Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Определение функционального состояния Кортикоспинального тракта в течение одной недели после инсульта

Published: February 22, 2020 doi: 10.3791/60665
Automatic Translation
1,2,3, 1,2, 3, 3, 1,2
1Department of Medicine, University of Auckland, 2Centre for Brain Research, University of Auckland, 3Allied Health, Auckland District Health Board

Summary

Этот протокол предназначен для оценки функции кортикоспинального тракта в течение 1 недели после инсульта. Он может быть использован для отбора и расслоения пациентов в испытаниях мероприятий, направленных на улучшение восстановления верхних конечностей двигателя и результатов и в клинической практике для прогнозирования верхних конечностей функциональных исходов 3 месяцев после инсульта.

Abstract

Высокая межиндивидуальная изменчивость в восстановлении функции верхней конечности (UL) после инсульта означает, что трудно предсказать потенциал человека для восстановления на основе клинических оценок в одиночку. Функциональная целостность кортикоспинального тракта является важным прогностический биомаркер для восстановления функции UL, особенно для тех, кто с тяжелыми первоначальными нарушениями UL. В этой статье представлен протокол для оценки функции кортикоспинального тракта в течение 1 недели после инсульта. Этот протокол может быть использован для отбора и стратификации пациентов в испытаниях мероприятий, направленных на улучшение UL восстановления двигателя и результаты после инсульта. Протокол также является частью алгоритма PREP2, который предсказывает функцию UL для отдельных пациентов 3 месяца после инсульта. Алгоритм последовательно сочетает в себе UL оценки силы, возраст, транскраниальной магнитной стимуляции, и тяжесть инсульта, в течение нескольких дней после инсульта. Преимущества использования PREP2 в клинической практике описаны в других местах. В этой статье основное внимание уделяется использованию оценки силы UL и транскраниальной магнитной стимуляции для оценки функции кортикоспинального тракта.

Introduction

Функция верхних конечностей обычно нарушается после инсульта, и восстановление функции UL имеет важное значение для восстановления независимости в повседневной жизни деятельности1. Инсульт реабилитационные испытания часто направлены на улучшение UL восстановления и результаты после инсульта. Большинство исследований реабилитации инсульта проводится с пациентами на хронической стадии (Зgt;6 месяцев после инсульта), но большинство реабилитации происходит рано после инсульта2,3. Необходимы дополнительные исследования с пациентами вскоре после инсульта, чтобы создать доказательную базу для реабилитационной практики.

Одной из самых больших проблем при проведении исследований вскоре после инсульта является выявление последствий вмешательства на фоне восстановления, происходящего в первые недели и месяцы после инсульта. Высокая межсубъектная изменчивость в клинической презентации и восстановлении создает шум, который может скрыть благотворное воздействие вмешательств. Интервенционные и контрольные группы, как правило, сбалансированы по клиническим показателям первоначальных неврологических нарушений. Тем не менее, эти меры часто плохо предсказателей потенциал пациента для последующего выздоровления, особенно с тяжелыми первоначальными нарушениями4,5. Это означает, что группы могут быть сопоставлены для базовых клинических мер и не совпадают с их потенциалом восстановления, что затрудняет установление последствий вмешательства. Биомаркеры могут решить эту проблему, определив потенциал индивидуального пациента для восстановления двигателя, так что группы могут быть точно подобраны и стратифицированы6,7,8. Биомаркеры также могут быть использованы для выбора пациентов, которые, скорее всего, реагировать на известные или гипотетические механизмы действия6вмешательства.

Функциональная целостность кортикоспинального тракта (CST) является ключевым биомаркером, который предсказывает восстановление функции UL после инсульта5,8,9,10,11,12. CST передает нисходящий двигатель от первичной моторной коры к спинному мозгу и имеет важное значение для координации и мелкого управления мотором. Пациенты с функциональным CST после инсульта, скорее всего, восстановить силы, координацию и ловкость, чем пациенты без. Клиническая оценка может быть достаточно, чтобы подтвердить, что CST является функциональным в слабо поврежденных пациентов13,14,15. Тем не менее, пациенты с более тяжелыми первоначальными нарушениями могут или не могут иметь функциональный КНТ, и нейрофизиологическая оценка с использованием транскраниальной магнитной стимуляции (TMS) необходимо9,10,11,16,17.

