Skuteczność stymulacji Theta Burst i funkcjonalnej stymulacji elektrycznej w rehabilitacji poudarowej

Tło

Obecne strategie zarządzania obejmujące konwencjonalną fizjoterapię (PT) mają ograniczoną skuteczność w ułatwianiu powrotu do zdrowia motorycznego po udarze. Znalezienie skutecznej interwencji poprawiającej regenerację motoryczną u osób z porażeniem połowiczym jest bardzo ważne dla poprawy wyników funkcjonalnych i umożliwienia niezależnego życia.

Po urazie mózg przechodzi znaczną reorganizację swoich funkcji, co prowadzi do powrotu do normalnego funkcjonowania, co następuje w ciągu tygodni lub miesięcy. Ta reorganizacja postlesionalna występuje głównie w korze przedruchowej, grzbietowo-bocznej korze przedczołowej i dodatkowym obszarze motorycznym, które, jak się uważa, odgrywają najważniejszą rolę w rekonwalescencji po każdym typie uszkodzenia mózgu. Metody leczenia, które mogą ułatwić ten proces reorganizacji poprzez zwiększenie plastyczności korowej, mogą odgrywać bardzo ważną rolę w poprawie wyników czynnościowych po uszkodzeniu neuronów.

Zarówno centralna, jak i obwodowa stymulacja może poprawić reorganizację kory mózgowej i powrót funkcjonalny po ostrym udarze mózgu. Wcześniejsze badania wykazały, że po ostrym udarze mózgu obniżoną pobudliwość półkuli ipsilesional można zwiększyć poprzez stymulację półkuli ipsilesional lub hamowanie półkuli przeciwstawnej. Dzieje się tak, ponieważ jedna półkula ma hamujący wpływ na drugą półkulę poprzez zahamowanie. We wstępnych badaniach wykazano, że zastosowanie powtarzalnej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (rTMS) o wysokiej częstotliwości w korze ruchowej powoduje wzrost pobudliwości korowo-rdzeniowej, co prowadzi do poprawy funkcji motorycznych. Stwierdzono, że stymulacja Theta Burst Stimulation (TBS), która jest nową metodą dostarczania rTMS przy niższych intensywnościach bez ryzyka jakichkolwiek poważnych skutków ubocznych, jest bezpieczna u pacjentów z przewlekłym i ostrym udarem mózgu. Pod tym względem przerywany TBS (iTBS) ma stymulujący wpływ na mózg, a ciągły TBS (cTBS) ma hamujący wpływ na mózg. We wstępnych badaniach wykazano, że przerywana TBS (iTBS) stosowana na półkulę ipsilesional i ciągła TBS (cTBS) stosowana na półkulę przeciwstawną poprawiają funkcje motoryczne i wydajność korowo-rdzeniową w niedowładnych dłoniach w warunkach eksperymentalnych. Jednak długoterminowy wpływ tej strategii na wyniki czynnościowe nie był wcześniej badany. Podobnie wykazano, że funkcjonalna stymulacja elektryczna (FES), forma stymulacji obwodowej, zastosowana do niedowładnych mięśni kończyn górnych poprawia czynność funkcjonalną kończyn górnych u pacjentów z ostrym lub podostrym udarem mózgu.

Zatem zarówno TBS, jak i FES mają potencjał poprawy funkcji motorycznych i wyniku funkcjonalnego po udarze niedokrwiennym. Jednak te strategie nie były stosowane w warunkach klinicznych, a ich przydatność w promowaniu regeneracji motorycznej w porównaniu z konwencjonalną PT nie została udowodniona. Jeśli okażą się przydatne, techniki te mogą potencjalnie poprawić fatalne wyniki funkcjonalne po udarze. Celem pracy jest określenie skuteczności TBS lub FES jako uzupełnienia fizjoterapii w rehabilitacji pacjentów po udarze mózgu.

METODY Miejsce badania i uczestnicy To badanie jest randomizowanym, kontrolowanym badaniem z pojedynczą ślepą próbą, którego celem jest ocena skuteczności TBS i FES w poprawie funkcji motorycznych w porównaniu ze standardowym PT po ostrym udarze. Badanie to przeprowadzono na Wydziale Neurologii Sree Chitra Tirunal Institute for Medical Sciences and Technology, Trivandrum, Kerala, Indie. Rekrutowaliśmy kolejnych pacjentów w okresie 28 miesięcy z poradni i oddziałów stacjonarnych. Do badania włączono pacjentów z pierwszym w historii udarem niedokrwiennym w obszarze tętnicy środkowej mózgu, którzy zgłosili się w ciągu 10 do 30 dni od wystąpienia i byli w stanie wyrazić świadomą zgodę i zrozumieć instrukcje. U wszystkich pacjentów wykonano rezonans magnetyczny 1,5 T i udokumentowano pojedynczy zawał w obszarze MCA bez innych zmian. Wszyscy pacjenci otrzymali standardową opiekę medyczną i rehabilitacyjną obejmującą bierną i czynną PT. Badanie zostało zatwierdzone przez instytucjonalną komisję etyczną (SCT/IEC/223). Wszyscy pacjenci wyrazili pisemną świadomą zgodę na poddanie się badaniu. Kolejni pacjenci, którzy spełnili kryteria włączenia i wyłączenia, zostali losowo przydzieleni do jednej z trzech grup: (1) ci, którzy otrzymali TBS zgodnie z wcześniej ustalonym protokołem wraz ze standardową PT (Grupa A); (2) ci, którzy otrzymali FES zgodnie z predefiniowanym protokołem wraz ze standardowym PT (Grupa B); i (3) ci, którzy otrzymali sam PT (PT) (grupa C).

