parametriche sono state analizzate con ANOVA seguita da analisi post-hoc con correzione di Bonferroni. L'ANOVA a misura ripetuta è stata utilizzata per scoprire la variabilità tra il gruppo e all'interno del gruppo. Le misure non parametriche sono state analizzate con il test di Kruskal Wallis seguito da un'analisi post hoc con il test U di Mann Whitney. Il test di Friedmans e il test di Kendalls W sono stati eseguiti per trovare i cambiamenti in tre gruppi per un periodo di un anno. Tutte le analisi sono state eseguite utilizzando SPSS versione 17.0 e un valore p inferiore a 0,05 è stato considerato significativo.