Summary
Denne protokol er til evaluering af kortikospinaltarmkanalen funktion inden for 1 uge efter slagtilfælde. Det kan bruges til at vælge og stratificere patienter i forsøg med interventioner designet til at forbedre overekstremiteten motor opsving og resultater og i klinisk praksis for at forudsige overekstremiteten funktionelle resultater 3 måneder efter slagtilfælde.
Abstract
Høj interindividuel variation i inddrivelsen af øvre lemmer (UL) funktion efter slagtilfælde betyder, at det er vanskeligt at forudsige en persons potentiale for helbredelse baseret på kliniske vurderinger alene. Den funktionelle integritet af kortikospinaltarmkanalen er en vigtig prognose biomarkør for inddrivelse af UL funktion, især for dem med svær indledende UL værdiforringelse. Denne artikel præsenterer en protokol til evaluering af kortikospinaltarmkanalen funktion inden for 1 uge efter slagtilfælde. Denne protokol kan bruges til at udvælge og tilfredsstille patienter i forsøg med interventioner designet til at forbedre UL motor opsving og resultater efter slagtilfælde. Protokollen er også en del af PREP2-algoritmen, som forudsiger UL-funktionen for individuelle patienter 3 måneder efter slagtilfælde. Algoritmen sekventielt kombinerer en UL styrke vurdering, alder, transkraniel magnetisk stimulation, og slagtilfælde sværhedsgrad, inden for et par dage efter slagtilfælde. Fordelene ved at bruge PREP2 i klinisk praksis er beskrevet andetsteds. Denne artikel fokuserer på brugen af en UL styrkevurdering og transkraniel magnetisk stimulation til at evaluere kortikospinaltarmkanalen funktion.
Introduction
Øvre lemmer funktion er almindeligt nedsat efter slagtilfælde, og inddrivelse af UL funktion er vigtigt for at genvinde uafhængighed i daglige levende aktiviteter1. Slagtilfælde rehabilitering forsøg er ofte rettet mod at forbedre UL opsving og resultater efter slagtilfælde. Størstedelen af slagtilfælde rehabilitering forskning udføres med patienter på den kroniske fase (> 6 måneder efterslagtilfælde), men de fleste rehabilitering opstår tidligt efter slagtilfælde2,3. Mere forskning skal udføres med patienter kort efter et slagtilfælde til at opbygge et evidensgrundlag for rehabilitering praksis.
En af de største udfordringer, når de udfører forskning kort efter slagtilfælde er at opdage virkningerne af interventionen på baggrund af opsving forekommer i de første uger og måneder efter slagtilfælde. Høj variation i klinisk præsentation og nyttiggørelse skaber støj, der kan skjule de gavnlige virkninger af interventioner. Interventions- og kontrolgrupper er typisk afbalancerede på kliniske målinger af indledende neurologisk svækkelse. Disse foranstaltninger er dog ofte dårlige prædiktorer for patientens potentiale for efterfølgende helbredelse, især dem med svær indledende svækkelse4,5. Det betyder, at grupper kan matches for kliniske baselineforanstaltninger og ikke afstemmes for deres restitutionspotentiale, hvilket gør det vanskeligere at fastslå interventionens virkninger. Biomarkører kan tage fat på denne udfordring ved at identificere den enkelte patients potentiale for motornyttiggørelse, således at grupper kan matches nøjagtigt og stratificeret6,7,8. Biomarkører kan også anvendes til at udvælge patienter, der med størst sandsynlighed vil reagere på interventionens kendte eller hypotese virkningsmekanismer6.
Den funktionelle integritet af kortikospinaltarmkanalen (CST) er en vigtig biomarkør, der forudsiger inddrivelse af UL funktion efter slagtilfælde5,8,9,10,11,12. CST formidler faldende motoriske output fra den primære motoriske cortex til rygmarven og er afgørende for koordinering og finmotorik kontrol. Patienter med en funktionel CST efter slagtilfælde er mere tilbøjelige til at genvinde styrke, koordinering og fingerfærdighed end patienter uden. En klinisk vurdering kan være tilstrækkelig til at bekræfte , at CST er funktionel hos letforringede patienter13,14,15. Patienter med mere alvorlig indledende svækkelse kan dog eller måske ikke have en funktionel CST, og en neurofysiologisk vurdering ved hjælp af transkraniel magnetisk stimulation (TMS) er nødvendig9,10,11,16,17.
TMS er en noninvasive og smertefri teknik, der kan bruges til at teste CST funktion18. TMS-spolen leverer en magnetisk stimulans over den primære motoriske cortex, der genererer en faldende volley i CST, fremkalde en motor-fremkaldt potentiale (MEP) i musklerne i den kontralaterale lemmer19. Tilstedeværelsen af et medlem af Europa-Parlamentet i den paretiske arm eller hånd (MEP+) indikerer en funktionel CST og er forbundet med et større potentiale for genopretning af UL-funktionen. Patienter, der er mep-er mest tilbøjelige til at have værre UL opsving, uden tilbagevenden af koordinerede og behændig hånd funktion4,6,9,12,16.
