Summary
Questo protocollo è per la valutazione della funzione del tratto corticospinale entro 1 settimana dall'ictus. Può essere utilizzato per selezionare e stratificare i pazienti in sperimentazioni di interventi progettati per migliorare il recupero e gli esiti motori degli arti superiori e nella pratica clinica per prevedere gli esiti funzionali dell'arto superiore 3 mesi dopo l'ictus.
Abstract
L'elevata variabilità interindividuale nel recupero della funzione dell'arto superiore (UL) dopo l'ictus significa che è difficile prevedere il potenziale di recupero di un individuo basato solo su valutazioni cliniche. L'integrità funzionale del tratto corticospinale è un importante biomarcatore prognostico per il recupero della funzione UL, in particolare per quelli con grave compromissione iniziale UL. Questo articolo presenta un protocollo per la valutazione della funzione del tratto corticospinale entro 1 settimana dall'ictus. Questo protocollo può essere utilizzato per selezionare e stratificare i pazienti in sperimentazioni di interventi progettati per migliorare il recupero del motore UL e gli esiti dopo l'ictus. Il protocollo fa anche parte dell'algoritmo PREP2, che prevede la funzione UL per i singoli pazienti 3 mesi dopo l'ictus. L'algoritmo combina in sequenza una valutazione della forza UL, l'età, la stimolazione magnetica transcranica e la gravità dell'ictus, entro pochi giorni dall'ictus. I vantaggi dell'utilizzo di PREP2 nella pratica clinica sono descritti altrove. Questo articolo si concentra sull'uso di una valutazione della forza UL e della stimolazione magnetica transcranica per valutare la funzione del tratto corticospinale.
Introduction
La funzione dell'arto superiore è comunemente compromessa dopo l'ictus e il recupero della funzione UL è importante per riconquistare l'indipendenza nelle attività quotidiane1. Le prove di riabilitazione dell'ictus sono spesso volte a migliorare il recupero e gli esiti UL dopo l'ictus. La maggior parte della ricerca sulla riabilitazione dell'ictus è condotta con i pazienti in fase cronica (>6 mesi dopo l'ictus), ma la maggior parte della riabilitazione avviene presto dopo l'ictus2,3. Ulteriori ricerche devono essere condotte con i pazienti subito dopo un ictus per costruire una base di prova per la pratica di riabilitazione.
Una delle maggiori sfide quando si conduce la ricerca subito dopo l'ictus è rilevare gli effetti dell'intervento sullo sfondo del recupero che si verificano durante le settimane e i mesi iniziali dopo l'ictus. L'elevata variabilità intertesina nella presentazione clinica e nel recupero crea rumore che può oscurare gli effetti benefici degli interventi. I gruppi di intervento e di controllo sono in genere bilanciati su misure cliniche di compromissione neurologica iniziale. Tuttavia, queste misure sono spesso scarse predittori del potenziale del paziente per il successivo recupero, in particolare quelli con grave compromissione iniziale4,5. Ciò significa che i gruppi possono essere abbinati per le misure cliniche di base e non corrispondenti al loro potenziale di recupero, il che rende più difficile accertare gli effetti dell'intervento. I biomarcatori possono affrontare questa sfida identificando il potenziale di recupero motorio di un singolo paziente, in modo che i gruppi possano essere abbinati e stratificati accuratamente6,7,8. I biomarcatori possono essere utilizzati anche per selezionare i pazienti che hanno maggiori probabilità di rispondere ai meccanismi noti o ipotizzati dell'intervento di azione6.
L'integrità funzionale del tratto corticospinale (CST) è un biomarcatore chiave che prevede il recupero della funzione UL dopo il tratto5,8,9,10,11,12. Il CST trasmette l'uscita motoria discendente dalla corteccia motoria primaria al midollo spinale ed è essenziale per la coordinazione e il controllo motorio fine. I pazienti con un CST funzionale dopo l'ictus hanno maggiori probabilità di recuperare forza, coordinazione e destrezza rispetto ai pazienti senza. Una valutazione clinica può essere sufficiente a confermare che il CST è funzionale in pazienti con lieve compromissione13,14,15. Tuttavia, i pazienti con menomazione iniziale più grave possono o non possono avere un CST funzionale, e una valutazione neurofisiologica utilizzando stimolazione magnetica transcranica (TMS) è necessaria9,10,11,16,17.
