Model odzyskiwania neuroarchitektonicznego pacjentów po urazie (NRMPSP)

A.1. Wprowadzenie W latach 1990–2016 średnie ryzyko udaru mózgu wzrosło z 23% do 25%. Rehabilitacja po podstępach została zaprojektowana w celu promowania odzyskania funkcji codziennych 3 Poprzednie badanie ujawniło, że heterogeniczność neurotraumy z powodu udaru mózgu, a także ograniczenia odpowiedzi neuroplastycznej na interwencje kliniczne, wpłynęła na wyniki rehabilitacji pacjenta. Na przykład istniała znaczna zmienność w zyskach w funkcjach motorycznych po terapii ruchowej indukowanej ograniczeniem (CIMT). Stało się tak pomimo faktu, że skuteczność leczenia była dobrze ustalona dla interwencji 5 Wysoka zmienność w odzyskiwaniu indukowanym rehabilitacją skłoniła badaczy klinicznych do opracowania bardziej skutecznych interwencji po rehabilitacji po strefie. 6,7 Inni badacze próbowali wyprowadzić biomarkery neurologiczne i kliniczne 8-11 w celu wyjaśnienia zaobserwowanych działań tych interwencji.

A.2. Neuroplastyczność leżąca u podstaw odzyskiwania udaru mózgu Chan (CO-I) i Pang (CO-I) przeprowadzili kilka randomizowanych badań klinicznych w celu przetestowania skuteczności interwencji klinicznych w celu zwiększenia funkcjonalnych powtórzeń pacjentów po uniesieniu. Chan i jego koledzy zaprojektowali funkcjonalne programy szkoleniowe oparte na teorii rezygnacji motorycznej, która wykazała znacznie lepsze funkcje motoryczne i wyższy poziom wydajności w codziennych czynnościach w porównaniu z regularnymi praktykami.12 Druga próba była sześciotygodniową interwencją obejmującą samoregulacyjne szkolenie uczenia się. Pacjenci po urzeece poznali praktyki fragmentów, próby umysłowej i samoregulacji wspólnych codziennych czynności, takich jak pranie i gotowanie. 13,14 W porównaniu z tymi, którzy otrzymali zwykłe praktyki, pacjenci z samoregulacyjnej grupy edukacyjnej wykazali znacznie lepszą wydajność zarówno w przeszkolonych, jak i nieprzeszkolonych zadaniach dziennych. Co ważniejsze, wyniki nieprzeszkolonych zadań sugerowały, że pacjentom z grupy eksperymentalnej udało się uogólnić to, czego nauczył się od szkolenia do nowego kontekstu i procedur zadań. 15 Warto zauważyć, że lepsza codzienna wydajność zadania nie wiązała się ze zmianami funkcji motorycznych wśród pacjentów. Ostatnie badanie pilotażowe obrazowania mózgu, które Chan (CO-I) i współpracownicy przeprowadzili się podczas treningu samoregulacyjnego, wykazało, że pacjenci po urazie wykazali znaczny wzrost zależnych od krwi (BOLD) sygnałów w odpowiednim i środkowym czasowym i środkowym czasowym Gyri w nieprzeszkolonych próbach zadań, a także w lewym orbitalnym czołowym, przednim wyspiarskim i przednim czasowym w czasach zadań przeszkolonych w trakcie przeszkolonego minusa. Wyniki tego badania pilotażowego sugerowały, że lepsze wykonywanie zadań po szkoleniu samoregulacyjnym były związane z podejmowaniem decyzji, dostępem do pamięci semantycznej i świadomością introspektywną. Zgodnie z tymi badaniami, według tych badań, wykraczałoby daleko poza funkcje funkcjonalne, wykraczałoby daleko poza funkcje motoryczne i samoregulację, która należy do funkcji wykonawczej.