TMS является неинвазивной и безболезненной техникой, которая может быть использована для тестирования функции CST18. Катушка TMS обеспечивает магнитный стимул над первичной моторной коры, которая генерирует нисходящий залп в CST, вызывая двигательно-вызванный потенциал (MEP) в мышцах контралатеральной конечности19. Присутствие MEP в подпорной руке или руке (MEP) указывает на функциональный CST и связано с большим потенциалом для восстановления функции UL. Пациенты, которые MEP-, скорее всего, хуже UL восстановления, без возврата скоординированных и ловкий функции рук4,6,9,12,16.

Тестирование всех пациентов с TMS является непрактичным и ненужным, так как те, с легким первоначальным нарушением, скорее всего, имеют функциональный CST17. Поэтому необходим иерархический подход, чтобы TMS использовался только для пациентов с более тяжелыми первоначальными нарушениями. Алгоритм PREP2 был разработан с использованием комбинации клинических мер и TMS для оценки функции CST и прогнозирования вероятного исхода UL на 3 месяца после инсульта(рисунок 1)17. PREP2 начинается в день 3 после инсульта, проверяя силу похищения плеча и расширение пальца в paretic руку (SAFE оценка), используя медицинские исследования Совета классов. Если сумма этих оценок составляет 5 или более из 10, то «безопасно» считать, что пациент является MEP. Эти пациенты, как ожидается, имеют хороший или отличный результат UL на 3 месяца после инсульта, в зависимости от их возраста17. Эти пациенты не нуждаются в TMS для определения статуса MEP, минимизации затрат и ненужных испытаний для пациента.

Пациенты с SAFE оценка менее 5 на 3 день после инсульта требуют TMS, чтобы определить функциональную целостность их CST. Если MEP может быть извлечен из паретического разгибателя карпи радиалис (ECR) или первый спинной межосеус (ПИИ) мышцы, пациент MEP и, как ожидается, восстановить мелкий двигатель управления рукой на 3 месяца после инсульта. Приблизительно половина пациентов с SAFE оценка менее 5 на 3 день после инсульта являются MEP. Важно отметить, что пациенты могут иметь показатель SAFE как минимум до нуля и быть MEP. Это иллюстрирует необходимость TMS в этой подгруппе пациентов, так как клиническая оценка сама по себе не может различать пациентов с функциональным КНТ и без нее. Пациенты, которые MEP-имеют значительные повреждения CST. Эти пациенты, как ожидается, имеют ограниченный или плохой UL функциональный результат в зависимости от их общей тяжести инсульта, измеряется с Национальным институтом здравоохранения инсульта шкалы (NIHSS) (Рисунок 1)17. Эти MEP-пациенты, как ожидается, не восстановить скоординированный и ловкий контроль пальцев и могут быть сгруппированы вместе для исследовательских целей.

Figure 1
Рисунок 1: Алгоритм PREP2. SAFE - Похищение плеча, оценка расширения пальца, которая является суммой оценки Медицинского исследовательского совета для каждого из этих движений из 5, для общего балла SAFE из 10. MeP - Мотор Вызывает потенциалы могут быть получены из паретического разгибателя карпи радиалис (ECR) и / или первый спинной межзосевых (ПИИ) мышцы партерического UL с помощью транскраниальной магнитной стимуляции. NIHSS - Национальные институты шкалы инсульта здоровья. Алгоритм предсказывает один из четырех возможных функциональных исходов UL на 3 месяца после инсульта. Каждая категория предсказания связана с реабилитационным фокусом, который может быть использован для адаптации UL терапии2. Цветные точки представляют пропорционально точность алгоритма PREP2. Точки цветокодирования на основе результата категории на самом деле достигнута 3 месяца после инсульта (Зеленый и Отлично; Синий й хороший; Оранжевый и ограниченный; Красный й бедный). Рисунок, воспроизведенный из Stinear et al.17. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