TMS è una tecnica non invasiva e indolore che può essere utilizzata per testare la funzione CST18. La bobina TMS fornisce uno stimolo magnetico sulla corteccia motoria primaria che genera una raffica discendente nel CST, suscitando un potenziale motor-evokeed (MEP) nei muscoli dell'arto contralaterale19. La presenza di un deputato nel braccio o nella mano a foneture (MEP) indica un CST funzionale ed è associata a un maggiore potenziale di recupero della funzione UL. I pazienti che sono MEP- hanno più probabilità di avere un peggior recupero dell'UL, senza ritorno della funzione della mano coordinata e abile4,6,9,12,16.
Testare tutti i pazienti con TMS è poco pratico e inutile, in quanto quelli con lieve compromissione iniziale molto probabilmente hanno un CSTfunzionale 17. Pertanto, è necessario un approccio gerarchico in modo che il TMS venga utilizzato solo per i pazienti con disabilità iniziale più grave. L'algoritmo PREP2 è stato sviluppato utilizzando una combinazione di misure cliniche e TMS per valutare la funzione CST e prevedere il probabile risultato dell'UL a 3 mesi dopo l'ictus (Figura 1)17. PREP2 inizia al terzo giorno testando la forza del rapimento della spalla e l'estensione delle dita nel braccio paretico (punteggio SAFE), utilizzando i gradi del Medical Research Council. Se la somma di questi gradi è 5 o più su 10, è "sicuro" presumere che il paziente sia MEP. Questi pazienti sono tenuti ad avere un buon o eccellente esito UL da 3 mesi post-ictus, a seconda della loro età17. Questi pazienti non hanno bisogno di TMS per determinare lo stato di eurodeputato, riducendo al minimo i costi e test inutili per il paziente.
I pazienti con un punteggio SAFE inferiore a 5 il giorno 3 poststroke richiedono TMS per determinare l'integrità funzionale del loro CST. Se un eurodeputato può essere espulso dai muscoli dell'estensore delle pareti (ECR) o del primo interosseus dorsale (FDI), il paziente è MEP e si prevede che riprenda il controllo motorio fine della mano di 3 mesi dopo l'ictus. Circa la metà dei pazienti con un punteggio SAFE inferiore a 5 il giorno 3 poststroke sono MEP. È importante sottolineare che i pazienti possono avere un punteggio SAFE a partire da zero ed essere MEP. Ciò illustra la necessità di TMS in questo sottogruppo di pazienti, in quanto la valutazione clinica da sola non può distinguere tra pazienti con e senza un CST funzionale. I pazienti che sono eurodeputati- hanno danni CST significativi. Questi pazienti dovrebbero avere un esito funzionale dell'UL limitato o scarso a seconda della loro gravità complessiva dell'ictus, misurato con il National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS) (Figura 1)17. Questi pazienti eurodeputati non dovrebbero riacquistare il controllo coordinato e abile delle dita e possono essere raggruppati per scopi di ricerca.
Figura 1: Algoritmo PREP2. SAFE - Rapimento alla spalla, punteggio di estensione delle dita, che è la somma dei gradi del Medical Research Council per ciascuno di questi movimenti su 5, per un punteggio SAFE totale su 10. I potenziali evocati dal motore possono essere suscitati dai muscoli estensori carpi radialis (ECR) e/o primi muscoli parosali dorsali (FDI) del UL paretico utilizzando la stimolazione magnetica transcranica. NIHSS - Istituti nazionali di ictus di salute Scala. L'algoritmo prevede uno dei quattro possibili risultati funzionali UL a 3 mesi dopo il colpo. Ogni categoria di previsione è associata a un focus di riabilitazione che può essere utilizzato per personalizzare la terapia UL2. I punti colorati rappresentano proporzionalmente la precisione dell'algoritmo PREP2. I punti sono codificati a colori in base alla categoria dei risultati effettivamente raggiunto 3 mesi dopo colpo (Verde - Eccellente; Blu - Buono; Arancione - Limitato; Rosso e Scarso). Figura riprodotta da Stinear etal. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Nella pratica clinica, PREP2 prevede una delle quattro categorie di risultati che possono essere utilizzate per personalizzare la riabilitazione per singoli pazienti e aiutare i pazienti e le famiglie a capire cosa possono aspettarsi per il loro recupero dell'UL. Ad oggi, PREP2 è l'unico strumento di previsione UL convalidato esternamente che combina la valutazione clinica e le informazioni sui biomarcatori in un albero delle decisioni17. È anche l'unico strumento di previsione UL con ricerca sugli effetti dell'attuazione nella pratica clinica20,21. Le previsioni di PREP2 sono accurate per circa il 75% dei pazienti, troppo ottimistiche per il 17% e troppo pessimistiche per l'8% dei pazienti a 3 mesi dopo l'ictus17. L'accuratezza è più elevata per i pazienti MEP (accurata per il 90% dei pazienti MEP), evidenziando il valore dell'utilizzo di TMS per identificare questi pazienti con gravi danni alle vie motorie decrescenti17. PREP2 rimane corretto per circa l'80% dei pazienti a 2 anni post-ictus22. Questo supporta l'uso di PREP2 per prevedere gli esiti motori funzionali UL a 3 mesi e più a lungo termine. Le informazioni sulla fornitura di previsioni PREP2 e sul loro utilizzo nella pratica clinica non rientrano nell'ambito di questo documento sui metodi, ma le risorse dettagliate sono disponibili online23.
