Effekten av Fem-sessions Dual-tDCS på nedre extremiteters prestanda vid subakut stroke

Stroke är en ledande orsak till långvarig funktionsnedsättning. Återhämtningen av motorisk funktion efter stroke är ofta ofullständig, trots klassiska rehabiliteringstekniker. I början av 2000-talet introducerades transkraniell likströmsstimulering (tDCS) som ett icke-invasivt verktyg för att reversibelt modulera hjärnans excitabilitet hos människor där en enhet sänder konstant låg likström (DC) som levereras till området av intresse genom elektroder. Transkraniell likströmsstimulering (tDCS) har använts i neurorehabilitering för att gynna ischemiska strokepatienter i olika skeden av stroke, särskilt under akut, subakut och kronisk fas med positiva och säkerhetsrapporter.

Efter stroke minskar excitabiliteten hos den skadade hemisfären och ses som överaktiv av excitabiliteten hos den icke-skadade hemisfären. Onormalt hög interhemisfärisk hämning (IHI) drivning från intakt till skadad hemisfär har rapporterats. Den neurala plasticiteten börjar i tidiga skeden efter stroke. Förhindra obalans IHI och öka excitabiliteten av den skadade hemisfären i den tidiga fasen skulle vara en fördel för strokerehabilitering.

Baserat på de polaritetsspecifika effekterna ökar anodalt tDCS kortikal excitabilitet och katodalt tDCS minskar kortikal excitabilitet. Transkraniell likströmsstimulering (tDCS) kan appliceras i två distinkta montage: monocephalic och bi-hemispheric/dual-tDCS (applicera två elektroder över båda hjärnhalvorna samtidigt). För att inducera motoråterställning efter slag, används vanligtvis två olika monocefaliska montage: i) för att återställa excitabilitet i den skadade hemisfären: anod över den skadade hemisfären och katoden som referenselektrod placerad över kontraorbitalområdet ii) för att nedreglera excitabilitet hos den icke-skadade hemisfären och återbalansera IHI: katod över den icke-skadade hemisfären och anoden som referenselektrod. Dual-tDCS kan också användas, vilket möjliggör samtidig koppling av excitatoriska och hämmande effekter på båda cortexerna. Det finns få bevis som visar att tDCS (monocephalic och bi-hemispheric/dual-tDCS) skulle kunna förbättra nedre extremiteters prestanda omedelbart och minst 3 månader. Det finns dock fortfarande oklar effekt på gångprestanda och muskelstyrka.

Nyligen har dual-hemisphere tDCS, där exciterar en hemisfär med anodal stimulering och hämmar den andra genom katodstimulering, beskrivits hos friska frivilliga för att bättre förbättra handmotorisk inlärning jämfört med uni-hemispheric tDCS. Motsvarande tDCS-inducerade förändringar rapporterades i bildstudier för att involvera interhemisfäriska interaktioner.

Dual-tDCS har på senare tid använts vid rehabilitering i syfte att minska hämningen som den icke-skadade hemisfären utövar på den skadade hemisfären och återställa den normala balansen i IHI. Dual-tDCS kombinerat med träning eller samtidig arbets-/fysioterapi har rapporterats förbättra motorisk inlärning och funktioner hos den paretiska övre extremiteten hos patienter med kronisk stroke.

Funktioner i de nedre extremiteterna är vanligtvis invalidiserande efter stänk, men färre studier har fokuserat effekten av tDCS på funktioner i nedre extremiteter. En enda session med anodal tDCS över den nedre extremiteten M1 har rapporterat att akut förstärka effekten av motorisk träning av den paretiska fotleden, kraftproduktion av de paretiska knäextensorerna och postural stabilitet hos patienter med kronisk stroke. En studie visade en förbättring av gånghastigheten omedelbart efter en enda session med enbart dual-tDCS hos subakuta strokepatienter.

Baserat på den tidigare studien används vanligtvis 1-2 mA strömintensitet för tDCS för att modulera hjärnaktivitet. Den korrekta strömtätheten som levereras är mellan 0,029-0,008 mA/cm 2. Ju högre strömtäthet, desto längre varaktig, starkare och djupare cortical neuron stimulation. Därför applicerades 2 mA strömintensitet av tDCS på strokepatienter för att förbättra prestationsförmågan i nedre extremiteter. Efter homologa hjärnregioner är det motoriska området av nedre extremiteter på djupet och tidigare studier har visat att strömintensiteten 2 mA av tDCS kan passera genom de nedre extremiteterna i hjärnan.

Dessutom fann Tahtis et al, 2013 att användning av 2 mA dual-tDCS kunde förbättra gånghastigheten omedelbart efter en enda session i subakut stroke och Klomjai et al, 2018 fann att en enda session med dual-tDCS 2 mA med sjukgymnastik vid subakut stroke omedelbart förbättrad sitt-stå-prestanda bättre än enbart sjukgymnastik. Verkningsmekanismerna antogs att när stimulering kontinuerligt har effekt på neuronal plasticitet förändras. Därför föreslog de att ytterligare studier skulle implementera fler sessioner med dual-tDCS kombinerat med fysioterapi för att förbättra prestanda i nedre extremiteter och bestämma den långvariga eftereffekten.

Effekten av 5 på varandra följande sessioner dual-tDCS under sjukgymnastik på prestanda i övre extremiteter visade signifikant förbättring av motoriska funktioner i övre extremiteterna och bibehölls i minst 1 vecka. I denna studie visades långvarig effekt åtminstone en vecka till tre månader. Det finns bevis för att 5 dagar i följd av tDCS från en halvklot verkade förbättra de motoriska funktionerna i de nedre extremiteterna utan allvarliga negativa effekter hos patienter med stroke. Det är fortfarande oklart för effekten av flera sessioner med dual-tDCS på gångprestanda och muskelstyrka. som den långvariga eftereffekten av flera sessioner med dual-tDCS.

Därför är syftet med föreliggande studie att undersöka effekten av 5 på varandra följande sessioner med dual-tDCS kombinerat med konventionell sjukgymnastik på funktionerna i de nedre extremiteterna efter stroke i subakut. Kliniska resultat för prestationsutvärderingar av nedre extremiteter kommer att bestå av muskelstyrka bedömd med handhållen dynamometer, Time up and go-testet för funktionell prestation i nedre extremiteter, Fem gånger sitt för att stå test för dynamisk balans och muskelstyrka, och Zebris Force-fördelningsmätningen (FDM) för gånganalys.