Vroege neurofysiologische interventies bij acute cerebrale laesies

Transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) is een vorm van niet-invasieve hersenstimulatie die wordt gebruikt om prikkelbaarheidsveranderingen in circuits van het centrale zenuwstelsel te induceren. De basis van de toepassing van tDCS bij patiënten met een beroerte volgt het model van interhemisferische onbalans tussen de beschadigde en intacte hemisferen: anodische tDCS over aangetaste hemisfeer om langdurige toename van corticale prikkelbaarheid te induceren, kathodische tDCS over niet-aangetaste hemisfeer om langdurige afname van corticale prikkelbaarheid te induceren . Gelijktijdige effecten op beide hersenhelften kunnen worden verkregen met bi-hemisferische tDCS. Minimale intensiteit en duur van tDCS is nodig om langdurige effecten te veroorzaken, die langdurige potentiëring en langdurige depressie worden genoemd.

De meeste interventionele tDCS-onderzoeken waren gericht op patiënten met een chronische beroerte, in een tijd waarin patiënten geacht worden een plateau te hebben bereikt in hun spontaan herstel na de laesie. Minder onderzoek heeft de effecten van een vroege tDCS-interventie geëvalueerd. tDCS-protocollen verschillen in locatie van elektroden, sessiefrequentie en -duur, dosering van elektrische lading, tijdvenster van tDCS-afgifte en andere variabelen. Het functionele voordeel van tDCS kan toenemen met de gelijktijdige toepassing van adjuvante therapeutische strategieën zoals dwang-geïnduceerde therapie, elektrische stimulatie of robot-gemedieerde therapie. Sattler et al. gebruikte radiale zenuwstimulatie, samen met tDCS, om motoroutput te vergemakkelijken. Het is mogelijk dat repetitieve perifere zenuwstimulatie (rPNS) de corticospinale output moduleert op somatotopisch specifieke supraspinale plaatsen via GABAergic interneuronen. De patiënten die verbeterden in het onderzoek van Sattler et al. hadden, net als in andere tDCS-onderzoeken, aanvankelijk een milde tot matige motorische functiestoornis. Verbetering is twijfelachtiger bij patiënten met ernstige motorische stoornissen.

Ons doel in deze studie was om de effectiviteit van bihemisferische tDCS in combinatie met rPNS te onderzoeken bij patiënten met een acute beroerte met uitgesproken motorische stoornissen, de groep patiënten met minder opties in therapeutische programma's.

Het voordeel van het toepassen van tDCS vroeg na een beroerte is nog onduidelijk. Op basis van diermodellen lijkt de eerste maand na een beroerte echter de optimale periode te zijn om morfologische veranderingen in verband met verhoogde plasticiteit te veroorzaken, vandaar dat het therapeutische venster werd gekozen tussen 5 en 20 dagen na de beroerte. De onderzoekers redeneerden dat, als plastische veranderingen zijn veroorzaakt door tDCS, het klinische en neurofysiologische voordeel zich niet alleen onmiddellijk na de behandeling kan manifesteren, maar ook verder in de natuurlijke evolutie van de patiënt na de beroerte. Om deze reden achtten de onderzoekers het relevant om te bepalen of de resultaten van de tDCS-behandeling in de tijd aanhielden en een langetermijneffect hadden, daarom verlengden ze onze klinische en neurofysiologische follow-up tot 12 maanden na de behandeling.

methoden:

Patiënten:

Twintig patiënten met een voorgeschiedenis van een eerste acute beroerte (ischemisch en hemorragisch) werden van april tot en met december 2011 opgenomen in een prospectieve, dubbelblinde, gerandomiseerde studie. Elf patiënten hadden een ischemische beroerte: corticaal en/of subcorticaal en 9 hadden een hemorragische beroerte. Inclusiecriteria waren: eerste keer een enkele en unilaterale supratentoriale beroerte bevestigd door CT of MRI, beroerte-interval tussen 5 en 20 dagen na aanvang van de studie, leeftijd van 18 tot 79 jaar, National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) ≥6 en ≤21. Uitsluitingscriteria waren voorafgaande epileptische aanvallen, metalen implantaten in de hersenen of pacemakerimplantaten en het naast elkaar bestaan ​​van andere neurologische aandoeningen.

Patiënten werden in de studie opgenomen wanneer ze medisch stabiel waren, tussen 5 en 17 dagen na het beroerte. De studie werd uitgevoerd in overeenstemming met de World Medical Association Declaration of Helsinki en goedgekeurd door de Clinical Research Ethics Committee (PR160/11). Schriftelijke, geïnformeerde toestemming werd verkregen van alle deelnemers of hun familieleden voordat ze in het onderzoek werden opgenomen.

Patiënten werden gerandomiseerd in twee parallelle groepen: de ene groep (11 patiënten) kreeg 5 opeenvolgende dagelijkse sessies van anodale tDCS over de aangedane hemisfeer en kathodische over niet-aangetaste hemisfeer gecombineerd met repetitieve perifere zenuwstimulatie en de andere (9 patiënten) kreeg sham tDCS geassocieerd met repetitieve perifere zenuwstimulatie.

Patiënten werden onderzocht vóór tDCS, 5 dagen en 3, 6 en 12 maanden na tDCS.

Beoordeling De toestand van de patiënt werd gekarakteriseerd met behulp van gestandaardiseerde klinische en neurofysiologische beoordelingsinstrumenten op de dag vóór aanvang van de interventies.