PREP2 fornisce ai ricercatori uno strumento per selezionare e stratificare i pazienti per gli studi clinici. Questo permette ai pazienti di essere raggruppati non solo in base alle caratteristiche cliniche di base, ma anche il loro potenziale neurobiologico per il recupero dell'UL. Nonostante le prove crescenti per l'uso di TMS come biomarcatore prognostico per il recupero dell'UL, la mancanza di familiarità con i protocolli TMS in ambienti ospedalieri con pazienti colpiti da ictus subacuta può essere una barriera al suo utilizzo nella ricerca. Pertanto, questo protocollo ha lo scopo di dimostrare come utilizzare il punteggio SAFE e TMS per valutare la funzione CST nei pazienti in un ambiente ospedaliero precocedopo l'ictus.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Tutte le ricerche condotte con partecipanti umani devono avere l'approvazione etica umana da parte del comitato etico istituzionale appropriato e lo studio deve essere condotto in conformità con la dichiarazione di Helsinki.
1. Screening dei pazienti
- Vagliare tutti i pazienti per l'idoneità di PREP2 entro 72 h dall'esordio dell'ictus.
NOTA: I pazienti sono adatti se hanno avuto un ictus ischemico unilaterale o emorragico negli ultimi 72 h, hanno una nuova debolezza dell'UL e hanno 18 anni o più.
2. Punteggio SAFE
NOTA: Assicurarsi che i pazienti con disattenzione o affaticamento si concentrino sul braccio per consentire una valutazione accurata della forza.
- Posizionare il paziente con la schiena completamente sostenuta e in posizione verticale sia a letto che in una sedia e il braccio paretico al fianco con il gomito in estensione.
- Dimostrare il rapimento alla spalla. Chiedi al paziente di alzare il braccio lateralmente e verso l'orecchio. Utilizzare i gradi Medical Research Council (MRC) per segnare la forza di rapimento spalla.
NOTA: I gradi MRC sono descritti come segue: 0 - nessuna attività muscolare palpabile; 1 - attività muscolare palpabile ma nessun movimento; 2 - gamma limitata di movimento senza gravità; 3 - gamma completa di movimento contro la gravità, ma nessuna resistenza; 4 - gamma completa di movimento contro la gravità e la resistenza, ma più debole rispetto all'altro lato; 5 - potenza normale. - Per segnare spalla grado di rapimento 4 o 5, posizionare la mano sul braccio del paziente, prossimaal al gomito e applicare la resistenza.
NOTA: Il paziente deve essere in grado di ottenere una gamma completa di movimento contro la resistenza per ottenere un punteggio di 4 o superiore. - Posizionare l'avambraccio paretico in pronazione con le dita completamente flesse e fornire supporto sotto il polso.
- Dimostrare l'estensione delle dita. Chiedere al paziente di raddrizzare le dita e utilizzare i gradi Medical Research Council per ottenere la forza di estensione delle dita.
- Per segnare i gradi di estensione delle dita 4 o 5, applicare la resistenza sopra il dorsum delle dita, distale alle articolazioni metacarpofelangeali, in tutto il movimento.
NOTA: Il paziente deve essere in grado di ottenere la completa estensione contro la resistenza per ottenere un punteggio di 4 o superiore. - Per segnare le dita con forza ineguale, utilizzare la regola di maggioranza. Se tre dita hanno lo stesso punteggio, utilizzare questo punteggio. Se due dita hanno un punteggio inferiore rispetto alle altre due dita, utilizzare il punteggio più basso.
- Aggiungere i gradi MRC per il rapimento della spalla e l'estensione delle dita insieme per un punteggio SAFE su 10. Se il paziente ha un punteggio SAFE di 5 o più il giorno 3 poststroke si può presumere di avere un tratto corticospinale funzionale e TMS non è richiesto. Se il paziente ha un punteggio SAFE inferiore a 5 al giorno 3 post-ictus, TMS è necessario per determinare il loro stato DI eurodeputato.
