Summary
Detta protokoll är för utvärdering av kortikospinal tarmkanalen funktion inom 1 vecka efter stroke. Det kan användas för att välja och stratifiera patienter i prövningar av interventioner som syftar till att förbättra övre delen motorisk återhämtning och resultat och i klinisk praxis för att förutsäga övre delen funktionella resultat 3 månader efter stroke.
Abstract
Hög interindividuell variabilitet vid återvinning av övre delen (UL) funktion efter stroke innebär att det är svårt att förutsäga en individs potential för återhämtning baserat på kliniska bedömningar ensam. Den funktionella integriteten hos kortikospinalkanalen är en viktig prognostisk biomarkör för återvinning av UL-funktion, särskilt för dem med svår initial UL-försämring. Denna artikel presenterar ett protokoll för utvärdering av corticospinal tarmkanalen funktion inom 1 vecka efter stroke. Detta protokoll kan användas för att välja och stratifiera patienter i försök till interventioner som syftar till att förbättra UL motor återhämtning och resultat efter stroke. Protokollet utgör också en del av PREP2 algoritm, som förutspår UL-funktion för enskilda patienter 3 månader efter stroke. Algoritmen kombinerar sekventiellt en UL-styrkebedömning, ålder, transkraniell magnetisk stimulering och strokesvårighetsgrad, inom några dagar efter stroke. Fördelarna med att använda PREP2 i klinisk praxis beskrivs någon annanstans. Denna artikel fokuserar på användningen av en UL styrka bedömning och transkraniell magnetisk stimulering för att utvärdera kortikospinal tarmkanalen funktion.
Introduction
Övre delen funktion är ofta nedsatt efter stroke, och återvinning av UL funktion är viktigt för att återfå självständighet i dagliga levande aktiviteter1. Stroke rehabilitering prövningar syftar ofta till att förbättra UL återhämtning och resultat efter stroke. Majoriteten av stroke rehabilitering forskning bedrivs med patienter i kroniskt skede (> 6 månader poststroke), men de flesta rehabilitering sker tidigt efter stroke2,3. Mer forskning måste bedrivas med patienter strax efter en stroke för att bygga en evidensbas för rehabiliteringspraktik.
En av de största utmaningarna när man bedriver forskning strax efter stroke är att upptäcka effekterna av ingripandet mot bakgrund av återhämtning inträffar under de första veckorna och månaderna efter stroke. Hög interämnevariation i klinisk presentation och återhämtning skapar buller som kan dölja de positiva effekterna av interventioner. Interventions- och kontrollgrupper balanseras vanligtvis på kliniska mått på initial neurologisk funktionsnedsättning. Dessa åtgärder är dock ofta dåliga prediktorer för patientens potential för efterföljande återhämtning, särskilt de med svår initial nedskrivning4,5. Detta innebär att grupper kan matchas för kliniska åtgärder vid baslinjen och inte matchas för sin återhämtningspotential, vilket gör det svårare att fastställa interventionens effekter. Biomarkörer kan ta itu med denna utmaning genom att identifiera en enskild patients potential för motoråtervinning, så att grupper kan matchas korrekt och stratifieras6,7,8. Biomarkörer kan också användas för att välja patienter som är mest benägna att svara på ingripandets kända eller hypotetiska verkningsmekanismer6.
Den funktionella integriteten hos kortikospinalkanalen (CST) är en viktig biomarkör som förutspår återhämtning av UL-funktionen efter stroke5,8,9,10,11,12. CST förmedlar fallande motoreffekt från den primära motorcortex till ryggmärgen och är avgörande för samordning och fin motorkontroll. Patienter med en funktionell CST efter stroke är mer benägna att återfå styrka, samordning och fingerfärdighet än patienter utan. En klinisk bedömning kan vara tillräcklig för att bekräfta att CST är funktionell hos lindrigt nedsatta patienter13,14,15. Patienter med allvarligare initial funktionsnedsättning kan dock ha en funktionell CST, och en neurofysiologisk bedömning med transkraniell magnetisk stimulering (TMS) behövs9,10,11,16,17.
