Funkcje kończyny górnej są często upośledzone po udarze mózgu, a ich przywrócenie jest kluczowe dla odzyskania niezależności w codziennych czynnościach życiowych1. Badania nad rehabilitacją po udarze często mają na celu poprawę powrotu funkcji kończyny górnej i wyników leczenia po udarze. Większość badań nad rehabilitacją po udarze prowadzona jest z pacjentami w fazie przewlekłej (>6 miesięcy po udarze), mimo że większość działań rehabilitacyjnych odbywa się wczesnym etapie po udarze2,3. Niezbędne jest przeprowadzenie większej liczby badań z pacjentami krótko po udarze, aby stworzyć podstawę dowodową dla praktyki rehabilitacyjnej.
Jednym z największych wyzwań podczas prowadzenia badań krótko po udarze jest wykrycie efektów interwencji na tle procesu rekonwalescencji, który zachodzi w pierwszych tygodniach i miesiącach po udarze. Wysoka zmienność międzypodmiotowa w obrazie klinicznym i tempie powrotu do zdrowia generuje szum, który może maskować korzystne efekty interwencji. Grupy interwencyjne i kontrolne są zazwyczaj zrównoważone pod kątem klinicznych wskaźników początkowego deficytu neurologicznego. Jednakże wskaźniki te często słabo przewidują potencjał pacjenta do dalszej rekonwalescencji, szczególnie u osób z ciężkim początkowym uszkodzeniem4,5. Oznacza to, że grupy mogą być dopasowane pod względem wyjściowych pomiarów klinicznych, ale nie pod względem potencjału do regeneracji, co utrudnia ustalenie efektów interwencji. Biomarkery mogą pomóc w rozwiązaniu tego problemu poprzez identyfikację indywidualnego potencjału pacjenta do regeneracji funkcji motorycznych, co pozwala na dokładne dopasowanie i stratyfikację grup6,7,8. Biomarkery mogą być również wykorzystane do wyboru pacjentów, którzy z największym prawdopodobieństwem zareagują na znane lub hipotetyczne mechanizmy działania danej interwencji6.
Funkcjonalna integralność drogi piramidowej (CST) jest kluczowym biomarkerem pozwalającym przewidzieć powrót funkcji kończyny górnej (UL) po udarze5,8,9,10,11,12. CST przekazuje zstępujące sygnały ruchowe z pierwotnej kory ruchowej do rdzenia kręgowego i jest niezbędna do koordynacji oraz precyzyjnej kontroli motorycznej. Pacjenci z zachowaną funkcjonalność CST po udarze mają większą szansę na odzyskanie siły, koordynacji i sprawności manualnej niż pacjenci, u których funkcja ta jest utracona. Ocena kliniczna może być wystarczająca do potwierdzenia funkcjonalności CST u pacjentów z łagodnymi upośledzeniami13,14,15. Jednak u pacjentów z cięższymi upośledzeniami początkowymi CST może być funkcjonalna lub nie, co wymaga przeprowadzenia oceny neurofizjologicznej z wykorzystaniem przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS)9,10,11,16,17.
TMS jest nieinwazyjną i bezbolesną techniką, która może być wykorzystywana do badania funkcji CST18. Cewka TMS dostarcza impuls magnetyczny do pierwotnej kory ruchowej, co generuje zstępującą salwę w CST, wywołując potencjał wywołany ruchem (MEP) w mięśniach przeciw측nej kończyny19. Obecność MEP w niedowładnym ramieniu lub dłoni (MEP+) wskazuje na funkcjonalny CST i wiąże się z większym potencjałem do odzyskania funkcji UL. Pacjenci z wynikiem MEP- najczęściej wykazują gorszą regenerację UL, bez powrotu koordynacji i precyzyjnej funkcji dłoni4,6,9,12,16.
Testowanie wszystkich pacjentów za pomocą TMS jest niepraktyczne i niepotrzebne, ponieważ osoby z łagodnym początkowym upośledzeniem najprawdopodobniej posiadają funkcjonalny CST17. Dlatego konieczne jest podejście hierarchiczne, tak aby TMS był stosowany wyłącznie u pacjentów z cięższym początkowym upośledzeniem. Algorytm PREP2 został opracowany z wykorzystaniem kombinacji pomiarów klinicznych i TMS w celu oceny funkcji CST oraz przewidzenia prawdopodobnego wyniku powrotu funkcji kończyny górnej (UL) 3 miesiące po udarze (Rysunek 1)17. PREP2 rozpoczyna się w 3. dobie po udarze od oceny siły odwodzenia barku i wyprostu palców w niedowładnej kończynie (wynik SAFE), z zastosowaniem stopni skali Medical Research Council. Jeśli suma tych stopni wynosi 5 lub więcej z 10, można "bezpiecznie" założyć, że pacjent jest MEP+. Przewiduje się, że pacjenci ci osiągną dobry lub doskonały wynik funkcjonalny kończyny górnej do 3. miesiąca po udarze, w zależności od ich wieku17. Pacjenci ci nie wymagają badania TMS w celu ustalenia statusu MEP, co minimalizuje koszty i ogranicza niepotrzebne testy dla pacjenta.