3. Stimolazione magnetica transcranica (TMS)
- Valutare l'idoneità del paziente per TMS.
- Completare una lista di controllo di sicurezza TMS con il paziente per identificare le controindicazioni assolute e relative a TMS24.
NOTA: Queste informazioni devono essere raccolte tramite colloquio paziente e familiare e dalle cartelle cliniche. Vedere la sezione risultati rappresentativi per maggiori dettagli. - Chiedere al medico del paziente di esaminare l'elenco di controllo TMS e approvarlo, se appropriato.
- Il giorno del test TMS, esaminare lo stato medico del paziente con l'equipe clinica e il paziente per assicurarsi che non ci siano stati cambiamenti da quando la lista di controllo è stata firmata.
NOTA: Gli eventi da considerare includono la caduta con trauma cranico, convulsioni, se il paziente è diventato malato medicamente, è ipoglicemico o ha una pressione sanguigna instabile. Assicurarsi che il paziente abbia assunto tutti i farmaci prescritti prima del test.
- Completare una lista di controllo di sicurezza TMS con il paziente per identificare le controindicazioni assolute e relative a TMS24.
- Preparare l'ambiente.
- Rimuovere i mobili da tutto il letto. Spostare il letto lontano dalla parete per lasciare spazio per l'unità TMS.
- Posizionare l'unità TMS nella testa del letto verso il lato opposto all'arto paretico. Angolare l'unità TMS in modo che la persona che fornisce TMS possa vedere facilmente lo schermo.
- Testare la configurazione TMS per verificare che funzioni correttamente.
NOTA: questo protocollo utilizza un'unità TMS a impulso singolo. Il segnale di elettromiografia (EMG) può essere campionato a 2 kHz e filtrato con filtri a passata alta a 10 Hz e a 1.000 Hz a passo basso. L'apparecchiatura EMG deve essere attivata dall'unità TMS in modo che la traccia EMG inizi ad almeno 50 ms prima dello stimolo TMS e termini almeno 50 ms dopo lo stimolo TMS. - Garantire la familiarità con il protocollo per la convocazione dell'assistenza di emergenza nella sala di valutazione TMS nel caso in cui ciò sia necessario.
- Preparare il paziente.
NOTA: I pazienti con linee endovenose (IV), alimentazione nasogastrica o basse concentrazioni di ossigeno supplementare tramite una cannula nasale possono essere testati con TMS a condizione che siano considerati medicalmente stabili dal medico curante. L'ossigeno supplementare dovrebbe continuare per tutta la sessione di TMS. La sospensione e lo scollegamento dell'alimentazione nasogastrica e dei fluidi non essenziali attraverso linee IV renderanno più facile condurre la valutazione TMS.- Rimuovere eventuali indumenti che coprono gli avambracci. Rimuovere tutti gli elementi che coprono il polso paretico, ad esempio un orologio o un braccialetto di identificazione, per consentire il posizionamento degli elettrodi EMG.
- Posizionare il braccio paretico su un cuscino con l'avambraccio appoggiato e completamente sostenuto dal gomito alla mano.
- Palpate l'avambraccio paretic per individuare la pancia muscolare per il muscolo carpi radialis (ECR) estensore. Identificare le posizioni per due elettrodi EMG superficiali sulla pancia muscolare, consentendo fattori come la posizione della cannula IV o le medicazioni.
NOTA: È essenziale che almeno un elettrodo sia posizionato sopra la pancia muscolare. Ciò può richiedere una discussione con il personale infermieristico sul riposizionamento delle medicazioni prima del test, se possibile. - Pulire la pelle in ogni sito di elettrodo con una salvietta per la pulizia della pelle di alcol. Rasare ogni sito elettrodo per rimuovere i capelli. Abrade leggermente i siti degli elettrodi con una crema abrasiva o nastro adesivo. Fai attenzione ai pazienti che hanno la pelle fragile ed evita qualsiasi area di pelle rotta.
- Applicare in modo sicuro elettrodi di registrazione usa e getta autoadesivi ad ogni sito.
- Individuare i siti di elettrodi per il primo muscolo di interosseo dorsale (FDI). Un elettrodo sarà posto sulla pancia muscolare FDI e uno sul dorsum della mano.