Det er upraktisk og unødvendigt at teste alle patienter med TMS, da patienter med mild indledende svækkelse sandsynligvis har en funktionel CST17. Derfor er der behov for en hierarkisk tilgang, så TMS kun anvendes til patienter med mere alvorlig indledende svækkelse. PREP2-algoritmen blev udviklet ved hjælp af en kombination af kliniske foranstaltninger og TMS til evaluering af CST-funktion og forudsige sandsynligul-resultatet ved 3 måneders eftertryk (figur 1)17. PREP2 starter ved dag 3 efterslagtilfælde ved at teste styrken af skulder bortførelse og finger forlængelse i paretic arm (SAFE score), ved hjælp af Medical Research Council kvaliteter. Hvis summen af disse kvaliteter er 5 eller flere ud af 10, er det "sikkert" at antage, at patienten er MEP+. Disse patienter forventes at have en god eller fremragende UL resultat af 3 måneder efterslagtilfælde, afhængigt af deres alder17. Disse patienter behøver ikke TMS at bestemme MEP status, minimere omkostninger og unødvendige test for patienten.
Patienter med en SIKKER score på mindre end 5 på dag 3 eftertryk kræver TMS at bestemme den funktionelle integritet af deres CST. Hvis et medlem af Europa-Parlamentet kan fremkaldes fra de paretiske extensor carpi radialis (ECR) eller første dorsale interosseus (FDI) muskler, patienten er MEP + og forventes at genvinde fin motorisk kontrol af hånden med 3 måneder efterslagtilfælde. Ca. halvdelen af patienter med en SIKKER score mindre end 5 på dag 3 efter slagtilfælde er MEP +. Det er vigtigt, at patienterne kan have en sikker score helt ned til nul og være medlem af Europa-Parlamentet+. Dette illustrerer behovet for TMS i denne undergruppe af patienter, da klinisk vurdering alene ikke kan skelne mellem patienter med og uden en funktionel CST. Patienter, der er MEP- har betydelige CST skader. Disse patienter forventes at have en begrænset eller dårlig UL funktionelle resultat afhængigt af deres samlede slagtilfælde sværhedsgrad, målt med National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS)(Figur 1)17. Disse patienter fra Europa-Parlamentet forventes ikke at genvinde koordineret og behændig fingerkontrol og kan grupperes sammen til forskningsformål.
Figur 1: PREP2-algoritmen. SAFE = Skulder bortførelse, Finger Extension score, som er summen af Medical Research Council kvaliteter for hver af disse bevægelser ud af 5, for en samlet SIKKER score ud af 10. MEP+ = Motor Evoked Potentials kan fremkaldes fra den paretiske extensor carpi radialis (ECR) og/eller første dorsale interosseous (FDI) muskler i den paretiske UL ved hjælp af transkraniel magnetisk stimulation. NIHSS = National Institutes of Health Stroke Scale. Algoritmen forudsiger en af fire mulige UL funktionelle resultater på 3 måneder efterslagtilfælde. Hver forudsigelse kategori er forbundet med en rehabilitering fokus, der kan bruges til at skræddersy UL terapi2. De farvede prikker repræsenterer, proportionalt, PREP2 algoritme nøjagtighed. Prikkerne er farvekodede baseret på resultatet kategori faktisk opnået 3 måneder efterslagtilfælde (Grøn = Excellent; Blå = Godt; Orange = Begrænset; Rød = Dårlig). Figur gengivet fra Stinear et al.17. Klik her for at se en større version af denne figur.
I klinisk praksis forudsiger PREP2 en af fire resultatkategorier, der kan bruges til at skræddersy rehabilitering for individuelle patienter og hjælpe patienter og familier med at forstå, hvad de kan forvente for deres UL opsving. Til dato er PREP2 det eneste eksternt validerede UL-forudsigelsesværktøj, der kombinerer klinisk vurdering og biomarkøroplysninger i et beslutningstræ17. Det er også det eneste UL-forudsigelsesværktøj med forskning i virkningerne af gennemførelsen i klinisk praksis20,21. PREP2 forudsigelser er korrekte for omkring 75% af patienterne, for optimistisk for 17% og for pessimistisk for 8% af patienterne på 3 måneder efterslagtilfælde17. Nøjagtigheden er størst for mep-patienter (nøjagtig for 90 % af mep-patienterne), hvilket fremhæver værdien af at bruge TMS til at identificere disse patienter med alvorlige skader på de faldende motorveje17. PREP2 forbliver korrekt for omkring 80% af patienterne på 2 år efterslagtilfælde22. Dette understøtter brugen af PREP2 til at forudsige UL funktionelle motoriske resultater på 3 måneder og længere sigt. Oplysninger om levering af PREP2-forudsigelser og brug af dem i klinisk praksis ligger uden for rammerne af dette metodepapir, men detaljerede ressourcer er tilgængelige online23.