TMS är en noninvasive och smärtfri teknik som kan användas för att testa CST-funktion18. TMS-spolen ger en magnetisk stimulans över den primära motorcortex som genererar en fallande volley i CST, framkalla en motor-framkallad potential (MEP) i musklerna i kontralateral lem19. Förekomsten av en parlamentsledamot i pariska armen eller handen (MEP+) indikerar en funktionell CST och är associerad med större potential för återvinning av UL-funktionen. Patienter som är parlamentsledamoten- är mest benägna att ha sämre UL återhämtning, utan återlämnande av samordnade och fingerfärdighet hand funktion4,6,9,12,16.
Testa alla patienter med TMS är opraktiskt och onödigt, eftersom de med mild initial funktionsnedsättning troligen har en funktionell CST17. Därför behövs en hierarkisk metod så att TMS endast används för patienter med allvarligare initial funktionsnedsättning. PREP2-algoritmen utvecklades med hjälp av en kombination av kliniska åtgärder och TMS för att utvärdera CST-funktionen och förutsäga sannolikt UL-utfall vid 3 månader efter stroke(figur 1)17. PREP2 börjar på dag 3 poststroke genom att testa styrkan i skuldra bortförande och finger förlängning i paretic armen (SAFE poäng), med hjälp av Medical Research Council betyg. Om summan av dessa betyg är 5 eller fler av 10, är det "säkert" att anta att patienten är parlamentsledamot +. Dessa patienter förväntas ha en bra eller utmärkt UL resultat med 3 månader efterstroke, beroende på derasålder 17. Dessa patienter behöver inte TMS för att bestämma status som ledamot av Europaparlamentet, vilket minimerar kostnaderna och onödiga tester för patienten.
Patienter med en säker poäng på mindre än 5 på dag 3 poststroke kräver TMS att bestämma den funktionella integriteten hos deras CST. Om en parlamentsledamot kan framkallas från paretic extensor carpi radialis (ECR) eller första dorsala interosseus (FDI) muskler, patienten är mep + och förväntas återhämta fin motorkontroll av handen med 3 månader poststroke. Ungefär hälften av patienterna med en SAFE poäng mindre än 5 på dag 3 poststroke är MEP +. Viktigt, patienter kan ha en SAFE poäng så lågt som noll och vara MEP +. Detta illustrerar behovet av TMS i denna undergrupp av patienter, eftersom enbart klinisk bedömning inte kan skilja mellan patienter med och utan funktionell CST. Patienter som är parlamentsledamoten har betydande CST-skador. Dessa patienter förväntas ha ett begränsat eller dåligt UL-funktionsresultat beroende på deras totala strokesvårighetsgrad, mätt med National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS) (figur 1)17. Dessa parlamentsledamoten- patienterna förväntas inte återfå koordinerad och fingerkontroll och kan grupperas tillsammans för forskningsändamål.
Bild 1: PREP2-algoritmen. SAFE = Shoulder Abduction, Finger Extension poäng, vilket är summan av Medical Research Council betyg för var och en av dessa rörelser av 5, för en total SAFE poäng av 10. MEP+ = Motor Evoked Potentials kan framkallas från paretic extensor carpi radialis (ECR) och/eller första dorsala interosseous (FDI) muskler paretic UL med hjälp av transkraniell magnetisk stimulering. NIHSS = Nationella institutet för hälsostroke skala. Algoritmen förutspår ett av fyra möjliga UL-funktionella resultat vid 3 månaders poststroke. Varje förutsägelse kategori är associerad med en rehabilitering fokus som kan användas för att skräddarsy UL terapi2. De färgade prickarna representerar proportionellt prep2-algoritmnoggrannhet. Prickarna är färgkodade baserat på resultatkategorin som faktiskt uppnåtts 3 månader efter stroke (Grön = Utmärkt; Blå = Bra; Orange = Begränsad; Röd = Dålig). Figur återges från Stinear et al.17. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
I klinisk praxis förutspår PREP2 en av fyra utfallskategorier som kan användas för att skräddarsy rehabilitering för enskilda patienter och hjälpa patienter och familjer att förstå vad de kan förvänta sig för deras UL återhämtning. Hittills är PREP2 det enda externt validerade UL-förutsägelseverktyget som kombinerar klinisk bedömning och biomarkörinformation i ett beslutsträd17. Det är också det enda UL förutsägelse verktyg med forskning om effekterna av genomförandet i klinisk praxis20,21. PREP2 förutsägelser är korrekta för cirka 75% av patienterna, för optimistisk för 17% och för pessimistiska för 8% av patienterna vid 3 månader efter stroke17. Noggrannheten är högst för P-patienter (korrekt för 90% av PARlamentsledamoten- patienter), belyser värdet av att använda TMS för att identifiera dessa patienter med allvarliga skador på fallande motorvägar17. PREP2 är fortfarande korrekt för cirka 80% av patienterna vid 2 år efter stroke22. Detta stöder användningen av PREP2 för att förutsäga UL funktionella motoriska resultat på 3 månader och längre sikt. Information om att leverera PREP2 förutsägelser och använda dem i klinisk praxis ligger utanför ramen för denna metod papper, men detaljerade resurser finns tillgängliga online23.