NOTA: Il posizionamento degli elettrodi può variare a seconda di fattori del paziente come la posizione di una cannula IV o medicazioni. - Preparare la pelle e applicare gli elettrodi di registrazione autoadesivi come descritto in precedenza.
- Posizionare la cinghia dell'elettrodo di riferimento intorno al braccio come prossima al gomito. In alternativa, preparare la pelle e posizionare un elettrodo di riferimento autoadesivo sull'epicondile laterale dell'omero.
- Posizionare il paziente a letto per il test.
- Abbassare le rotaie del letto. Spostare il paziente il più in alto possibile sul letto e verso il bordo del letto sul lato non-paretico.
NOTA: Il paziente deve essere spostato solo da personale addestrato. - Rimettere la rotaia del letto sul lato paretico per la sicurezza. Rimuovere la testata del letto, se possibile, e rimuovere eventuali pali IV inutilizzati attaccati al letto che potrebbero ostruire la posizione della bobina.
- Sollevare la testa del letto più in alto possibile. Posizionare i cuscini dietro la schiena del paziente per portarli in posizione seduta eretta senza che la testa contatto con il letto. Non mettere un cuscino dietro la testa. Se possibile, sollevare le ginocchia per evitare che il paziente scivoli giù dal letto durante i test.
- Assicurarsi che l'avambraccio paretico sia in pronazione e completamente supportato da un cuscino dal gomito al polso. Verificare la presenza di un adeguato accesso alla bobina TMS tenendo la bobina TMS contro la testa del paziente. Apportare le modifiche alla posizione del paziente in base alle esigenze.
- Abbassare le rotaie del letto. Spostare il paziente il più in alto possibile sul letto e verso il bordo del letto sul lato non-paretico.
- Posizionare il paziente su una sedia o una sedia a rotelle per il test (opzione alternativa).
- Assicurarsi che il paziente sia seduto in posizione verticale e comodamente sulla sedia. Posizionare un cuscino sotto ogni braccio. Assicurarsi che l'avambraccio paretico sia pronato e completamente supportato dal cuscino.
- Controllare la traccia EMG: Collegare i cavi tra il paziente e l'unità EMG. Verificare che il segnale EMG sia esente da rumori elettrici.
- Consegna TMS.
- Due personale addestrato dovrebbero essere presenti per il test TMS. Istruire il paziente a guardare dritto davanti, tenendo la testa ferma e gli occhi aperti.
- La persona che tiene la bobina dovrebbe stare accanto alla testa del paziente sul loro lato non-zonaco e posizionare il centro della bobina sulla posizione della corteccia motoria primaria dell'emisfero colpito dall'ictus. Questo è circa 4 cm laterale dal vertice sulla linea interaurale.
NOTA: Un altro modo per identificare la posizione della bobina iniziale consiste nel misurare circa un terzo della distanza dal vertice alla parte anteriore dell'orecchio. - Orientare la bobina con la maniglia rivolta all'indietro, ad un angolo di circa 45 gradi nel piano midsagittale per produrre una corrente posteriore-anteriore nel tessuto sottostante.
NOTA: La bobina utilizzata in questo protocollo è una bobina piatta a otto figure, ma può essere utilizzata anche una bobina di branding o una bobina circolare. - Regolare l'altezza del letto per il comfort del supporto della bobina. Se necessario, utilizzare un passaggio. La seconda persona (non il titolare della bobina) è responsabile del monitoraggio del comfort del paziente durante tutta la sessione TMS. Possono stare ai piedi del letto per monitorare il paziente e garantire che il paziente mantenga una posizione di testa neutra o monitorare il paziente dal comodino mentre regola i controlli dell'unità TMS in base alle esigenze.
NOTA: questo dipenderà dalla singola configurazione TMS utilizzata. Il paziente deve essere monitorato per i livelli di comfort, vigilanza, ed eventuali effetti negativi come risposte vasovagali al TMS. - Iniziare con un'intensità di stimolo del 30% di produzione massima dello stimolatore (MSO). Aumentare l'intensità in 10% passi MSO con tre o cinque stimoli per ogni intensità e posizione del cuoio capelluto.
- Spostare sistematicamente la bobina in gradini di 1 cm in ogni direzione (anteriore, posteriore, mediale, laterale) per trovare la posizione ottimale per la produzione di eurodeputati nei muscoli registrati. Possono essere necessarie anche piccole regolazioni della rotazione della bobina.
- Continuare ad aumentare l'intensità dello stimolo e spostare la bobina fino a quando i deputati al PE non sono costantemente osservati in uno o entrambi i muscoli o fino a raggiungere il 100% di MSO.
