Gerobotiseerde mobilisatie van de hemiparetische arm met niet-invasieve elektrische stimulatie (hARMonies)

De algemene theorie van de remmende interhemisferische competitie speculeert dat, onder fysiologische omstandigheden, de twee hersenhelften zich in een staat van evenwichtige wederzijdse inhibitie bevinden. Dienovereenkomstig hebben sommige elektrofysiologische en functionele beeldvormende onderzoeken aangetoond dat een beroerte met betrokkenheid van de motorische functie leidt tot een verminderde prikkelbaarheid in de aangedane hemisfeer M1 en tot een verhoogde prikkelbaarheid van contralaterale M1. Beroerte kan daarom de interhemisferische balans aantasten, wat leidt tot een verminderde remming van de ipsilesionale hemisfeer door de ipsilesionale hemisfeer en, op zijn beurt, tot een verhoogde remming van de ipsilesionale hemisfeer door de contralesionale hemisfeer.

Deze onevenwichtigheid in de prikkelbaarheid van de hersenhelften heeft de neiging af te nemen gedurende het functionele herstel in de eerste maanden na een beroerte, in verhouding tot het functionele herstel van de ipsilaterale structuren.

Als alternatief is de permanentie van hyperactivering van de gezonde hemisfeer in de chronische fase na een beroerte meestal een indicatie van weinig functioneel herstel en is gecorreleerd met een grotere structurele schade aan het ipsilesionale corticospinale kanaal en transcallosale vezels, hoewel sommige onderzoeken een plaatsvervangende rol van een gezonde hemisfeer hebben gesuggereerd.

Onlangs hebben sommige auteurs een op structurele reserve gebaseerd bimodaal herstelmodel voorgesteld, waarbij het plaatsvervangende model alleen geldig zou zijn voor patiënten met slechte structurele reserves (en dus meer uitgebreide schade), terwijl het interhemisferische competitiemodel geldig zou zijn voor patiënten met grotere structurele reserves.

In het licht van deze gegevens is het denkbaar dat procedures die gericht zijn op het herstel van een normaal evenwicht in de interhemisferische interactie, het herstel van de motorische functie van het paretische ledemaat kunnen vergemakkelijken, althans bij patiënten met voldoende structurele reserves.

Transcraniële stimulatie met gelijkstroom (tDCS) is een niet-invasieve hersenstimulatietechniek die gebruikmaakt van elektrische stroom met lage intensiteit bij constante spanning en variabele duur die in staat is om corticale prikkelbaarheid efficiënt en duurzaam te moduleren (met effecten die beginnen tijdens de stimulatie en die een tijdje aanhouden). enkele uren na het einde van de stimulatie) en veilig bij gezonde proefpersonen: bovendien is het in staat veranderingen in de prikkelbaarheid in beide richtingen teweeg te brengen (d.w.z. naar een toename en naar een afname) in afhankelijkheid van de positionering van de elektroden op de hoofdhuid.

Specifiek lijkt t-DCS metaplasticiteitsverschijnselen te induceren, dat wil zeggen een polariteitsafhankelijke modulatie van de respons op daaropvolgende synaptische versterkingsprotocollen. Gezien deze resultaten en de conclusies van een recente meta-analyse, lijkt het passend om een ​​patiënt bloot te stellen aan t-DCZ vlak voor of in een vroeg stadium van interventie gericht op het bevorderen van synaptische plasticiteit, zoals neurorevalidatietechnieken.

Naast de traditionele fysiotherapeutische technieken zijn de afgelopen twintig jaar veel onderzoeksgroepen over de hele wereld begonnen met het ontwikkelen van robots die fysieke behandelingen ondersteunen.

Een overzicht van klinische proeven met robotgemedieerde fysiotherapie laat zien hoe deze innovatieve revalidatietechniek effectief is bij zowel acute als chronische patiënten met een beroerte, hoewel zijn superioriteit ten opzichte van traditionele revalidatiemethoden niet is bewezen.

In deze studie zullen de onderzoekers een robotachtig exoskelet gebruiken dat gerichte interventies op specifieke taken in de drie ruimtelijke dimensies mogelijk maakt; deze robot, op de markt gebracht onder de naam Armeo Power® (Hocoma AG, Zwitserland), is een van de meest geavanceerde revalidatieapparaten voor de bovenste ledematen. De effectiviteit van dit hulpmiddel is aangetoond in een recent onderzoek in meerdere centra bij patiënten met een chronische beroerte met een matig tot ernstig motorisch tekort aan de bovenste ledematen.

Het doel van deze studie is om de voordelen te evalueren die voortkomen uit de combinatie van dubbele t-DCS (ipsilesionale excitatie en contralesionale inhibitie) en robottherapie met Armeo Power® bij de behandeling van patiënten met een chronische beroerte met verlamming van de bovenste ledematen.

Deze studie is een dubbelblinde, gerandomiseerde, gecontroleerde studie waarin patiënten met een chronische beroerte met parese van de bovenste ledematen die een robotbehandeling met Armeo Power® ondergaan, worden gerandomiseerd naar gelijktijdige dubbele tDCS (prikkelend aan de gewonde zijde en remmend aan de gezondheidszijde) of schijn-tDCS.

Alle patiënten ondergaan een eerste evaluatie voordat de behandeling wordt gestart (tussen 30 en 15 dagen voor de start), waarbij een formulier wordt ingevuld met de medische geschiedenis en de persoonlijke gegevens en een geïnformeerde toestemming wordt ondertekend.

