Verwendung Repetitive Transkranielle Magnetstimulation zur Sprache Funktion bei Schlaganfall-Patienten mit chronischer Non-fließend Aphasie verbessern

Zusammenfassung

Wir erforschen die Verwendung von repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS) zur sprachlichen Fähigkeiten bei Patienten mit chronischem Schlaganfall und Aphasie nicht verbessern. Nach der Identifizierung einer Website in der rechten frontalen Gyrus für jeden Patienten die optimal reagiert auf Stimulation, zielen wir diesen Ort während zehn Tagen rTMS Behandlung.

Zusammenfassung

Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) hat sich gezeigt, deutlich zu verbessern Sprache Funktion bei Patienten mit nicht-Aphasie ^1. In diesem Experiment zeigen wir die Verwaltung von niederfrequenten repetitiven TMS (rTMS) zur optimalen Stimulation Website in der rechten Hemisphäre bei Patienten mit chronischen nicht-fließend Aphasie. Eine Batterie standardisierte Sprache Maßnahmen wird verabreicht, um die Baseline-Leistung zu bewerten. Die Patienten sind anschließend randomisiert und erhielten entweder echte rTMS oder anfängliche Schein Stimulation. Patienten in der realen Stimulation unterzogen eine Website-Phase, in der eine Reihe von sechs rTMS Sitzungen über fünf Tage verabreicht besteht; Stimulation an eine andere Stelle in der rechten Frontallappen während jeder dieser Sitzungen geliefert. Jeder Standort-Befund Sitzung besteht aus 600 Impulsen von 1 Hz rTMS, vorangestellt und durch ein Bild-naming Aufgabe gefolgt. Durch den Vergleich der Grad der vorübergehenden Änderung der Benennung Fähigkeit ausgelöst durch Stimulation von cand.idate Websites, sind wir in der Lage, um den Bereich der optimalen Reaktion für jeden einzelnen Patienten zu finden. Wir haben dann verabreichen rTMS zu dieser Website während der Behandlungsphase. Während der Behandlung unterziehen Patienten insgesamt zehn Tagen nach Stimulation über den Zeitraum von zwei Wochen, jede Sitzung von 20 min von 1 Hz rTMS bei 90% ruhen motorischen Schwelle geliefert zusammen. Stimulation mit einem fMRI-naming Aufgabe auf den ersten und letzten Tagen der Behandlung gepaart. Nach der Behandlung Phase abgeschlossen ist, wird die Sprache Batterie an der Basislinie wiederholt zwei und sechs Monaten nach der Stimulation, um rTMS-induzierten Änderungen in der Leistung zu ermitteln. Die fMRI-naming Aufgabe wird auch wiederholt zwei und sechs Monate nach der Behandlung. Patienten, die randomisiert der Schein-Arm der Studie sind unterziehen Schein Website-Befund, Schein-Behandlung, fMRI-Studien benennen, und wiederholen Sie die Sprache testen zwei Monate nach Abschluss der Behandlung Schein. Sham Patienten dann hinüber in die reale Stimulation Arm Abschluss real site-Befund, real treatment, fMRI, und zwei-und Sechs-Monats-post-Stimulation Sprachtests.

Einleitung

Aphasie-eine erworbene Defizit von Sprachkenntnissen-ist eine häufige und oft schwächende Folge der Hub ^2. Obwohl ein gewisses Maß an Erholung von Aphasie nach akutem Schlaganfall ist typisch, erleben viele Patienten zumindest ein gewisses Maß an anhaltenden Defizite und vorhandene Sprache Therapien werden in der Regel als nur mäßig wirksam in die Erholung zu erleichtern ^3-5. In den letzten Jahren haben die Entstehung der nichtinvasiven Stimulation Techniken wie die transkranielle Magnetstimulation (TMS) als Erfolg versprechende Behandlungsansätze für eine Vielzahl von Defiziten nach Schlaganfall, einschließlich Aphasie gesehen. TMS verwendet das Prinzip der elektromagnetischen Induktion und beinhaltet die Erzeugung eines schnell Flussmittel Magnetfeld in einer Spule aus Draht. Wenn die Spule benachbart angeordnet ist, um den Kopf eines Patienten, dringt das Magnetfeld der Kopfhaut und Schädeldecke, induziert einen Strom in den zugrunde liegenden kortikalen Neuronen, die ausreichend ist, um neuronale Membranen und Gen depolarisiert istRate Aktionspotentiale ^3. TMS Parameter wie Frequenz, Intensität und Anzahl der Impulse variiert werden, um unterschiedliche neurophysiologischen hervorzurufen, Verhaltens-und Wahrnehmungswirkungen ^4,5 ist. Repetitive TMS (rTMS) beinhaltet die Verabreichung einer Reihe von Impulsen mit einer vorbestimmten Frequenz und Wirkungen erzeugt, die die Anwendung der Stimulation überdauern können. Germane dem aktuellen Experiment belegt, dass rTMS bei einer niedrigen Frequenz (0,5-2 Hz) geliefert fokal kortikalen Erregbarkeit verringern, während hochfrequente Stimulation hat mit Rindenerregung ³ in Verbindung gebracht tendiert. rTMS ist als eine Behandlung für verschiedene neurologische und psychiatrische Störungen, insbesondere Depressionen ⁶ untersucht.