В клинической практике, PREP2 предсказывает одну из четырех категорий результатов, которые могут быть использованы для адаптации реабилитации для отдельных пациентов и помочь пациентам и семьям понять, что они могут ожидать для их восстановления UL. На сегодняшний день PREP2 является единственным внешне проверенным инструментом прогнозирования UL, который сочетает в себе клиническую оценку и информацию о биомаркерах в дереве решений17. Это также единственный инструмент прогнозирования UL с исследованием о влиянии реализации в клинической практике20,21. PREP2 прогнозы точны для около 75% пациентов, слишком оптимистично для 17% и слишком пессимистично для 8% пациентов в 3 месяца после инсульта17. Точность является самым высоким для MEP-пациентов (точный для 90% MEP-пациентов), подчеркивая ценность использования TMS для выявления этих пациентов с серьезным повреждением нисходящих путей двигателя17. PREP2 остается правильным для около 80% пациентов в 2 года после инсульта22. Это поддерживает использование PREP2 для прогнозирования функциональных результатов UL двигателя на 3 месяца и более длительный срок. Информация о предоставлении preP2 прогнозы и их использование в клинической практике выходит за рамки этого метода бумаги, но подробные ресурсы доступны онлайн23.

PREP2 предоставляет исследователям инструмент для отбора и стратификации пациентов для клинических испытаний. Это позволяет пациентам быть сгруппированы не только в соответствии с базовыми клиническими характеристиками, но и их нейробиологический потенциал для восстановления UL. Несмотря на растущие доказательства использования TMS в качестве прогностический биомаркер для восстановления UL, отсутствие знакомства с протоколами TMS в больничных условиях с подострым инсультом пациентов может быть препятствием для его использования в исследованиях. Таким образом, этот протокол призван продемонстрировать, как использовать балл SAFE и TMS для оценки функции CST у пациентов в больнице настройки на ранних стадиях после инсульта.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Все исследования, проводимые с участием человека, должны быть одобрены соответствующим институциональным комитетом по этике, и исследование должно проводиться в соответствии с декларацией Хельсинки.

1. Скрининг пациентов

  1. Экран всех пациентов для PREP2 пригодности в течение 72 ч от начала инсульта.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Пациенты подходят, если они имели односторонний ишемический или геморрагический инсульт в течение последних 72 ч, имеют новые слабости UL, и 18 лет или старше.

2. SAFE Оценка

ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что пациенты с невнимательностью или усталостью сосредоточены на руке, чтобы дать точную оценку силы.

  1. Позиция пациента со спиной полностью поддерживается и вертикально либо в постели или в кресле и их paretic руку на их стороне с локтем в расширении.
  2. Продемонстрируйте похищение плеча. Попросите пациента поднять руку в сторону и вверх к уху. Используйте медицинский исследовательский совет (MRC) классов оценка плеча силы похищения.
    ПРИМЕЧАНИЕ: оценки MRC описаны следующим образом: 0 - нет ощутимой мышечной активности; 1 - ощутимая мышечная активность, но без движения; 2 - ограниченный диапазон движения без гравитации; 3 - полный диапазон движения против гравитации, но без сопротивления; 4 - полный диапазон движения против гравитации и сопротивления, но слабее, чем другая сторона; 5 - нормальная мощность.
  3. Чтобы набрать плечевые оценки 4 или 5 баллов, поместите руку на руку пациента, проксимальную к локоть и примените сопротивление.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Пациент должен быть в состоянии достичь полного диапазона движения против сопротивления, чтобы быть награжден ы 4 или выше.
  4. Поместите предплечье в пронации с пальцами полностью согнуты и обеспечить поддержку под запястье.
  5. Продемонстрируйте расширение пальца. Попросите пациента выпрямить пальцы и использовать оценки Медицинского исследовательского совета, чтобы набрать силу расширения пальца.
  6. Чтобы набрать удлинительные оценки пальцев 4 или 5, примените сопротивление над сонной частью пальцев, дистально к метакарпофалангеальным суставам, на протяжении всего движения.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Пациент должен быть в состоянии достичь полного расширения против сопротивления, чтобы быть награжден ы 4 или выше.
  7. Чтобы забить пальцами с неравной силой, используйте правило большинства. Если три пальца имеют один и тот же счет, используйте этот счет. Если два пальца имеют более низкий балл, чем два других пальца, используйте более низкий балл.
  8. Добавьте оценки MRC для похищения плеча и расширения пальца вместе для SAFE оценка из 10. Если пациент имеет SAFE оценка 5 или более на 3 день после инсульта они могут считать, что функциональный кортикоспинальный тракт и TMS не требуется. Если пациент имеет SAFE оценка менее 5 на 3 день после инсульта, TMS требуется, чтобы определить их статус MEP.

