Article de méthode

Utilisant Stimulation magnétique transcrânienne répétitive pour améliorer la fonction de la langue chez les patients avec un AVC chronique aphasie non fluente

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DOI :

10.3791/50228

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2 juillet 2013

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1Department of Neurology, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania , 2Center for Cognitive Neuroscience, University of Pennsylvania , 3Veterans Affairs Boston Healthcare System, 4Harold Goodglass Aphasia Research Center, Boston University School of Medicine, 5Department of Neurology, Boston University School of Medicine

Dans cet article

Résumé

Nous explorons l'utilisation de la stimulation magnétique transcrânienne répétitive (rTMS) pour améliorer les compétences linguistiques chez les patients ayant subi un AVC chronique et non couramment l'aphasie. Après avoir identifié un site dans la bonne gyrus frontal pour chaque patient qui répond de façon optimale à la stimulation, nous ciblons ce site pendant les dix jours de traitement par SMTr.

Résumé

La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) a été montré pour améliorer de façon significative la fonction du langage chez les patients atteints d'aphasie non fluente 1. Dans cette expérience, nous démontrons l'administration de TMS répétitives à faible fréquence (SMTr) à un site de stimulation optimale dans l'hémisphère droit chez les patients souffrant d'aphasie non fluente chronique. Une batterie de mesures du langage standardisé est administré afin d'évaluer la performance de base. Les patients sont ensuite randomisés pour recevoir soit rTMS réels ou la stimulation de l'imposture initial. Les patients de la stimulation réelle subissent une phase sites d'enquête, composée d'une série de six séances rTMS administrés pendant cinq jours, la stimulation est délivré à un site différent dans le lobe frontal droit au cours de chacune de ces sessions. Chaque session site constatation se compose de 600 impulsions de 1 Hz SMTr, précédé et suivi par un groupe de tableau de nommage. En comparant le degré de changement transitoire en nommant capacité provoquée par la stimulation de la candidate sites, nous sommes en mesure de localiser la zone de réponse optimale pour chaque patient individuel. Nous administrons puis rTMS à ce site pendant la phase de traitement. Pendant le traitement, les patients subissent un total de dix jours de stimulation au cours de la période de deux semaines chaque session est composée de 20 min de 1 Hz SMTr livrés à 90% seuil moteur au repos. La stimulation est jumelé à une tâche de dénomination IRMf sur les premier et dernier jours de traitement. Après la phase de traitement est terminé, la batterie de langue obtenu au départ est répété deux et six mois après la stimulation, afin d'identifier les changements induits par rTMS dans la performance. La tâche IRMf de nommage est également répété deux et six mois après le traitement. Les patients qui sont randomisés dans le bras imposture de l'étude subissent imposture site conclusion, le traitement simulé, IRMf nommage études, et la langue de répétition tester deux mois après la fin du traitement imposture. Patients Sham puis traverser dans le bras de stimulation réel, complétant vrai site d'enquête, véritable treatment, IRMf, et deux et tests de langue post-stimulation de six mois.

Introduction

Aphasie un déficit acquis des connaissances linguistiques, est une conséquence fréquente et souvent débilitante de la course 2. Bien qu'un certain degré de récupération de l'aphasie après un AVC aigu est typique, de nombreux patients éprouvent au moins un certain degré de déficits persistants, et les thérapies de langues existantes sont généralement considérés comme modestement efficace pour faciliter la récupération 3-5. Ces dernières années ont vu l'émergence de techniques de stimulation non invasive telles que la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) comme des approches prometteuses potentiels de traitement pour une variété de déficits après un AVC, y compris l'aphasie. TMS emploie le principe de l'induction électromagnétique et implique la génération d'un champ magnétique fluxage rapidement dans une bobine de fil. Lorsque la bobine est placée adjacente à la tête d'un sujet, le champ magnétique pénètre dans le cuir chevelu et le crâne, ce qui induit un courant dans les neurones corticaux sous-jacent qui est suffisante pour dépolariser les membranes neuronales et les gènestaux potentiels d'action 3. paramètres de TMS tels que la fréquence, l'intensité et le nombre d'impulsions peuvent être modifiées afin obtenir différents effets neurophysiologiques, comportementales et perceptives 4,5. TMS répétitive (SMTr) implique l'administration d'une série d'impulsions à une fréquence prédéterminée et produit des effets qui peuvent survivre à la demande de la stimulation. Pertinente à l'expérience en cours, les données montrent que la SMTr livrés à une fréquence faible (0,5-2 Hz) tend à diminuer focalement excitabilité corticale, tandis que la stimulation à haute fréquence a été associée à l'excitation corticale 3. SMTr a été étudiée comme traitement de divers troubles neurologiques et psychiatriques, notamment la dépression 6.