Pang (CO-I) przeprowadził jednocześnie zaślepione randomizowane kontrolowane badanie i wykazał, że interwencja podwójnego zadania, która wymagała jednoczesnego wykonywania mobilności i zadań poznawczych, może poprawić wyniki pacjenta z przewlekłym udarem, takim jak podwójny Wydajność zadań i występowanie upadku. 16 A.3. Neuroarchitektoniczne korelacje odzyskiwania ruchu po rehabilitacji po udarze wyniki badań pilotażowych, które HUI (PI) przeprowadzono na 16 pacjentach po urazie, wskazują, że zarówno funkcjonalne, jak i strukturalne sieci mózgowe są związane z odzyskiwaniem ruchu. Stwierdzono, że zmiany występują w trakcie i po tym, jak pacjenci przeszli konwencjonalny program rehabilitacji w szpitalu przez okres do trzech miesięcy. Obejmowały one jeden tydzień, a także jeden, trzy i sześć miesięcy po wystąpieniu udaru mózgu. Wzdłużne zmiany strukturalne w łączności, pochodzące z obrazowania tensora dyfuzyjnego, zaobserwowano w zakręcie supramarginalnym ipsilesionsionalnym zakręcie przednim przednim zakręcie, górnym zakręcie ciemieniowym i klcemie (ryc. 1). Podłużne zmiany funkcjonalne łączności, pochodzące z funkcjonalnego obrazowania rezonansu magnetycznego (MRI), zaobserwowano również w ipsilesionsionalnym zakręcie skroniowym, Pallidum i wzgórza, a także w przeciwieństwie przełożonym, środkowym i trójkątnym gorszym zakręcie czołowym; Obszar w połowie ośrodka; Putamen; i Pallidum (ryc. 2). Aby lepiej zrozumieć wyniki strukturalne, metodę neuroarchitektoniczną zastosowano do budowania modeli sieciowych na poziomie całego mózgu i regionalnych poziomów17, a także ich organizacji bogatych w klub.18 Wystąpił wzrost współczynnika gęstości połączeń strukturalnych regionów bogatego klubu (Tabela 1). Połączenia te miały odzwierciedlać wzrost wydajności komunikacji neuronowej między substratami neuronowymi. Następnie przeprowadzono testowanie, w jaki sposób połączenia strukturalne i funkcjonalne mogą podporządkować odzyskiwanie funkcjonalne po uniesieniu. W ciągu tygodnia stwierdziliśmy, że właściwości istotnie związane z funkcjonalnym odzyskiem pacjentów w lokalnej strukturalnej sieci mózgu zakrętu pocentralnego; płaszcz paracentral; mediana i przednie obręczy gyri i putamen; oraz kontralezjonalne górne zakręty ciemieniowe, preuneus, grzbietowo -boczny zakręt czołowy i hipokamp (ryc. 3). W ciągu jednego miesiąca była to lokalna funkcjonalna sieć mózgu ipsilesionalnego zakrętu tylnego obręczy, kontralezorcyjnego przedniuszu i doskonałego zakrętu czołowego, który jest istotnie związany z funkcjonalnym odzyskiem pacjentów (ryc. 4). Zyski funkcjonalne po leczeniu były również skorelowane z organizacją bogatego klubu strukturalnych połączeń mózgu (Tabela 2). Wyniki tego badania pilotażowego informują o ustawieniu hipotez w tym badaniu. Zaletą zastosowania metody neuroarchitektonicznej, takiej jak organizacja bogatego w klub, a nie konwencjonalna anizotropia ułamkowa z obrazowania tensora dyfuzyjnego do zdefiniowania zmian strukturalnych i funkcjonalnych podłużnych, jest to, że sieć mózgu, która zakłóca zawały niedokrwienny jest przypisywany sequelae neurologicznym.19-21 Związek między zmianami mózgu a odzyskiwaniem należy zatem zbadać z perspektywy mózgu jako sieć, a nie lokalne zmiany regionalne. 22 W tym badaniu planujemy zastosować metodę neurochitekturalną do zbudowania modelu odzyskiwania mózgu po uniesieniu.

Wspólnie A.2 i A.3 nasze prace badawcze oferują wgląd w pogląd, że substraty neuronowe wykraczające poza kory sensomotoryczne powinny odgrywać ważną rolę w odzyskiwaniu po udarze. Nie zostały one jednak podkreślone w poprzednich badaniach modeli odzyskiwania po udarze. Wykazujemy również zalety zastosowania metody neurochitekturalnej, która odpowiada podłużnym zmianom w mózgu pod względem cech strukturalnych i funkcjonalnych, a także ich relacji, na różnych poziomach mózgu.