Klinische beoordeling Het neurologisch functioneren werd beoordeeld met behulp van de NIHSS. Motorische beoordeling van de paretische bovenste ledematen en spasticiteit werden geëvalueerd met behulp van de Fugl-Meyer (ULFM) en Modified Ashworth scales (MAS) van de bovenste ledematen. MAS-schaalmaten werden genomen voor schouderabductie, elleboogextensie en polsextensie, die werden gebruikt om de gemiddelde waarde van weerstand tijdens passief strekken te berekenen, waarbij hogere scores een grotere weerstand weerspiegelden (maximaal 4).

Neurofysiologische beoordeling

Transcraniële magnetische stimulatie:

Motor evoked potentials (MEP's) werden geregistreerd met behulp van een bifasische magnetische stimulator (Magstim 200; The Magstim Co. Ltd., VK) verbonden met een achtvormige magnetische stimulatiespoel (70 mm buitendiameter; The Magstim Co. Ltd. , UK) geplaatst over de corticale abductor digiti minimi hotspot. Een nauwsluitende stoffen kap gemarkeerd met een raster van 1 cm x 1 cm werd gebruikt voor het in kaart brengen van de corticale representatie van de doelspier. De spoel werd tangentieel ten opzichte van de hoofdhuid geplaatst, met het handvat naar achteren gericht in een hoek van 45 graden ten opzichte van de middellijn en werd verplaatst in stappen van 1 cm om de optimale locatie van de hoofdhuid in elk halfrond te lokaliseren, van waaruit de grootste EP-leden in de abductor digiti minimi zou kunnen worden opgeroepen. Een Synergy-elektromyograaf (Oxford Instruments, Surrey, VK) werd gebruikt om EP-leden van de abductor digiti minimi op te nemen. Telkens wanneer EP-leden in rust niet werden opgewekt in het aangedane bovenste lidmaat met maximale stimulatoroutput, kregen patiënten de instructie om een ​​poging te doen om de spier vrijwillig te activeren. Als er geen MEP kon worden opgewekt met maximale stimulatoroutput, werd de amplitude van de MEP beschreven als 0 mV.

Groppa S, Oliviero A, Eisen A et al. Een praktische gids voor diagnostische transcraniële magnetische stimulatie: rapport van een IFCN-commissie. Clin Neurofysiol 2012;123:858-882.

Motordrempel in rust:

Rustmotorische drempel (rMT) werd gedefinieerd als de laagste stimulatoroutput op de optimale plaats van de hoofdhuid die nodig is om een ​​MEP van ten minste 50 μV op te wekken in de ontspannen abductor digiti minimi in ten minste 5 van de 10 onderzoeken.21 Als er geen MEP kon worden opgewekt met maximale stimulatoroutput, werd rMT beschreven als 100%.

Contralaterale en ipsilaterale stille periode:

Om de stille periode op te wekken, werd transcraniële magnetische stimulatie toegepast over het M1-gebied van elk halfrond, terwijl patiënten een gestage maximale tonische contractie van de abductor digiti minimi onderhielden en een poststimulusperiode van 500 ms werd geanalyseerd. De stimulatie-intensiteit was 120% rMT. We hebben in wezen gelijktijdig de contralaterale (cSP) en ipsilaterale stille periode (iSP) geregistreerd voor een unilaterale stimulus. Als patiënten geen stabiele contractie met de paretische hand konden volhouden, werd de SP als onmeetbaar beschouwd. De cSP-duur werd gemeten vanaf het begin van de MEP tot het punt van EMG-hervatting na een periode van EMG-onderdrukking en het gemiddelde van 10 proeven werd gebruikt om de duur van de stille periode te schatten. iSP werd gekwantificeerd rekening houdend met een periode van relatieve onderdrukking van EMG-activiteit onder de achtergrond-EMG-activiteit.

Takechi U, Matsunaga K, Nakanishi R et al. Longitudinale veranderingen van motorische corticale prikkelbaarheid en transcallosale remming na subcorticale beroerte. Clin Neurofysiol 2014;125: 2055-2069.

SEP's opname:

Somatosensorische evoked potentials (SEP's) werden opgewekt met behulp van elektrische stimulatie met dezelfde procedure die in detail is beschreven in eerdere studies. Signalen werden geregistreerd met behulp van Synergy-elektromyograaf (Oxford Instruments, Surrey, VK). SEPs-gegevens werden vergeleken tussen aangedane en niet-aangedane bovenste ledematen.

Cruccu G, Aminoff MJ, Curio G et al. Aanbevelingen voor het klinische gebruik van somatosensorisch opgewekte potentialen. Clin Neurofysiol 2008;119:1705-19.

Mauguière F, Allison T, Babiloni C et al. Somatosensorische evoked potentials. De Internationale Federatie van Klinische Neurofysiologie. Electroencephalogr Clin Neurophysiol Suppl 1999;52:79-90.

H-reflex H-reflexreacties werden geregistreerd vanuit een gesupineerde arm in een hoek van 45 graden en een enigszins samengetrokken flexor carpi radialis-spier. Toen de musculus flexor carpi radialis niet kon worden samengetrokken, werd het paretische bovenste lidmaat gepositioneerd met de pols in lichte flexie. De opname-elektrode werd over de buik van de flexor carpi radialis geplaatst en verwezen naar een elektrode 3 cm distaal. Elektrische stimuli leverden een blokgolfpuls met een duur van 0,5 ms en werden aangebracht over de medianuszenuw bij de bicipitale groef; boven de cubitale vouw. Hmax/Mmax-responsen werden vergeleken tussen de paretische en niet-paretische zijde.

Christie AD, Inglis JG, Boucher JP, Gabriel DA. Betrouwbaarheid van de FCR H-reflex. J Clin Neurofysiol 2005;22:204-9.