3. Транскраниальная магнитная стимуляция (TMS)

  1. Оцените пригодность пациента для TMS.
    1. Заполните контрольный список безопасности TMS с пациентом, чтобы определить абсолютные и относительные противопоказания к TMS24.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Эта информация должна быть собрана через пациента и семьи интервью и из медицинских записей. Более подробную информацию смотрите в разделе репрезентативных результатов.
    2. Попросите врача пациента просмотреть контрольный список TMS и утвердить его, если это необходимо.
    3. В день теста TMS, просмотрите состояние пациента с клинической командой и пациента, чтобы убедиться, что не было никаких изменений, так как контрольный список был подписан.
      ПРИМЕЧАНИЕ: События, чтобы рассмотреть включают падение с травмой головы, припадок, если пациент стал с медицинской точки стороны плохо, является гипогликемическим, или имеет нестабильное кровяное давление. Убедитесь, что пациент принял все предписанные лекарства до теста.
  2. Подготовьте окружающую среду.
    1. Удалите мебель со всей кровати. Переместите кровать от стены, чтобы пространство для блока TMS.
    2. Поместите устройство TMS во главе кровати к стороне напротив нижней конечности. Угол tMS блок так, что персона поставляя TMS сможет легко увидеть экран.
    3. Проверьте настройку TMS, чтобы проверить, что она работает надлежащим образом.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол использует однопульсовый блок TMS. Электромиграфический (ЭМГ) сигнал можно отобирать при 2 кГц и фильтровать с помощью фильтров с высоким проходом 10 Гц и 1000 Гц. Оборудование EMG должно быть вызвано блоком TMS таким образом, что след EMG начинается по крайней мере 50 мс до tMS стимула и заканчивается по крайней мере 50 мс после tMS стимула.
    4. Обеспечить знакомство с протоколом вызова экстренной помощи в комнату оценки TMS в случае необходимости.
  3. Подготовьте пациента.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Пациенты с внутривенными (IV) линий, назогастрическое кормление, или низкие концентрации дополнительного кислорода через носовой канюли могут быть проверены с TMS при условии, что они считаются медицински стабильный лечащим врачом. Дополнительный кислород должен продолжаться в течение всего сеанса TMS. Приостановка и отключение назогастрного кормления и несущественных жидкостей через IV линии облегчит проведение оценки TMS.
    1. Снимите любую одежду, покрывающую предплечья. Удалите любые предметы, покрывающие прайтс запястье, такие как часы или идентификационный браслет, чтобы включить электрод EMG.
    2. Позиция paretic руку на подушку с предплечьем pronated и полностью поддерживается от локтя к руке.
    3. Палпате предплечье, чтобы найти мышечный живот для разгибателя карпи радиалис (ECR) мышцы. Определите положение двух поверхностных электродов ЭМГ над мышечным животом, что позволяет определить такие факторы, как положение IV канюли или повязки.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Очень важно, чтобы по крайней мере один электрод расположен над мышечным животом. Это может потребовать обсуждения с медперсоналом о перепозиционировании повязки до теста, если это возможно.
    4. Очистите кожу на каждом участке электрода с алкоголем очищающей протрите. Бритье каждого электрода сайт, чтобы удалить любые волосы. Слегка абраде йоде сайты с абразивным кремом или лентой. Позаботьтесь с пациентами, которые имеют хрупкую кожу и избежать каких-либо областей сломанной кожи.
    5. Безопасно применять самоклеящихся одноразовых электродов записи на каждом сайте.
    6. Найдите участки электрода для первой спинной межзосевой мышцы (ПИИ). Один электрод будет помещен на живот мышцы ПИИ и один на сум еруки.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Электрод размещения может варьироваться в зависимости от факторов пациента, таких как положение IV канюли или повязки.
    7. Подготовьте кожу и нанесите самоклеящихся электродов записи, как описано ранее.
    8. Поместите эталонный электрод ный ремень вокруг руки просто проксимально к локте. Кроме того, подготовить кожу и место самоклеячий эталонный электрод над боковой эпекондыл плечевой кости.
  4. Позиция пациента в постели для теста.
    1. Опустите постельные рельсы. Перемещение пациента как высоко кровать, как это возможно и к краю кровати на не-нижней стороне.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Пациент должен быть перемещен только квалифицированным персоналом.
    2. Положите кровать железнодорожных обратно на стороне paretic для безопасности. Снимите изголовье кровати, если это возможно, и удалите любые неиспользованные полюса IV, прикрепленные к кровати, которые могут помешать положению катушки.
    3. Поднимите голову кровати как можно выше. Позиция подушки за спиной пациента, чтобы привести их в вертикальное положение сидя без головы, контактируя с кроватью. Не кладите подушку за голову. Если возможно, поднимите колени, чтобы предотвратить пациента от скольжения вниз кровать во время тестирования.