Wspólna charakterystyka czasoprzestrzennych zmian w strukturalnych i funkcjonalnych sieciach mózgowych wypełniłaby krytyczną lukę w wiedzy dotyczącą mechanizmów leżących u podstaw odzyskiwania po skoku w odpowiedzi na interwencję kliniczną. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku roli, jaką kory bezsensorymotoryczne odegrałyby rolę w procesie odzyskiwania. Ponadto wiedza pomogłaby lepiej zrozumieć relacje za pomocą sieci łączenia sieci 23 między dynamicznym funkcjonalnym i statycznym połączeniami strukturalnymi w mózgu plastikowym. Twierdzenie to jest poparte naszymi wynikami pilotażowymi pokazującymi, że oba rodzaje sieci mózgowych były skorelowane z odzyskiwaniem indukowanym rehabilitacją, a tym samym ich podstawy odpowiedzi na rehabilitację po podstępie. Przyczyną stosowania siły sprzężenia sieciowego w tym proponowanym badaniu jest to, że wcześniejsze badania wykazały, że jego wartość wzrosła wraz z wiekiem 24 i zmniejszyła się wraz z schizofrenią, 25 idiopatyczną uogólnioną padaczkę, 23 i małe choroby naczynia z wysokim obciążeniem uszkodzenia istoty białej. 26 Co ważniejsze, stwierdzono również, że siła sprzęgania sieci jest również skorelowana z objawami klinicznymi, 25 czas 23 choroby, funkcji wykonawczej i wydajności pamięci. 26 A.4. Neurofizjologiczne korelacje CIMT indukowanej rehabilitacją obejmuje wymuszone użycie kwasowej kończyny górnej, a następnie obustronne trening funkcjonalny kończyny górnej. 27 Wiele badań zgłosiło skuteczność CIMT w poprawie zdolności motorycznych i codziennych funkcji pacjentów po uniesieniu. 28-30 Na przykład w kompleksowym przeglądzie opublikowanym w 2015 r. Stwierdzono, że skutki kliniczne CIMT mogą być poparte zasadami uczenia się motorycznego treningu specyficznego dla zadań i kontekstu. 30 Jednak pomimo korzyści klinicznych CIMT, mechanizmy neuronowe leżące u podstaw ożywienia indukowanego CIMT nie zostały jeszcze wyjaśnione. 30 Na przykład nadal nie jest jasne, dlaczego poprawa jakości funkcji dłoni obejmowała rekrutację ipsilesional doskonały zakręt czasowy po CIMT, 31 substrat neuronowy niezwiązany bezpośrednio z funkcjami motorycznymi.

Większość badań obrazowania mózgu na CIMT ujawniła, że ​​odzysk funkcjonalny po leczeniu był związany ze zmianami kory ruchowej. Wydawane przez CIMT odzyskiwanie funkcjonalne było skorelowane ze wzrostem wielkości kory motorycznej ipsilesional cortex32,33, a także aktywacjami w pierwotnym sensomotorze 5,34-37, dodatkowym motorycznym 5, kory przedmotorowym 31 i wtórne korty somatosensory31. Zmiany strukturalne związane z funkcjonalnymi odzyskami obejmowały wzrost gęstości istoty szarej w dwustronnych kory sensomotorycznej i hipokampie, 38, a także dwustronne szypułki mózgowe i masy. 39 Inne badanie ujawniło integralność strukturalną tylnej kończyny wewnętrznej kapsułki korowo-rodowej (CST) związane z efektami leczenia CIMT. 40 Jedno badanie wykazało, że zakres uszkodzenia niedokrwiennego CST był lepszym predyktorem efektów CIMT w porównaniu z objętością zawału. 41 W tym badaniu CIMT zostanie wykorzystany jako interwencja do indukowania funkcjonalnej poprawy w grupie przewlekłych pacjentów po uniesieniu na podstawie której ma być zbudowany model odzyskiwania.

A.5. Hipoteza i znaczenie

Proponujemy konstruowanie podstawowego modelu odzyskiwania mózgu do szczegółowego opisu funkcjonalnych i strukturalnych zmian mózgu w grupie pacjentów z przewlekłym udarem w trakcie CIMT. Na osiągnięcie tego celu ustalono dwa cele:

Cel 1: Charakteryzowanie podłużnych zmian w funkcjonalnych i strukturalnych sieciach mózgu, które rozróżniałyby szybkość zmian w tych sieciach.