Losowa alokacja i generowanie sekwencji Pacjenci zostali losowo przydzieleni do trzech grup metodą randomizacji blokowej. Ukryty przydział został dokonany przez głównego badacza, który ślepo przydzielił badanych do różnych grup zgodnie z tabelą randomizacji bloków, aby otrzymać wyznaczoną interwencję

Zaślepienie Po wyrażeniu świadomej zgody, osoba spełniająca kryteria włączenia i wyłączenia została wstępnie oceniona przez pierwszego współbadacza pod kątem wszystkich miar wyniku i parametrów neurofizjologicznych. Pacjenci, którzy kwalifikowali się do badania, zostali przydzieleni do różnych grup interwencyjnych przez głównego badacza. Interwencje były przeprowadzane przez drugiego współbadacza dla wszystkich badanych. Oceny uzupełniające zostały przeprowadzone przez pierwszego współbadacza, który nie był świadomy przydziału do grup interwencyjnych.

Pomiary wyników Ponieważ chcieliśmy głównie ocenić funkcje kończyn górnych, jako podstawowy pomiar wyników do oceny funkcji motorycznych kończyn górnych wykorzystaliśmy skalę Fugl-Meyer Assessment (FMA). Jest to 66-punktowa skala do oceny funkcji kończyny górnej, standardowe narzędzie do tego celu. Ponadto wykorzystaliśmy Zmodyfikowaną Skalę Rankina (mRS) do oceny globalnego wyniku, Skalę Udaru Narodowego Instytutu Zdrowia (NIHSS) do oceny ciężkości udaru oraz Indeks Barthel (BI) do oceny codziennych czynności. Te trzy skale zastosowano jako drugorzędne miary wyniku.

Skale wyników zastosowano na początku badania (T1), a następnie przeprowadzono kolejne oceny po miesiącu (T2), trzech miesiącach (T3), sześciu miesiącach (T4) i jednym roku (T5) po włączeniu.

Obliczenie wielkości próby Podstawową miarą wyniku tego badania była ocena funkcji kończyny górnej po roku według Fugla Meyera. Wcześniejsze badania wykazały, że punktacja FMA zwiększa się o 16,5 ± 9,4 w ciągu jednego roku u osób z grupy kontrolnej.21 Postawiliśmy hipotezę, że dla klinicznie znaczącego wyniku interwencja powinna spowodować wzrost o 10 punktów w stosunku do grupy kontrolnej. Aby to osiągnąć, wymagana była wielkość próby 14 pacjentów w każdym ramieniu dla mocy 80% z alfa ustaloną na 5%. W poprzednim badaniu przeprowadzonym w naszym instytucie śmiertelność po udarze wynosiła 27,2% w ciągu jednego roku, z czego 72,1% zmarło w ciągu 10 dni po udarze.2 Ponieważ planowano objąć pacjentów między 10 a 30 dniem wystąpienia udaru, aby uwzględnić śmiertelność wynoszącą 7,6% po 10 dniach, wymagana wielkość próby wynosiła 16 osób w każdej grupie. Biorąc pod uwagę wskaźnik rezygnacji wynoszący 20%, obliczyliśmy, że wielkość próby 20 pacjentów w każdej grupie jest odpowiednia.

Protokół TMS Oceniliśmy spoczynkowy próg motoryczny (RMT) dla obu półkul na linii podstawowej, używając stymulatora Magstim Rapid2 (Whitland, Walia, Wielka Brytania) z cewką ósemkową o zewnętrznej średnicy pętli 9 cm. Po usadzeniu pacjenta w wygodnym fotelu zastosowano orientację tylno-przednią nad korą ruchową (M1), aby przyjąć optymalną pozycję skóry głowy w celu wywołania MEP w przeciwległym pierwszym mięśniu międzykostnym grzbietowym (FDI). RMT oceniano początkowo z półkuli ipsilesional, a następnie z półkuli przeciwstawnej zgodnie ze standardowymi technikami. Elektromiogramy powierzchniowe (EMG) rejestrowano z mięśni FDI obustronnie za pomocą elektrod Ag-AgCl ze wzmocnieniem 1-2 mv. Sygnały filtrowano (10Hz-10 KHz), a następnie przechowywano do analizy off-line. Audiowizualne sprzężenie zwrotne sygnału EMG przy dużym wzmocnieniu zostało podane, aby pomóc badanym w utrzymaniu pełnego odprężenia.