- Se si raggiunge l'OSM al 100% senza osservare alcun eurodeputato, utilizzare la facilitazione attiva per aumentare l'eccitabilità del corticomotorio e la probabilità di suscitare un eurodeputato. Chiedi al paziente di abbracciare un cuscino al petto con entrambe le braccia, cercando di attivare il loro UL paretico il più possibile. Per i pazienti senza attività UL distale, chiedere loro di elevare e ritrarre alla cintura della spalla.
- Classificare lo stato dell'eurodeputato del paziente.
- Classificare il paziente come MEP se gli eurodeputati di qualsiasi ampiezza sono osservati con una latenza costante in risposta ad almeno cinque stimoli. Questo può essere a riposo o durante la facilitazione volontaria. Le latenze di FDI sono in genere di 20-30 ms, mentre le latenze ECR sono in genere di 15-25 ms.
- Classificare il paziente come eurodeputato se un deputato non può essere suscitato al 100% di MSO sia a riposo che durante il tentativo di facilitazione volontaria.
- Rimuovere gli elettrodi e pulire la pelle con una salvietta alcolica. La pelle può essere leggermente rossa, ma questo di solito si risolve senza alcun trattamento.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Il punteggio SAFE e TMS possono essere utilizzati per accertare lo stato funzionale del CST entro una settimana di corsa. I pazienti che hanno un punteggio SAFE di almeno 5 al giorno 3, o sono MEP, quando sono testati con TMS, hanno un CST funzionale e si prevede di recuperare almeno un po 'di coordinazione e destrezza. I pazienti che sono eurodeputati- non hanno un CST funzionale e quindi sono suscettibili di essere limitati a miglioramenti nei movimenti del braccio prossimale e movimenti lordi della mano. Lo stato funzionale del CST può quindi essere utilizzato per selezionare i pazienti per le prove in base alla loro capacità di recuperare la funzione abile della mano.
L'algoritmo PREP2 prevede i risultati funzionali UL ottenendo il punteggio SAFE e lo stato dell'utente utente utilizzando questo protocollo. L'algoritmo PREP2 è stato sviluppato e convalidato in pazienti di età pari o superiore a 18 anni, con ictus ischemico o emorragico e nuova debolezza dell'UL, come descritto in dettaglio altrove16,17,20. Un componente importante dell'algoritmo PREP2 è determinare lo stato di MEP con TMS per i pazienti con un punteggio SAFE inferiore a 5. I pazienti devono essere valutati per l'idoneità per la procedura. Ciò include il completamento di una lista di controllo di sicurezza che viene successivamente esaminata e approvata dal medico curante. Lo scopo dell'elenco di controllo è quello di identificare eventuali controindicazioni o precauzioni per l'utilizzo di TMS come la presenza di un pacemaker cardiaco, convulsioni, chirurgia cerebrale e lesioni alla testa. Le controindicazioni e le precauzioni per la TMS sono ben consolidate e descritte in precedenza nel dettaglio24.
Un paziente è considerato MEP se un deputato è costantemente presente a una latenza appropriata (20-30 ms per l'IDE, 15-25 ms per ECR) e con qualsiasi ampiezza di picco-picco. Il paziente è mep, sia che un eurodeputato sia suscitato a riposo o durante il tentativo di facilitazione volontaria dell'UL. L'eurodeputato deve essere presente in un solo muscolo affinché il paziente sia considerato MEP. Questo protocollo è diverso da altri protocolli che possono richiedere che un MEP superi i 50 V nell'ampiezza picco-picco per almeno 5 tracce su 10. Questi altri protocolli sono progettati per stabilire la soglia del motore di riposo del paziente come base per un'ulteriore valutazione neurofisiologica. Per la previsione del recupero dell'UL, la semplice presenza o assenza di un deputato è un predittore più forte dell'ampiezza dell'eurodeputato e l'identificazione della soglia del resto del motore non è richiesta8,9,16,25.
Figura 2, Figura 3e Figura 4 forniscono esempi di registrazioni EMG da pazienti testati con TMS entro 1 settimana dall'ictus.