    4. Убедитесь, что предплечье находится в пронации и полностью поддерживается подушкой от локтя до запястья. Проверьте наличие адекватного доступа катушки TMS, удерживая катушки TMS против головы пациента. Внести коррективы в положение пациента по мере необходимости.
  5. Расположите пациента в кресле или инвалидной коляске для теста (альтернативный вариант).
    1. Убедитесь, что пациент сидит в вертикальном положении и удобно в кресле. Поместите подушку под каждую руку. Убедитесь, что предплечье плодовитое пронизывают и полностью поддерживается подушкой.
  6. Проверьте след EMG: Соедините кабели между пациентом и подразделением EMG. Убедитесь, что сигнал EMG свободен от электрического шума.
  7. Доставка TMS.
    1. Два подготовленных сотрудника должны присутствовать на тесте TMS. Проинструктируйте пациента смотреть прямо вперед, сохраняя голову неподвижно и глаза открытыми.
    2. Лицо, держащее катушки, должно стоять рядом с головой пациента на его не-братической стороне и расположить центр катушки над расположением первичной моторной коры пораженного инсультом полушария. Это примерно 4 см боковой от вершины на межрегиональной линии.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Еще один способ определить исходное положение катушки состоит в том, чтобы измерить примерно треть расстояния от вершины до передней части уха.
    3. Ориентируйтесь на катушки с ручкой, указывающей назад, под углом примерно 45 градусов в средней плоскости, чтобы произвести задний к передней ток в основной ткани.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Катушка, используемая в этом протоколе, представляет собой плоскую катушку, состоящую из восьми фигур, но также может быть использована заклинание катушки или круговая катушка.
    4. Отрегулируйте высоту кровати для комфорта держателя катушки. При необходимости используйте шаг. Второй человек (не держатель катушки) отвечает за мониторинг комфорта пациента на протяжении всего сеанса TMS. Они могут стоять у подножия кровати, чтобы контролировать пациента и обеспечить пациент поддерживает нейтральное положение головы или контролировать пациента от постели при регулировке TMS блок контролирует по мере необходимости.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Это будет зависеть от индивидуальной установки TMS используется. Пациент должен быть проверен на уровень комфорта, бдительность, и любые неблагоприятные последствия, такие как вазовагальные ответы на TMS.
    5. Начните с стимулирующей интенсивности 30% максимального выхода стимулятора (MSO). Увеличьте интенсивность в 10% MSO шаги с трех до пяти стимулов на каждой интенсивности и кожи головы месте.
    6. Перемещение катушки систематически в 1 см шаги в каждом направлении (передний, задний, медиаальный, боковой), чтобы найти оптимальное место для производства mePs в записанных мышц. Возможны также небольшие корректировки вращения катушки.
    7. Продолжайте увеличивать интенсивность стимулов и перемещение катушки до тех пор, пока евродепутаты постоянно наблюдаются в одной или обеих мышцах или до 100% MSO достигается.
    8. Если 100% MSO достигается без каких-либо mePs наблюдается, использовать активное содействие для повышения возбудимости кортикомотора и вероятность получения MEP. Попросите пациента обнять подушку к груди обеими руками, пытаясь активировать их paretic UL как можно больше. Для пациентов без дистальной деятельности UL, попросите их поднять и втягивать на плечевом поясе.
  8. Классифицировать статус MEP пациента.
    1. Классифицировать пациента как MEP, если евродепутаты любой амплитуды наблюдаются с последовательной задержкой в ответ на по крайней мере пять стимулов. Это может быть как в состоянии покоя, так и во время добровольного упрощения. ПИИ latencies, как правило, 20-30 мс в то время как ECR latencies, как правило, 15-25 мс. Депутаты Европарламента не должны превышать пик-пик амплитуды 50 МВ.
    2. Классифицировать пациента как MEP, если meP не может быть получен на 100% MSO либо в состоянии покоя или при попытке добровольного содействия.
  9. Удалить электроды и протрите кожу с алкоголем протрите. Кожа может быть слегка красным, но это обычно решает без какого-либо лечения.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Оценка SAFE и TMS могут быть использованы для установления функционального состояния CST в течение одной недели после инсульта. Пациенты, которые имеют safe оценка по крайней мере 5 на 3-й день, или MEP при тестировании с TMS, имеют функциональный CST и, как ожидается, восстановить по крайней мере некоторую координацию и ловкость. Пациенты, которые MEP- не имеют функционального CST и, следовательно, вероятно, будет ограничено улучшения в проксимальных движений рук и грубые движения руки. Функциональное состояние CST поэтому может быть использовано для выбора пациентов для испытаний на основе их способности восстановить ловкую функцию рук.

