rTMS liikkumisen kuntoutuksessa aivoverenkiertohäiriön sairastaneilla

Systemaattinen katsaus «Ayache SS, Farhat WH, Zouari HG ym. Stroke rehabilitation using noninvasive cortical stimulation: motor deficit. Expert Rev Neurother 2012;12:949-72 »1 2012: Non-invasiiviset aivostimulaatiot aivoverenkiertohäiriön sairastaneiden kuntoutuksessa

Katsauksen «Ayache SS, Farhat WH, Zouari HG ym. Stroke rehabilitation using noninvasive cortical stimulation: motor deficit. Expert Rev Neurother 2012;12:949-72 »1 tutkimuksissa aivostimulaatiolla pyritään edistämään aivoverenkiertohäiriön sairastaneiden fyysistä toimintakykyä joko lisäämällä liikeaivokuoren reaktiivisuutta vaurioituneella aivopuoliskolla (korkeataajuinen rTMS, iTBS tai anodaalinen tDCS) tai vähentämällä sitä vastakkaisella aivopuoliskolla (matalataajuinen rTMS, cTBS tai katodaalinen tTCS). Aivostimulaatioiden tarkoituksena on vähentää terveen aivopuoliskon inhiboivaa vaikutusta vaurion puoleiselle aivopuoliskolle ja siten palauttaa normaali tasapaino transkallosaalisessa inhibitiossa.

Matalataajuinen 1 Hz rTMS

Systemaattiseen katsaukseen sisältyneessä 18 kontrolloidussa tutkimuksessa (vähintään 10 potilasta) stimulaatio oli matalataajuista rTMS:a terveelle aivopuoliskolle stimulaatiotaajuudella 1 Hz. Yhden stimulaatiosession todettiin vähentävän transkallosaalista inhibitiota vaurioituneelle aivopuoliskolle ja lisäävän sen reaktiivisuutta mahdollistaen toimintakyvyn edistymisen, mutta vaikutukset olivat lyhytaikaisia. Useammat sessiot antoivat viitteitä hyödyistä spastisuuden vähentymisestä ja voiman sekä taitojen lisääntymisestä kädessä (stimulaation käden vastaavuusalueelle liikeaivokuorella).

Myöhemmin osoitettiin, että matalataajuisen rTMS:n päivittäinen stimulaatio ja yhdistäminen tehostettuun toimintaterapiaan oli toteutettavissa ja turvallista. Se saattoi alentaa spastisuutta ja edistää halvaantuneen puolen yläraajan toimintakykyä.Tämä tulos vahvistettiin myöhemmin saman tutkijaryhmän monikeskustutkimuksessa «Kakuda W, Abo M, Shimizu M ym. A multi-center study on low-frequency rTMS combined with intensive occupational therapy for upper limb hemiparesis in post-stroke patients. J Neuroeng Rehabil 2012;9:4 »2 (n = 204, aika sairastumisesta keskiarvo 5 vuotta (SD 4,5)), ja vaikutusten osoitettiin säilyvän vähintään 4 viikkoa «Kakuda W, Abo M, Shimizu M ym. A multi-center study on low-frequency rTMS combined with intensive occupational therapy for upper limb hemiparesis in post-stroke patients. J Neuroeng Rehabil 2012;9:4 »2. Matalataajuinen rTMS on yhdistetty myös käden tehostetun käytön kuntoutukseen «Takeuchi N, Toshima M, Chuma T ym. Repetitive transcranial magnetic stimulation of the unaffected hemisphere in a patient who was forced to use the affected hand. Am J Phys Med Rehabil 2008;87:74-7 »3 (n = 1, 8 kuukautta sairastumisesta) ja kyynärvarren ojennus-koukistusliikkeeseen «Pomeroy VM, Cloud G, Tallis RC ym. Transcranial magnetic stimulation and muscle contraction to enhance stroke recovery: a randomized proof-of-principle and feasibility investigation. Neurorehabil Neur»4 (n = 24, 1–12 viikkoa sairastumisesta) lupaavin tuloksin, mutta yhdistettynä neuromuskulaariseen stimulaatioon se ei edistänyt käden toimintaa tai vähentänyt sen spastisuutta «Theilig S, Podubecka J, Bösl K ym. Functional neuromuscular stimulation to improve severe hand dysfunction after stroke: does inhibitory rTMS enhance therapeutic efficiency? Exp Neurol 2011;230:149-55»5 (n = 24, 0,5–58 kuukautta sairastumisesta).