Eine wachsende Zahl von Anzeichen dafür, dass niederfrequente rTMS verwendet werden, um Sprache Erholung bei Personen mit chronischem Schlaganfall-induzierten Aphasie zu verbessern. Naeser und Kollegen waren die ersten ^7,8 bis 1 Hz inhibito geltenry rTMS auf der rechten inferioren frontalen Gyrus für 20 min fünf Tagen pro Woche für zwei Wochen in vier Rechtshänder Patienten mit chronischen nicht-fließend Aphasie. Signifikante Verbesserungen in Namensgebung wurden beobachtet, die blieb für mindestens acht Monate nach Abschluss der Stimulation ^8. Wir anschließend repliziert und diese Ergebnisse erweitert, und haben gezeigt, dass 1 Hz Stimulation in persistent Verbesserungen sowohl Namensgebung und spontane Rede löste in chronischen nicht-fließend Aphasiker ^9-11 geführt. Ermutigend sind die Ergebnisse von kleinen Studien wie diese in weiteren Untersuchungen bei Patienten mit chronischem Schlaganfall ¹² repliziert, sowie bei Patienten mit Schlaganfall und Aphasie subakute ^13.

Ein wichtiger und fast allgegenwärtige Merkmal vor TMS-Studien bei Patienten mit nicht-Aphasie ist, dass die heilsame Wirkung der Stimulation zu ortsspezifischen erscheinen. Die Annahme der Ansatz zunächst Naeser beschäftigtund Kollegen haben die meisten Untersuchungen, bei denen rTMS verwendet wurde, um Sprache Verwertung zu erleichtern, die richtigen pars triangularis ¹ (Brodmann Bereich 45) ausgerichtet. In der Tat hat die jüngsten Beweise vorgeschlagen, dass die Stimulation von anderen Regionen der rechten inferioren frontalen Gyrus kann unwirksam sein, oder können sogar schädliche Wirkungen auf die sprachlichen Leistungen ^14, unterstreicht die Notwendigkeit einer sorgfältigen individuellen Identifizierung der optimalen Stimulation Websites.

Aufbauend auf dem Ansatz Naeser und Kollegen ⁸ gegründet, erforscht unserer laufenden Untersuchung der Auswirkungen von hemmenden rTMS im inferioren frontalen Gyrus auf die Sprache fliessend, und untersucht auch die topographische Besonderheit der rTMS-Effekte in der rechten Frontallappen. In diesem Artikel stellen wir eine detaillierte Beschreibung, wie ein optimaler Standort für Stimulation bei Patienten mit chronischen nicht-Aphasie identifiziert werden. Anschließend beschreiben wir die Verabreichung von therapeutischen rTMS und erklären our Techniken für die Beurteilung der Wirksamkeit der Stimulation bei der Verbesserung der Sprache Erholung in dieser Population.

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Protokoll

1. Pre-Treatment Bewertung

1. Recruit Patienten, die die Voraussetzungen für das Studium zu erfüllen. Zu diesen Kriterien gehören eine einzelne, einseitige, linke Hemisphäre ischämischen Schlaganfall, die die zusätzlichen motorischen Areal (SMA) Ersatzteile, mild bis nicht fließend Rede (definiert als die Fähigkeit, sinnvolle Wörter produzieren und mindestens eine 2-4 Wortlänge string) moderieren, im Alter zwischen 18 und 75 und mindestens sechs Monate nach dem Schlaganfall.
2. Darüber hinaus müssen alle potenziellen Patienten in der Lage sein, mindestens drei der ersten 30 Punkte auf der Boston Naming ^Test-15, ein Durchschnitt von mindestens drei Bilder aus 20 nennen, wenn sie mit zehn Sätze von Bild-Benennung Reize aus der Snodgrass gemacht vorgestellt und Vanderwart Korpus ¹⁶ und Partitur bei oder oberhalb der ^25. Perzentile auf den Subtests für Wort Verständnis und Befehle auf dem Boston Diagnostic Aphasic Prüfung ^17.
3. Führen Sie eine medizinische Vorsorgeuntersuchung, um sicherzustellen, Patienten healthy genug, um an der Studie teilzunehmen, und dass es keine Kontraindikationen zur Bearbeitung in Magnetic Resonance Imaging (MRI)-Scan oder TMS.