Алгоритм PREP2 предсказывает функциональные результаты UL, получая с помощью этого протокола оценку SAFE и статус MEP. Алгоритм PREP2 был разработан и проверен у пациентов в возрасте 18 лет и старше, с ишемическим или геморрагическим инсультом и новой слабостью UL, как подробно описано в другом месте16,17,20. Важным компонентом алгоритма PREP2 является определение статуса MEP с Помощью TMS для пациентов с баллом SAFE менее 5. Пациенты должны быть оценены на пригодность для процедуры. Это включает в себя заполнение контрольного списка безопасности, который впоследствии рассматривается и утверждается лечащим врачом. Целью контрольного перечня является выявление любых противопоказаний или мер предосторожности для использования TMS, таких как наличие кардиостимулятора, судороги, операция на головном мозге и травмы головы. Противопоказания и меры предосторожности для TMS хорошо известны и ранее описаны подробно24.

Пациент считается MeP, если евродепутат постоянно присутствует при соответствующей задержке (20-30 мс для ПИИ, 15-25 мс для ECR) и с любой пиковой амплитудой. Пациент является meP, является ли meP elicited в покое или при попытке добровольного ul содействие. Депутат Европарламента должен присутствовать только в одной мышце, чтобы пациент считался meP. Этот протокол отличается от других протоколов, которые могут потребовать, чтобы евродепутат превышал 50 кВ в амплитуде пика к пику, по крайней мере, 5 из 10 следов. Эти другие протоколы предназначены для установления порога отдыха пациента в качестве основы для дальнейшей нейрофизиологической оценки. Для прогнозирования восстановления UL, простое присутствие или отсутствие MEP является более сильным предиктором, чем амп-амп MEP и определения остальных порог двигателя не требуется8,9,16,25.

Рисунок 2, Рисунок 3, и рисунок 4 привести примеры записей ЭМГ от пациентов, протестированных с TMS в течение 1 недели после инсульта.

