뇌졸중 재활에서 세타파열 자극과 기능적 전기자극의 효능

배경

기존의 물리 치료(PT)를 포함하는 현재의 관리 전략은 뇌졸중 후 운동 회복을 촉진하는 데 제한된 효능을 가지고 있습니다. 편마비가 있는 개인의 운동 회복을 개선하기 위한 효과적인 개입을 찾는 것은 기능적 결과를 개선하고 독립적인 생활을 가능하게 하는 데 매우 중요합니다.

부상 후, 뇌는 기능의 상당한 재조직화를 거쳐 기능 회복이 이루어지며, 이는 수주에서 수개월에 걸쳐 발생합니다. 이 병변 후 재구성은 모든 유형의 뇌 손상 후 회복에 가장 중요한 역할을 하는 것으로 생각되는 전운동 피질, 배외측 전두엽 피질 및 보조 운동 영역에서 주로 발생합니다. 피질 가소성을 강화하여 이러한 재구성 과정을 촉진할 수 있는 치료 접근법은 신경 손상 후 기능적 결과를 개선하는 데 매우 중요한 역할을 할 수 있습니다.

중추 및 말초 자극 모두 급성 뇌졸중 후 피질 재구성 및 기능 회복을 개선할 가능성이 있습니다. 이전 연구에서는 급성 뇌졸중 후 동측 반구의 우울한 흥분성이 동측 반구를 자극하거나 병변 반대쪽 반구를 억제함으로써 증가할 수 있음을 확립했습니다. 금지. 예비 연구에서 운동 피질에 고주파 반복 경두개 자기 자극(rTMS)을 적용하면 피질 척수의 흥분성이 증가하여 운동 기능이 향상되는 것으로 나타났습니다. 주요 부작용 위험 없이 낮은 강도로 rTMS를 전달하는 새로운 방법인 TBS(Theta Burst Stimulation)는 만성 및 급성 뇌졸중 환자에게 안전한 것으로 밝혀졌습니다. 이와 관련하여 간헐적 TBS(iTBS)는 뇌에 자극 효과가 있고 연속 TBS(cTBS)는 뇌에 억제 효과가 있습니다. 예비 연구에서 동측 반구에 적용되는 간헐적 TBS(iTBS)와 반대측 반구에 적용되는 연속 TBS(cTBS)는 실험 환경에서 마비된 손의 운동 기능과 피질 척수 출력을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 그러나 기능적 결과에 대한 이 전략의 장기적인 영향은 이전에 연구되지 않았습니다. 유사하게, 말초 자극의 한 형태인 기능적 전기 자극(FES)은 마비된 상지 근육에 적용될 때 급성 또는 아급성 뇌졸중 환자의 상지 기능 활동을 개선하는 것으로 나타났습니다.

따라서 TBS와 FES 모두 허혈성 뇌졸중 후 운동 기능과 기능적 결과를 개선할 가능성이 있습니다. 그러나 이러한 전략은 임상 환경에서 사용되지 않았으며 기존 PT보다 운동 회복을 촉진하는 유용성이 입증되지 않았습니다. 유용한 것으로 입증된 경우 이러한 기술은 뇌졸중 후 음울한 기능적 결과를 개선할 가능성이 있습니다. 본 연구의 목적은 뇌졸중 환자의 재활을 위한 물리치료의 보조요법으로서 TBS 또는 FES의 효능을 알아보는 것이다.

방법 연구 설정 및 참가자 이 연구는 급성 뇌졸중 후 표준 PT보다 운동 기능을 향상시키는 TBS 및 FES의 효능을 평가하기 위한 단일 맹검 무작위 통제 시험입니다. 이 연구는 인도 케랄라주 트리반드룸에 있는 Sree Chitra Tirunal Institute for Medical Sciences and Technology의 신경과에서 수행되었습니다. 우리는 외래 진료소와 입원 환자 병동에서 28개월 동안 연속 환자를 모집했습니다. 발병 후 10일에서 30일 이내에 내원하고 정보에 입각한 동의를 제공하고 지침을 이해할 수 있는 중대뇌동맥 영역의 최초의 허혈성 뇌졸중 환자가 이 연구에 포함되었습니다. 모든 환자는 1.5 T MRI를 받았고 다른 병변 없이 MCA 영역에서 단일 경색을 기록했습니다. 모든 환자는 수동 및 능동 PT를 포함한 표준 의료 및 재활 치료를 받았습니다. 이 연구는 기관 윤리 위원회(SCT/IEC/223)의 승인을 받았습니다. 모든 환자는 시험을 치르기 위해 서면 동의서를 제공했습니다. 포함 및 제외 기준을 충족한 연속 환자는 세 그룹 중 하나로 무작위 배정되었습니다: (1) 사전 정의된 프로토콜에 따라 표준 PT(그룹 A)와 함께 TBS를 받은 환자; (2) 표준 PT(그룹 B)와 함께 미리 정의된 프로토콜에 따라 FES를 받은 사람; 및 (3) PT(PT)만 받은 사람(그룹 C).

무작위 할당 및 시퀀스 생성 블록 무작위화 방법에 따라 환자를 세 그룹으로 무작위 할당했습니다. 은폐 할당은 지정된 중재를 받기 위해 블록 무작위화 테이블에 따라 피험자를 서로 다른 그룹으로 맹목적으로 할당하는 주 조사관에 의해 수행되었습니다.

맹검 정보에 입각한 동의를 제공한 후 포함 및 제외 기준을 충족하는 피험자는 처음에 모든 결과 측정 및 신경생리학적 매개변수에 대해 첫 번째 공동 조사자에 의해 평가되었습니다. 연구에 적격인 환자는 주요 조사자에 의해 다른 개입 그룹에 할당되었습니다. 개입은 모든 주제에 대해 두 번째 공동 조사자가 수행했습니다. 후속 평가는 개입 그룹에 대한 할당에 대해 눈이 먼 첫 번째 공동 조사자에 의해 수행되었습니다.

결과 측정 우리는 주로 상지 기능을 평가하기를 원했기 때문에 상지 운동 기능을 평가하기 위한 주요 결과 측정으로 FMA(Fugl Meyer Assessment) 척도를 사용했습니다. 이것은 상지 기능을 평가하기 위한 66점 척도이며, 이를 위한 표준 도구입니다. 또한 전 세계적 결과를 평가하기 위해 mRS(Modified Rankin Scale), 뇌졸중 중증도를 평가하기 위해 NIHSS(National Institute of Health Stroke Scale), 일상 생활 활동을 평가하기 위해 Barthel Index(BI)를 사용했습니다. 이 세 척도는 2차 결과 측정으로 사용되었습니다.

결과 척도는 기준선(T1)에 적용되었고 후속 평가는 등록 후 1개월(T2), 3개월(T3), 6개월(T4) 및 1년(T5)에 수행되었습니다.

샘플 크기 계산 이 연구의 주요 결과 측정은 1년 동안 상지 기능의 Fugl Meyer 평가였습니다. 이전 연구에서는 대조군에서 FMA 점수가 1년에 16.5 ± 9.4 증가하는 것으로 나타났습니다.21 우리는 임상적으로 의미 있는 결과를 얻기 위해 개입이 대조군보다 10점 이상 증가해야 한다는 가설을 세웠습니다. 이를 달성하기 위해 알파가 5%로 고정된 80%의 검정력을 위해 각 팔에 14명의 환자로 구성된 샘플 크기가 필요했습니다. 우리 연구소에서 실시한 이전 연구에서 뇌졸중 후 사망률은 1년에 27.2%였으며, 이 중 72.1%는 뇌졸중 후 10일 이내에 사망했습니다.2 발병 10일에서 30일 사이의 환자를 포함하기로 계획한 대로 10일 후 사망률 7.6%를 설명하기 위해 필요한 표본 크기는 각 그룹에서 16명이었습니다. 20%의 탈락률을 고려하여 각 그룹에서 20명의 환자의 표본 크기를 적절하다고 계산했습니다.

TMS 프로토콜 외부 루프 직경이 9cm인 8자 모양 코일이 있는 Magstim Rapid2(Whitland, Wales, UK) 자극기를 사용하여 기준선에서 두 반구에 대한 휴식 운동 역치(RMT)를 평가했습니다. 환자를 안락 의자에 편안하게 앉힌 후 운동 피질(M1)에 대해 후방-전방 방향을 사용하여 반대쪽 FDI(First Dorsal Interosseous) 근육에서 MEP를 유도하기 위한 최적의 두피 위치를 가정했습니다. RMT는 처음에 동측 반구에서 평가되었고 표준 기술에 따라 반대측 반구가 뒤따랐습니다. 표면 근전도(EMG)는 1-2 mv의 이득을 갖는 Ag-AgCl 전극을 사용하여 양측 FDI 근육으로부터 기록되었습니다. 신호를 필터링(10Hz-10KHz)한 다음 오프라인 분석을 위해 저장했습니다. 높은 이득에서 EMG 신호의 시청각 피드백은 피험자가 완전한 이완을 유지하도록 돕기 위해 제공되었습니다.

