Bestemmelse af den funktionelle status af kortikospinaltarmkanalen inden for en uge efter slagtilfælde

Summary

Denne protokol er til evaluering af kortikospinaltarmkanalen funktion inden for 1 uge efter slagtilfælde. Det kan bruges til at vælge og stratificere patienter i forsøg med interventioner designet til at forbedre overekstremiteten motor opsving og resultater og i klinisk praksis for at forudsige overekstremiteten funktionelle resultater 3 måneder efter slagtilfælde.

Abstract

Høj interindividuel variation i inddrivelsen af øvre lemmer (UL) funktion efter slagtilfælde betyder, at det er vanskeligt at forudsige en persons potentiale for helbredelse baseret på kliniske vurderinger alene. Den funktionelle integritet af kortikospinaltarmkanalen er en vigtig prognose biomarkør for inddrivelse af UL funktion, især for dem med svær indledende UL værdiforringelse. Denne artikel præsenterer en protokol til evaluering af kortikospinaltarmkanalen funktion inden for 1 uge efter slagtilfælde. Denne protokol kan bruges til at udvælge og tilfredsstille patienter i forsøg med interventioner designet til at forbedre UL motor opsving og resultater efter slagtilfælde. Protokollen er også en del af PREP2-algoritmen, som forudsiger UL-funktionen for individuelle patienter 3 måneder efter slagtilfælde. Algoritmen sekventielt kombinerer en UL styrke vurdering, alder, transkraniel magnetisk stimulation, og slagtilfælde sværhedsgrad, inden for et par dage efter slagtilfælde. Fordelene ved at bruge PREP2 i klinisk praksis er beskrevet andetsteds. Denne artikel fokuserer på brugen af en UL styrkevurdering og transkraniel magnetisk stimulation til at evaluere kortikospinaltarmkanalen funktion.

Introduction

Øvre lemmer funktion er almindeligt nedsat efter slagtilfælde, og inddrivelse af UL funktion er vigtigt for at genvinde uafhængighed i daglige levende aktiviteter¹. Slagtilfælde rehabilitering forsøg er ofte rettet mod at forbedre UL opsving og resultater efter slagtilfælde. Størstedelen af slagtilfælde rehabilitering forskning udføres med patienter på den kroniske fase (> 6 måneder efterslagtilfælde), men de fleste rehabilitering opstår tidligt efter slagtilfælde^2,3. Mere forskning skal udføres med patienter kort efter et slagtilfælde til at opbygge et evidensgrundlag for rehabilitering praksis.

En af de største udfordringer, når de udfører forskning kort efter slagtilfælde er at opdage virkningerne af interventionen på baggrund af opsving forekommer i de første uger og måneder efter slagtilfælde. Høj variation i klinisk præsentation og nyttiggørelse skaber støj, der kan skjule de gavnlige virkninger af interventioner. Interventions- og kontrolgrupper er typisk afbalancerede på kliniske målinger af indledende neurologisk svækkelse. Disse foranstaltninger er dog ofte dårlige prædiktorer for patientens potentiale for efterfølgende helbredelse, især dem med svær indledende svækkelse^4,5. Det betyder, at grupper kan matches for kliniske baselineforanstaltninger og ikke afstemmes for deres restitutionspotentiale, hvilket gør det vanskeligere at fastslå interventionens virkninger. Biomarkører kan tage fat på denne udfordring ved at identificere den enkelte patients potentiale for motornyttiggørelse, således at grupper kan matches nøjagtigt og stratificeret^6,7,8. Biomarkører kan også anvendes til at udvælge patienter, der med størst sandsynlighed vil reagere på interventionens kendte eller hypotese virkningsmekanismer^6.

Den funktionelle integritet af kortikospinaltarmkanalen (CST) er en vigtig biomarkør, der forudsiger inddrivelse af UL funktion efter slagtilfælde^{5,8,9,10,11,12}. CST formidler faldende motoriske output fra den primære motoriske cortex til rygmarven og er afgørende for koordinering og finmotorik kontrol. Patienter med en funktionel CST efter slagtilfælde er mere tilbøjelige til at genvinde styrke, koordinering og fingerfærdighed end patienter uden. En klinisk vurdering kan være tilstrækkelig til at bekræfte , at CST er funktionel hos letforringede patienter^13,14,15. Patienter med mere alvorlig indledende svækkelse kan dog eller måske ikke have en funktionel CST, og en neurofysiologisk vurdering ved hjælp af transkraniel magnetisk stimulation (TMS) er nødvendig^{9,10,11,16,17}.