Figura 2: Esempi di pazienti MEP. (A) Questo paziente aveva deputati nell'IdE paretico (traccia superiore) e nei muscoli ECR (traccia inferiore). La latenza mep FDI (25 ms) era leggermente più lunga dell'ECR (21 ms), come previsto. (B) Questo paziente aveva deputati nei muscoli degli IDE e dell'ECR. L'ampiezza dell'eCR MEP era piccola (40 v), ma si è verificata ad una latenza appropriata. Anche se questo paziente aveva chiaramente un grande eurodeputato dell'IED, sarebbe considerato MEP, basato solo sulla traccia ECR. (C) Questo paziente aveva un piccolo eurodeputato nel muscolo FDI (40 V) e nessun eurodeputato nel muscolo ECR. L'eurodeputato si è verificato a una latenza appropriata (27,5 ms). Questo paziente può essere considerato MEP perché l'eurodeputato è stato osservato su almeno cinque tracce (vedere la fase 3.8.1 nel protocollo). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: Esempi di pazienti medi.2000 Questi pazienti non hanno dimostrato i deputati al 100% di MSO mentre sono a riposo e tentano una facilitazione bilaterale attiva per aumentare la probabilità di suscitare un eurodeputato. Le tracce EMG non mostrano l'attività muscolare durante la facilitazione a causa di una grave paresi. (A) Questo paziente non aveva alcuna ampiezza in entrambi i muscoli, nonostante tutti gli sforzi per suscitare uno. (B) Questo paziente non aveva un eurodeputato nel muscolo FDI (traccia superiore). La traccia inferiore (ECR) contiene una coda allungata dell'artefatto di stimolo. Quando questo è presente durante la finestra di latenza per entrambi i muscoli, l'identificazione di un eurodeputato può essere difficile. Vedere figura 4 per consigli sulla risoluzione dei problemi di rumore EMG. Se il problema non può essere risolto, viene utilizzato il risultato della traccia IED, che in questo caso è MEP-. (C) La fluttuazione osservata nella traccia EMG muscolare ECR non è un eurodeputato. Questa è un'unità motoria che spara sporadicamente. Questi possono essere identificati a causa della loro forma uniforme e l'aspetto alle latenze che non corrispondono alla latenza prevista per l'ECR. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: Esempi di tracce EMG contaminate dal rumore elettrico. (A) Questo paziente aveva deputati in entrambi i muscoli che sono chiaramente identificabili nonostante il rumore elettrico nella traccia degli IED. (B) Questo paziente aveva deputati solo nell'ECR. I segnali rumorosi possono essere un problema comune durante la registrazione EMG. Il ricercatore deve considerare se il rumore è ambientale (a causa di problemi con il rumore elettrico nella stanza, o nella configurazione EMG) o biologico (attività muscolare sottostante dal paziente). I suggerimenti per la risoluzione dei problemi includono, a dire, ma non si limitano a verificare se la preparazione della pelle era adeguata, l'elettrodo ha perso il contatto con la pelle (questo è particolarmente comune con gli IDE se un paziente ha il sudore sulle mani), problemi con la cinghia di messa a terra o l'elettrodo, i cavi sono saldamente attaccati al paziente e l'unità EMG, chiunque sta toccando il paziente o il carrello TMS durante il test, scollegando il letto dalla sua alimentazione elettrica, regolando l'illuminazione (spegnendo l'illuminazione fluorescente) e regolando l'illuminazione fluorescente la posizione del paziente in modo che siano in grado di rilassarsi con i loro UL completamente supportati sui cuscini. In entrambe queste tracce, il rumore di fondo era presente solo in un muscolo. Ciò suggerisce che i problemi di rumore erano specifici per l'impostazione di quel muscolo (ad esempio, un cavo allentato, scarsa conduzione degli elettrodi a causa di una mancanza di contatto con la pelle, o un elettrodo difettoso). Il rumore presente nelle tracce di entrambi i muscoli indica problemi con l'elettrodo di messa a terra o la cinghia o il rumore elettrico nell'ambiente. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
La funzione CST valutata con lo stato di MEP è un biomarcatore prognostico chiave per il recupero e il risultato dell'UL dopo l'ictus. Un totale di 95% dei pazienti con un CST funzionale a 1 settimana dopo colpo raggiungere un punteggio di Action Research Arm Test (ARAT) di almeno 34 su 57 da 3 mesi poststroke17. Al contrario, il 100% dei pazienti senza un CST funzionale a 1 settimana dopo colpo raggiungono un punteggio ARAT inferiore a 34 da 3 mesi post-corsa17. La valutazione della funzione CST entro una settimana dopo l'ictus può migliorare la selezione e la stratificazione del paziente negli studi volti a migliorare il recupero e i risultati dell'UL dopo l'ictus.