PREP2 ger forskare ett verktyg för att välja och stratifiera patienter för kliniska prövningar. Detta gör det möjligt för patienter att grupperas inte bara enligt kliniska grundläggande egenskaper, men också deras neurobiologiska potential för UL återhämtning. Trots de ökande bevisen för användning av TMS som en prognostisk biomarkör för UL återhämtning, brist på förtrogenhet med TMS protokoll i sjukhusinställningar med subakuta stroke patienter kan vara ett hinder för dess användning i forskning. Därför syftar detta protokoll till att visa hur man använder SAFE-poängen och TMS för att utvärdera CST-funktionen hos patienter i en sjukhusmiljö tidigt efter stroke.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
All forskning som bedrivs med mänskliga deltagare måste ha humanetikgodkännande av lämplig institutionell etikkommitté och studien måste genomföras i enlighet med Helsingfors deklaration.
1. Patientscreening
- Skärm alla patienter för PREP2 lämplighet inom 72 h stroke debut.
OBS: Patienterna är lämpliga om de har haft en ensidig ischemisk eller hemorragisk stroke inom de senaste 72 h, har nya UL svaghet, och är 18 år eller äldre.
2. SÄKER Poäng
OBS: Se till att patienter med ouppmärksamhet eller trötthet är inriktade på armen för att möjliggöra en korrekt bedömning av styrka.
- Placera patienten med ryggen fullt stöd och upprätt antingen i sängen eller i en stol och deras pariska arm vid sin sida med armbågen i förlängningen.
- Visa skuldra bortförande. Be patienten lyfta armen i sidled och upp mot örat. Använd Medical Research Council (MRC) betyg för att få skuldra bortförande styrka.
OBS: MRC kvaliteter beskrivs på följande sätt: 0 = ingen påtaglig muskelaktivitet; 1 = påtaglig muskelaktivitet men ingen rörelse; 2 = begränsat rörelseomfång utan gravitation; 3 = fullt rörelseomfång mot gravitationmen inget motstånd; 4 = fullt rörelseomfång mot gravitation och motstånd men svagare än den andra sidan; 5 = normal effekt. - För att få skuldra bortförande betyg 4 eller 5, placera handen över patientens arm, proximala till armbågen och tillämpa motstånd.
OBS: Patienten måste kunna uppnå alla rörelseomfång mot motstånd för att tilldelas en poäng på 4 eller högre. - Placera paretic underarm i pronation med fingrarna helt böjda och ge stöd under handleden.
- Visa fingerförlängning. Be patienten att räta ut sina fingrar och använda Medical Research Council betyg för att få finger förlängning styrka.
- För att få fingerförlängningsgrader na 4 eller 5, applicera motstånd över fingerdimmern, distala till metacarpophalangeal lederna, under hela rörelsen.
OBS: Patienten måste kunna uppnå full förlängning mot motstånd för att tilldelas en poäng på 4 eller högre. - Om du vill få fingrar med ojämlik styrka använder du majoritetsregeln. Om tre fingrar har samma poäng, använd den här poängen. Om två fingrar har lägre poäng än de andra två fingrarna, använd den lägre poängen.
