Werkzaamheid van de Theta Burst-stimulatie en functionele elektrische stimulatie bij revalidatie na een beroerte

Achtergrond

De huidige managementstrategieën waarbij conventionele fysiotherapie (PT) betrokken is, hebben een beperkte werkzaamheid bij het vergemakkelijken van het motorische herstel na een beroerte. Het vinden van een effectieve interventie om motorisch herstel te verbeteren bij personen met hemiplegie is erg belangrijk voor het verbeteren van het functionele resultaat en het mogelijk maken van zelfstandig leven.

Na een blessure ondergaan de hersenen een significante reorganisatie van hun functies, wat resulteert in functioneel herstel, dat optreedt over een periode van weken tot maanden. Deze postlesionale reorganisatie vindt meestal plaats in de premotorische cortex, de dorsolaterale prefrontale cortex en het aanvullende motorische gebied, waarvan wordt aangenomen dat ze de belangrijkste rol spelen bij het herstel na elk type hersenletsel. Behandelingsbenaderingen die dit reorganisatieproces kunnen vergemakkelijken door de corticale plasticiteit te verbeteren, kunnen een zeer belangrijke rol spelen bij het verbeteren van het functionele resultaat na neuronaal letsel.

Zowel centrale als perifere stimulatie kan de corticale reorganisatie en functioneel herstel na een acute beroerte verbeteren. Eerdere studies hebben aangetoond dat na een acute beroerte de verminderde prikkelbaarheid van de ipsilesionale hemisfeer kan worden verhoogd door de ipsilesionale hemisfeer te stimuleren of door de contralesionale hemisfeer te remmen. remming. In voorbereidende studies is aangetoond dat toepassing van hoogfrequente repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) op de motorcortex een toename van de corticospinale prikkelbaarheid veroorzaakt, wat leidt tot verbetering van motorische functies. Theta Burst Stimulation (TBS), een nieuwe methode om rTMS toe te dienen bij lagere intensiteiten zonder het risico van grote nadelige effecten, is veilig bevonden bij patiënten met een chronische en acute beroerte. In dit opzicht heeft intermitterende TBS (iTBS) een stimulerend effect op de hersenen en continue TBS (cTBS) heeft een remmend effect op de hersenen. In voorbereidende studies is aangetoond dat intermitterende TBS (iTBS) toegepast op de ipsilesionale hemisfeer en continue TBS (cTBS) toegepast op de contralesionale hemisfeer de motorische functies en corticospinale output in de paretische handen verbeteren tijdens experimentele instellingen. De langetermijneffecten van deze strategie op het functionele resultaat zijn echter niet eerder bestudeerd. Evenzo is aangetoond dat functionele elektrische stimulatie (FES), een vorm van perifere stimulatie, wanneer toegepast op de paretische spieren van de bovenste ledematen, de functionele activiteit van de bovenste ledematen verbetert bij patiënten met een acute of subacute beroerte.

Zowel de TBS als de FES hebben dus het potentieel om de motorische functies en het functionele resultaat na een ischemische beroerte te verbeteren. Deze strategieën zijn echter niet gebruikt in een klinische setting en hun bruikbaarheid bij het bevorderen van motorisch herstel bovenop dat van conventionele PT is niet bewezen. Indien bewezen dat ze nuttig zijn, hebben deze technieken het potentieel om de anderszins sombere functionele uitkomst na een beroerte te verbeteren. Het doel van deze studie is het bepalen van de werkzaamheid van TBS of FES als aanvulling op fysiotherapie voor de revalidatie van patiënten met een beroerte.

METHODEN Onderzoeksopzet en deelnemers Dit onderzoek is een enkelblinde, gerandomiseerde, gecontroleerde studie om de werkzaamheid van TBS en FES te beoordelen bij het verbeteren van motorische functies bovenop die van standaard PT na een acute beroerte. Deze studie werd uitgevoerd op de afdeling Neurologie, Sree Chitra Tirunal Instituut voor Medische Wetenschappen en Technologie, Trivandrum, Kerala, India. We rekruteerden opeenvolgende patiënten over een periode van 28 maanden uit de poliklinieken en intramurale afdelingen. Patiënten met de allereerste ischemische beroerte in het territorium van de middelste hersenslagader die zich binnen 10 dagen tot 30 dagen na aanvang presenteerden en in staat waren om geïnformeerde toestemming te geven en instructies te begrijpen, werden in deze studie opgenomen. Alle patiënten ondergingen 1,5 T MRI en hadden een enkelvoudig infarct in MCA-gebied gedocumenteerd zonder andere laesie. Alle patiënten kregen standaard medische en revalidatiezorg inclusief passieve en actieve PT. De studie werd goedgekeurd door de institutionele ethische commissie (SCT/IEC/223). Alle patiënten gaven schriftelijke geïnformeerde toestemming om de proef te ondergaan. Opeenvolgende patiënten die aan de inclusie- en exclusiecriteria voldeden, werden gerandomiseerd naar een van de drie groepen: (1) degenen die TBS kregen volgens het vooraf gedefinieerde protocol samen met standaard PT (Groep A); (2) degenen die FES hebben ontvangen volgens het vooraf gedefinieerde protocol samen met standaard PT (groep B); en (3) degenen die alleen PT (PT) kregen (groep C).

