Tidlige nevrofysiologiske intervensjoner ved akutte cerebrale lesjoner

Transkraniell likestrømstimulering (tDCS) er en form for ikke-invasiv hjernestimulering som brukes til å indusere eksitabilitetsendringer i sentralnervesystemets kretsløp. Grunnlaget for tDCS-applikasjon hos slagpasienter følger modellen for interhemisfærisk ubalanse mellom de skadede og intakte halvkulene: anodal tDCS over berørt halvkule for å indusere langvarig økning i kortikal eksitabilitet, katodisk tDCS over upåvirket hemisfære for å indusere langvarig reduksjon i kortikal eksitabilitet . Samtidige effekter på begge halvkuler kan oppnås med bi-hemisfærisk tDCS. Minimum intensitet og varighet av tDCS er nødvendig for å indusere langvarige effekter, som omtales som langsiktig potensering og langvarig depresjon.

De fleste intervensjonelle tDCS-studier har fokusert på kroniske slagpasienter, på et tidspunkt hvor pasienter skal ha nådd et platå i sin spontane bedring etter lesjonen. Mindre forskning har evaluert effekten av en tidlig tDCS-intervensjon. tDCS-protokoller varierer i plassering av elektroder, øktfrekvens og varighet, dosering av elektrisk ladning, tidsvindu for tDCS-levering og andre variabler. Den funksjonelle fordelen med tDCS kan øke med samtidig bruk av adjuvante terapeutiske strategier som begrensningsindusert terapi, elektrisk stimulering eller robotmediert terapi. Sattler et al. brukt radial nervestimulering, sammen med tDCS, for å lette motorytelsen. Det er mulig at repeterende perifer nervestimulering (rPNS) modulerer kortikospinal produksjon på somatotopisk spesifikke supraspinale steder gjennom GABAerge interneuroner. Pasientene som ble bedre i Sattler et al.s studie, som i andre tDCS-studier, hadde en initial mild til moderat svekkelse av motorisk funksjon. Forbedring er mer tvilsomt hos pasienter med alvorlig motorisk underskudd.

Målet vårt i denne studien var å undersøke effektiviteten av bihemisfærisk tDCS kombinert med rPNS hos akutte slagpasienter med uttalt motorisk svekkelse, gruppen pasienter med færre alternativer i terapeutiske programmer.

Fordelen med å bruke tDCS tidlig etter hjerneslag er fortsatt uklar. Basert på dyremodeller ser imidlertid den første måneden etter hjerneslag ut til å være den optimale perioden for å indusere morfologiske endringer assosiert med økt plastisitet, og derfor ble det terapeutiske vinduet valgt mellom 5 og 20 dager etter slaghendelsen. Etterforskerne begrunnet at hvis plastiske endringer har blitt indusert av tDCS, kan den kliniske og nevrofysiologiske fordelen manifestere seg ikke bare umiddelbart etter behandling, men lenger frem i pasientens naturlige utvikling etter hjerneslaget. Av denne grunn anså etterforskerne som relevant for å avgjøre om resultatene av tDCS-behandling vedvarte i tide og hadde en langtidseffekt, og utvidet derfor vår kliniske og nevrofysiologiske oppfølging til 12 måneder etter behandling.

Metoder:

Pasienter:

Tjue pasienter med en historie med første akutt slag (iskemisk og hemorragisk) ble inkludert, fra april til desember 2011, i en prospektiv, dobbeltblind, randomisert studie. Elleve pasienter ble rammet av et iskemisk slag: kortikalt og/eller subkortikalt og 9 ble rammet av et hemorragisk slag. Inklusjonskriterier var: første gang enkelt og unilateralt supratentorielt slag bekreftet med CT eller MR, slagintervall mellom 5 og 20 dager etter studiestart, alder 18 til 79 år, National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) ≥6 og ≤21. Eksklusjonskriterier var forut for epileptiske anfall, metalliske implantater i hjernen eller pacemakerimplantater og sameksistens av andre nevrologiske sykdommer.

Pasienter ble inkludert i studien når de var medisinsk stabile, mellom 5 og 17 dager etter slaghendelsen. Studien ble utført i henhold til World Medical Association Declaration of Helsinki og godkjent av Clinical Research Ethics Committee (PR160/11). Skriftlig, informert samtykke ble innhentet fra alle deltakerne eller deres pårørende før de ble inkludert i studien.

Pasientene ble randomisert i to parallelle grupper: en gruppe (11 pasienter) mottok 5 påfølgende daglige økter med anodal tDCS over den berørte halvkulen og katodisk over upåvirket halvkule kombinert med repeterende perifer nervestimulering og den andre (9 pasienter) mottok falske tDCS assosiert med repeterende perifer nervestimulering.

Pasientene ble undersøkt før tDCS, 5 dager og 3, 6 og 12 måneder etter tDCS.

Vurderinger Pasientens tilstand ble karakterisert ved bruk av standardiserte kliniske og nevrofysiologiske vurderingsverktøy dagen før oppstart av intervensjoner.

Klinisk vurdering Nevrologisk funksjon ble vurdert ved hjelp av NIHSS. Motorisk vurdering av den paretiske øvre lem og spastisitet ble evaluert ved å bruke Fugl-Meyer (ULFM) og Modified Ashworth-skalaen (MAS). MAS-skalamål ble tatt for skulderabduksjon, albueforlengelse og håndleddsforlengelse, som ble brukt til å beregne middelverdien av motstand under passiv strekking, med høyere skåre som reflekterte større motstand (maksimalt 4).

Nevrofysiologisk vurdering

Transkraniell magnetisk stimulering:

Motor-fremkalte potensialer (MEPs) ble registrert ved bruk av en bifasisk magnetisk stimulator (Magstim 200; The Magstim Co. Ltd., UK) koblet til en magnetisk stimuleringsspole på åttetallet (70 mm ytre diameter; The Magstim Co. Ltd. , Storbritannia) plassert over den kortikale abductor digiti minimi hotspot. En tettsittende tøyhette merket med et 1cmx1cm rutenett ble brukt til kartlegging av målmuskelens kortikale representasjon. Spolen ble plassert tangentielt til hodebunnen, med håndtaket pekende bakover i en vinkel på 45 grader mot midtlinjen og ble flyttet i trinn på 1 cm for å lokalisere den optimale plasseringen av hodebunnen i hver halvkule, hvorfra de største MEP-ene i abductor digiti minimi kunne fremkalles. En Synergy-elektromyograf (Oxford Instruments, Surrey, Storbritannia) ble brukt til å ta opp MEP-er fra abductor digiti minimi. Når MEP-medlemmer ikke ble fremkalt i den berørte øvre lem i hvile ved bruk av maksimal stimulatoreffekt, ble pasientene instruert om å gjøre et forsøk på frivillig å aktivere muskelen. Hvis ingen MEP kunne fremkalles ved bruk av maksimal stimulatorutgang, ble MEPs amplitude beskrevet som 0 mV.

Groppa S, Oliviero A, Eisen A et al. En praktisk guide til diagnostisk transkraniell magnetisk stimulering: rapport fra en IFCN-komité. Clin Neurophysiol 2012;123:858-882.

Terskel for hvilemotor:

Hvilemotorterskel (rMT) ble definert som den laveste stimulatoreffekten ved det optimale hodebunnsstedet som kreves for å fremkalle en MEP på minst 50 μV i den avslappede abductor digiti minimi i minst 5 av 10 forsøk.21 Hvis ingen MEP kunne fremkalles ved å bruke maksimal stimulatoreffekt, ble rMT beskrevet som 100 %.

Kontralateral og ipsilateral stille periode:

For å fremkalle den stille perioden ble transkraniell magnetisk stimulering påført over M1-området på hver halvkule mens pasientene fikk en jevn maksimal tonisk sammentrekning av abductor digiti minimi og en 500ms poststimulusperiode ble analysert. Stimuleringsintensiteten var 120 % rMT. Vi registrerte i hovedsak samtidig kontralateral (cSP) og ipsilateral stille periode (iSP) til en ensidig stimulus. Hvis pasientene ikke var i stand til å opprettholde en stabil sammentrekning med den paretiske hånden, ble SP ansett som umålelig. cSP-varigheten ble målt fra begynnelsen av MEP til punktet for EMG-gjenopptagelse etter en periode med EMG-suppression, og gjennomsnittet av 10 forsøk ble brukt for å estimere varigheten av den stille perioden. iSP ble kvantifisert med tanke på en periode med relativ undertrykkelse av EMG-aktivitet under bakgrunns-EMG-aktiviteten.

Takechi U, Matsunaga K, Nakanishi R et al. Langsgående endringer av motorisk kortikal eksitabilitet og transcallosal hemming etter subkortikalt slag. Clin Neurophysiol 2014;125: 2055-2069.

SEP-opptak:

Somatosensoriske fremkalte potensialer (SEPs) ble fremkalt ved bruk av elektrisk stimulering med samme prosedyre beskrevet i detalj i tidligere studier. Signaler ble registrert ved bruk av Synergy electromyograph (Oxford Instruments, Surrey, Storbritannia). SEP-data ble sammenlignet mellom affiserte og upåvirkede øvre lemmer.

Cruccu G, Aminoff MJ, Curio G et al. Anbefalinger for klinisk bruk av somatosensorisk fremkalte potensialer. Clin Neurophysiol 2008;119:1705-19.

Mauguière F, Allison T, Babiloni C et al. Somatosensorisk fremkalte potensialer. International Federation of Clinical Neurophysiology. Electroencephalogr Clin Neurophysiol Suppl 1999;52:79-90.

H-refleks H-refleksresponser ble registrert fra en 45-graders vinkel supinert arm og en lett sammentrukket flexor carpi radialis muskel. Når flexor carpi radialis-muskelen ikke kunne trekkes sammen, ble den paretiske overekstremiteten plassert med håndleddet i lett fleksjon. Opptakselektrode ble plassert over buken på flexor carpi radialis og referert til en elektrode 3 cm distal. Elektriske stimuli leverte en firkantbølgepuls på 0,5 ms i varighet og ble påført over medianusnerven ved bicipitalsporet; over den kubitale rillen. Hmax/Mmax-responser ble sammenlignet mellom den paretiske og ikke-paretiske siden.

Christie AD, Inglis JG, Boucher JP, Gabriel DA. Påliteligheten til FCR H-refleksen. J Clin Neurophysiol 2005;22:204-9.