Determinar el estado funcional del tracto corticoespinal dentro de una semana de accidente cerebrovascular
Summary
Este protocolo es para evaluar la función del tracto corticoespinal dentro de 1 semana de accidente cerebrovascular. Se puede utilizar para seleccionar y estratificar pacientes en ensayos de intervenciones diseñadas para mejorar la recuperación motora de las extremidades superiores y los resultados y en la práctica clínica para predecir los resultados funcionales de las extremidades superiores 3 meses después del accidente cerebrovascular.
Abstract
La alta variabilidad interindividual en la recuperación de la función de la extremidad superior (UL) después del accidente cerebrovascular significa que es difícil predecir el potencial de recuperación de un individuo basándose únicamente en evaluaciones clínicas. La integridad funcional del tracto corticoespinal es un biomarcador de pronóstico importante para la recuperación de la función UL, particularmente para aquellos con deterioro inicial grave de la UL. Este artículo presenta un protocolo para evaluar la función del tracto corticoespinal dentro de 1 semana de accidente cerebrovascular. Este protocolo se puede utilizar para seleccionar y estratificar pacientes en ensayos de intervenciones diseñadas para mejorar la recuperación motora de UL y los resultados después del accidente cerebrovascular. El protocolo también forma parte del algoritmo PREP2, que predice la función UL para pacientes individuales 3 meses después de la insolación. El algoritmo combina secuencialmente una evaluación de la fuerza UL, la edad, la estimulación magnética transcraneal y la gravedad del accidente cerebrovascular, dentro de unos pocos días de la carrera. Los beneficios de usar PREP2 en la práctica clínica se describen en otros lugares. Este artículo se centra en el uso de una evaluación de la fuerza UL y la estimulación magnética transcraneal para evaluar la función del tracto corticoespinal.
Introduction
La función de las extremidades superiores se deteriora comúnmente después del accidente cerebrovascular, y la recuperación de la función UL es importante para recuperar la independencia en las actividades de la vida diaria1. Los ensayos de rehabilitación de accidentes cerebrovasculares a menudo están dirigidos a mejorar la recuperación de UL y los resultados después del accidente cerebrovascular. La mayoría de las investigaciones de rehabilitación de accidentes cerebrovasculares se llevan a cabo con pacientes en la etapa crónica (>6 meses después de la insolación), sin embargo, la mayor parte de la rehabilitación ocurre temprano después del accidente cerebrovascular2,3. Es necesario llevar a cabo más investigaciones con los pacientes poco después de un accidente cerebrovascular para construir una base de evidencia para la práctica de rehabilitación.
Uno de los mayores desafíos a la hora de realizar investigaciones poco después del accidente cerebrovascular es detectar los efectos de la intervención en el contexto de la recuperación que se produce durante las primeras semanas y meses después del accidente cerebrovascular. La alta variabilidad entre sujetos en la presentación clínica y la recuperación crea ruido que puede ocultar los efectos beneficiosos de las intervenciones. Los grupos de intervención y control suelen estar equilibrados en las medidas clínicas de deterioro neurológico inicial. Sin embargo, estas medidas son a menudo malos predictores del potencial del paciente para su posterior recuperación, particularmente aquellos con deterioro inicial grave4,5. Esto significa que los grupos pueden ser emparejados para medidas clínicas basales y no igualados por su potencial de recuperación, lo que hace más difícil determinar los efectos de la intervención. Los biomarcadores pueden abordar este desafío identificando el potencial de recuperación motora de un paciente individual, de modo que los grupos puedan ser emparejados y estratificados con precisión6,7,8. Los biomarcadores también se pueden utilizar para seleccionar pacientes que tienen más probabilidades de responder a los mecanismos de acción de acción6conocidos o hipotéticados de la intervención.
La integridad funcional del tracto corticoespinal (CST) es un biomarcador clave que predice la recuperación de la función UL después del accidente cerebrovascular5,8,9,10,11,12. El CST transporta la salida motora descendente de la corteza motora primaria a la médula espinal y es esencial para la coordinación y el control motor fino. Los pacientes con un TSN funcional después del accidente cerebrovascular son más propensos a recuperar fuerza, coordinación y destreza que los pacientes sin. Una evaluación clínica puede ser suficiente para confirmar que el CST es funcional en pacientes con discapacidad leve13,14,15. Sin embargo, los pacientes con insuficiencia inicial más grave pueden o no tener un TSN funcional, y se necesita una evaluación neurofisiológica utilizando estimulación magnética transcraneal (TMS)9,10,11,16,17.
TMS es una técnica no invasiva e indolora que se puede utilizar para probar la función CST18. La bobina TMS proporciona un estímulo magnético sobre la corteza motora primaria que genera una volea descendente en el CST, provocando un potencial evocado motorizado (MEP) en los músculos de la extremidad contralateral19. La presencia de un MEP en el brazo o la mano paretic (MEP+) indica un CST funcional y se asocia con un mayor potencial de recuperación de la función UL. Los pacientes que son MEP- son más propensos a tener peor recuperación de UL, sin retorno de la función de la mano coordinada y diesta4,6,9,12,16.
La prueba de todos los pacientes con TMS es poco práctica e innecesaria, ya que los que tienen un deterioro inicial leve probablemente tienen un CST17funcional. Por lo tanto, se necesita un enfoque jerárquico de modo que el TMS se utilice solamente para los pacientes con el deterioro inicial más severo. El algoritmo PREP2 se desarrolló utilizando una combinación de medidas clínicas y TMS para evaluar la función CST y predecir el resultado probable de UL a los 3 meses posteriores a la carrera(Figura 1)17. PREP2 comienza en el día 3 después de la carrera por la prueba de la fuerza de la abducción del hombro y la extensión del dedo en el brazo paretic (puntuación SAFE), utilizando grados del Consejo de Investigación Médica. Si la suma de estos grados es de 5 o más de 10, es “seguro” asumir que el paciente es MEP+. Se espera que estos pacientes tengan un buen o excelente resultado de UL a los 3 meses después de la insolación, dependiendo de sus17años de edad. Estos pacientes no necesitan TMS para determinar el estado meP, minimizando el costo y las pruebas innecesarias para el paciente.