PREP2 giver forskerne et værktøj til at vælge og stratificere patienter til kliniske forsøg. Dette gør det muligt for patienter at blive grupperet ikke kun i henhold til baseline kliniske egenskaber, men også deres neurobiologiske potentiale for UL opsving. På trods af den stigende dokumentation for brugen af TMS som en prognose biomarkør for UL opsving, manglende kendskab til TMS protokoller i hospitalsmiljøer med subakut slagtilfælde patienter kan være en hindring for dens anvendelse i forskning. Derfor har denne protokol til formål at demonstrere, hvordan du bruger SAFE score og TMS til at evaluere CST funktion hos patienter på et hospital indstilling tidligt efter slagtilfælde.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Al forskning, der udføres med menneskelige deltagere, skal have godkendelse af menneskelig etik af den relevante institutionelle etiske komité, og undersøgelsen skal gennemføres i overensstemmelse med helsingfors-erklæringen.
1. Patient screening
- Screen alle patienter for PREP2 egnethed inden for 72 h af slagtilfælde debut.
BEMÆRK: Patienterne er egnede, hvis de har haft en ensidig iskæmisk eller hæmoragisk slagtilfælde inden for de sidste 72 timer, har nye UL svaghed, og er 18 år eller ældre.
2. SIKKER score
BEMÆRK: Sørg for, at patienter med uopmærksomhed eller træthed er fokuseret på armen for at muliggøre en nøjagtig vurdering af styrken.
- Placer patienten med ryggen fuldt understøttet og opretstående enten i sengen eller i en stol og deres paretiske arm ved deres side med albuen i forlængelse.
- Demonstrere skulder bortførelse. Bed patienten om at løfte armen sidelæns og op mod øret. Brug Medical Research Council (MRC) kvaliteter til at score skulder bortførelse styrke.
BEMÆRK: MRC-kvaliteter beskrives som følger: 0 = ingen håndgribelig muskelaktivitet; 1 = håndgribelig muskelaktivitet, men ingen bevægelse; 2 = begrænset bevægelseuden tyngdekraft 3 = hele bevægelsesområdet mod tyngdekraften, men ingen modstand; 4 = hele bevægelsesområdet mod tyngdekraft og modstand, men svagere end den anden side 5 = normal effekt. - For at score skulder bortførelse kvaliteter 4 eller 5, placere din hånd over patientens arm, proksimale til albuen og anvende modstand.
BEMÆRK: Patienten skal kunne opnå fuld bevægelsesfrihed mod modstand for at blive tildelt en score på 4 eller derover. - Placer paretic underarmen i pronation med fingrene fuldt bøjet og yde støtte under håndleddet.
- Vis fingerforlængelse. Bed patienten om at rette fingrene og bruge Lægeforskningsrådets karakterer til at score fingerforlængerstyrke.
- For at score finger forlængerkvaliteter 4 eller 5, anvende modstand over dorsum af fingrene, distalt til metacarpophalangeal leddene, hele bevægelsen.
BEMÆRK: Patienten skal kunne opnå fuld forlængelse mod resistens for at blive tildelt en score på 4 eller højere. - Hvis du vil score fingre med ulige styrke, skal du bruge flertalsreglen. Hvis tre fingre har samme score, skal du bruge denne score. Hvis to fingre har en lavere score end de to andre fingre, skal du bruge den nederste score.
- Tilføj MRC kvaliteter til skulder bortførelse og finger udvidelse sammen for en SIKKER score ud af 10. Hvis patienten har en SIKKER score på 5 eller mere på dag 3 eftertryk de kan antages at have en funktionel kortikospinaltarmkanalen og TMS er ikke påkrævet. Hvis patienten har en SIKKER score mindre end 5 på dag 3 efterslagtilfælde, TMS er forpligtet til at bestemme deres MEP status.
3. Transkraniel magnetisk stimulation (TMS)
- Vurder patientegnetheden for TMS.
- Udfyld en TMS-sikkerhedstjekliste sammen med patienten for at identificere absolutte og relative kontraindikationer til TMS24.
BEMÆRK: Disse oplysninger bør indsamles gennem patient- og familieinterview og fra lægejournalerne. Se afsnittet Repræsentative resultater for at få flere oplysninger. - Bed patientens læge om at gennemgå TMS-tjeklisten og godkende den, hvis det er relevant.
- På dagen for TMS-testen skal patientens medicinske status gennemgås hos det kliniske team og patienten for at sikre, at der ikke er sket ændringer, siden tjeklisten blev underskrevet.
BEMÆRK: Begivenheder at overveje omfatter falde med hovedskade, beslaglæggelse, hvis patienten er blevet medicinsk utilpas, er hypoglykæmisk, eller har ustabilt blodtryk. Sørg for, at patienten har taget al ordineret medicin før testen.
- Udfyld en TMS-sikkerhedstjekliste sammen med patienten for at identificere absolutte og relative kontraindikationer til TMS24.
- Forbered miljøet.
- Fjern møbler fra omkring sengen. Flyt sengen væk fra væggen for at give plads til TMS-enheden.
- Placer TMS-enheden i hovedet af sengen mod siden overfor paretisk lemmer. Vink tms-enheden, så den person, der leverer TMS, nemt kan se skærmen.
- Test TMS-opsætningen for at kontrollere, at den fungerer korrekt.