La prima considerazione per la valutazione TMS è la sicurezza del paziente. L'elenco di controllo di sicurezza TMS deve essere esaminato e firmato da un medico prima della valutazione TMS. L'elenco di controllo deve anche essere rivisto con il paziente il giorno della valutazione TMS, per confermare che non sono state apportate modifiche alle risposte all'elenco di controllo. Può essere più appropriato condurre il test TMS in una stanza di procedura separata piuttosto che nello spazio letto del paziente. In questa situazione, la preparazione della pelle e il posizionamento degli elettrodi per la superficie EMG possono avvenire all'interno dello spazio letto del paziente prima di essere trasportati nella sala procedure per il test TMS. Preparare il paziente allo spazio letto riduce al minimo il tempo per la procedura, che può essere più tollerabile per alcuni pazienti. Se il paziente viene trasportato in una sala procedure per i test, è importante assicurarsi che tutti i dispositivi medici supplementari (ad esempio, ossigenoterapia, linee IV, catetere, materasso gonfiabile) funzionino in modo appropriato durante e dopo il trasporto.
Anche il posizionamento del paziente è una considerazione importante. Un paziente che è molto affaticato post-ictus è probabile che sia più comodo se testato nel loro letto piuttosto che una sedia. Testare un paziente nel letto può essere più impegnativo, ma con un attento posizionamento del paziente è possibile posizionare la bobina TMS in modo appropriato sopra la rappresentazione UL della corteccia motoria con il corretto orientamento della bobina. Il test del paziente su una sedia consente di accedere più facilmente alla testa con la bobina TMS, ma può comportare maggiori sfide con i trasferimenti del paziente.
La configurazione TMS descritta in questo protocollo può variare in base all'apparecchiatura TMS disponibile e ai fattori del paziente. Una bobina piatta a otto figure è stata utilizzata qui, ma potrebbe essere sostituita con una bobina di marca a otto figure o una bobina circolare. Allo stesso modo, il posizionamento degli elettrodi può variare a seconda della lunghezza dei cavi dell'elettrodo, o problemi di posizionamento dovuti a lesioni cutanee, cannula IV e medicazioni. Il posizionamento tipico degli IED comporta un elettrodo sulla pancia del muscolo FDI e uno sull'aspetto laterale della seconda articolazione metacarfunginale. Questo protocollo descrive un montaggio ventre-tendineo per il posizionamento degli elettrodi FDI, con il secondo elettrodo posto sul dorsum della mano. Posizionare il secondo elettrodo sul dorsum della mano è utile se il paziente sta supirando o se gli elettrodi stessi sono troppo grandi per adattarsi alla configurazione standard.
È essenziale completare con precisione la valutazione TMS, in particolare quando si determina che un paziente è eurodeputato. Tutti gli sforzi devono essere fatti per suscitare un deputato, se possibile, fornendo stimoli fino al 100% MSO, assicurando che il paziente sia sveglio con gli occhi aperti durante il test e facilitando l'attivazione muscolare in una o entrambe le braccia. La tecnica descritta in questo protocollo non utilizza la neuronavigazione per identificare l'hotspot per la bobina TMS. Ciò elimina la necessità di una scansione RM (Magnetic Resonance Imaging) e riduce la durata della sessione. Tuttavia, ciò significa anche che il movimento della bobina durante la ricerca della posizione di stimolazione ottimale deve essere sistematico e approfondito per garantire che tutti gli sforzi siano stati fatti per suscitare un deputato europeo.
TMS è richiesto solo per i pazienti con un punteggio SAFE inferiore a 5. Ciò significa che il TMS è necessario solo per circa un terzo dei pazienti, il che riduce i costi e migliora l'accessibilità. Se TMS non è disponibile, l'accuratezza delle previsioni per i pazienti con un punteggio SAFE inferiore a 5 scende al 55%, anche quando i biomarcatori MRI sono disponibili17. I siti di ricerca e clinici senza accesso a TMS possono comunque completare la prima metà dell'algoritmo PREP2 per i pazienti che hanno un punteggio SAFE pari o superiore a 5. Tuttavia, questo limiterebbe la selezione dei pazienti per gli studi di ricerca a coloro che hanno debolezza DELL UL da lieve a moderata.
Il punteggio SAFE e Il TMS sono utili nella pratica clinica e forniscono ai ricercatori un metodo basato su principi per selezionare e stratificare i pazienti per gli studi clinici basati sulla funzione CST e la capacità neurobiologica del paziente per il recupero dell'UL.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Acknowledgments
Gli autori ringraziano il professor Winston Byblow e Harry Jordan per il loro prezioso contributo a quest'opera. Questo lavoro è stato finanziato dal Health Research Council della Nuova .
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).