Pacjenci z wynikiem w skali SAFE poniżej 5 w 3. dobie po udarze wymagają przeprowadzenia TMS w celu oceny integralności funkcjonalnej ich CST. Jeśli uda się wywołać MEP z paretystycznych mięśni prostowników nadgarstka promieniowych (ECR) lub pierwszego mięśnia międzykostnego grzbietowego (FDI), pacjent jest klasyfikowany jako MEP+ i oczekuje się, że w ciągu 3 miesięcy od udaru odzyska precyzyjną kontrolę motoryczną dłoni. Około połowa pacjentów z wynikiem SAFE poniżej 5 w 3. dobie po udarze to pacjenci MEP+. Co istotne, pacjenci mogą mieć wynik SAFE tak niski jak zero i jednocześnie być MEP+. Ilustruje to potrzebę zastosowania TMS w tej podgrupie pacjentów, ponieważ sama ocena kliniczna nie pozwala odróżnić pacjentów z funkcjonalnym CST od pacjentów bez takiej funkcji. Pacjenci MEP- mają znaczne uszkodzenia CST. Przewiduje się, że pacjenci ci osiągną ograniczony lub słaby wynik funkcjonalny kończyny górnej (UL), w zależności od ogólnego stopnia nasilenia udaru, mierzonego skalą National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS) (Rysunek 1)17. Od pacjentów MEP- nie oczekuje się powrotu do skoordynowanej i zręcznej kontroli palców, co pozwala na ich grupowanie do celów badawczych.

Rycina 1: Algorytm PREP2. SAFE = punktacja odwodzenia barku i wyprostu palców, będąca sumą stopni według skali Medical Research Council dla każdego z tych ruchów w skali do 5, co daje całkowitą punktację SAFE w skali do 10. MEP+ = potencjały wywołane ruchowo mogą być wywołane z niedowładnego mięśnia prostownika promieniowego nadgarstka (ECR) i/lub pierwszego mięśnia międzykostnego grzbietowego (FDI) niedowładnej kończyny górnej przy użyciu przezczaszkowej stymulacji magnetycznej. NIHSS = National Institutes of Health Stroke Scale. Algorytm przewiduje jeden z czterech możliwych wyników funkcjonalnych kończyny górnej w 3 miesiące po udarze. Każda kategoria prognozy jest powiązana z kierunkiem rehabilitacji, który może zostać wykorzystany do dostosowania terapii kończyny górnej2. Kolorowe kropki reprezentują proporcjonalnie dokładność algorytmu PREP2. Kropki są oznaczone kolorami na podstawie kategorii wyniku faktycznie osiągniętego w 3 miesiące po udarze (zielony = doskonały; niebieski = dobry; pomarańczowy = ograniczony; czerwony = słaby). Rycina powielona z Stinear et al.17. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
W praktyce klinicznej PREP2 przewiduje jedną z czterech kategorii wyników, które mogą być wykorzystane do dostosowania rehabilitacji do indywidualnych potrzeb pacjentów oraz pomóc pacjentom i ich rodzinom zrozumieć, czego mogą spodziewać się w zakresie powrotu funkcji kończyny górnej (UL). Do tej pory PREP2 jest jedynym zewnętrznie zwalidowanym narzędziem do prognozowania wyników UL, które łączy ocenę kliniczną z informacjami o biomarkerach w formie drzewa decyzyjnego17. Jest to również jedyne narzędzie do prognozowania UL, w przypadku którego przeprowadzono badania nad efektami jego wdrożenia w praktyce klinicznej20,21. Prognozy PREP2 są dokładne w przypadku około 75% pacjentów, zbyt optymistyczne dla 17% i zbyt pesymistyczne dla 8% pacjentów w 3. miesiącu po udarze17. Dokładność jest najwyższa u pacjentów MEP- (dokładna dla 90% pacjentów MEP-), co podkreśla wartość stosowania TMS w celu identyfikacji pacjentów z ciężkim uszkodzeniem zstępujących dróg ruchowych17. Prognozy PREP2 pozostają prawidłowe dla około 80% pacjentów w 2. roku po udarze22. Potwierdza to zasadność stosowania PREP2 do przewidywania funkcjonalnych wyników ruchowych UL w 3. miesiącu oraz w dłuższej perspektywie czasowej. Informacje na temat przekazywania prognoz PREP2 i ich wykorzystania w praktyce klinicznej wykraczają poza zakres niniejszej publikacji metodycznej, jednak szczegółowe zasoby są dostępne online23.
PREP2 dostarcza badaczom narzędzia do selekcji i stratyfikacji pacjentów do badań klinicznych. Pozwala to na grupowanie pacjentów nie tylko według wyjściowych charakterystyk klinicznych, ale także według ich neurobiologicznego potencjału do regeneracji kończyny górnej (UL). Pomimo rosnącej liczby dowodów na zastosowanie TMS jako biomarkera prognostycznego w regeneracji kończyny górnej, brak znajomości protokołów TMS w warunkach szpitalnych u pacjentów w podostrym stadium udaru może stanowić barierę w jego wykorzystaniu w badaniach. Dlatego celem niniejszego protokołu jest zademonstrowanie sposobu wykorzystania skali SAFE oraz TMS do oceny funkcji CST u pacjentów w warunkach szpitalnych wczesnej fazy po udarze.