TMS er en noninvasive og smertefri teknik, der kan bruges til at teste CST funktion¹⁸. TMS-spolen leverer en magnetisk stimulans over den primære motoriske cortex, der genererer en faldende volley i CST, fremkalde en motor-fremkaldt potentiale (MEP) i musklerne i den kontralaterale lemmer¹⁹. Tilstedeværelsen af et medlem af Europa-Parlamentet i den paretiske arm eller hånd (MEP+) indikerer en funktionel CST og er forbundet med et større potentiale for genopretning af UL-funktionen. Patienter, der er mep-er mest tilbøjelige til at have værre UL opsving, uden tilbagevenden af koordinerede og behændig hånd funktion^4,6,9,12,16.

Det er upraktisk og unødvendigt at teste alle patienter med TMS, da patienter med mild indledende svækkelse sandsynligvis har en funktionel CST^17. Derfor er der behov for en hierarkisk tilgang, så TMS kun anvendes til patienter med mere alvorlig indledende svækkelse. PREP2-algoritmen blev udviklet ved hjælp af en kombination af kliniske foranstaltninger og TMS til evaluering af CST-funktion og forudsige sandsynligul-resultatet ved 3 måneders eftertryk (figur 1)¹⁷. PREP2 starter ved dag 3 efterslagtilfælde ved at teste styrken af skulder bortførelse og finger forlængelse i paretic arm (SAFE score), ved hjælp af Medical Research Council kvaliteter. Hvis summen af disse kvaliteter er 5 eller flere ud af 10, er det “sikkert” at antage, at patienten er MEP+. Disse patienter forventes at have en god eller fremragende UL resultat af 3 måneder efterslagtilfælde, afhængigt af deres alder¹⁷. Disse patienter behøver ikke TMS at bestemme MEP status, minimere omkostninger og unødvendige test for patienten.

Patienter med en SIKKER score på mindre end 5 på dag 3 eftertryk kræver TMS at bestemme den funktionelle integritet af deres CST. Hvis et medlem af Europa-Parlamentet kan fremkaldes fra de paretiske extensor carpi radialis (ECR) eller første dorsale interosseus (FDI) muskler, patienten er MEP + og forventes at genvinde fin motorisk kontrol af hånden med 3 måneder efterslagtilfælde. Ca. halvdelen af patienter med en SIKKER score mindre end 5 på dag 3 efter slagtilfælde er MEP +. Det er vigtigt, at patienterne kan have en sikker score helt ned til nul og være medlem af Europa-Parlamentet+. Dette illustrerer behovet for TMS i denne undergruppe af patienter, da klinisk vurdering alene ikke kan skelne mellem patienter med og uden en funktionel CST. Patienter, der er MEP- har betydelige CST skader. Disse patienter forventes at have en begrænset eller dårlig UL funktionelle resultat afhængigt af deres samlede slagtilfælde sværhedsgrad, målt med National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS)(Figur 1)¹⁷. Disse patienter fra Europa-Parlamentet forventes ikke at genvinde koordineret og behændig fingerkontrol og kan grupperes sammen til forskningsformål.

Figur 1: PREP2-algoritmen. SAFE = Skulder bortførelse, Finger Extension score, som er summen af Medical Research Council kvaliteter for hver af disse bevægelser ud af 5, for en samlet SIKKER score ud af 10. MEP+ = Motor Evoked Potentials kan fremkaldes fra den paretiske extensor carpi radialis (ECR) og/eller første dorsale interosseous (FDI) muskler i den paretiske UL ved hjælp af transkraniel magnetisk stimulation. NIHSS = National Institutes of Health Stroke Scale. Algoritmen forudsiger en af fire mulige UL funktionelle resultater på 3 måneder efterslagtilfælde. Hver forudsigelse kategori er forbundet med en rehabilitering fokus, der kan bruges til at skræddersy UL terapi². De farvede prikker repræsenterer, proportionalt, PREP2 algoritme nøjagtighed. Prikkerne er farvekodede baseret på resultatet kategori faktisk opnået 3 måneder efterslagtilfælde (Grøn = Excellent; Blå = Godt; Orange = Begrænset; Rød = Dårlig). Figur gengivet fra Stinear et al.¹⁷. Klik her for at se en større version af denne figur.