Los pacientes con una puntuación SAFE de menos de 5 en el día 3 después de la intura requieren TMS para determinar la integridad funcional de su CST. Si un MEP puede ser obtenido de los músculos de la carpi radialis extensor paretic (ECR) o del primer interoseo dorsal (IED), el paciente es MEP+ y se espera que recupere el control motor fino de la mano a los 3 meses posteriores a la insolación. Aproximadamente la mitad de los pacientes con una puntuación SAFE inferior a 5 en el día 3 después de la inactividad son MEP+. Es importante destacar que los pacientes pueden tener una puntuación SAFE tan baja como cero y ser MEP+. Esto ilustra la necesidad de TMS en este subgrupo de pacientes, ya que la evaluación clínica por sí sola no puede distinguir entre pacientes con y sin un CST funcional. Los pacientes que son MEP- tienen daño significativo de CST. Se espera que estos pacientes tengan un resultado funcional de UL limitado o pobre dependiendo de su gravedad general del accidente cerebrovascular, medido con el Instituto Nacional de Escala de Accidentes Cerebrovasculares de Salud (NIHSS)(Figura 1)17. No se espera que estos meteles- los pacientes recuperen el control coordinado y diestro de los dedos y se pueden agrupar para fines de investigación.
Figura 1: El algoritmo PREP2. SEGURO – Secuestro de hombro, puntuación de extensión de dedo, que es la suma de las calificaciones del Consejo de Investigación Médica para cada uno de estos movimientos de 5, para una puntuación TOTAL SAFE de 10. MeP+ – Los potenciales evocados por el motor se pueden derivar de los músculos dispersos y extensores carpis radialis (ECR) y/o primeros músculos interosarios dorsales (IED) del UL pareético mediante estimulación magnética transcraneal. NIHSS – Institutos Nacionales de Escala de Accidentes cerebrovasculares de salud. El algoritmo predice uno de los cuatro posibles resultados funcionales de UL a los 3 meses posteriores a la insolación. Cada categoría de predicción está asociada con un enfoque de rehabilitación que se puede utilizar para adaptar la terapia UL2. Los puntos de color representan, proporcionalmente, la precisión del algoritmo PREP2. Los puntos están codificados por colores en función de la categoría de resultados realmente alcanzada 3 meses después de la insolación (Verde – Excelente; Azul – Bueno; Naranja – Limitada; Rojo – Pobre). Figura reproducida de Stinear et al.17. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
En la práctica clínica, PREP2 predice una de las cuatro categorías de resultados que se pueden utilizar para adaptar la rehabilitación para pacientes individuales y ayudar a los pacientes y familias a entender lo que pueden esperar para su recuperación de UL. Hasta la fecha, PREP2 es la única herramienta de predicción UL validada externamente que combina la evaluación clínica y la información de biomarcadores en un árbol de decisión17. También es la única herramienta de predicción UL con investigación sobre los efectos de la implementación en la práctica clínica20,21. Las predicciones PREP2 son precisas para alrededor del 75% de los pacientes, demasiado optimistas para el 17% y demasiado pesimistas para el 8% de los pacientes a los 3 meses después de la carrera17. La precisión es más alta para los mepe-pacientes (precisos para el 90% de los pacientes meP), destacando el valor de utilizar TMS para identificar a estos pacientes con daño grave a las vías motoras descendentes17. PREP2 sigue siendo correcto para alrededor del 80% de los pacientes a los 2 años después de la carrera22. Esto es compatible con el uso de PREP2 para predecir los resultados del motor funcional UL a 3 meses y a largo plazo. La información sobre la entrega de predicciones PREP2 y su uso en la práctica clínica está fuera del alcance de este documento de métodos, pero los recursos detallados están disponibles en línea23.
PREP2 proporciona a los investigadores una herramienta para seleccionar y estratificar a los pacientes para los ensayos clínicos. Esto permite que los pacientes se agrupen no sólo de acuerdo con las características clínicas basales, sino también su potencial neurobiológico para la recuperación de LA. A pesar de la evidencia creciente para el uso de TMS como biomarcador de pronóstico para la recuperación de UL, la falta de familiaridad con los protocolos TMS en entornos hospitalarios con pacientes con accidente cerebrovascular subagudo puede ser una barrera para su uso en la investigación. Por lo tanto, este protocolo tiene como objetivo demostrar cómo utilizar la puntuación SAFE y TMS para evaluar la función CST en pacientes en un entorno hospitalario temprano después del accidente cerebrovascular.
Protocol
Representative Results
Discussion
La función CST evaluada con el estado MEP es un biomarcador de pronóstico clave para la recuperación de UL y el resultado después del accidente cerebrovascular. Un total de 95% de los pacientes con un CST funcional a la 1 semana después de la insolación logran una puntuación de prueba de brazo de investigación de acción (ARAT) de al menos 34 de 57 por 3 meses después de la carrera17. Por el contrario, el 100% de los pacientes sin un CST funcional a la 1 semana después de la insolación …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores agradecen al profesor Winston Byblow y Harry Jordan por su valiosa contribución a esta obra. Este trabajo fue financiado por el Consejo de Investigación Sanitaria de Nueva Zelanda.
Materials
| 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 |
Riferimenti
- 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).
- Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. 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).