Un nombre croissant de preuves suggère que la SMTr à basse fréquence peuvent être utilisés pour améliorer la récupération du langage chez les personnes atteintes d'aphasie course chronique induite. Naeser et collègues 7,8 furent les premiers à appliquer 1 Hz inhibitory rtms au gyrus frontal inférieur droit pendant 20 minutes cinq jours par semaine pendant deux semaines dans quatre patients droitiers avec aphasie non fluente chronique. Des améliorations significatives ont été observées dans la dénomination, qui a persisté pendant au moins huit mois après la fin de la stimulation 8. Nous avons ensuite répliqué et étendu ces résultats, et nous avons démontré que la stimulation de 1 Hz entraîné des améliorations persistantes dans les deux nommage et spontanée discours a suscité chez les non-fluent patients aphasiques chroniques 9-11. Encourageant, les résultats de petites études comme celles-ci ont été reproduits dans d'autres investigations chez les patients ayant subi un AVC 12 chronique, ainsi que chez les patients ayant subi un AVC subaigu et aphasie 13.

Une caractéristique importante et presque omniprésente des études antérieures TMS chez les patients atteints d'aphasie non fluente est que les effets bénéfiques de stimulation semblent être spécifiques au site. L'adoption de l'approche initialement employé par Naeseret ses collègues, la plupart des enquêtes dans lesquelles SMTr a été utilisé pour faciliter la récupération de la langue ont ciblé les bonnes pars triangularis 1 (aire de Brodmann 45). En effet, des données récentes suggèrent que la stimulation d'autres régions du gyrus frontal inférieur droit peut être inefficace ou peut même avoir des effets néfastes sur les performances de la langue 14, soulignant la nécessité d'attention identification individuelle des sites de stimulation optimale.

S'appuyant sur ​​l'approche établie par Naeser et ses collègues 8, notre enquête en cours explore les effets de la SMTr inhibitrice dans le gyrus frontal inférieur sur la capacité de la langue, et examine également la spécificité topographique d'effets rTMS dans le lobe frontal droit. Dans cet article, nous proposons une description détaillée de la façon dont un site optimal pour la stimulation peut être identifiée chez les patients souffrant d'aphasie non fluente chronique. Nous décrivons ensuite l'administration de la rTMS thérapeutiques et expliquer ousr techniques permettant d'évaluer l'efficacité de la stimulation améliorer la récupération de la langue dans cette population.

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Protocole

1. L'évaluation pré-traitement

  1. Recruter des patients qui répondent aux critères d'admissibilité à l'étude. Ces critères comprennent un seul unilatérale hémisphère gauche AVC, ischémique qui épargne la zone motrice supplémentaire (SMA), d'intensité légère à modérée discours non-courant (défini comme la capacité à produire des mots significatifs et au moins une chaîne de longueur de texte 2-4), entre les âges de 18 et 75 et au moins six mois post-AVC.
  2. En outre, tous les patients potentiels doivent être en mesure de nommer au moins trois des 30 premiers articles sur le Boston Naming Test de 15, soit une moyenne d'au moins trois photos sur 20 lorsqu'ils sont présentés avec dix séries de photos de dénomination stimuli provenant de l'Snodgrass et Vanderwart corpus 16, et le score égal ou supérieur au 25e percentile sur les sous-tests de compréhension de texte et des commandes sur le Boston Diagnostic examen Aphasic 17.
  3. Procéder à un examen de dépistage médical pour s'assurer que les patients sont hassez Ealthy à participer à l'étude, et qu'il n'y a aucune contre-indication à subir une imagerie par résonance magnétique (IRM) ou TMS magnétique.