I klinisk praksis forudsiger PREP2 en af fire resultatkategorier, der kan bruges til at skræddersy rehabilitering for individuelle patienter og hjælpe patienter og familier med at forstå, hvad de kan forvente for deres UL opsving. Til dato er PREP2 det eneste eksternt validerede UL-forudsigelsesværktøj, der kombinerer klinisk vurdering og biomarkøroplysninger i et beslutningstræ¹⁷. Det er også det eneste UL-forudsigelsesværktøj med forskning i virkningerne af gennemførelsen i klinisk praksis^20,21. PREP2 forudsigelser er korrekte for omkring 75% af patienterne, for optimistisk for 17% og for pessimistisk for 8% af patienterne på 3 måneder efterslagtilfælde¹⁷. Nøjagtigheden er størst for mep-patienter (nøjagtig for 90 % af mep-patienterne), hvilket fremhæver værdien af at bruge TMS til at identificere disse patienter med alvorlige skader på de faldende motorveje^17. PREP2 forbliver korrekt for omkring 80% af patienterne på 2 år efterslagtilfælde²². Dette understøtter brugen af PREP2 til at forudsige UL funktionelle motoriske resultater på 3 måneder og længere sigt. Oplysninger om levering af PREP2-forudsigelser og brug af dem i klinisk praksis ligger uden for rammerne af dette metodepapir, men detaljerede ressourcer er tilgængelige online²³.

PREP2 giver forskerne et værktøj til at vælge og stratificere patienter til kliniske forsøg. Dette gør det muligt for patienter at blive grupperet ikke kun i henhold til baseline kliniske egenskaber, men også deres neurobiologiske potentiale for UL opsving. På trods af den stigende dokumentation for brugen af TMS som en prognose biomarkør for UL opsving, manglende kendskab til TMS protokoller i hospitalsmiljøer med subakut slagtilfælde patienter kan være en hindring for dens anvendelse i forskning. Derfor har denne protokol til formål at demonstrere, hvordan du bruger SAFE score og TMS til at evaluere CST funktion hos patienter på et hospital indstilling tidligt efter slagtilfælde.

Protocol

Al forskning, der udføres med menneskelige deltagere, skal have godkendelse af menneskelig etik af den relevante institutionelle etiske komité, og undersøgelsen skal gennemføres i overensstemmelse med helsingfors-erklæringen. 1. Patient screening Screen alle patienter for PREP2 egnethed inden for 72 h af slagtilfælde debut.BEMÆRK: Patienterne er egnede, hvis de har haft en ensidig iskæmisk eller hæmoragisk slagtilfælde inden for de sidste 72 timer, har nye UL svaghed, o…

Representative Results

SAFE-scoren og TMS kan bruges til at fastslå CST’s funktionelle status inden for en uges slagtilfælde. Patienter, der har en sikker score på mindst 5 på dag 3, eller er MEP + når de testes med TMS, har en funktionel CST og forventes at genvinde i det mindste en vis koordinering og fingerfærdighed. Patienter, der er medlem af Europa-Parlamentet, har ikke en funktionel CST og vil derfor sandsynligvis være begrænset til forbedringer i proksimale armbevægelser og bruttobevægelser i hånden. CST’s funktionelle statu…

Discussion

CST-funktion evalueret med MEP-status er en vigtig prognose for UL-genoprettelse og resultat efter slagtilfælde. I alt 95% af patienter med en funktionel CST på 1 uge efterslagtilfælde opnå en Action Research Arm Test (ARAT) score på mindst 34 ud af 57 af 3 måneder efterslagtilfælde¹⁷. Omvendt, 100% af patienter uden en funktionel CST på 1 uge efterslagtilfælde opnå en ARAT score på mindre end 34 ved 3 måneder efterslagtilfælde¹⁷. Evaluering af CST funktion ind…

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