Racjonalne uzasadnienie. Biorąc pod uwagę, że mózg znajduje się w ciągłych stanach interaktywnych, 42 Kompleksowe opis zmian neuroplastycznych, które zachodzą w trakcie odzyskiwania indukowanego przez CIMT, byłoby znaczące tylko wtedy, gdy zarówno strukturalne, jak i funkcjonalne sieci mózgowe mają być wspólnie modelowane w tej samej stereotaktyce ” Framework "(tj. Ten sam szablon mózgu). Aby to osiągnąć, zmiany w funkcjonalnych sieciach mózgu będą mierzone za pomocą stanu spoczynku, a nie funkcjonalnego MRI opartego na zadaniach. Głównym powodem jest to, że dane dotyczące stanu odpoczynku byłyby mniej stronnicze przez konkretne zachowania dotyczące zadań uczestników, takie jak motywacja, poziom uwagi, przestrzeganie i lokalizację zawału. 43-46 Dane w stanie spoczynku również wymagają krótszego czasu skanowania i są łatwiejsze do uzyskania niż dane zadaniowe. 47 Zalety te są pomocne w obniżeniu potencjalnego wskaźnika ścierania ze względu na powtarzające się skanowanie wymagane dla uczestników. Wcześniejsze badania nad terapią robotyczną odnotowały znaczące łączenia funkcjonalne między ipsilesional i kontralezorowymi kory ruchowymi związanymi z lepszymi indukowanymi terapią korzyściami funkcjonalnymi wśród grupy pacjentów podostre lub przewlekłych po strzale. 48,49 Hipoteza 1. Zmiany wzdłużne będą miały miejsce w połączeniach funkcjonalnych i strukturalnych w kory sensomotorycznej i niewrażliwej na podstawie linii bazowej, a także w ciągu tygodnia, czterech tygodni i trzech miesięcy po CIMT. Kory sensomotoryczne obejmowałyby podstawową i wtórną kory sensomotoryczne. Podłoża neuronowe nieodomorymotoryczne obejmowałyby grzbietowo-boczną korę przedczołową, kory obręcze, górne płatek ciemieniowy, preuneus i putamen.

Uderzenie. Wspólna charakterystyka podłużnych zmian w strukturalnych i funkcjonalnych sieciach mózgu wypełniłaby krytyczną lukę w wiedzy dotyczącą mechanizmów leżących u podstaw odzyskiwania po skoku z powodu CIMT. Wyniki poinformowałyby wskaźniki zmian między różnymi substratami neuronowymi, które mogłyby potencjalnie tłumaczyć indywidualne różnice pacjentów w wyniku leczenia. Ponadto wyniki rzucałyby światło na potencjalne różnice w czasowych kursach funkcjonalnych w porównaniu z strukturalnymi zmianami mózgu w odpowiedzi na CIMT lub inne interwencje po rehabilitacji.

Cel 2: Zdefiniowanie funkcjonalnego i strukturalnego sprzężenia sieci mózgu oraz ich wkład w codzienną funkcję odzyskują uzasadnienie leczenia. Ponieważ sieci funkcjonalne i strukturalne znajdują się w tym samym fizycznym mózgu, oba powinny przyczynić się do rezygnacji po interwencji w funkcji. Konieczne jest, aby mierzyć je w tych samych punktach czasowych i scharakteryzować w tym samym szablonie mózgu. Metody neuroarchitektoniczne zastosowane w tym badaniu obejmują analizę bogatego klubu dla budowania sieci mózgu na poziomie regionalnym i całego mózgu, a także sprzężenie między dwoma typami sieci (szczegółowe informacje patrz sekcja B.8) do modelowania funkcjonalnego i strukturalne relacje sieci mózgu. Sprzężenie jest możliwe poprzez obliczenie korelacji między funkcjonalnymi i strukturalnymi połączeniami mózgu. 23 Hipoteza 2. Istnieją znaczące powiązania między połączonym sprzężeniem funkcjonalnym sensomotorycznym i niewrażliwym-strukturalnym, a także funkcjonalnym odzyskiem związanym z CIMT zmierzonym za pomocą skali silnika FUGL-Meyer i wskaźnika Barthel.

Hipoteza 3. Połączenia strukturalne w połączeniu funkcjonalnym strukturalnym wpłyną na aktywację połączeń funkcjonalnych. Wpływ może być ułatwiający lub hamujący.