2. les tests de base

  1. Administrer une batterie de tests standardisés sur trois jours différents pour évaluer l'ampleur de la déficience et des déficits de la langue de chaque patient dans d'autres domaines cognitifs. Les tests comprennent le Cookie Theft image Description sous-test de la bdae 18, bdae (2 e éd.) Sous-tests de compréhension de textes (discrimination Word Basic) et des commandes, Boston Naming Test de 15 ensembles de 40 lignes stimuli de dessin tirés de la Snodgrass et Vanderwart base de données d'image 16, et la linguistique cognitive Quick Test 19 (CLQT).
  2. Initier une étude BOLD-IRMf référence dans lequel le patient effectue une tâche de dénomination image avec réponse orale. Recueillir l'ensemble du cerveau images pondérées en T1 haute résolution avec une séquence de MPRAGE (RT = 1,620 msec, TE = 3,87 ms, FA = 15, FOV = 192 x 256, tranches = 160, taille de voxel = 1 mm 3). Acquérir des volumes fonctionnels en utilisant un T2 séquence echoplanaires BOLD *-pondéré l'ensemble du cerveau (TR = 3,000 sec, TE = 35 ms, FA = 90, FOV = 128 x 128, tranches = 31, taille de voxel = 1,875 mm 2, l'épaisseur de coupe = 4 mm).
  3. Aléatoire patients soit dans un groupe recevant TMS répétitives réels (rTMS) ou un groupe recevant une stimulation factice initial (STM), suivie par rTMS (Figure 1).

3. Identification des sites de stimulation optimal

  1. Afin de cibler rTMS vers des sites corticaux d'une manière précise et exacte, utilisez un système neuronavigational (par exemple Brainsight, Rogue Research, Montréal) à co-enregistrer des images haute résolution pondérées en T1 ensemble du cerveau (voir 2.2 ci-dessus) avec l'emplacement du patient et de la bobine. Pour le groupe rTMS, déterminer seuil moteur au repos (RMT) via la stimulation du cortex moteur à droite et l'inspection visuelle ultérieure 20.
  2. Pendant réels rTMS, orienter la bobine avec la poignée dans une direction postérieure et inférieure d'environ 45 ° dans le sens horaire de la position vers le bas. Pour le groupe témoin, administrer STMS avec la bobine perpendiculairement à la tête de sorte que seul le bord extérieur de l'aile latérale des contacts de la bobine de la tête. Dans cette position, le champ magnétique de crête est parallèle par rapport au crâne, et donc ne produit pas de stimulation corticale.
  3. En six sessions distinctes menées sur cinq jours (deux sessions menées sur la dernière journée, avec une pause de 45 minutes entre les sessions), administrer dix minutes de SMTr (soit 600 impulsions de 1 Hz à une intensité de 90% RMT) ou STM à différents sites dans le lobe frontal droit inférieur: le cortex moteur primaire (M1) correspondant à la bouche, pars opercularis (BA 44), pars triangularis antérieures (BA 45), pars postérieures dorsales triangularis (BA 45), pars triangularis ventrales postérieures ( BA 45), et orbitalis pars (BA 47, figure 2). Aléatoire stimulation Afin de site entre les patients.
  4. Ayez patients effectuent une tâche image de nommage 40 éléments immédiatement avant et après chaque séance TMS. stimuli de l'image sont prises à partir de la Snodgrass et Vanderwart 16 ensemble de l'article, le Peabody Picture Vocabulary Test 21, et le projet de dénomination de l'image internationale (IPNP) de base de données 22. Les listes de 40 éléments doivent être adaptés en ce qui concerne la longueur des mots, la fréquence et catégorie sémantique; dans notre article énumère 20 éléments étaient nouveaux tandis que 20 ont été répétés tout au long des séances d'essais afin d'évaluer les effets de la pratique. Déclarations devraient être comptabilisées comme étant correctes si elles diffèrent de la cible de pas plus d'un phonème 8. Liste ordre des mots doit être randomisés dans toutes les disciplines et chaque sujet doit recevoir différentes listes de mots à chaque visite.
  5. Déterminer l'emplacement de stimulation optimal en effectuant un échantillon de tests t comparant l'évolution des performances image de nommage sur chaque site pour le changement moyen en nommant performanCE pour toutes les autres sites. Ensuite, comparer l'évolution des performances sur le site optimal pour la variance de la performance dans les six sessions pré-rTMS, si l'évolution des performances après SMTr est supérieure à deux fois l'écart type de la moyenne des performances pré-TMS, il est peu probable que l'avantage en nommant performance est attribuable aux test-retest variabilité 9.
  6. Pour imposture site constatation, administrer STMS sur le triangularis des pars. Cet endroit est le «site optimal" pour le bras imposture de la phase de traitement, tel que décrit dans le protocole section 4.