Yhdessä tutkimuksessa «Kakuda W, Abo M, Kobayashi K ym. Combination treatment of low-frequency rTMS and occupational therapy with levodopa administration: an intensive neurorehabilitative approach for upper limb hemiparesis»6 oli tutkittu yhdistelmää matalataajuinen rTMS, toimintaterapia ja lääkitys (levodopa) (n = 5, 1,5–12 vuotta sairastumisesta), ja toisessa tutkimuksessa «Kakuda W, Abo M, Momosaki R ym. Combined therapeutic application of botulinum toxin type A, low-frequency rTMS, and intensive occupational therapy for post-stroke spastic upper limb hemiparesis. Eur J»7 yhdistelmää matalataajuinen rTMS, toimintaterapia ja Botulinum toxin tyyppi A (n = 12, keskiarvo 87 kuukautta (SD 48) sairastumisesta) – molemmissa lupaavin tuloksin.

Muita tutkittuja menetelmiä non-invasiivisesta stimulaatiosta aivoverenkiertohäiriön sairastaneiden toipumisen ja kuntoutumisen yhteydessä on ns. edeltävän kortikaalisen stimulaation käyttö (priming cortical stimulation), jossa pyritään vaikuttamaan sitä seuraavan rTMS:n vaikutuksiin. Tutkimusraporteissa 1 Hz matalataajuista rTMS edelsi lyhyt 6 Hz rTMS:n jakso. Myös tästä yhdistelmästä on saatu lupaavia tuloksia «Kakuda W, Abo M, Kobayashi K ym. Application of combined 6-Hz primed low-frequency rTMS and intensive occupational therapy for upper limb hemiparesis after stroke. NeuroRehabilitation 2011;29:365-71 »8 (n = 11, 70 kuukautta (SD 40) sairastumisesta), mutta menetelmän tuloksista muissa potilasryhmissä saatu ristiriitainen näyttö on aiheuttanut tiettyä varauksellisuutta.

PAS-stimulaatiosta, jossa yhdistetään perifeerinen hermostimulaatio TMS-pulssiin, on tehty yksi tutkimus «Uy J, Ridding MC, Hillier S ym. Does induction of plastic change in motor cortex improve leg function after stroke? Neurology 2003;61:982-4 »9 aivoverenkiertohäiriön sairastaneilla (n = 9, kroonisia). Tässä tutkimuksessa annettiin sähköstimulaatio peroneushermoon 35 ms ennen TMS-pulssia jalan liikeaivokuorelle. Havaitut positiiviset vaikutukset tulisi todentaa useammassa tutkimuksessa. PAS-protokollassa stimulusten aikaväli toisiinsa nähden ajoitetaan yksilöllisten somatosensoristen herätevasteiden latenssien (SEP) perusteella.

Matalataajuisen rTMS:n tutkimuksista vain pieni osa käsitteli akuuttia tai subakuuttia vaihetta. Näiden tutkimusten tulokset olivat melko positiivisia, ja katsauksen kirjoittajat suosittelivatkin tällä protokollalla tehtäväksi kontrolloituja tutkimuksia mahdollisimman pian sairastumisen jälkeen huolimatta epileptisten kohtausten riskien kasvusta. Katsauksen kirjoittajien hypoteesinsa oli, että hyödyt aikaisemmassa vaiheessa olisivat suuremmat.