2. Baseline Testing

1. Verwalten einer Batterie von standardisierten Tests an drei verschiedenen Tagen, um das Ausmaß der einzelnen Patienten Sprachstörungen und Defizite in anderen kognitiven Bereichen zu beurteilen. Die Tests umfassen die Cookie-Theft Bild Beschreibung Subtest des BDAE ^18, BDAE ^(2. Ed.) Subtests für Word Comprehension (Grundkenntnisse Word-Diskriminierung) und Befehle, legt Boston Naming ^Test-15, von 40 Strichzeichnung Reize aus der Snodgrass und Vanderwart gemacht Bilddatenbank ¹⁶ und die Cognitive Linguistic Quick Test ¹⁹ (CLQT).
2. Starten Sie eine Baseline BOLD fMRI-Studie, in der der Patient führt eine Bild-naming Aufgabe mit oralen Antwort. Sammle hochauflösende Whole-Brain T1-gewichtete Bilder mit einer MPRAGE Sequenz (RT = 1.620 ms, TE = 3,87 ms, FA = 15, FOV = 192 x 256, Scheiben = 160, Voxelgrößen = 1 mm ^3). Erwerben funktionellen Volumes mit einer ganzen Gehirn T2 *-gewichteten BOLD echoplanare Sequenz (TR = 3,000 sec, TE = 35 ms, FA = 90, FOV = 128 x 128 = 31 Scheiben, Voxelgrößen = 1.875 mm ^2, Schichtdicke = 4 mm).
3. Randomize Patienten entweder in eine Gruppe mit echten repetitiven TMS (rTMS) oder eine Gruppe, die anfängliche Schein-Stimulation (STM) durch rTMS (Abbildung 1) gefolgt.

3. Bezeichnung des Optimal Seiten der Stimulation

1. Um rTMS zu kortikalen Websites in einer präzisen und genau zielen, verwenden Sie einen neuronavigational System (zB Brainsight, Rogue Research, Montreal) zur Zusammenarbeit registrieren hochauflösende Whole-Brain T1-gewichteten Bildern (siehe 2.2) mit dem Standort des Patienten und der Spule. Für die rTMS-Gruppe, bestimmen Ruhe motorischen Schwelle (RMT) über Stimulation der rechten motorischen Kortex und anschließende Sichtprüfung ^20.
2. Während der Echtzeit rTMS, orientieren die Spule mit dem Griff in einer hinteren und unteren Richtung etwa 45 ° von der unteren Position im Uhrzeigersinn. Für die Sham-Gruppe, zu verwalten STM mit der Spule senkrecht auf den Kopf, so dass nur der äußere Rand der seitlichen Flügel der Spule Kontakte der Kopf. In dieser Ausrichtung läuft die Spitze Magnetfeld parallel zu dem Schädel und somit nicht produzieren kortikalen Stimulation.
3. In sechs getrennten Sitzungen über fünf Tage (zwei Sitzungen am letzten Tag durchgeführt, mit einer 45-minütigen Pause zwischen den Sitzungen) durchgeführt, zu verwalten zehn Minuten entweder rTMS (600 Impulse von 1 Hz bei einer Intensität von 90% RMT) oder STM zu verschiedenen Standorten in der rechten unteren Frontallappen: die primären motorischen Kortex (M1) entsprechend dem Mund, pars opercularis (BA 44), vordere Pars triangularis (BA 45), dorsal posterioren pars triangularis (BA 45), ventralen posterioren pars triangularis ( BA 45) und pars orbitalis (BA 47, Abbildung 2). Randomize stimulation Ort, um zwischen den Patienten.
4. Haben Patienten führen eine 40-item picture-Namensgebung Aufgabe unmittelbar vor und nach jeder Sitzung TMS. Bild Reize aus der Snodgrass genommen und Vanderwart ¹⁶ Artikel Satz, den Peabody Picture Vocabulary ^Test-21 und den Internationalen Picture Naming Project (IPNP) Datenbank ^22. Die 40-Posten-Listen müssen in Bezug auf Wortlänge, Frequenz und semantische Kategorie abgestimmt werden, in unserem Artikel listet 20 Titel wurden neuartige, während 20 im Laufe der Testfahrten wurden wiederholt, um für die Praxis Auswirkungen zu beurteilen. Äußerungen sollte als korrekt gezählt werden, wenn sie von dem Ziel um nicht mehr als ein Phonem ⁸ unterscheiden. Wortliste Reihenfolge sollte über Themen randomisiert und jedes Thema sollten verschiedene Wortlisten bei jedem Besuch zu empfangen.
5. Bestimmen Sie den optimalen Standort der Stimulation durch Ausführen einer Stichprobe t-Tests verglichen die Veränderung des Bild-naming Leistung an jedem Standort auf der mittleren Änderung der Namensgebung performance für alle anderen Websites. Weiter, vergleichen Sie die Änderung in der Leistung am optimalen Standort, um die Varianz der Leistung in allen sechs Pre-rTMS-Sitzungen;, wenn die Änderung in der Leistung nach rTMS ist größer als das Zweifache der Standardabweichung der Mittelwerte pre-TMS Leistung, ist es unwahrscheinlich, dass Der Vorteil bei der Benennung Leistung ist auf Test-Retest-Variabilität ^9.
6. Für Website-Schein Befund, verwalten STM über die pars triangularis. Dieser Ort dient als "optimalen Standort" für die Schein-Arm der Behandlungsphase, in Protokoll Abschnitt 4 beschrieben.