Pacjenci w grupie A byli poddani TBS oprócz standardowego PT, jak opisano poniżej. Przerywany TBS (iTBS), który ma działanie ułatwiające, podano półkuli ipsilesional, a ciągły TBS (cTBS), który ma działanie hamujące, podano półkuli przeciwstawnej. Stymulację prowadzono z intensywnością 60% RMT. Protokół iTBS obejmujący 10 impulsów stymulacji o wysokiej częstotliwości (3 impulsy przy 50 Hz) zastosowano przy 5 Hz co 10 s, łącznie 600 impulsów. Kiedy żaden MEP nie został wywołany z ipsilesional motorycznego obszaru (<0,05mV), 100% intensywność stymulatora, jak w przeciwstawnej półkuli, została zastosowana w miejscu lustrzanym przeciwstawnego obszaru motorycznego.14 Podawano ciągłą TBS z intensywnością 60% RMT, 3 impulsy o częstotliwości 50 Hz, powtarzane co 200 ms, w sumie 600 plusów. Zarówno iTBS, jak i cTBS były dostarczane trzy razy w tygodniu przez cztery tygodnie.

Funkcjonalna stymulacja elektryczna. Stymulację elektryczną przeprowadzono za pomocą Mega XP (Cybermedic Corporation, Korea Południowa). Pacjent otrzymał stymulację elektryczną w pozycji siedzącej z dotkniętym ramieniem umieszczonym nad poduszką, a elektrody zostały ustawione zgodnie ze wzorem 3 [Chwyt/Zgięcie/Rozciągnięcie, PATT (ruch wzorca)] trybu FES (F) instrumentu. Jednostka sterująca stymulatora maszyny mogła dostarczać prąd przemienny o częstotliwości 35 Hz, szerokości impulsu 200 µs i natężeniu 10~50 mA. Stymulator ustawiono na dostarczanie przerywanych ciągów impulsów ze skurczem i rozkurczem, tak aby symulować unoszenie kończyny górnej w pozycji funkcjonalnej. Sesja stymulacji grupowej FES trwała 30 minut każdego dnia, 3 razy w tygodniu (naprzemiennie) przez 4 tygodnie i była synchronizowana z fizjoterapią.

Protokół leczenia fizjoterapeutycznego U wszystkich pacjentów biorących udział w badaniu stosowano następujące schematy fizjoterapii: pasywny/aktywny zakres ruchu (ROM) we wszystkich stawach; obciążanie i reakcja wspierająca; działania dosięgające; chwytanie, trzymanie i puszczanie; i codziennych czynności kończyn górnych (ADL). Interwencja fizjoterapeutyczna była udzielana wszystkim pacjentom przez pięć dni w tygodniu przez jeden miesiąc. Modyfikacje w fizjoterapii były dokonywane przez drugiego współbadacza dla każdego pacjenta, tak aby mógł on ćwiczyć samodzielnie lub z pomocą członka rodziny po interwencji i został poinstruowany, aby ćwiczyć godzinę dziennie. Ponadto wszyscy pacjenci nadal otrzymywali domową fizjoterapię 1-2 razy w tygodniu przez fizjoterapeutę opieki domowej, kierowanego przez drugiego współbadacza. Badacze wykorzystali dziennik, aby monitorować rzeczywistą ilość czasu, jaką każdy pacjent ćwiczył w domu.

Metody statystyczne Do podsumowania danych wykorzystaliśmy statystyki opisowe. Wyjściową porównywalność grup pod względem danych demograficznych i pomiarów wyjściowych oceniono za pomocą testu chi-kwadrat i ANOVA. Dane nienormalne poddano transformacji odwrotnej, logarytmicznej i wykładniczej oraz wykonano testy Komogrova-Smirnova i Shapiro-Wilksa w celu oceny normalności. Miary parametryczne przeanalizowano za pomocą ANOVA, a następnie przeprowadzono analizę post-hoc z poprawką Bonferroniego. Zastosowano ANOVA z powtarzanymi pomiarami, aby znaleźć zmienność między grupami i wewnątrz grupy. Miary nieparametryczne analizowano testem Kruskala Wallisa, a następnie analizą post hoc testem U Manna Whitneya. Test Friedmana i test W Kendalla przeprowadzono w celu znalezienia zmian w trzech grupach w okresie jednego roku. Wszystkie analizy przeprowadzono przy użyciu SPSS w wersji 17.0, a wartość p mniejszą niż 0,05 uznano za istotną.