Figure 2
Рисунок 2: Примеры пациентов МЕПЗ. ()Этот пациент был MEPs в paretic ПИИ (верхний след) и ECR мышц (нижний след). Задержка ПИИ MEP (25 мс) была немного больше, чем ECR (21 мс), как и ожидалось. (B) Этот пациент был MEPs в ПИИ и ECR мышц. Амплитуда ECR MEP была небольшой (40 кВ), но произошла при соответствующей задержке. Хотя этот пациент явно имел большой ПИИ MEP, они будут считаться MEP , основанный только на eCR след. (C) Этот пациент был небольшой MEP в мышце ПИИ (40 qV) и не MEP в мышце ECR. Евродепутат произошел при соответствующей задержке (27,5 мс). Этот пациент может считаться евродепутатом, потому что евродепутат наблюдался по крайней мере по пяти следам (см. шаг 3.8.1 в протоколе). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 3
Рисунок 3: Примеры meP-пациентов. Эти пациенты не смогли продемонстрировать mePs на 100% MSO в то время как в состоянии покоя и пытается активного двустороннего облегчения, чтобы увеличить вероятность получения MEP. Следы ЕМГ не показывают мышечную активность во время облегчения из-за тяжелого пареза. ()Этот пациент не имел MEP любой амплитуды в любой мышце, несмотря на все усилия, чтобы вызвать один. (B) Этот пациент не имел MEP в мышце ПИИ (верхний след). Нижний след (ECR) содержит удлиненный хвост артефакта стимула. Когда это присутствует во время окна задержки для любой мышцы, идентификация MEP может быть трудно. См Рисунок 4 для получения консультаций по устранению проблем с шумом ЭМГ. Если проблема не может быть решена, то используется результат следа ПИИ, который в данном случае является MEP-. (C) Колебания видели в мышце ECR EMG след не MEP. Это двигательный блок, стреляя спорадически. Они могут быть определены из-за их равномерной формы и внешнего вида на поздних сроках, которые не соответствуют ожидаемой задержке для ECR. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 4
Рисунок 4: Примеры следов ЭМГ, загрязненных электрическим шумом. ()Этот пациент был MEPs в обеих мышцах, которые четко идентифицируются, несмотря на электрический шум в след ПИИ. (B) Этот пациент был ЕВРОтолько только в ECR. Шумные сигналы могут быть общей проблемой во время записи ЭМГ. Исследователь должен рассмотреть вопрос о том, является ли шум экологическим (из-за проблем с электрическим шумом в комнате, или в установке ЭМГ) или биологические (основные мышечной активности пациента). Проблемные предложения включают, но не ограничиваются проверкой того, является ли подготовка кожи адекватной, электрод потерял контакт с кожей (это особенно часто встречается с ПИИ, если пациент имеет потоотделение на руках), проблемы с заземлением ремень или электрод, кабели прочно прикреплены к пациенту и EMG блок, кто-нибудь прикасается к пациенту или тележки TMS во время теста, отключение кровати от его электрического питания, регулировка освещения (выключение флуоресцентного освещения), и регулируется положение пациента так, что они смогут ослабить с их ULs полно поддержано на подушках. В обоих этих следах фоновый шум присутствовал только в одной мышце. Это говорит о том, что проблемы с шумом были характерны для установки этой мышцы (например, свободный кабель, плохая электродная проводимость из-за отсутствия контакта с кожей или неисправного электрода). Шум, который присутствует в следах для обеих мышц указывает на проблемы с заземления электрода или ремешка или электрического шума в окружающей среде. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Функция CST, оцениваемый со статусом MEP, является ключевым прогностический биомаркер для восстановления UL и результата после инсульта. В общей сложности 95% пациентов с функциональным CST на 1 неделю послеинсульта достичь действий исследований Arm Test (ARAT) оценка по крайней мере 34 из 57 на 3 месяца poststroke17. И наоборот, 100% пациентов без функционального CST на 1 неделю после инсульта достичь ARAT оценка менее 34 на 3 месяца после инсульта17. Оценка функции CST в течение недели после инсульта может улучшить отбор пациентов и стратификации в испытаниях, направленных на улучшение UL восстановления и результаты после инсульта.

Первым соображением для оценки TMS является безопасность пациентов. Контрольный список безопасности TMS должен быть рассмотрен и подписан врачом до проведения оценки TMS. Контрольный список также должен быть рассмотрен с пациентом в день оценки TMS, чтобы подтвердить, что не было никаких изменений в их контрольный список ответов. Возможно, было бы более целесообразно провести тест TMS в отдельной процедурной комнате, а не в койко-пространстве пациента. В этой ситуации подготовка кожи и размещение электрода для поверхности ЭМГ могут происходить в постели пациента перед транспортировкой в процедурный зал для тестирования TMS. Подготовка пациента на койко-место сводит к минимуму время для процедуры, которая может быть более терпимой для некоторых пациентов. Если пациент переносится в процедурный кабинет для тестирования, важно обеспечить, чтобы все дополнительные медицинские приборы (например, кислородная терапия, IV линии, катетер, надувной матрас) функционировали надлежащим образом во время и после транспортировки.

Позиционирование пациентов также является важным фактором. Пациент, который очень устал после инсульта, вероятно, будет более комфортно, если испытания в их постели, а не стул. Тестирование пациента в постели может быть более сложным, но при тщательном позиционировании пациента можно расположить катушки TMS надлежащим образом над UL представление моторной коры с правильной ориентацией катушки. Тестирование пациента в кресле обеспечивает более легкий доступ к голове с катушки TMS, но может обеспечивает более серьезные проблемы с переносами пациента.