BEMÆRK: Denne protokol bruger en TMS-enhed med en enkelt puls. Elektromyografisignalet (EMG) kan udtages prøver af ved 2 kHz og filtreres med 10 Hz high-pass og 1.000 Hz low-pass filtre. EMG-udstyret skal udløses af TMS-enheden, således at EMG-sporingen begynder mindst 50 ms før TMS-stimulusen og slutter mindst 50 ms efter TMS-stimulusen. - Sørg for, at protokollen om indkaldelse af nødhjælp i TMS-vurderingslokalet er bekendt med, hvis dette er nødvendigt.
- Gør patienten klar.
BEMÆRK: Patienter med intravenøse (IV) linjer, nasogastrisk fodring eller lave koncentrationer af supplerende ilt via en næsekanyle kan testes med TMS, forudsat at de betragtes som medicinsk stabile af den behandlende læge. Supplerende ilt bør fortsætte i hele TMS session. Suspension og afbrydelse af nasogastrisk fodring og ikke-essentielle væsker gennem IV linjer vil gøre det lettere at foretage TMS vurdering.- Fjern alt tøj, der dækker underarmene. Fjern alle elementer, der dækker det paretiske håndled, såsom et ur eller identifikation armbånd for at muliggøre EMG elektrode placering.
- Placer den paretiske arm på en pude med underarmen pronated og fuldt understøttet fra albuen til hånden.
- Palpate den paretiske underarm for at finde muskel maven for extensor carpi radialis (ECR) muskel. Identificer positioner for to overflade EMG elektroder over muskel maven, giver mulighed for faktorer såsom placeringen af IV cannula eller forbindinger.
BEMÆRK: Det er vigtigt, at mindst én elektrode er placeret over muskelmaven. Dette kan kræve diskussion med sygeplejepersonale om repositionering forbindinger før testen, hvis det er muligt. - Rengør huden på hvert elektrodested med en alkohol hudrensning serviet. Barber hvert elektrodested for at fjerne ethvert hår. Let abrade elektrode steder med en slibende creme eller tape. Pas på patienter, der har skrøbelig hud og undgå områder af brudt hud.
- Påfør selvklæbende engangsoptagelseselektroder sikkert på hvert sted.
- Find elektrodestederne til den første dorsale interosseusmuskulatur (FDI). En elektrode vil blive placeret på FDI muskel mave og en på dorsum af hånden.
BEMÆRK: Elektrodeplacering kan variere afhængigt af patientfaktorer såsom placeringen af en IV kanyl eller forbindinger. - Forbered huden og anvende selvklæbende optagelse elektroder som tidligere beskrevet.
- Placer referenceelektroden strop omkring armen bare proksimale til albuen. Alternativt kan du forberede huden og placere en selvklæbende referenceelektrode over humerus' laterale epicondyle.
- Anbring patienten i sengen til testen.
- Sænk sengeskinnerne. Flyt patienten så højt op i sengen som muligt og mod kanten af sengen på den ikke-paretiske side.
BEMÆRK: Patienten må kun flyttes af uddannet personale. - Læg sengeskinnen op igen på den paretiske side for sikkerhed. Fjern sengetavlen, hvis det er muligt, og fjern eventuelle ubrugte IV-stænger, der er fastgjort til sengen, og som kan blokere spolens position.
- Hæv sengens hoved så højt som muligt. Placer puder bag patientens ryg for at bringe dem i en opretstående siddestilling uden hovedet kontakte sengen. Læg ikke en pude bag hovedet. Hvis det er muligt, hæve knæene for at forhindre patienten i at glide ned i sengen under test.
- Sørg for, at den paretiske underarm er i pronation og fuldt understøttet af en pude fra albuen til håndleddet. Kontroller, om der er tilstrækkelig TMS-spoleadgang, ved at holde TMS-spolen mod patientens hoved. Foretag justeringer af patientens position efter behov.
- Sænk sengeskinnerne. Flyt patienten så højt op i sengen som muligt og mod kanten af sengen på den ikke-paretiske side.
- Anbring patienten i en stol eller kørestol til testen (alternativ mulighed).
- Sørg for, at patienten sidder oprejst og komfortabelt i stolen. Placer en pude under hver arm. Sørg for, at paretic underarmen er pronated og fuldt understøttet af puden.
- Kontroller EMG-sporingen: Tilslut kablerne mellem patienten og EMG-enheden. Kontroller, at EMG-signalet er fri for elektrisk støj.
- Lever er TMS.
- To uddannede medarbejdere skal være til stede ved TMS-testen. Bed patienten om at se lige ud og holde hovedet stille og øjnene åbne.
- Den person, der holder spolen skal stå ved siden af patientens hoved på deres ikke-paretiske side og placere midten af spolen over placeringen af den primære motoriske cortex af slagtilfælde-ramte halvkugle. Dette er ca. 4 cm lateral fra knudepunktet på den interaurale linje.
BEMÆRK: En anden måde at identificere startspolepositionen på er at måle ca. en tredjedel af afstanden fra knudepunktet til forsiden af øret. - Orienter spolen med håndtaget, der peger baglæns, i en vinkel på ca. 45° i midterplan for at producere en posterior-til-anteriorstrøm i det underliggende væv.