Uderzenie. Łączenie między funkcjonalnymi i strukturalnymi połączeniami mózgu zapewni alternatywną miarę neuroplastyczności leżącej u podstaw odzyskiwania indukowanego rehabilitacją. Biorąc pod uwagę fakt, że odpowiedź na leczenie można potencjalnie zwiększyć poprzez dodanie przezczaszkowej stymulacji prądu stałego do CIMT, 50,51 wiedzy na temat połączenia między połączeniami strukturalnymi i funkcjonalnymi poinformuje nowe cele poza układami sensomotorycznymi dla stymulacji mózgu w celu dalszej poprawy i zrozumienia odpowiedź leczenia. Jest to szczególnie ważne, biorąc pod uwagę fakt, że sieć kontroli uwagi (substraty nerwowe obejmują zakręt obręczy, dolny zakręt czołowy i kora skroniowa 52) jest zaangażowana w poprawę wykonywania zadania motorycznego, gdy pacjent przedstawiono bodźce wielosensacyjne .53 Większość wcześniejszych badań koncentrowała się na nieinwazyjnej stymulacji układu motorycznego i nie uwzględniała substratów neuronowych nie-motorycznych, takich jak te w sieci kontroli uwagi. 54 B. Plan badań i metodologia B.1 Projekt eksperymentalny. Proponowane badanie jest badaniem podłużnym dwóch grup przewlekłych pacjentów po uniesieniu, a mianowicie grupy leczonej, która otrzyma CIMT, oraz grupę kontrolną pary meczowej, która otrzyma zwykłe praktyki. Skany MRI i oceny kliniczne dotyczące zaburzeń ruchowych i codziennych funkcji aktywności zostaną przeprowadzone w czterech punktach czasowych: linia bazowa, a także jeden tydzień, cztery tygodnie i trzy miesiące po rozpoczęciu CIMT.

B.2. Badani. W oparciu o wielkości efektów zmian strukturalnych w punktach czasowych w przedniej krze obręczowej, doskonałej płaty ciemieniowej, prekuneus i putamen zebrane w badaniu pilotażowym (sekcja A.3. 80% i α = 0,05, szacowana wielkość próbki wynosi 60. Biorąc pod uwagę, że wskaźnik ścierania pacjenta dla czterech skanów i okazji oceny wynosi 20%, całkowita wielkość próby dla grupy CIMT wynosi n = 72, a dla grupy kontrolnej wynosi n = 36.

B. 3. Kryteria włączenia/wykluczenia. Przewlekłe pacjenci po urazie w wieku od 50 do 80 lat, a po raz pierwszy udar niedokrwienny zachodzący trzy miesiące lub więcej po rozpoczęciu zostaną zrekrutowane do udziału w badaniu. Powodem wyboru przewlekłych pacjentów po urazie jest zminimalizowanie wpływu spontanicznego powrotu do zdrowia, 55, które mogą mylić powrót do zdrowia. Zrekrutowani pacjenci powinni mieć deficyty ruchowe w górnych i/lub dolnych kończynach z powodu udaru mózgu, mierzone za pomocą skali silnika FUGL-Meyer. Kryteria wykluczenia obejmują pacjentów z dobrowolnym wydłużeniem ≤ 10 ° w stawach metakarpofalangeal lub międzypalanowowych lub ≤ 20 ° w nadgarstku; ciężka równowaga lub zaburzenia chodzenia, na co wskazuje potrzeba pomocy w codziennych czynnościach; Znaczący spadek poznawczy (wynik <16) zmierzony za pomocą wersji oceny poznawczej Montrealu w Hongkongu (HK-MOCA); 56 lub historia wcześniejszego udaru mózgu, nowotworu mózgu, krwotoków śródczaszkowych, przejściowych ataków niedokrwiennych, nieprawidłowości dyfuzji z powodu nieodprawy etiologii ( Na przykład zespół odwracalnej encefalopatii tylnej lub globalna niedotlenienie encefalopatia niedokrwienna) lub inne neurologiczne/psychiatryczne lub medyczne choroby, które wykluczają aktywne uczestnictwo w badaniach i/lub mogą zmienić interpretację badań behawioralnych/obrazowych (np. Dementia, schizofrenii).

Pacjenci z przewlekłym udarem w grupie kontrolnej zostaną dopasowani do pacjentów w grupie CIMT według wieku, lokalizacji zawału oraz statusu motorycznego i funkcjonalnego na początku.