Zodra de patiënt in aanmerking komt, wordt hij onderworpen aan een eerste klinische evaluatie met behulp van gevalideerde schalen, een kinematische evaluatie van de motorische prestaties van de bovenste ledematen met ArmeoPower® en een neurofysiologische evaluatie.

Aan het einde van de evaluatie wordt elke patiënt via een gerandomiseerd systeem toegewezen aan een van de volgende twee onderzoeksgroepen:

• Groep A: robotbehandeling met Armeo Power® geassocieerd met ECHTE dubbele tDCS (anodisch op gewond halfrond, kathodisch op gezond halfrond) - 40 patiënten
• Groep B: robotbehandeling met Armeo Power® geassocieerd met SHAM dubbele tDCS - 40 patiënten

Onmiddellijk voorafgaand aan de start van de behandeling (tijdstip T-1), voert elke deelnemer een tweede klinische beoordeling en kinematische evaluatie uit en begint op dezelfde dag met de behandeling in de sportschool van de privéafdeling van de Saint Lucia Foundation.

Het ArmeoPower®-apparaat is een exoskeletrobot voor revalidatie van de bovenste ledematen waarmee de patiënt bewegingen van proximale (schouder-elleboogbewegingen) en distale (bewegingen van de pols) segmenten van de bovenste ledematen kan uitvoeren.

Zodra de armen van de robot zijn aangepast aan het bovenste lidmaat van de patiënt, wordt het exoskelet gemonteerd en ingesteld om de actiegebieden en de verkenningsvolumes te bepalen.

Aan het begin van elke sessie wordt het ArmeoPower®-exoskelet gemonteerd volgens de opgeslagen instellingen van de patiënt, wat ongeveer 10 minuten duurt.

Eenmaal gemonteerd, zal het overgaan tot echte of nep-tDCS-stimulatie, afhankelijk van de groep waartoe de patiënt behoort.

Deelnemers in groep A zullen echte dubbele tDCS-stimulatie uitvoeren vlak voor elke sessie van de robotbehandeling, terwijl patiënten in groep B de behandeling met een robotplatform zullen uitvoeren met dezelfde intensiteit en duur als groep A, maar voorafgegaan door schijn-dubbele tDCS-stimulatie.

Echte dubbele tDCS-stimulatie vereist de toepassing van de anode over de beschadigde motorcortex (M1) en van de kathode op de gezonde motorcortex (M1), om tegelijkertijd een onderdrukking van de prikkelbaarheid van de gezonde hemisfeer en een activering van de ischemische cortex uit te voeren.

De motorcortex wordt gelijktijdig gestimuleerd met een intensiteit gelijk aan 1-2 mA en voor een maximale duur van 20 minuten. Sham dual t-DCS vereist de toepassing van de elektroden in dezelfde posities en voor dezelfde duur, maar zonder de levering van elektrische stimulatie.

De robotrevalidatiebehandeling wordt direct na het einde van de stimulatie gestart en de eigenlijke behandeling duurt 30 minuten. De robot kan het gewicht van de arm verlichten en de patiënt assisteren tijdens de motorische uitvoering. De patiënt ziet op een monitor de doelen waarop hij de effector moet bewegen en voert de beweging uit met actieve assistentie van de robot, die de motorische tekortkomingen van de patiënt compenseert. Op videogames gebaseerde oefeningen en functionele trainingsoefeningen van dagelijkse activiteiten worden uitgevoerd met visuele, akoestische en prestatiefeedback. Tijdens de sessies is altijd een kinesitherapeut met een specifiek opleidingsattest aanwezig, met een verhouding van 1:1 met patiënten.

Elke patiënt zal gedurende twee opeenvolgende weken 5 sessies per week uitvoeren, waarna klinische, kinematische en neurofysiologische evaluaties worden uitgevoerd die naar verwachting T0 zullen zijn; de patiënt zal dan een maand (T1) en 3 maanden na het einde van de behandeling (T2) opnieuw worden geëvalueerd, met klinische en kinematische beoordelingen.

Gegevens zullen worden geanalyseerd met behulp van parametrische statistieken als ze normaal verdeeld lijken te zijn (gebaseerd op de Kolgomorov-Smirnov-test met Lilliefors-correctie), met name door toepassing van een tweewegs gemengde modelvariantieanalyse (met een intra- en interfactor tussen proefpersonen ). Als de gegevens niet normaal verdeeld lijken te zijn, worden ze geanalyseerd met behulp van Friedman's analyse voor de intra-subject variaties, en door Mann-Whitney u-test voor variaties tussen de twee groepen. Het significantieniveau wordt voor alle analyses op 0,05 gesteld, behalve voor post-hoc waarop de Bonferroni-correctie wordt toegepast.

Richtlijnen voor het veilig gebruik van niet-invasieve hersenstimulatie (Wassermann, 1998) zullen worden gerespecteerd; de deelnemers moeten een geïnformeerde toestemming kunnen ondertekenen.

Er zijn geen literatuurrapporten van bijwerkingen of contra-indicaties met betrekking tot het gebruik van het ArmeoPower®-roboticaplatform, behalve voor patiënten met ernstige misvormingen van de paretische bovenste extremiteit, die zijn uitgesloten van deze studie. Gegevens over patiënten zullen anoniem zijn en worden opgeslagen met wachtwoordbeveiliging. Er zullen geen monsters van biologisch materiaal, medicijnafgifte, gezonde vrijwilligers of dieren zijn.