Настройка TMS, описанная в этом протоколе, может варьироваться в зависимости от имеющегося оборудования TMS и факторов пациента. Здесь использовалась плоская катушка, состоящая из восьми фигур, но ее можно было заменить катушки с фирменной фигурой восемью фигурами или круговой катушкой. Аналогичным образом, размещение электрода может варьироваться в зависимости от длины электрода приводит, или проблемы с размещением из-за поражения кожи, IV канюли, и повязки. Типичное размещение ПИИ включает в себя один электрод над животом мышцы ПИИ и один над боковой аспект второго метакарпофалангейального сустава. Этот протокол описывает монтаж живота-тендона для позиционирования электродов ПИИ, со вторым электродом, размещенным на досуме руки. Размещение второго электрода над зубной сумом руки полезно, если пациент потный или сами электроды слишком велики, чтобы поместиться в стандартную конфигурацию.

Необходимо точно завершить оценку TMS, особенно при определении того, что пациент является meP-. Все усилия должны быть предприняты, чтобы вызвать MEP, если это возможно, в том числе предоставление стимула до 100% MSO, обеспечение пациента проснулся с открытыми глазами во время теста, и содействие активации мышц в одной или обеих руках. Метод, описанный в этом протоколе, не использует нейронавигацию для определения точки доступа для катушки TMS. Это устраняет необходимость в магнитно-резонансной томографии (МРТ) и уменьшает продолжительность сеанса. Однако это также означает, что движение катушки при поиске оптимального места стимуляции должно быть систематическим и тщательным, чтобы обеспечить все усилия, направленные на получение евродепутатом.

TMS требуется только для пациентов с SAFE оценка менее 5. Это означает, что TMS необходима только примерно для трети пациентов, что снижает стоимость и улучшает доступность. Если TMS недоступен, точность прогнозов для пациентов с SAFE оценка менее 5 капель до 55%, даже если МРТ биомаркеров доступны17. Научно-исследовательские и клинические сайты без доступа к TMS все еще могут завершить первую половину алгоритма PREP2 для пациентов, которые имеют safe оценка 5 или более. Тем не менее, это ограничит отбор пациентов для исследовательских испытаний для тех, кто легкой до умеренной слабости UL.

Оценка SAFE и TMS полезны в клинической практике и предоставляют исследователям принципиальный метод отбора и расслоения пациентов для клинических испытаний, основанных на функции CST и нейробиологической способности пациента к восстановлению UL.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторам нечего раскрывать.

Acknowledgments

Авторы благодарят профессора Уинстона Байблоу и Гарри Джордана за их ценный вклад в эту работу. Эта работа финансировалась Советом по исследованиям в области здравоохранения Новой Зеландии.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Stinear, C. M. Prediction of recovery of motor function after stroke. Lancet Neurology. 9 (12), 1228-1232 (2010).
  5. 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).
  6. Stinear, C. M. Prediction of motor recovery after stroke: advances in biomarkers. Lancet Neurology. 16 (10), 826-836 (2017).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Groppa, S., et al. A practical guide to diagnostic transcranial magnetic stimulation: report of an IFCN committee. Clinical Neurophysiology. 123 (5), 858-882 (2012).
  19. Barker, A. T., Jalinous, R., Freeston, I. L. Non-invasive magnetic stimulation of human motor cortex. Lancet. 1 (8437), 1106-1107 (1985).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. Stinear, C., Byblow, W., Ackerley, S., Smith, M. C. PRESTO: predict stroke outcomes. , http://www.presto.auckland.ac.nz (2019).
  24. 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).
  25. 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).

Tags

Неврология Выпуск 156 кортикоспинальная TMS биомаркер верхняя конечность инсульт прогнозирование PREP2
Определение функционального состояния Кортикоспинального тракта в течение одной недели после инсульта
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Smith, M. C., Ackerley, S. J.,… More

Smith, M. C., Ackerley, S. J., Monigatti, E. J., Scrivener, B. J., Stinear, C. M. Determining the Functional Status of the Corticospinal Tract Within One Week of Stroke. J. Vis. Exp. (156), e60665, doi:10.3791/60665 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter