Anwendung der peripheren elektrischen Stimulation bei Gesunden und Schlaganfallpatienten und die Auswirkungen auf die somatosensorisch evozierten Potenziale

Mijic, Marko (2023): Anwendung der peripheren elektrischen Stimulation bei Gesunden und Schlaganfallpatienten und die Auswirkungen auf die somatosensorisch evozierten Potenziale. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Nur wenige Studien haben die somatosensorisch evozierte Potenziale (SEP) genutzt, um die kortikale Neuroplastizität und die Rehabilitationsprognose bei Schlaganfallpatienten nach der Anwendung der funktionellen Elektrostimulation (FES) zu untersuchen. Das Hauptziel meiner Studie war es, systematisch zu überprüfen, ob FES eine Rolle bei der Veränderung der Latenzen und Amplituden von SEPs bei gesunden Probanden oder bei den Patienten nach einem Schlaganfall darstellt. Weiterhin suchte ich nach einer Korrelation zwischen sensorischen und motorischen Funktionstests und den Veränderungen der SEP-Latenzen und Amplituden. Folgende Datenbanken wurden durch-sucht: Pubmed/MEDLINE, Scopus/ScienceDirect, Web of Science/Clarivate, Cochrane Library, The Physiotherapy Evidence Database (PEDro), und Clini-calTrials.gov. Die Titel und Abstracts sowie die Volltexte der Studien wurden von zwei unabhängigen Autoren anhand von im Vorfeld festgelegten Kriterien auf ihre Eignung geprüft. Es wurden alle Studien, die sich auf die Behandlung der oberen oder unteren Extremitäten oder des Rumpfes mit FES, inkludiert. Die systematische Suche resultierte in insgesamt 11344 Studien, von denen nur 10 evaluiert wurden. Ich konnte keinen ausreichenden Nachweis finden, dass das SEP als Indikator für eine Prognose der Rehabilitation nach einem Schlaganfall nützlich ist. Ich fand jedoch einen Zusammenhang zwischen verschiedenen sensorischen und motorischen Funktionsbewertungen und Veränderungen der SEP-Komponenten. Die Schlaganfallstudien mit FES, die eine willkürliche Kontraktion für eine bestimmte Bewegung oder Aufgabe initiieren, deuten auf eine positive Beziehung und Korrelation mit den Bewertungen der motorischen Funktion hin. Es könnte darauf hinweisen, dass FES eine positive Auswirkung auf die sensorische Reorganisation hat, was sich in der Veränderung der SEP-Amplitude und -Latenz widerspiegelt. Das Ausmaß der Konnektivität zwischen SEP und kortikaler Plastizität lässt sich bisher nicht feststellen. Um diese Hypothese zu bestätigen, haben wir ein randomisiertes, kontrolliertes zwei-Perioden-Crossover-Design mit gesunden Probanden und Schlaganfallpatienten durchgeführt. Meine zweite Studie analysierte Veränderungen der pathologischen SEP-Latenzen und Amplituden nach einem akuten Schlaganfall nach zweiwöchiger Rehabilitation mit FES. Die Veränderungen der SEPs wurden auch mit der FES-Intervention bei Schlaganfall-Symptomen der Fußheberschwäche (FHS) korreliert, die anhand des 10-Meter-Gehtests und der Stärke der Dorsalflexion im Fußgelenk bewertet wurden. Gruppe A erhielt die FES direkt, während Gruppe B nach zwei Wochen behandelt wurde. Zudem wurden in der unbehandelten Kontrollgruppe gesunder Erwachsener in den gleichen Zeitabständen wie bei den Schlaganfallpatienten wiederholte SEP-Messungen durchgeführt. Die statistische Analyse (ANOVA) zeigte eine signifikante Abnahme der SEP-Latenzen des paretischen Nervus tibialis (NT) in den Schlaganfallgruppen nach der Intervention, gefolgt von einer Abnahme der SEP des nicht-paretischen NT im Vergleich zur Kontrollgruppe der gesunden Erwachsenen. Darüber hinaus wurde in den Schlaganfallgruppen eine Zunahme der Kraft des FHS und eine Verringerung der Kadenz beobachtet. Wir fanden eine moderate Korrelation (r=0,50-0,70) zwischen der Latenzzeit des nicht-paretischen NT und der Schrittkadenz in den Schlaganfallgruppen nach der FES-Zeit. Der pathologische Gang wurde verändert und das afferente SEP-Feedback verbesserte sich nach der FES-Intervention.

Abstract

A small number of studies used somatosensory evoked potentials (SEP) to demonstrate changes in cortical sensory function in healthy subjects or to assess cortical plasticity and rehabilitation prognosis in stroke patients following an functional electrical stimulation (FES) intervention. The main objective of first study was to systematically investigate whether FES is involved in altering SEP latency and amplitude in healthy subjects and stroke survivors. We also searched for correlations between sensory and motor assessments and SEP component changes in the included studies. Databases of interest were: Sco-pus (ScienceDirect), Pubmed (MEDLINE), Web of Science, The Physiotherapy Evidence Database (PEDro), Cochrane Library, and ClinicalTrials.gov. A priori eligibility criteria were used to screen titles, abstracts, and reports for eligibility. There were no limitations regarding the treatment of the upper extremity, lower extremity, or trunk with FES. The last systematic search resulted in 11344 entries. However, only ten of these were evaluated. There was insufficient evidence for using SEP to predict rehabilitation prognosis after stroke. However, we did find a correlation linking the assessment of sensory and motor function and the changes in the components of the SEPs. Moreover, a positive relationship and correlation with motor function assessments in stroke studies using FES, which initiates a voluntary contraction used for a specific movement or task, was found. However, the degree of connectivity between the SEP and cortical plasticity remains elusive. To confirm this hypothesis, we conducted a randomised, controlled, two-period crossover study with stroke patients and healthy volunteers. The second study examined changes in pathological SEP latencies and amplitudes following an acute stroke after two weeks of rehabilitation with FES. Changes in SEPs between the stroke groups were also correlated with FES therapy intervention for foot drop stroke symptoms, assessed by the 10-metre walk test and strength of dorsal flexion in the foot ankle. Group A received the FES directly, while group B was treated after two weeks. Moreover, repeated SEP measurements were evaluated in the untreated control group of healthy adults at the same interval as for stroke groups. The statistical measures (ANOVA) showed a significance decrease in paretic tibial nerve SEP latencies in stroke groups after the intervention, tracked by a decrease in non-paretic tibial nerve SEP comparing to the control group of healthy adults. Furthermore, increasing of foot drop strength and reducing the cadence in stroke groups was found. We found a moderate correlation (r=0.50-0.70) between non-paretic tibial nerve latency N50 and step cadence in stroke groups after the FES time. The pathological gait was modified with improved SEP afferent feedback following the FES intervention.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Somatosensorisch evozierte Potenziale, Fußheberschwäche, Funktionelle Elektrostimulation, Periphere elektrische Stimulation
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 17. Oktober 2023
• 1. Bericht­erstatter:in: Schoser, Benedikt