BEMÆRK: Spolen, der anvendes i denne protokol, er en flad figur otte spole, men en branding spole eller cirkulær spole kan også bruges. - Juster sengehøjden for spolenholderens komfort. Brug et trin, hvis det er nødvendigt. Den anden person (ikke spolen indehaveren) er ansvarlig for at overvåge patientens komfort i hele TMS session. De kan stå ved foden af sengen for at overvåge patienten og sikre, at patienten opretholder en neutral hovedposition eller overvåger patienten fra sengen, mens tmsenhedens betjeningsknapper justeres efter behov.
BEMÆRK: Dette afhænger af den individuelle TMS-opsætning, der bruges. Patienten skal overvåges for komfortniveauer, årvågenhed og eventuelle bivirkninger såsom vasovagalreaktioner på TMS. - Begynd med en stimulusintensitet på 30 % maksimal stimulatoroutput (MSO). Øge intensiteten i 10% MSO trin med tre til fem stimuli på hver intensitet og hovedbund placering.
- Flyt spolen systematisk i 1 cm trin i hver retning (anterior, posterior, mediale, lateral) for at finde den optimale placering til fremstilling af MEP'er i de registrerede muskler. Små justeringer af spolerotationen kan også være nødvendige.
- Fortsæt med at øge stimulusintensiteten og flytte spolen, indtil MEP'erne konsekvent observeres i den ene eller begge muskler, eller indtil 100 % MSO er nået.
- Hvis der opnås 100 % MSO uden observerede medlemmer af Europa-Parlamentet, skal du anvende aktiv facilitering til at øge kortikomotorisk ophidselse og sandsynligheden for at fremkalde et medlem af Europa-Parlamentet. Bed patienten om at kramme en pude til brystet med begge arme, forsøger at aktivere deres paretiske UL så meget som muligt. For patienter uden distale UL aktivitet, bede dem om at ophøje og trække sig tilbage på skulderbæltet.
- Klassificere patientens status som medlem af Europa-Parlamentet.
- Klassificere patienten som MEP+, hvis mep'erne observeres med en konsekvent ventetid som reaktion på mindst fem stimuli. Dette kan enten være i hvile eller under frivillig facilitering. FDI-ventetider er typisk 20-30 ms, mens ECR latencies er typisk 15-25 ms. MEP'er behøver ikke at overstige en peak-to-peak amplitude på 50 μV.
- Klassificere patienten som medlem af Europa-Parlamentet, hvis et medlem af Europa-Parlamentet ikke kan fremkaldes ved 100 % MSO enten i hvile eller under forsøg på frivillig facilitering.
- Fjern elektroder og tør huden af med en alkoholtørre. Huden kan være lidt rød, men dette normalt forsvinder uden nogen behandling.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
SAFE-scoren og TMS kan bruges til at fastslå CST's funktionelle status inden for en uges slagtilfælde. Patienter, der har en sikker score på mindst 5 på dag 3, eller er MEP + når de testes med TMS, har en funktionel CST og forventes at genvinde i det mindste en vis koordinering og fingerfærdighed. Patienter, der er medlem af Europa-Parlamentet, har ikke en funktionel CST og vil derfor sandsynligvis være begrænset til forbedringer i proksimale armbevægelser og bruttobevægelser i hånden. CST's funktionelle status kan derfor bruges til at udvælge patienter til forsøg baseret på deres evne til at genvinde behændig håndfunktion.
PREP2-algoritmen forudsiger UL's funktionelle resultater ved at opnå SAFE-scoren og MEP-status ved hjælp af denne protokol. PREP2 algoritmen er blevet udviklet og valideret hos patienter i alderen 18 år eller ældre, med iskæmisk eller hæmoragisk slagtilfælde og nye UL svaghed, som beskrevet i detaljer andetsteds16,17,20. En vigtig del af PREP2-algoritmen er at bestemme MEP-status med TMS for patienter med en SIKKER score på mindre end 5. Patienterne skal vurderes for egnethed til proceduren. Dette omfatter udfyldelse af en sikkerhedstjekliste, der efterfølgende gennemgås og godkendes af den behandlende læge. Formålet med tjeklisten er at identificere eventuelle kontraindikationer eller forholdsregler for brug af TMS såsom tilstedeværelsen af en pacemaker, anfald, hjernekirurgi, og hovedskader. Kontraindikationer og forholdsregler for TMS er veletablerede og tidligere beskrevet i detaljer24.
En patient anses for at være medlem af Europa-Parlamentet+ hvis et medlem af Europa-Parlamentet konsekvent er til stede ved en passende ventetid (20-30 ms for FDI, 15-25 ms for ECR) og med enhver peak-to-peak amplitude. Patienten er medlem af Europa-Parlamentet+ om et medlem af Europa-Parlamentet fremkaldes i hvile eller under forsøget på frivillig UL-facilitering. Mep'et behøver kun at være til stede i én muskel, for at patienten kan betragtes som medlem af Europa-Parlamentet+. Denne protokol adskiller sig fra andre protokoller, der kan kræve, at et medlem af Europa-Parlamentet overstiger 50 μV i peak-to-peak amplitude for mindst 5 ud af 10 spor. Disse andre protokoller er designet til at fastsætte patientens hvilemotor tærskel som grundlag for yderligere neurofysiologiskvurdering. For forudsigelse af UL opsving, den simple tilstedeværelse eller fravær af et medlem af Europa-Parlamentet er en stærkere indikator end MEP amplitude og identificere hvilemotor tærskel er ikke påkrævet8,9,16,25.
Figur 2, Figur 3og Figur 4 giver eksempler på EMG-optagelser fra patienter, der er testet med TMS inden for 1 uge efter slagtilfælde.
Figur 2: Eksempler på patienter med mep+. (A) Denne patient havde MEDLEMMER af Europa-Parlamentet i den paretiske FDI (top trace) og ECR muskler (bund spor). FDI MEP-ventetiden (25 ms) var lidt længere end ECR (21 ms), som forventet. (B) Denne patient havde medlemmer af Europa-Parlamentet i FDI- og ECR-musklerne. ECR MEP amplitude var lille (40 μV), men forekom på en passende latenstid. Selv om denne patient tydeligvis havde et stort medlem af udent i Europa-Parlamentet, ville de blive betragtet som medlem af Europa-Parlamentet+ baseret på ECR-sporingen alene. (C)Denne patient havde et lille medlem af Europa-Parlamentet i FDI-musklen (40 μV) og ingen MEP i ECR-musklen. Mep'et forekom på en passende ventetid (27,5 ms). Denne patient kan betragtes som medlem af Europa-Parlamentet+, fordi mep'et blev observeret på mindst fem spor (se trin 3.8.1 i protokol). Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 3: Eksempler på patienter med mep.eks. Disse patienter kunne ikke påvise medlemmer af Europa-Parlamentet med 100 % MSO, mens de var i ro, og forsøg på aktiv bilateral lettelse for at øge sandsynligheden for at fremkalde et medlem af Europa-Parlamentet. EMG spor viser ikke muskelaktivitet under facilitering på grund af svær parese. (A) Denne patient havde ingen MEP af nogen amplitude i begge muskler på trods af alle bestræbelser på at fremkalde en. (B) Denne patient havde ingen MEP i FDI musklen (top spor). Den nederste spor (ECR) indeholder en aflang hale af stimulus artefakt. Når dette er til stede i slutningen af vinduet for begge muskler, identifikation af et medlem af Europa-Parlamentet kan være svært. Se figur 4 for at få råd om fejlfinding af EMG-støjproblemer. Hvis problemet ikke kan løses, anvendes resultatet af fdi-sporingen, som i dette tilfælde er mep-. (C)Udsvingene i ECR-muskel-EMG-sporingen er ikke medlem af Europa-Parlamentet. Dette er en motorenhed fyring sporadisk. Disse kan identificeres på grund af deres ensartede form og udseende ved ventetider, der ikke svarer til den forventede ventetid for ECR. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 4: Eksempler på EMG-spor, der er forurenet med elektrisk støj. (A) Denne patient havde medlemmer af Europa-Parlamentet i begge muskler, der er klart identificerbare på trods af den elektriske støj i FDI spor. (B) Denne patient havde kun medlemmer af Europa-Parlamentet i ECR. Støjende signaler kan være et fælles problem under EMG-optagelse. Forskeren skal overveje, om støjen er miljømæssig (på grund af problemer med elektrisk støj i rummet, eller i EMG setup) eller biologiske (underliggende muskelaktivitet fra patienten). Fejlfindingforslag omfatter, men er ikke begrænset til at kontrollere, om hudpræparatet var tilstrækkeligt, elektroden har mistet kontakten med huden (dette er især almindeligt med FDI, hvis en patient har sved på hænderne), problemer med jordforbindelsesremmen eller elektroden, kablerne er solidt fastgjort til patienten og EMG-enheden, alle rører patienten eller TMS-vognen under testen, frakobler sengen fra sin strømforsyning, justerer belysningen (slukker fluorcentescerende belysning) patientens position, så de er i stand til at slappe af med deres ULs fuldt understøttet på puder. I begge disse spor, baggrundsstøjen var kun til stede i en muskel. Dette tyder på, at støjproblemer var specifikke for opsætningen for denne muskel (f.eks et løst kabel, dårlig elektrodeledning på grund af manglende kontakt med huden eller en defekt elektrode). Støj, der er til stede i sporene for begge muskler indikerer problemer med jordforbindelse elektrode eller rem eller elektrisk støj i miljøet. Klik her for at se en større version af denne figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
CST-funktion evalueret med MEP-status er en vigtig prognose for UL-genoprettelse og resultat efter slagtilfælde. I alt 95% af patienter med en funktionel CST på 1 uge efterslagtilfælde opnå en Action Research Arm Test (ARAT) score på mindst 34 ud af 57 af 3 måneder efterslagtilfælde17. Omvendt, 100% af patienter uden en funktionel CST på 1 uge efterslagtilfælde opnå en ARAT score på mindre end 34 ved 3 måneder efterslagtilfælde17. Evaluering af CST funktion inden for en uge efterslagtilfælde kan forbedre patient udvælgelse og stratificering i forsøg med henblik på at forbedre UL opsving og resultater efter slagtilfælde.