Willekeurige toewijzing en sequentiegeneratie De patiënten werden willekeurig verdeeld in drie groepen volgens de blokrandomisatiemethode. Verborgen toewijzing werd gedaan door hoofdonderzoeker die de proefpersonen blindelings in verschillende groepen verdeelde volgens de blokrandomisatietabel om de aangewezen interventie te ontvangen

Blindering Na het geven van de geïnformeerde toestemming werd een proefpersoon die voldeed aan de inclusie- en exclusiecriteria aanvankelijk door de eerste medeonderzoeker beoordeeld op alle uitkomstmaten en neurofysiologische parameters. Patiënten die in aanmerking kwamen voor de studie werden door de hoofdonderzoeker toegewezen aan verschillende interventiegroepen. Interventies werden gedaan door een tweede co-onderzoeker voor alle proefpersonen. Vervolgbeoordelingen werden uitgevoerd door de eerste medeonderzoeker die blind was voor de toewijzing aan interventiegroepen.

Uitkomstmaten Omdat we vooral de functies van de bovenste ledematen wilden beoordelen, gebruikten we de Fugl Meyer Assessment (FMA)-schaal als primaire uitkomstmaat om de motorische functies van de bovenste ledematen te beoordelen. Dit is een 66-puntsschaal om de functies van de bovenste ledematen te evalueren, een standaardinstrument hiervoor. Daarnaast gebruikten we Modified Rankin Scale (mRS) om de globale uitkomst te beoordelen, National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS) om de ernst van een beroerte te beoordelen en Barthel Index (BI) om dagelijkse activiteiten te beoordelen. Deze drie schalen werden gebruikt als secundaire uitkomstmaten.

Uitkomstschalen werden toegepast bij baseline (T1) en vervolgens werden de daaropvolgende beoordelingen uitgevoerd één maand (T2), drie maanden (T3), zes maanden (T4) en één jaar (T5) na de inschrijving.

Berekening van de steekproefomvang De primaire uitkomstmaat voor dit onderzoek was de Fugl Meyer-beoordeling van de functies van de bovenste ledematen na één jaar. Eerdere studies hebben aangetoond dat de FMA-score na één jaar met 16,5 ± 9,4 toeneemt bij controlepersonen.21 Onze hypothese was dat voor een klinisch betekenisvolle uitkomst de interventie een toename van 10 punten ten opzichte van de controlegroep zou moeten opleveren. Om dit te bereiken was een steekproefomvang van 14 patiënten in elke arm nodig voor een power van 80% met alfa vastgesteld op 5%. In een eerder onderzoek uitgevoerd in ons instituut was de mortaliteit na een beroerte 27,2% na één jaar, waarvan 72,1% stierf binnen 10 dagen na de beroerte.2 Zoals gepland om patiënten op te nemen tussen 10 en 30 dagen na het begin van de stoke, om rekening te houden met het sterftecijfer van 7,6% na 10 dagen, was de vereiste steekproefomvang 16 in elke groep. Rekening houdend met een uitvalpercentage van 20%, berekenden we een steekproefomvang van 20 patiënten in elke groep als voldoende.

TMS-protocol We beoordeelden de motorische rustdrempel (RMT) voor beide hemisferen bij baseline met behulp van Magstim Rapid2 (Whitland, Wales, VK) stimulator met een achtvormige spoel met een externe lusdiameter van 9 cm. Nadat de patiënt comfortabel in een leunstoel had gezeten, werd posterieur-anterieur oriëntatie gebruikt over de motorische cortex (M1) om de optimale hoofdhuidpositie aan te nemen om MEP op te wekken in de contralaterale eerste dorsale interossale (FDI) spier. RMT werd aanvankelijk beoordeeld vanaf de ipsilesionale hemisfeer en gevolgd door de contralesionale hemisfeer volgens de standaardtechnieken. Oppervlakte-elektromyogrammen (EMG's) werden bilateraal opgenomen van de FDI-spieren met behulp van Ag-AgCl-elektroden met een versterking van 1-2 mv. Signalen werden gefilterd (10 Hz - 10 KHz) en vervolgens opgeslagen voor offline analyse. Audiovisuele feedback van het EMG-signaal met hoge versterking werd gegeven om proefpersonen te helpen volledige ontspanning te behouden.