- Lägg till MRC kvaliteter för skuldra bortförande och finger förlängning tillsammans för en SAFE poäng av 10. Om patienten har en SAFE poäng på 5 eller fler på dag 3 poststroke de kan antas ha en funktionell kortikospinal tarmkanalen och TMS krävs inte. Om patienten har en SAFE-poäng mindre än 5 på dag 3 poststing krävs TMS för att bestämma deras status som ledamot av Europaparlamentet.
3. Transkraniell magnetisk stimulering (TMS)
- Utvärdera patientens lämplighet för TMS.
- Fyll i en TMS-säkerhetschecklista med patienten för att identifiera absoluta och relativa kontraindikationer till TMS24.
OBS: Denna information bör samlas in genom patient-och familjeintervju och från journaler. Se avsnittet representativa resultat för mer information. - Be patientens läkare att granska TMS checklista och godkänna det om det är lämpligt.
- På dagen för TMS-testet, granska patientens medicinska status med det kliniska teamet och patienten för att säkerställa att det inte har skett några förändringar sedan checklistan undertecknades.
OBS: Händelser att tänka på inkluderar falla med huvudskada, beslag, om patienten har blivit medicinskt sjuk, är hypoglykemiskt, eller har instabilt blodtryck. Se till att patienten har tagit alla föreskrivna läkemedel före testet.
- Fyll i en TMS-säkerhetschecklista med patienten för att identifiera absoluta och relativa kontraindikationer till TMS24.
- Förbered miljön.
- Ta bort möbler från runt sängen. Flytta sängen bort från väggen för att ge utrymme för TMS-enheten.
- Placera TMS-enheten i huvudet på sängen mot sidan mittemot paretic lem. Vinkel tms-enheten så att den person som levererar TMS lätt kan se skärmen.
- Testa TMS-installationen för att kontrollera att den fungerar som den ska.
Det här protokollet använder en TMS-enhet med en puls. Elektromyografisignalen (EMG) kan provtas vid 2 kHz och filtreras med 10 Hz högpasss- och 1 000 Hz lågpassfilter. EMG-utrustningen måste utlösas av TMS-enheten så att EMG-spårningen börjar minst 50 ms före TMS-stimulansen och slutar minst 50 ms efter TMS-stimulansen. - Se till att protokollet för att kalla akut hjälp i TMS bedömningsrum om detta krävs.
- Förbered patienten.
OBS: Patienter med intravenösa (IV) linjer, nasogastric utfodring, eller låga koncentrationer av extra syre via en nasal kanyl kan testas med TMS förutsatt att de anses medicinskt stabil av den behandlande läkaren. Extra syre bör fortsätta under hela TMS-sessionen. Avbryta och koppla bort nasogastric utfodring och icke-väsentliga vätskor genom IV linjer kommer att göra det lättare att genomföra TMS bedömning.- Ta bort alla kläder som täcker underarmarna. Ta bort alla föremål som täcker paretic handleden såsom en klocka eller identifiering armband för att möjliggöra EMG elektrod placering.
- Placera pararmen på en kudde med underarmen pronated och fullt stöd från armbågen till handen.
- Palpate paretic underarm för att lokalisera muskelmagen för extensor carpi radialis (ECR) muskel. Identifiera positioner för två yt-EMG elektroder över muskelmagen, vilket möjliggör faktorer som positionen för IV kanyl eller förband.
OBS: Det är viktigt att minst en elektrod är placerad över muskelmagen. Detta kan kräva diskussion med vårdpersonal om ompositionering sett till om möjligt. - Rengör huden på varje elektrodplats med en alkoholhudrengöringstorka. Raka varje elektrod plats för att ta bort alla hår. Smörj lätt elektrodplatserna med slipkräm eller tejp. Ta hand om patienter som har ömtålig hud och undvik alla områden av bruten hud.
- Applicera självhäftande engångsinspelningselektroder på varje plats.
- Hitta elektrodplatserna för den första dorsala interosseus muskeln (FDI). En elektrod kommer att placeras på FDI muskelmage och en på dorsum av handen.
OBS: Elektrodplacering kan variera beroende på patientfaktorer såsom positionen för en IV-kanyl eller förband. - Förbered huden och applicera de självhäftande inspelningselektroderna som tidigare beskrivits.
- Placera referenselektrodbandet runt armen bara proximala mot armbågen. Alternativt kan du förbereda huden och placera en självhäftande referenselektrod över den laterala epicondyle av överarmsmannen.