Den første overvejelse af TMS-vurderingen er patientsikkerheden. TMS's sikkerhedstjekliste bør gennemgås og underskrives af en læge forud for TMS-vurderingen. Tjeklisten skal også gennemgås med patienten på dagen for TMS-vurderingen for at bekræfte, at der ikke er sket ændringer i deres tjeklistes svar. Det kan være mere hensigtsmæssigt at gennemføre TMS-testen i et separat procedurerum i stedet for i patientens sengerum. I denne situation kan hudforberedelse og elektrodeplacering for overflade-EMG finde sted i patientens sengerum, før du transporterer til procedurerummet til TMS-test. Forberedelse af patienten på sengen-rummet minimerer tid til proceduren, som kan være mere tålelig for nogle patienter. Hvis patienten transporteres til et procedurerum til test, er det vigtigt at sikre, at alt supplerende medicinsk udstyr (f.eks. iltterapi, IV-linjer, kateter, oppustelig madras) fungerer korrekt under og efter transport.
Patientpositionering er også en vigtig overvejelse. En patient, der er meget træt efterslagtilfælde vil sandsynligvis være mere komfortabel, hvis testet i deres seng i stedet for en stol. Test af en patient i sengen kan være mere udfordrende, men med omhyggelig patient positionering er det muligt at placere TMS coil passende over UL repræsentation af motorcortex med den korrekte spole orientering. Test af patienten i en stol giver lettere adgang til hovedet med TMS-spolen, men kan give større udfordringer med patientoverførsler.
Den TMS-opsætning, der er beskrevet i denne protokol, kan variere afhængigt af det Tilgængelige TMS-udstyr og patientfaktorer. En flad figur-otte spole blev brugt her, men kunne erstattes med en figur-otte branding coil eller cirkulær spole. Tilsvarende kan elektrodeplacering variere afhængigt af elektrodeledningernes længde eller problemer med placering på grund af hudlæsioner, IV kanyle og forbindinger. Typisk FDI placering indebærer en elektrode over FDI muskel mave og en over den laterale aspekt af den anden metacarpophalangeal fælles. Denne protokol beskriver en mave-sener montage for FDI elektrode positionering, med den anden elektrode placeret på dorsum af hånden. Placering af den anden elektrode over dorsum af hånden er nyttigt, hvis patienten er sveden eller elektroderne selv er for store til at passe ind i standardkonfigurationen.
Det er vigtigt at færdiggøre TMS-vurderingen nøjagtigt, især når det fastslås, at en patient er medlem af Europa-Parlamentet. Alle bestræbelser skal gøres for at fremkalde et medlem af Europa-Parlamentet, hvis det er muligt, herunder at give stimulans på op til 100% MSO, sikre, at patienten er vågen med åbne øjne under testen, og lettelse af muskelaktivering i den ene eller begge arme. Den teknik, der er beskrevet i denne protokol, bruger ikke neuronavigation til at identificere hotspottet for TMS-spolen. Dette fjerner behovet for en MR-scanning (magnetic resonance imaging) og reducerer sessionens længde. Det betyder imidlertid også, at spolens bevægelse, mens den søger efter den optimale stimuleringsplacering, skal være systematisk og grundig for at sikre, at der er gjort alt for at fremkalde et medlem af Europa-Parlamentet.
TMS er kun påkrævet for patienter med en SIKKER score mindre end 5. Det betyder, at TMS kun er nødvendig for ca. en tredjedel af patienterne, hvilket reducerer omkostningerne og forbedrer tilgængeligheden. Hvis TMS ikke er tilgængelig, nøjagtigheden af forudsigelser for patienter med en sikker score mindre end 5 falder til 55%, selv når MR-biomarkører er tilgængelige17. Forsknings- og kliniske websteder uden adgang til TMS kan stadig fuldføre den første halvdel af PREP2-algoritmen for patienter, der har en sikker score på 5 eller flere. Men, Dette ville begrænse udvælgelsen af patienter til forskningsforsøg til dem, der har mild til moderat UL svaghed.
SAFE score og TMS er nyttige i klinisk praksis og giver forskerne en principfast metode til at vælge og tilfredsstille patienter til kliniske forsøg baseret på CST funktion og patientens neurobiologiske kapacitet til UL opsving.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Forfatterne takker professor Winston Byblow og Harry Jordan for deres værdifulde bidrag til dette arbejde. Dette arbejde blev finansieret af Health Research Council of New Zealand.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| alcohol/skin cleansing wipes | Reynard | alcohol prep pads | |
| electromyography electrodes | 3M | red dot electrodes | |
| Magstim TMS coil | Magstim | flat figure-8 coil | |
| razors | any | ||
| skin prep tape | 3M | red dot skin prep tape | |
| TMS stimulator | Magstim | Magstim 200 single pulse stimulator |
References
- Veerbeek, J. M., Kwakkel, G., van Wegen, E. E., Ket, J. C., Heymans, M. W. Early prediction of outcome of activities of daily living after stroke: a systematic review. Stroke. 42 (5), 1482-1488 (2011).