Patiënten in groep A werden onderworpen aan TBS naast standaard PT zoals hieronder beschreven. Intermitterende TBS (iTBS), die faciliterend is, werd gegeven aan de ipsilesionale hemisfeer en continue TBS (cTBS), die remmend werkt, werd gegeven aan de contralesionale hemisfeer. De stimulatie werd gegeven met een intensiteit van 60% van RMT. Het iTBS-protocol van 10 uitbarstingen van hoogfrequente stimulatie (3 pulsen bij 50 Hz) werd elke 10 s bij 5 Hz toegepast voor een totaal van 600 pulsen. Wanneer er geen MEP werd opgewekt uit het ipsilesionale motorgebied (<0,05 mV), werd 100% stimulatorintensiteit zoals die van de contralesionale hemisfeer toegepast op de spiegellocatie van het contralesionale motorgebied.14 Continue TBS werd gegeven met een intensiteit van 60% van RMT, 3 pulsen van 50 Hz, elke 200 ms herhaald voor een totaal van 600 plussen. Zowel iTBS als cTBS werden vier weken lang drie keer per week afgeleverd.

Functionele elektrische stimulatie. Elektrische stimulatie werd gegeven met Mega XP (Cybermedic Corporation, Zuid-Korea). De patiënt ontving de elektrische stimulatie in zittende positie met de aangedane arm over het kussen gepositioneerd en de elektroden werden gepositioneerd volgens patroon 3 [Grijpen/Flexie/Extensie, PATT (patroonbeweging)] van de FES (F)-modus van het instrument. De stimulatorbesturingseenheid van de machine kan wisselstroom leveren met een frequentie van 35 Hz, een pulsbreedte van 200 µs en een intensiteit van 10~50 mA. De stimulator was ingesteld om onderbroken reeksen pulsen af ​​te geven met samentrekking en ontspanning om het optillen van de bovenste ledematen in een functionele positie te simuleren. De FES-groepsstimulatiesessie werd gegeven gedurende 30 minuten voor elke dag, 3 keer per week (afwisselende dagen) gedurende 4 weken en werd gelijktijdig gesynchroniseerd met de fysiotherapie.

Behandelprotocol fysiotherapie De volgende fysiotherapieregimes werden gevolgd voor alle patiënten in het onderzoek: passieve/actieve bewegingsvrijheid (ROM) bij alle gewrichten; gewichtsbelasting en ondersteunende reactie; bereiken van activiteiten; grijpen, vasthouden en loslaten; en activiteiten van het dagelijks leven van de bovenste ledematen (ADL). Vijf dagen per week gedurende een maand werd aan alle patiënten fysiotherapie gegeven. Door een tweede medeonderzoeker werden per patiënt aanpassingen in de fysiotherapie aangebracht, zodat hij of zij na de ingreep zelfstandig of met hulp van een familielid kon oefenen en de opdracht kreeg om één uur per dag te oefenen. Bovendien bleven alle patiënten 1-2 keer per week fysiotherapie aan huis krijgen door een thuiszorgfysiotherapeut die werd begeleid door een tweede co-onderzoeker. De onderzoekers gebruikten een logboek om de daadwerkelijke hoeveelheid tijd die elke patiënt thuis oefende bij te houden.

Statistische methoden We gebruikten beschrijvende statistieken om de gegevens samen te vatten. Vergelijkbaarheid van de basislijn van groepen, in termen van demografische gegevens en basislijnmetingen, werd beoordeeld met een chikwadraattoets en ANOVA. Niet-normale gegevens werden onderworpen aan reciproke, logaritmische en exponentiële transformatie en er werden Komogrov-Smirnov- en Shapiro-Wilks-tests uitgevoerd om de normaliteit te beoordelen. Parametrische metingen werden geanalyseerd met ANOVA gevolgd door post-hoc analyse met bonferroni-correctie. Herhaalde meting ANOVA werd gebruikt om de variabiliteit tussen groepen en binnen groepen te achterhalen. Niet-parametrische metingen werden geanalyseerd met de Kruskal Wallis-test, gevolgd door post-hocanalyse met de Mann Whitney U-test. Friedmans-test en Kendalls W-test werden uitgevoerd om de veranderingen in drie groepen over een periode van een jaar te vinden. Alle analyses zijn uitgevoerd met SPSS versie 17.0 en een p-waarde van minder dan 0,05 werd als significant beschouwd.