- Placera patienten i sängen för testet.
- Sänk sängskenorna. Flytta patienten så högt upp i sängen som möjligt och mot kanten av sängen på den icke-pariska sidan.
OBS: Patienten ska endast flyttas av utbildad personal. - Sätt upp sängräcket igen på pareticsidan för säkerhet. Ta bort sänggavelns sängom möjligt och ta bort eventuella oanvända IV-stolpar som är fästa vid sängen som kan hindra spolens läge.
- Höj huvudet på sängen så högt som möjligt. Placera kuddar bakom patientens rygg för att föra dem i en upprätt sittande ställning utan huvudet i kontakt med sängen. Lägg inte en kudde bakom huvudet. Om möjligt, höj knäna för att förhindra att patienten glider ner i sängen under testning.
- Se till att paretic underarmen är i pronation och fullt stöd av en kudde från armbågen till handleden. Kontrollera om det finns tillräcklig TMS-spole genom att hålla TMS-spolen mot patientens huvud. Gör justeringar i patientens position efter behov.
- Sänk sängskenorna. Flytta patienten så högt upp i sängen som möjligt och mot kanten av sängen på den icke-pariska sidan.
- Placera patienten i en stol eller rullstol för testet (alternativt alternativ).
- Se till att patienten sitter upprätt och bekvämt i stolen. Placera en kudde under varje arm. Se till att paretic underarmen är försmyckad och fullt stöd av kudden.
- Kontrollera EMG-spårningen: Anslut kablarna mellan patienten och EMG-enheten. Kontrollera att EMG-signalen är fri från allt elektriskt brus.
- Leverera TMS.
- Två utbildade anställda bör vara närvarande vid TMS-testet. Instruera patienten att se rakt fram, hålla huvudet stilla och ögonen öppna.
- Den person som håller spolen ska stå bredvid patientens huvud på sin icke-pariska sida och placera spolens mittöver placeringen av den primära motorbarken på det strokedrabbade halvklotet. Detta är ca 4 cm lateralt från vertex på interaural linjen.
OBS: Ett annat sätt att identifiera utgångsspolen spole läge är att mäta ungefär en tredjedel av avståndet från vertex till framsidan av örat. - Orientera spolen med handtaget pekar bakåt, i en ca 45° vinkel i mittsagittal planet för att producera en bakre-till-främre ström i den underliggande vävnaden.
OBS: Spolen som används i detta protokoll är en platt figur-åtta spole, men en branding spole eller cirkulär spole kan också användas. - Justera sänghöjden för spolehållarens komfort. Använd ett steg om det behövs. Den andra personen (inte spoleinnehavaren) ansvarar för övervakning av patientkomforten under hela TMS-sessionen. De kan stå vid foten av sängen för att övervaka patienten och se till att patienten behåller ett neutralt huvudläge eller övervaka patienten från sängsidan samtidigt som TMS-enheten kontroller vid behov.
Detta beror på den enskilda TMS-inställningen som används. Patienten ska övervakas för komfortnivåer, vakenhet och eventuella negativa effekter såsom vasovagal svar på TMS. - Börja med en stimulansintensitet på 30% maximal stimulatorutgång (MSO). Öka intensiteten i 10% MSO steg med tre till fem stimuli på varje intensitet och hårbotten plats.
- Flytta spolen systematiskt i 1 cm steg i varje riktning (främre, bakre, mediala, laterala) för att hitta den optimala platsen för att producera parlamentsledamöter i de inspelade musklerna. Små justeringar av spole rotation kan också vara nödvändigt.
- Fortsätt att öka stimulansintensiteten och flytta spolen tills parlamentsledamöterna konsekvent observeras i en eller båda musklerna eller tills 100% MSO har uppnåtts.
- Om 100 % av mso uppnås utan att några parlamentsledamöter observeras, använd aktiv underlättande för att öka kortikomotoriskretoch sannolikheten för att få fram en ledamot av Europaparlamentet. Be patienten att krama en kudde på bröstet med båda armarna, försöker aktivera sina paretic UL så mycket som möjligt. För patienter utan distala UL aktivitet, be dem att höja och dra sig tillbaka vid axeln gördel.