Korkeataajuinen rTMS

Korkeataajuinen rTMS vaatii enemmän turvallisuusnäkökulmien huomioimista kuin matalataajuinen, sillä se annetaan vaurioituneelle aivopuoliskolle, ja riski epileptisiin kohtauksiin on suurempi. Protokollan on silti raportoitu olevan turvallista sekä akuutissa että subakuutissa vaiheessa. Useamman stimulaatiosession jälkeiset hyödylliset vaikutukset ovat kestäneet vuoden. Taajuudella 3 Hz tai 10 Hz annetun stimulaation vaikutuksilla ei ole todettu eroja, jonka johdosta 3 Hz suurempia taajuuksia suositellaan, mutta maksimissaan 10 Hz akuutissa vaiheessa.

Tutkimuksia kroonisesta vaiheesta aivoverenkiertohäiriön sairastaneilla, joissa stimulaatiosessio oli toistettu useampana päivänä, oli vähemmän kuin akuutista ja subakuutista vaiheesta. Yksi tutkimus «Ameli M, Grefkes C, Kemper F ym. Differential effects of high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation over ipsilesional primary motor cortex in cortical and subcortical middle cerebral »10 osoitti 10 Hz rTMS:n hyödyllisten vaikutusten riippuvan vaurion paikasta ja laajuudesta siten, että siitä oli hyötyä vain subkortikaalisessa vauriossa (n = 29, 1–88 viikkoa sairastumisesta). Henkilöt, joilla oli kortikaalinen vaurio ja laaja infarkti, eivät hyötyneet stimulaatiosta, mitä pidettiin merkkinä siitä, että stimulaatiokohdassa vaurion puolella tulisi olla toimivaa aivokudosta (existence of surviving neurons). Tutkimuksessa, jossa korkeataajuista rTMS seurasi matalataajuinen rTMS vaurion vastakkaiselle aivopuoliskolle, ei nähty tällaista eroa. Kirjoittajat päättelivät, että toimimattoman aivokudoksen (loss of excitable neural tissue) lisäksi alentunut liittyvyys (connectivity) tai mahdolliset plastiset muutokset vaurioituneen ja liikeaivokuoren ja aivokuoren välillä voivat rajoittaa rTMS:n vaikutuksia lähestymistavasta riippumatta.

Korkeataajuisen rTMS hyödyistä yhdistettynä liikeharjoituksiin tai fysioterapiaan on useammasta tutkimuksesta positiivisia vaikutuksia: «Khedr EM, Ahmed MA, Fathy N ym. Therapeutic trial of repetitive transcranial magnetic stimulation after acute ischemic stroke. Neurology 2005;65:466-8 »11 (n = 52, alle 10 vuorokautta sairastumisesta), «Chang WH, Kim YH, Bang OY ym. Long-term effects of rTMS on motor recovery in patients after subacute stroke. J Rehabil Med 2010;42:758-64 »12 (n = 28, alle 1 kuukausi sairastumisesta), «Kim YH, You SH, Ko MH ym. Repetitive transcranial magnetic stimulation-induced corticomotor excitability and associated motor skill acquisition in chronic stroke. Stroke 2006;37:1471-6 »13 (n = 15, 6–41 kuukautta sairastumisesta) ja «Chang WH, Kim YH, Yoo WK ym. rTMS with motor training modulates cortico-basal ganglia-thalamocortical circuits in stroke patients. Restor Neurol Neurosci 2012;30:179-89 »14 (n = 21, alle 1 kuukausi sairastumiseta), mutta yhdistettynä käden tehostetun käytön kuntoutukseen, sillä ei näyttäisi olevan vaikutusta «Malcolm MP, Triggs WJ, Light KE ym. Repetitive transcranial magnetic stimulation as an adjunct to constraint-induced therapy: an exploratory randomized controlled trial. Am J Phys Med Rehabil 2007;86:»15 (n = 19, yli 1 vuoden sairastaneita). Kirjoittajat pohtivat, vaikuttaisiko tähän se, että kuntoutusmenetelmä jo itsessään sisältää tavoitteen lisätä vaurioituneen puolen ja vähentää vauriolle vastakkaisen puolen reaktiviisuutta, eikä aivostimulaatio enää toisi siihen kumulatiivista vaikutusta.