4. Phase de traitement

  1. Administrer rTMS ou STMS sur le site de stimulation optimal pendant dix jours sur une période de douze jours (stimulation de tous les jours avec le week-end de repos).
  2. Le premier jour de la stimulation, l'ordre des événements est la suivante: demander au patient de subir une IRM (avec concurrente image de nommage, comme référence), administrer la tâche de dénomination de 40 items, stimuler le s optimalite à l'aide de 20 min soit 1 Hz SMTr à 90% RMT ou STMS, administrer à nouveau la tâche de dénomination, et enfin que le patient subisse un deuxième IRMf avec concurrente image de nommage.
  3. Les jours de deux à neuf, le protocole consiste en une séance de 20 minutes de SMTr (1200 impulsions), en utilisant 1 Hz SMTr à 90% RMT ou STM.
  4. En dix jours, de stimuler le site optimal pendant 20 min avec 1 Hz SMTr, précédé et suivi par le groupe de photo de nommage. Fait à noter, point d'image apparaît sur les listes un et dix jours devrait être différent, mais adapté pour la fréquence, la longueur des mots, et la catégorie sémantique comme indiqué ci-dessus.

5. Deux et six mois des visites de suivi

  1. Deux mois après dix jours de SMTr soit ou STMS, répétez les tests de base (étape 2.1), ainsi que l'IRMf avec concurrente image de nommage.
  2. Les patients de l'état imposture doivent ensuite traverser à condition réelle des TMS, en commençant par la phase site constatation optimale (figure 1).
  3. Six mois suiLowing dix jours de véritable stimulation rTMS, les tests de base de répétition (comme dans l'étape 2.1), et ont également des patients subir un autre IRMf avec une tâche de dénomination image concurrente.

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Résultats

Dans la phase site conclusion de cette enquête, la plupart, mais pas tous les patients répondent de façon optimale à la tâche image de nommage à la stimulation des bons pars triangularis 14. Dans notre expérience, la performance des patients sur l'image appellation est la plus constante facilitée par la stimulation de la face postérieure ventrale de la triangularis pars (Figure 3).

Amélioration à long terme de la performance sur les évaluations linguistiques s...

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Discussion

Le but de cet article est de détailler les étapes de l'identification d'un site cible sensible dans l'hémisphère droit chez les patients souffrant d'aphasie non fluente chronique. Ce faisant, nous sommes capables de stimuler cette région cible thérapeutique, d'évaluer les effets de la stimulation sur la capacité de la langue, et utiliser SMTr à basse fréquence pour obtenir des améliorations à long terme dans la dénomination et la fluidité chez les patients souffrant d'aphasie non fluente chroniqu...

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Déclarations de divulgation

Les auteurs déclarent qu'ils n'ont aucun intérêt financier concurrents.

Remerciements

Ce travail est soutenu par les sources de financement suivantes:
MAN: NIH 2R01 DC05672-04A2
RHH: NIH / NINDS 1K01NS060995-01A1
RHH: Programme de développement Robert Wood Johnson Foundation / Harold Amos Faculté de médecine

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Stimulateur magnétique transcrânien rapideMagstim
3.0 Trio ScannerSiemens
Bobine de tête 8 canauxSystème
BrainsightRogue Research
de neuronavigation Siemens

Références

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