- Klassificera patientens status som ledamot av Europaparlamentet.
- Klassificera patienten som parlamentsledamöter+ om parlamentsledamöter av någon amplitud observeras med en konsekvent latens som svar på minst fem stimuli. Detta kan vara antingen i vila eller under frivillig underlättande. Utländska direktinvesteringar är vanligtvis 20–30 ms medan ECR-latens vanligtvis är 15–25 ms. Europaparlamentet behöver inte överskrida en topp-till-topp-amplitud på 50 μV.
- Klassificera patienten som ledamot av Europaparlamentet- om en ledamot av Europaparlamentet inte kan framkallas till 100% MSO antingen i vila eller samtidigt som man försöker frivillig underlättande.
- Ta bort elektroder och torka huden med en alkoholtorka. Huden kan vara något röd men detta löser oftast utan någon behandling.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
SAFE-poängen och TMS kan användas för att fastställa CST:s funktionella status inom en veckaefter stroke. Patienter som har en SAFE poäng på minst 5 på dag 3, eller är MEP + när de testas med TMS, har en funktionell CST och förväntas återfå åtminstone viss samordning och fingerfärdighet. Patienter som är parlamentsledamoten har ingen funktionell CST och kommer därför sannolikt att begränsas till förbättringar i proximala armrörelser och bruttorörelser i handen. CST:s funktionella status kan därför användas för att välja patienter för prövningar baserat på deras förmåga att återställa fingerfärdighetsfunktionen.
PREP2-algoritmen förutsäger UL:s funktionella resultat genom att erhålla SAFE-poäng- och mep-status med hjälp av det här protokollet. PREP2 algoritmen har utvecklats och validerats hos patienter i åldern 18 år eller äldre, med ischemisk eller hemorragisk stroke och nya UL svaghet, som beskrivs i detalj på andra håll16,17,20. En viktig del av PREP2-algoritmen är att bestämma MEP-status med TMS för patienter med en SAFE-poäng mindre än 5. Patienterna måste bedömas för lämplighet för förfarandet. Detta inkluderar att fylla i en säkerhetschecklista som därefter granskas och godkänns av den behandlande läkaren. Syftet med checklistan är att identifiera eventuella kontraindikationer eller försiktighetsåtgärder för att använda TMS såsom närvaron av en pacemaker, kramper, hjärnkirurgi och skallskador. Kontraindikationer och försiktighetsåtgärder för TMS är väl etablerade och beskrivs tidigare i detalj24.
En patient anses vara ledamot av Europaparlamentet+ om en ledamot av Europaparlamentet konsekvent befinner sig vid en lämplig latens (20–30 ms för utländska direktinvesteringar, 15–25 ms för ECR) och med någon topp-till-topp-amplitud. Patienten är ledamot av Europaparlamentet+ om en ledamot av Europaparlamentet förvärvas i vila eller samtidigt som den försöker vara frivillig UL-underlättande. Parlamentsledamoten behöver bara finnas i en muskel för att patienten ska betraktas som ledamot av Europaparlamentet+. Detta protokoll skiljer sig från andra protokoll som kan kräva att en ledamot av Europaparlamentet överstiger 50 μV i topp-till-topp amplitud för minst 5 av 10 spår. Dessa andra protokoll är utformade för att fastställa patientens restmotortröskel som grund för ytterligare neurofysiologisk bedömning. För förutsägelse av UL återhämtning, den enkla närvaron eller frånvaron av en ledamot av Europaparlamentet är en starkare prediktor än parlamentsledamoten amplitud och identifiera resten motor tröskeln krävs inte8,9,16,25.
Figur 2, figur 3och figur 4 ger exempel på EMG-inspelningar från patienter som testats med TMS inom 1 vecka efter stroke.