B.4. MRI. Wszystkie skany mózgu pacjentów zostaną wykonane przy użyciu skanera MRI 3 Tesla (Prisma, Siemens, Erlangen, Niemcy) umieszczone w uniwersyteckim obiekcie badawczym w zakresie neurosciencji behawioralnej i systemowej (UBSN) na Uniwersytecie Polytechnicznym w Hongkongu. Cztery skany zostaną przeprowadzone na linii bazowej, a następnie jeden tydzień, cztery tygodnie i trzy miesiące po rozpoczęciu leczenia. Protokoły skanowania mózgu będą odwoływać się do osób przyjętych w Harms i in. Projekt Human Connectome na Aging57. Skany strukturalne wykorzystują ważoną dyfuzyjną sekwencję obrazowania echo-echo-planar z wartościami B 1500 i 3000 s/mm2 wzdłuż 92 kierunków kodowania dyfuzyjnego. Inne parametry obrazowania to: Współczynnik wielopasmowy = 4, czas powtarzania/ echo czas = 3230/89 ms, pole widoku = 210 mm, 1,5 mm izotropowego (bez przerwy) i czas akwizycji = 10,7 minuty (z dwoma akwizycjami wzdłuż dodatnich i ujemnych ujemnych i ujemnych ujemnych kierunki fazowe). Skanowanie funkcjonalne (stan spoczynkowy) używają sekwencji obrazowania gradient-echo-planarz, podczas gdy pacjent jest pouczony, aby spoczywał z otwartymi oczami. Parametry obrazowania to: Czas powtarzania/echo = 800/37 ms, kąt odwrotu = 52o, pole widzenia = 208 mm, 2 mm izotropowe (bez przerwy), liczba dynamiki = 488 i czas pozyskiwania = 12,8 minuty (z dwoma przejęciami (z dwoma przejęciami (z dwoma przejęciami wzdłuż pozytywnych i negatywnych kierunków fazowych). Regionalny mózgowy przepływ krwi (RCBF) będzie mierzony przy użyciu pseudoinkusyjnego oznakowania wirowania tętniczego. Parametry obrazowania to opóźnienie po warstwie (dla dolnego plasterek)/Etykiety czas trwania = 1642/1500 ms, czas powtórzenia/echa = 3580/19 ms, kąt odwrotu = 90o, pole widzenia = 215 mm, 2,5 mm izotropowe (bez przepustnicy (bez luka (brak luki (brak luki ), 90 par obrazów znakowania i sterowania oraz czas akwizycji = 10,6 minuty (z dwoma akwizycjami wzdłuż pozytywnych i negatywnych kierunków fazowych). Strukturalne MRI obejmuje zmocowany przez T1 magnetyzacja szybkiego echa gradientu i odzyskiwanie inwersji z inwersją płynu. Ponadto zostanie nabyte obrazowanie wrażliwości na podatność, T2- i T2*.

B.5. Interwencje. Pacjenci otrzymają interwencję CIMT i kontrolę na Uniwersytecie Polytechnicznym w Hongkongu. Protokół leczenia odnosi się do tego opisanego w Wolf i in. 28,58 oraz Winstein i in., 59, który składa się z dwutygodniowego programu rehabilitacji z monitorowanym kształtowaniem behawioralnym i powtarzającą się praktyką zadań kończyny paretycznej dla maksymalnie sześciu Godziny dziennie w dni powszednie, a także wyściełana rękawica bezpieczeństwa noszona na nieparencyjnej kończynie w ciągu 90% godzin przebudzenia. Pacjenci przypisani do grupy kontrolnej otrzymają zwykły program treningowy opisany w Pang (CO-I) 16, składający się z ćwiczeń elastyczności wszystkich kończyn, a także ćwiczeń wzmacniających kończyny górnych bez dodatkowych zadań poznawczych. Asystent badawczy przeprowadzi wdrożenie CIMT i zwykłych interwencji praktyki pod nadzorem Chana i Pang (CO-I) w tym badaniu.

