Cryoneurolyse voor spasticiteitsbehandeling: klinische resultaten en mechanismen op lange termijn in het centrale zenuwstelsel

Spasticiteit is het resultaat van een overactieve stretchreflex na een hogere motorische neuronletsel die ertoe leidt dat aangetaste spieren constant zijn, onvrijwillig gecontracteerd.1 Een falen om spasticiteit te behandelen kan leiden tot contractuur - een permanente verkorting van de spier en inerte weefsels die vaak chirurgische interventie nodig hebben.2 Er zijn verschillende behandelingsopties beschikbaar voor die van spasticiteit. Farmaceutische remedies omvatten diazepam, clonidine en baclofen, die oraal of intrathecaal kunnen worden toegediend en richten zich op de GABA-B-receptoren in de hersenen en het ruggenmerg om spasticiteit te verlichten.3 Vanwege de centrale effecten is het onmogelijk om de effecten op specifieke spierstelsel te richten, waardoor deze benadering het meest gunstig is voor patiënten met wijdverbreide spasticiteit, vooral niet-ambulante patiënten voor wie systemische zwakte minder zorgt. Voor degenen die getroffen zijn door focale spasticiteit (spasticiteit die specifieke regio's beïnvloedt), zijn er een aantal selectieve behandelingen beschikbaar. Veruit de meest voorkomende benadering is denervatie met botulinum-a neurotoxine. Toxine -injecties worden toegediend bij de neuromusculaire junctie en handelen om de afgifte van acetylcholine te voorkomen, waardoor het vermogen van de spier om te vuren worden verminderd.4 Botulinumtoxine is een van de meest krachtige neurotoxinen die beschikbaar zijn, maar is ook een van de duurste stoffen op de planeet. Aangezien elke spier veel neuromusculaire junctions heeft, is het onmogelijk om een ​​spier met deze techniek volledig te denerveren. Bovendien blijven piekeffecten over het algemeen niet na 90 dagen bestaan ​​en moet de procedure vaak worden herhaald.