Figur 2: Exempel på patienter med Europaparlamentet+ patienter. (A) Denna patient hade parlamentsledamöter i paretic FDI (top trace) och ECR muskler (botten spår). Den utländska parlamentarikerns latens (25 ms) var något längre än ECR (21 ms), som förväntat. (B)Denna patient hade parlamentsledamöter i FDI- och ECR-musklerna. ECR-mep-amplituden var liten (40 μV) men inträffade vid en lämplig latens. Även om denna patient uppenbarligen hade en stor parlamentsledamot för utländska direktinvesteringar, skulle de betraktas som ledamot av Europaparlamentet+ baserat enbart på ECR-spårningen. (C)Denna patient hade en liten parlamentsledamot i FDI-muskeln (40 μV) och ingen parlamentsledamot i ECR-muskeln. Parlamentsledamoten inträffade vid en lämplig latens (27,5 ms). Denna patient kan betraktas som parlamentsledamot+ eftersom parlamentsledamoten observerades på minst fem spår (se steg 3.8.1 i protokollet). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3: Exempel på parlamentsledamot-patienter. Dessa patienter misslyckades med att visa parlamentsledamöter på 100% mSO medan i vila och försöker aktiv bilateral underlättande för att öka sannolikheten för att framkalla en ledamot av Europaparlamentet. EMG-spåren visar inte muskelaktivitet under underlättande på grund av svår pares. (A)Denna patient hade ingen parlamentsledamot av någon amplitud i någon muskel trots alla ansträngningar för att framkalla en. (B)Denna patient hade ingen parlamentsledamot i FDI muskeln (topp spår). Den nedre spår (ECR) innehåller en långsträckt svans av stimulans artefakten. När detta finns under latensfönstret för antingen muskler kan det vara svårt att identifiera en ledamot av Europaparlamentet. Mer information om felsökning av EMG-brusproblem finns i bild 4. Om problemet inte kan lösas används resultatet av spår av utländska direktinvesteringar, vilket i detta fall är parlamentsledamot. (C)Fluktuationen som ses i ECR-muskeln EMG-spårning är inte en ledamot av Europaparlamentet. Det här är en motorenhet som skjuter sporadiskt. Dessa kan identifieras på grund av deras enhetliga form och utseende vid latenser som inte motsvarar den förväntade svarstiden för ECR. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4: Exempel på EMG spår förorenade av elektriskt brus. (A)Denna patient hade parlamentsledamöter i båda musklerna som tydligt kan identifieras trots det elektriska bullret i FDI-spårningen. (B)Denna patient hade endast parlamentsledamöter i ECR. Bullriga signaler kan vara ett vanligt problem under EMG inspelning. Forskaren måste överväga om bullret är miljömässigt (på grund av problem med elektriskt brus i rummet, eller i EMG-installationen) eller biologisk (underliggande muskelaktivitet från patienten). Felsökningsförslag inkluderar men är inte begränsade till att kontrollera om hudberedningen var tillräcklig, elektroden har förlorat kontakten med huden (detta är särskilt vanligt med FDI om en patient har svett på sina händer), problem med jordningsremmen eller elektroden, kablarna är ordentligt fästa vid patienten och EMG-enheten, någon rör patienten eller TMS-vagnen under testet, kopplar ur sängen från sin elförsörjning, justerabelysningen (svarvning av lysrörsbelysning) och justerar belysningen) och justerar belysningen). patientens position så att de kan koppla av med sina ULs fullt stöd på kuddar. I båda dessa spår var bakgrundsljudet bara närvarande i en muskel. Detta tyder på att buller frågor var specifika för installationen för att muskeln (t.ex. en lös kabel, dålig elektrod resistiv på grund av bristande kontakt med huden, eller en felaktig elektrod). Buller som finns i spåren för båda musklerna indikerar problem med jordningelektroden eller remmen eller elektriskt brus i miljön. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
CST-funktionen utvärderad med MEP-status är en viktig prognostisk biomarkör för UL-återställning och resultat efter stroke. Totalt 95% av patienterna med en funktionell CST vid 1 vecka poststroke uppnå en Action Research Arm Test (ARAT) poäng på minst 34 av 57 med 3 månader efter stroke17. Omvänt uppnår 100% av patienterna utan en funktionell CST vid 1 vecka poststroke en ARAT poäng på mindre än 34 med 3 månader poststroke17. Utvärdering av CST-funktionen inom en vecka efterstroke kan förbättra patientens urval och stratifiering i prövningar som syftar till att förbättra UL återhämtning och resultat efter stroke.