그룹 A의 환자는 아래에 설명된 대로 표준 PT에 추가하여 TBS를 받았습니다. 촉진성 간헐적 TBS(iTBS)는 동측 반구에 투여되었고, 억제성 연속 TBS(cTBS)는 병변 반대측 반구에 투여되었습니다. 자극은 RMT의 60% 강도로 주어졌다. 고주파 자극의 10 버스트(50 Hz에서 3 펄스)의 iTBS 프로토콜은 총 600 펄스에 대해 10초마다 5 Hz에서 적용되었습니다. 동측 운동 영역(<0.05mV)에서 MEP가 유도되지 않은 경우, 병변 반대 운동 영역의 거울 위치에 병변 반대 반구와 같은 100% 자극기 강도를 적용했습니다.14 연속 TBS는 RMT의 60% 강도, 50Hz에서 3회 펄스로 제공되었으며, 총 600 플러스 동안 200ms마다 반복되었습니다. iTBS와 cTBS 모두 4주 동안 일주일에 세 번 배달되었습니다.

기능적 전기 자극. Mega XP(Cybermedic Corporation, South Korea)로 전기자극을 주었다. 환자는 환측 팔을 베개 위에 놓고 앉은 자세로 전기 자극을 받았고 기구의 FES(F) 모드의 패턴 3[잡기/굴곡/신전, PATT(패턴 움직임)]에 따라 전극을 배치했습니다. 기계의 자극 컨트롤러 장치는 35Hz의 주파수, 200µs의 펄스 폭 및 10~50mA의 강도에서 교류 전류를 전달할 수 있습니다. 자극기는 수축 및 이완과 함께 중단된 일련의 맥박을 전달하도록 설정되어 기능적 위치에서 상지의 리프팅을 시뮬레이션합니다. FES 집단자극은 4주 동안 매일 30분, 주 3회(격일) 시행하였고 물리치료와 병행하였다.

물리 치료 치료 프로토콜 연구에 참여한 모든 환자에 대해 다음과 같은 물리 치료 요법을 따랐습니다: 모든 관절에서 수동적/능동적 운동 범위(ROM); 체중 부하 및 지지 반응; 도달 활동; 잡기, 잡기 및 놓기; 및 일상 생활(ADL)의 상지 활동. 모든 환자에게 한 달 동안 주 5회 물리치료를 시행하였다. 물리 치료의 수정은 각 환자의 두 번째 공동 조사자가 개입 후 독립적으로 또는 가족 구성원의 도움을 받아 연습할 수 있도록 하고 하루에 한 시간씩 연습하도록 지시했습니다. 또한 모든 환자는 2차 공동 연구자의 지도 하에 재택 물리치료사에게 주 1~2회 재택 물리치료를 계속 받았다. 연구자들은 일지를 사용하여 각 환자가 집에서 운동한 실제 시간을 모니터링했습니다.

통계적 방법 우리는 데이터를 요약하기 위해 기술 통계를 사용했습니다. 인구통계학적 데이터 및 기준선 측정 측면에서 그룹의 기준선 비교 가능성을 카이제곱 테스트 및 ANOVA로 평가했습니다. 비정규 데이터는 역수, 대수 및 지수 변환을 거쳤으며 정규성을 평가하기 위해 Komogrov-Smirnov 및 Shapiro-Wilks 테스트를 수행했습니다. 파라메트릭 측정은 ANOVA로 분석한 후 bonferroni 보정으로 사후 분석을 수행했습니다. 반복 측정 ANOVA를 사용하여 그룹 간 및 그룹 내 변동성을 알아냈습니다. 비모수 측정은 Kruskal Wallis 테스트로 분석한 후 Mann Whitney U 테스트로 사후 분석을 수행했습니다. Friedmans 테스트와 Kendalls W 테스트는 1년 동안 세 그룹의 변화를 찾기 위해 수행되었습니다. 모든 분석은 SPSS 버전 17.0을 사용하였으며 p값은 0.05 미만을 유의한 것으로 간주하였다.