Recente ontwikkelingen hebben geleid tot nieuwe behandelingen voor focale spasticiteit. Met echografie zijn clinici nu in staat om gemakkelijk individuele zenuwen te visualiseren, waardoor een nieuw doelwit voor interventie ontstaat. Chemische neurolyse is een zich ontwikkelende techniek die wereldwijd in een klein aantal klinieken wordt uitgevoerd. De procedure omvat de selectieve injectie van een verdunde fenoloplossing in of nabij motorische neuronen die spieren die betrokken zijn bij spasticiteit innerveren. Fenol neurolyse is effectief gebleken voor het verlichten van spasticiteit op verschillende locaties.5-7 Fenol is echter niet selectief voor zenuwen en daarom zijn omliggende weefsels en structuren niet immuun voor de injecties. Niettemin heeft chemische neurolyse een lage incidentie van bijwerkingen. 8,9 Chemische neurolyse is veel goedkoper dan toxine-injecties, maar moet ook vaak worden herhaald voor langdurige spasticiteitsverlichting.10 Een tweede, vergelijkbare benadering is neurolyse door gepulseerde radiofrequentie. Terwijl fenol gerichte zenuwen met chemicaliën lyseren, verwarmt gepulseerde radiofrequentie zenuwen met radiogolven om gerichte axonen te ableren. Het is aangetoond dat radiofrequente ablatie een zeer lage incidentie van bijwerkingen heeft en is aangetoond dat een vermindering van de spasticiteitssymptomen zes maanden is. Cryoneurolyse, een andere opkomende techniek voor spasticiteitsbeheer, is kosteneffectiever dan andere technieken en de effecten overleven de verwachte effectperiode.12 Cryoneurolyse omvat de toepassing van extreme kou rechtstreeks op, of bijna gerichte zenuwen onder ultrasone begeleiding. Deze kou zorgt ervoor dat axonotmese (de afbraak van een axon) optreden, waardoor de behandelde zenuw volledig wordt voorkomen en een signaal voortplant. Profiteer van het Joule Thomson -effect (de koeling van gecomprimeerde gassen met een dun diafragma), zijn cryoneurolyse -sondes speciaal ontworpen om snel een bal ijs te creëren door interstitiële vloeistof te bevriezen. Deze procedure is aangetoond dat het effectief is bij interventionele pijnbeheer, door zenuwen te lyseren die betrokken zijn bij de overdracht van pijnsignalen.13-18 De onderzoekers hebben gegevens gepubliceerd die de effectiviteit van cryoneurolyse op spasticiteit aantonen die de bovenste en onderste ledematen beïnvloedt.12,19-21 Cryoneurolyse produceert een effect dat Walleriaanse degeneratie wordt genoemd, waarbij het axon van de behandelde zenuw wordt vernietigd maar het epineurium en perineurium intact blijven.22 Daarom kan het axon regenereren, volgens hetzelfde pad als voorafgaand aan de behandeling. Voorlopige gegevens tonen aan dat verminderingen van spasticiteit door cryoneurolyse blijven bestaan, zelfs nadat de zenuw opnieuw heeft heroverwegen, waarbij patiënten na een volledig jaar blijvende voordelen zien.12 Hoewel het mechanisme waardoor de ernst van de spasticiteit wordt verminderd nadat cryoneurolyse een onderwerp van debat in het veld is, impliceert de aanhoudende voordelen van de procedure de betrokkenheid van het centrale zenuwstelsel (CNS). Onze hypothese is dat neuroplastische veranderingen waarschijnlijk plaatsvinden in het centraal zenuwstelsel dat de langetermijnverbetering van spasticiteit mogelijk maakt. Deze veranderingen kunnen verband houden met veranderingen in de cortex of de uitvoer van corticale verwerking, of een combinatie van deze mechanismen. Het mechanisme kan dus een of meer regio's binnen de cortex en/of veranderingen langs het corticospinale kanaal omvatten, het hoofdafstandende kanaal dat bewegingsgerelateerde informatie van het centraal zenuwstelsel naar de periferie draagt.

Het meten van veranderingen in hersenorganisatie en activiteit zijn mogelijk geworden door vooruitgang in neuroimaging- en stimulatietechnieken. Transcraniële magnetische stimulatie (TMS) is een veilige, niet-invasieve methode die wordt gebruikt om corticale gebieden te stimuleren om niveaus van corticale prikkelbaarheid te meten, en de output van de verwerking van informatie in de cortex door het corticospinale kanaal. Corticale exciteerbaarheid van de primaire motorische cortex (M1) wordt indirect beoordeeld door het meten van elektromyografische (EMG) responsen (op de motor opgeroepen potentialen; MEPS) van een doelmotorcorticale spierrepresentatie en de hersenfunctie wordt afgeleid uit metingen van perifere spieractiviteit. Onlangs is er veel aandacht besteed aan neuroplastische veranderingen in de hersenen die optreden met interventies. Oppervlakte -EMG wordt al tientallen jaren gebruikt om spieractiveringspatronen te begrijpen. Meestal worden een paar elektroden over een spiergroep geplaatst om een ​​indicatie te geven van het niveau van corticospinale prikkelbaarheid die kan worden verteld over de kwaliteit en integriteit van motoruitvoer naar het ruggenmerg.23 Deze techniek geeft een kijkje in de output van corticale mechanismen van bewegingsproductie. De onderzoekers hebben ipsilaterale en contralaterale veranderingen aangetoond in corticale prikkelbaarheid van de sensorimotorische cortices met TMS bij patiënten met een beroerte.24 Als het corticospinale kanaal na een beroerte echter voldoende schade heeft opgelopen, kunnen patiënten met een beroerte echter geen op betrouwbare wijze een MEP produceren.