Den första ersättningen för TMS-bedömningen är patientsäkerheten. Checklistan för TMS-säkerhet ska ses över och undertecknas av en läkare före TMS-bedömningen. Checklistan måste också ses över med patienten samma dag som TMS-bedömningen ska ses över, för att bekräfta att det inte har skett några ändringar i deras checklistasvar. Det kan vara lämpligare att genomföra TMS-testet i ett separat procedurrum snarare än i patientens sängutrymme. I denna situation kan hudberedning och elektrodplacering för yt-EMG ske inom patientens sängutrymme innan du transporterar till procedurrummet för TMS-testning. Förbereda patienten på sängutrymmet minimerar tiden för förfarandet, vilket kan vara mer acceptabelt för vissa patienter. Om patienten transporteras till ett procedurrum för testning är det viktigt att säkerställa att alla kompletterande medicintekniska produkter (t.ex. syrgasbehandling, IV-linjer, kateter, uppblåsbar madrass) fungerar på lämpligt sätt under och efter transporten.
Patientpositionering är också en viktig faktor. En patient som är mycket trött poststroke kommer sannolikt att vara mer bekväm om de testas i sin säng snarare än en stol. Testa en patient i sängen kan vara mer utmanande, men med noggrann patient positionering är det möjligt att placera TMS spolen på lämpligt sätt över UL representation av MOTOR cortex med rätt spole orientering. Testning av patienten i en stol ger enklare tillgång till huvudet med TMS-spolen men kan ge större utmaningar med patientöverföringar.
Den TMS-inställning som beskrivs i det här protokollet kan variera beroende på tillgängliga TMS-utrustning och patientfaktorer. En platt figur-åtta spole användes här men kan ersättas med en figur-åtta branding spole eller cirkulär spole. På samma sätt kan elektrodplacering variera beroende på elektrodens längd, eller problem med placering på grund av hudskador, IV-kanyl och förband. Typisk FDI-placering innebär en elektrod över FDI muskelbuken och en över den laterala aspekten av understödja metacarpophalangeal led. Detta protokoll beskriver en mage-sena montage för FDI elektrod positionering, med den andra elektroden placeras på dorsum av handen. Att placera den andra elektroden över handens dorsum är användbart om patienten svettas eller elektroderna själva är för stora för att passa i standardkonfigurationen.
Det är viktigt att komplettera TMS-bedömningen korrekt, särskilt när man fastställer att en patient är ledamot av Europaparlamentet. Alla ansträngningar måste göras för att framkalla en ledamot av Europaparlamentet om möjligt, inklusive att ge stimulans på upp till 100% MSO, se till att patienten är vaken med ögonen öppna under testet, och underlättande av muskelaktivering i en eller båda armarna. Tekniken som beskrivs i detta protokoll använder inte neuronavigation för att identifiera hotspot för TMS-spolen. Detta tar bort behovet av en magnetisk resonanstomografi (MRI) scan och minskar längden på sessionen. Detta innebär dock också att spolens rörelse samtidigt som man söker efter den optimala stimuleringsplatsen måste vara systematisk och noggrann för att säkerställa att alla ansträngningar har gjorts för att framkalla en ledamot av Europaparlamentet.
TMS krävs endast för patienter med en SAFE poäng mindre än 5. Detta innebär att TMS endast behövs för ungefär en tredjedel av patienterna, vilket minskar kostnaderna och förbättrar tillgängligheten. Om TMS inte är tillgänglig, noggrannheten av förutsägelser för patienter med en säker poäng mindre än 5 sjunker till 55%, även när MRI biomarkörer finns17. Forskning och kliniska platser utan tillgång till TMS kan fortfarande slutföra den första halvan av PREP2 algoritm för patienter som har en säker poäng på 5 eller fler. Detta skulle dock begränsa valet av patienter för forskningsförsök till dem som har mild till måttlig UL svaghet.
SAFE-poängen och TMS är användbara i klinisk praxis och ger forskarna en principfast metod för att välja och stratifiera patienter för kliniska prövningar baserat på CST-funktion och patientens neurobiologiska kapacitet för UL-återhämtning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Författarna tackar professor Winston Byblow och Harry Jordan för deras värdefulla bidrag till detta arbete. Detta arbete finansierades av 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).