B.6. Instrumenty kliniczne. Język, poznawczy, motoryczny i funkcjonalne deficyty pacjentów zostaną ocenione przy użyciu czterech instrumentów klinicznych. Wersja ekranu poznawczego Oxford (HK-OCS) 60 w Hongkongu ma na celu ocenę zaburzeń poznawczych specyficznych dla pacjenta, takich jak zaniedbanie wizualne i apraksja. HK-MOCA56 ma ocenić ogólne funkcje poznawcze pacjenta. Zarówno HK-OCS, jak i HK-MOCA zostaną wykorzystane do badania pacjentów w celu rekrutacji. Skala silnika Fugl-Meyer (FMM, pełny wynik = 100), która obejmuje ocenę górnej (UE-FM, pełny wynik = 66) i kończyn dolnych (LE-FM, pełny wynik = 44), 61 ma ocenę Odzyskiwanie ruchu pacjenta zarówno w kończynach górnych, jak i dolnych. Wskaźnik Barthel (BI) 62 ma ocenić odzyskanie funkcji samoopieki i konserwacji. FMMS i BI będą wykorzystywane jako pomiary wyniku. Stażyści terapii zajęciowej/fizjoterapii i asystent badawczy przeprowadzą wszystkie oceny pod nadzorem Chan i Pang (CO-I).

B.7. Dane po przetwarzaniu i analizy statystyczne dla hipotezy 1. Wszystkie etapy po przetwarzaniu, w tym parcelacja całego mózgu, budowę połączeń strukturalnych i funkcjonalnych oraz analiza przy użyciu metody neuroarchitektonicznej, odniesie się do tych stosowanych w badaniu pilotażowym i zgłoszone w poprzednich badaniach. 63-66 Funkcjonalne i strukturalne sieci mózgowe zostaną skonstruowane przy użyciu Analiza teoretyczna Graph67 i Analysis Rich-Club17 w skalach regionalnych mózgu, całego mózgu i bogatego klubu.

Do przetestowania hipotezy 1 do przetestowania (1) wpływ czasu (poziom wyjściowy, jeden tydzień, cztery tygodnie i trzy miesiące) zostanie użyty liniowy model mieszany substratów neuronowych w zidentyfikowanych sieciach mózgu. W tej analizie miary substratu neuronowego w sieciach mózgu i wyniki ocen klinicznych są odpowiedziami; Okazje (cztery punkty czasowe) i grupa (CIMT vs. kontrola) to zmienne stałe; Uczestnicy pacjentów stanowią zmienną losową; i wiek, płeć, czas po początku udaru, status poznawczy, ręka i te opisane w sekcji B.9. są towarzyszami. Model liniowy zostanie również wykorzystany do przetestowania (2) związku między wynikami ocen klinicznych a miarami substratów nerwowych w zidentyfikowanych sieciach mózgu. W tej analizie wyniki ocen klinicznych są odpowiedzi; Network Neural Substrates miary i grupa są zmiennymi stałymi; Uczestnicy pacjentów stanowią zmienną losową; a zmienne towarzyszące są takie same jak w (1). Ponadto model liniowy zostanie wykorzystany do (3) przewidywania zysków leczenia na podstawie miar substratów nerwowych w zidentyfikowanych sieciach. W tej analizie zmiany oceny klinicznej od wartości wyjściowej są odpowiedzi; Uczestnicy pacjentów stanowią zmienną losową; Neural Neural Substrate miary na początku to zmienne stałe; a zmienne towarzyszące są takie same jak w (1) i (2).

B.8. Strukturalne łączenie łączności i analizy statystyczne dla hipotez 2 i 3. Siła sprzęgania sieci 23 jest zdefiniowana jako korelacje między strukturalnymi i funkcjonalnymi połączeniami mózgu, które są również znane jako Connecom41. W tym badaniu zostaną podkreślone trzy rodzaje siły sprzężenia sieciowego: (1) w kory sensomotorycznej, (2) w regionach mózgu nieczurzaka, oraz (3) między kory/regionami niewrażliwości. Oprócz tych trzech stron, siły sprzęgania sieci zostaną również określone dla całego mózgu. Te cztery rodzaje siły sprzęgania sieci zostaną wyprowadzone dla linii bazowej, tydzień, czterech tygodni i trzech miesięcy.