Terwijl ze rustig zitten, geen actieve taken voltooien en bij afwezigheid van stimulus, blijft de hersenen actief. Functionele connectiviteit van rusttoestand (RSFC) is een neuroimaging -techniek die gebieden van de hersenen bestudeert met tijdelijk gecorreleerde activering. Longitudinaal na een beroerte is aangetoond dat RSFC vergelijkbare bevindingen produceert als connectiviteitsanalyses in taakgebaseerde studies; 26 In tegenstelling tot op taak gebaseerde neuroimaging-studies, vereist RSFC echter niet dat de deelnemer op specifieke manieren kan bewegen en geen cognitieve vraag heeft, waardoor de last van deelnemers wordt verlaagd. Cross-sectionele studies van beroerte-revalidatie hebben correlaties aangetoond tussen RSFC en mobiliteit na een beroerte.27 In spasticiteit heeft een 2023 functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) studie van spasticiteitsbehandeling met ruggenmergstimulatie aangetoond dat de behandeling klinische spasticiteitsverbeteringen produceerde die correleerden met functionele connectiviteitsveranderingen.28 De meeste RSFC -studies bij beroerte -revalidatie zijn uitgevoerd met behulp van fMRI. Functionele nabij-infraroodspectroscopie (FNIR's) is een alternatieve neuroimaging-techniek voor fMRI die een soortgelijk fysiologisch fenomeen meet. FNIRS maakt gebruik van gespecialiseerde licht die diodes uitzendt die licht uitzenden in het bijna-infraroodspectrum door het haar, de hoofdhuid, de schedel en het meningen in de cortex. Het licht interageert met bloed in de hersenen voordat het terugtrekt naar het oppervlak waar de intensiteit ervan wordt gemeten door gespecialiseerde fotoreceptoren. Vanwege subtiele veranderingen in de kleur van bloed, afhankelijk van de oxygenatiestatus van hemoglobine, kunnen de concentraties van geoxygeneerde (HBO) en deoxygenated (HBR) hemoglobine worden afgeleid met behulp van de gemodificeerde bierlambertwet. Wanneer een gebied van de hersenen actief wordt, is er een initiële dip in de concentratie van HBO die snel wordt bereikt met een instroom van zuurstofrijk bloed met dank aan neurovasculaire koppeling. Hoewel deze reactie tot tien seconden kan duren om te piekeren, is FNIRS in staat om de cortex op 5Hz te bemonsteren. In vergelijking met de typische bemonsteringssnelheid van 0,5 Hz aangeboden door fMRI, biedt FNIRS een superieure tijdelijke resolutie. Om de cortex en het monster effectief te bereiken, worden FNIRS -detectoren meestal ongeveer 3 cm verwijderd van bronnen. Dichte dekking biedt een ruimtelijke resolutie van ongeveer 1 cm - ideaal voor het bestuderen van corticale gebieden zoals het sensorimotorische gebied. De NIRSport2 (NIRX Medical Technologies, LLC) is een draagbaar systeem dat volledig is opgenomen in een klein draagbaar pakket. In vergelijking met een fMRI -machine is FNIRS gemakkelijker te gebruiken en gemakkelijker beschikbaar. Bovendien zijn er geen bekende contra -indicaties voor FNIR's, waardoor het nuttiger wordt voor een klinische populatie die niet in aanmerking komt om een ​​MRI te ontvangen, waardoor een grotere generaliseerbaarheid mogelijk is.

Samengevat, het genereren van een begrip van de neurale mechanismen die cryoneurolyse mogelijk maken om langdurige spasticiteitsverlichting te bieden met behulp van FNIR's en TMS zal het begrip van de aard van herstel van spasticiteit verbeteren, zal mogelijk de klinische behandeling van spasticiteit in de toekomst informeren en de ontwikkeling van toekomstige, hersenspecifieke interventies voor spasticiteit kunnen begeleiden.