- Lohse, K. R., Schaefer, S. Y., Raikes, A. C., Boyd, L. A., Lang, C. E. Asking New Questions with Old Data: The Centralized Open-Access Rehabilitation Database for Stroke. Frontiers in Neurology. 7, 153 (2016).
- Stinear, C., Ackerley, S., Byblow, W. Rehabilitation is initiated early after stroke, but most motor rehabilitation trials are not: a systematic review. Stroke. 44 (7), 2039-2045 (2013).
- Stinear, C. M. Prediction of recovery of motor function after stroke. Lancet Neurology. 9 (12), 1228-1232 (2010).
- Byblow, W. D., Stinear, C. M., Barber, P. A., Petoe, M. A., Ackerley, S. J. Proportional recovery after stroke depends on corticomotor integrity. Annals of Neurology. 78 (6), 848-859 (2015).
- Stinear, C. M. Prediction of motor recovery after stroke: advances in biomarkers. Lancet Neurology. 16 (10), 826-836 (2017).
- Kim, B., Winstein, C. Can Neurological Biomarkers of Brain Impairment Be Used to Predict Poststroke Motor Recovery? A Systematic Review. Neurorehabilitation and Neural Repair. 31 (1), 3-24 (2016).
- Boyd, L. A., et al. Biomarkers of stroke recovery: Consensus-based core recommendations from the Stroke Recovery and Rehabilitation Roundtable. International Journal of Stroke. 12 (5), 480-493 (2017).
- Escudero, J. V., Sancho, J., Bautista, D., Escudero, M., Lopez-Trigo, J. Prognostic value of motor evoked potential obtained by transcranial magnetic brain stimulation in motor function recovery in patients with acute ischemic stroke. Stroke. 29 (9), 1854-1859 (1998).
- Pennisi, G., et al. Absence of response to early transcranial magnetic stimulation in ischemic stroke patients: prognostic value for hand motor recovery. Stroke. 30 (12), 2666-2670 (1999).
- Rapisarda, G., Bastings, E., de Noordhout, A. M., Pennisi, G., Delwaide, P. J. Can motor recovery in stroke patients be predicted by early transcranial magnetic stimulation? Stroke. 27 (12), 2191-2196 (1996).
- Bembenek, J. P., Kurczych, K., Karli Nski, M., Czlonkowska, A. The prognostic value of motor-evoked potentials in motor recovery and functional outcome after stroke - a systematic review of the literature. Functional Neurology. 27 (2), 79-84 (2012).
- Smania, N., et al. Active finger extension: a simple movement predicting recovery of arm function in patients with acute stroke. Stroke. 38 (3), 1088-1090 (2007).
- Nijland, R. H., van Wegen, E. E., Harmeling-van der Wel, B. C., Kwakkel, G. EPOS Investigators. Presence of finger extension and shoulder abduction within 72 hours after stroke predicts functional recovery: early prediction of functional outcome after stroke: the EPOS cohort study. Stroke. 41 (4), 745-750 (2010).
- Katrak, P., et al. Predicting upper limb recovery after stroke: the place of early shoulder and hand movement. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 79 (7), 758-761 (1998).
- Stinear, C. M., Barber, P. A., Petoe, M., Anwar, S., Byblow, W. D. The PREP algorithm predicts potential for upper limb recovery after stroke. Brain. 135 (Pt 8), 2527-2535 (2012).
- Stinear, C. M., et al. PREP2: A biomarker-based algorithm for predicting upper limb function after stroke. Annals of Clinical and Translational Neurology. 4 (11), 811-820 (2017).
- Groppa, S., et al. A practical guide to diagnostic transcranial magnetic stimulation: report of an IFCN committee. Clinical Neurophysiology. 123 (5), 858-882 (2012).
- Barker, A. T., Jalinous, R., Freeston, I. L. Non-invasive magnetic stimulation of human motor cortex. Lancet. 1 (8437), 1106-1107 (1985).
- Stinear, C. M., Byblow, W. D., Ackerley, S. J., Barber, P. A., Smith, M. C. Predicting Recovery Potential for Individual Stroke Patients Increases Rehabilitation Efficiency. Stroke. 48 (4), 1011-1019 (2017).
- Connell, L. A., Smith, M. C., Byblow, W. D., Stinear, C. M. Implementing biomarkers to predict motor recovery after stroke. NeuroRehabilitation. 43 (1), 41-50 (2018).
- Smith, M. C., Ackerley, S. J., Barber, P. A., Byblow, W. D., Stinear, C. M. PREP2 Algorithm Predictions Are Correct at 2 Years Poststroke for Most Patients. Neurorehabilitation and Neural Repair. 33 (8), 635-642 (2019).
- Stinear, C., Byblow, W., Ackerley, S., Smith, M. C. PRESTO: predict stroke outcomes. , http://www.presto.auckland.ac.nz (2019).
- Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. Safety of TMS Consensus Group. Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research. Clinical Neurophysiology. 120 (12), 2008-2039 (2009).
- Talelli, P., Greenwood, R. J., Rothwell, J. C. Arm function after stroke: neurophysiological correlates and recovery mechanisms assessed by transcranial magnetic stimulation. Clinical Neurophysiology. 117 (8), 1641-1659 (2006).