4. Treatment Phase

1. Verwalten rTMS oder STM auf die optimale Stimulation Website für zehn Tage in einem Zwölf-Tage-Frist (Stimulation an jedem Wochentag mit Wochenenden).
2. Am ersten Tag der Stimulation, die Reihenfolge der Ereignisse wie folgt ist: haben die Patienten durchlaufen eine fMRI (mit gleichzeitiger picture-Namensgebung, wie in Baseline), die Verwaltung der 40-item Namensgebung Aufgabe, stimulieren die optimale site mit 20 min von entweder 1 Hz rTMS bei 90% RMT oder STM, die Verwaltung der Namensgebung Aufgabe wieder, und schließlich haben die Patienten durchlaufen einen zweiten fMRI-Bild mit gleichzeitiger Nennung.
3. An den Tagen zwei bis neun, besteht das Protokoll einer 20-minütigen Sitzung rTMS (1200 Impulse), mit 1 Hz rTMS bei 90% RMT oder STM.
4. Am Tag zehn, stimulieren den optimalen Standort für 20 min mit 1 Hz rTMS, vorangestellt und durch das Bild-naming Aufgabe gefolgt. Zu beachten ist, listet Bild Artikel an den Tagen eins und zehn gezeigt anders sein sollte, aber abgestimmt für Frequenz, Wortlänge und semantischen Kategorie wie oben erwähnt.

5. Zwei-und Sechs-Monats-Follow-up-Besuche

1. Zwei Monate nach Tag zehn entweder rTMS oder STM, wiederholen Baseline-Tests (Schritt 2.1), sowie fMRI bei gleichzeitiger Bild-Benennung.
2. Die Patienten in der Schein-Zustand sollte dann überqueren, um echte TMS Zustand, beginnend mit dem optimalen Standort-finding Phase (Abbildung 1).
3. Sechs Monate folgenden Tag zehn der realen rTMS Stimulation, wiederholen Baseline-Tests (wie in Schritt 2.1), und haben auch Patienten unterziehen sich noch fMRI mit einer gleichzeitigen Bild-naming Aufgabe.

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Ergebnisse

In der Website-Suche Phase dieser Untersuchung, die meisten, aber nicht alle Patienten optimal reagieren Sie auf das Bild-naming Aufgabe Stimulation der rechten pars triangularis ^14. Nach unserer Erfahrung wird Patienten die Leistung auf das Bild Namensgebung am konsequentesten durch Stimulation des ventralen posterioren Aspekt der pars triangularis (Abbildung 3) erleichtert.

Langfristige Verbesserung in der Leistung auf standardisierte Sprache Einschätzungen ist...

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Diskussion

Das Ziel dieses Artikels ist es, detailliert die Schritte zur Identifizierung einer ansprechenden Zielort in der rechten Hemisphäre bei Patienten mit chronischen nicht-fließend Aphasie. Auf diese Weise sind wir in der Lage, diese Zielregion therapeutisch zu stimulieren, beurteilen die Auswirkungen der Stimulation auf die Sprache fliessend, und verwenden Sie Niedrig-Frequenz rTMS auf langfristige Verbesserungen bei der Benennung und Geläufigkeit bei Patienten mit chronischen nicht-Aphasie zu entlocken. Unser Ansatz re...

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Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Rapid transcranial magnetic stimulator	Magstim
3.0 Trio Scanner	Siemens
8 channel head coil	Siemens
Brainsight neuronavigational system	Rogue Research