Do testowania hipotezy 2 liniowy model mieszany zostanie wykorzystany do przetestowania (1) wpływ czasu i efektu interakcji czasu na siły sprzężenia sieciowego. W tej analizie siły sprzężenia sieciowego (dodatnie połączenia funkcjonalne) są odpowiedziami; Efekty okazji i grupy są zmiennymi stałymi; Pacjenci z pacjentami stanowią zmienną losową; a zmienne towarzyszące są takie same jak te uwzględnione w hipotezie 1. Model zostanie również wykorzystany do przetestowania (2) związku między wynikami ocen klinicznych a czterema rodzajami siły sprzężenia sieciowego. W tej analizie wyniki ocen klinicznych są odpowiedzi; Siły sprzężenia sieciowego (dodatnie połączenia funkcjonalne) i grupa to zmienne stałe; Uczestnicy pacjentów stanowią zmienną losową; a zmienne towarzyszące są takie same jak w przypadku hipotezy 1.

W przypadku przetestowania hipotezy 3 obejmuje różnicowanie pozytywnych i negatywnych połączeń funkcjonalnych, a także testowanie ich wpływu na cztery rodzaje siły sprzężenia sieciowego. Testy statystyczne będą takie same jak w przypadku hipotezy 2, ale dodanie funkcjonalnego typu połączenia (dodatnie kontra ujemne) jako zmienną stałą. Teoretyczną podstawą dodawania pozytywnego kontra negatywnego do modelu jest rozważenie wpływu substratów neuronowych w sieci trybu domyślnego z ujemnym zadaniem (DMN) na te, które są zadaniami dodatni68. Zgłoszono podłoża neuronowe pod względem zadań jako podsumowanie przetwarzania poznawczego wyższego poziomu, takie jak podejmowanie decyzji i pracujący69. Natomiast podłoża neuronowe w DMN, które tworzyły ujemne połączenia funkcjonalne z połączeniami w innych sieciach funkcjonalnych, okazały się powiązane z upływem uwagi lub innymi funkcjami poznawczymi70. Różnicowanie siły sprzężenia sieciowego między dodatnimi i negatywnymi połączeniami funkcjonalnymi byłoby przydatne do budowania bardziej solidnego modelu odzyskiwania po uniesieniu.

B.9. Zmienne towarzyszące. W celu uwzględnienia zmienności obciążenia i lokalizacji niedokrwiennego zawału podkorowego, zmienne towarzyszące zostaną uwzględnione we wszystkich analizach danych w tym badaniu. Alsttot i in. wykazał, że zawał w obszarach mózgu o wysokiej centralności ma większy wpływ na odpowiednią sieć mózgu, 71 i zostanie włączony jako zmienna towarzysząca. Kolejnym towarzyszem jest całkowity wynik niewielkiej choroby naczyń (SVD), 72, który uwzględnia wpływ zmian SVD na cały mózg. Inne zmienne towarzyszące są współistniejące (takie jak migotanie przedsionków, cukrzyca, nadciśnienie i hiperlipidemia) i działanie leku (takie jak przeciwpłytkowe, przeciwzakrzepowe, przeciwnadciśnieniowe i statyny). W przypadku analiz łączności funkcjonalnej, dodatkowym zmiennym, który ma być uwzględniony, jest RCBF, który uwzględnia potencjalne zmiany regionalnych zmian perfuzji po udarze73.

B.10. Potencjalne problemy i alternatywne strategie. (1) Chociaż niektóre badania wykazały ograniczony potencjał odzyskiwania przewlekłych pacjentów po uniesieniu, 46 innych badań ujawniło znaczące zyski ruchowe i funkcjonalne wśród tych pacjentów. 74 Głównym powodem tego badania w celu rekrutacji przewlekłych pacjentów po uniesieniu jest unikanie potencjalnych uprzedzeń z powodu spontanicznego odzyskiwania w stadiach ostrych i podostrej rehabilitacyjnych 9, które mogą zakłócać powrót do zdrowia. (2) Funkcjonalna łączność, która ma być modelowana w tym badaniu opiera się na czasowej koherencji aktywności neuronalnej w całym mózgu i integralności substratów neuronowych7 w czterech punktach czasowych. Można je potencjalnie mylić przez opóźnienie hemodynamiczne wynikające z udaru 75. W celu kontrolowania tego możliwe regionalne opóźnienia czasowe w sygnałach stanu spoczynku zostaną oszacowane, a funkcjonalny łącznik, który zostanie wyprowadzony, zostanie poprawiony w oparciu o podejście, które zaproponowano Siegel i in. 73. Korekty opóźnienia hemodynamiczne zostaną wykonane przed analizami statystycznymi, które zostaną przeprowadzone na wynikach łączności funkcjonalnej, a także odpowiednich wskaźnika sieci.