Aivoinfarktin kuntoutukseen uutta sähköstimulaatiohoitoa

Aivoinfarkti aiheuttaa usein merkittäviä motorisia, sensorisia ja kognitiivisia toimintakyvyn häiriöitä, jotka vaikeuttavat spontaania kuntoutumista. Akuuttivaiheen jälkeisten kuukausien aikana potilaan toimintakykyyn voidaan oleellisesti vaikuttaa intensiivisellä kuntoutuksella, jota valvoo neurologinen kuntoutustiimi (1,2). Aivoinfarktin kuntoutus koskee suurta potilasryhmää ja sitoo runsaasti henkilökuntaa, jolloin kuntoutuksen tehokkuus ja kehittäminen ovat erityisen tärkeitä.

Tässä esiteltävä tutkimus aivoinfarktipotilaiden kutaanisesta stimulaatiohoidosta tehtiin, koska hermoston uudelleenorganisoitumiskyvystä vaurioitumisen jälkeen on selvää tieteellistä näyttöä (3,4,5), mutta tätä ominaisuutta ei ilmeisesti vielä täysin hyödynnetä neurologisessa kuntoutuksessa. Kokeilimme maassamme tiettävästi ensimmäistä kertaa pareettisen raajan stimulaatiohoitoa, jonka tavoitteena on aktivoida aivokuoren vaurioituneiden osien lähellä olevia alueita uudelleenorganisoitumaan. Tuntohermoja aktivoivalla sähköstimulaatiolla pyritään lisäämään keinotekoisesti periferiasta, laajalta pareettiselta alueelta, aivokuorelle tulevaa ärsytystä ja tätä varten käytetään erityistä stimulaatiokäsinettä tai -sukkaa. Kuntoutusmuodosta on hyviä kokemuksia mm. Yhdysvalloissa (6,7,8), mutta menetelmää ei ole vielä laajamittaisesti käytetty.

Sähköisellä ihostimulaatiolla ei aiheuteta perifeeristä liikettä, kuten tutussa FES-tekniikassa (functional electrical stimulation). Käyttämämme stimulaattorityyppi on 1999 Yhdysvalloissa FDA:n hyväksymä, ja Euroopassa sillä on CE-hyväksyntä. Kokeilussamme stimulaation voimakkuus säädettiin juuri tuntokynnyksen alapuolelle. Tämä mahdollisti myös lumestimulaation antamisen, ja siten todellisen stimulaation vaikutuksen testaamisen laitoskuntoutusjaksolla oleviin potilaisiin. Neurofysiologisten somatosensoristen herätepotentiaalitestien avulla olemme aiemmin todenneet, että myös tuntokynnyksen alapuolella oleva stimulaatiotaso tällä ärsyketyypillä tuottaa kortikaalisen herätepotentiaalin ja tämä osoittaa stimulaation toimivan siten kuin sen oletetaankin.

AINEISTO JA MENETELMÄT

Tutkimuksessa oli mukana iskeemisen aivoinfarktin sairastaneita - sekä akuutin että kroonisen vaiheen - potilaita. Potilaat tulivat kuntoutukseen laitosjaksolle joko kotikuntoisuuden säilyttämiseksi tai erikoissairaanhoidosta kotihoitoon siirtymiseksi. Akuutin ja kroonisen vaiheen rajana pidettiin kuutta kuukautta iskeemisestä tapahtumasta. Stimulaatiota ei annettu potilaille, joilla oli epilepsia, vaikea sydänsairaus tai muu kuntoutusta olennaisesti vaikeuttava akuutissa vaiheessa oleva sairaus. Tutkimussuunnitelma oli hyväksytty Kuopion yliopiston eettisessä toimikunnassa.

Ennen hoidon alkua ja sen päätyttyä testattiin potilaan yläraajasta käden puristusvoima, näpytysnopeus, 5 liiketehtävää, raajan tuntoaisti ja somatosensorinen herätepotentiaali. Alaraajasta testattiin 4 eri liiketehtävää, tuntoaisti, somatosensorinen herätepotentiaali, 10 m:n kävely, ja potilaalle tehtiin elektronisesti mitattu tasapainotesti, jos hän pystyi itsenäisesti seisomaan. Potilaita seurattiin myös kuntoutusosaston yleisillä toimintakykymittareilla. Emme kuitenkaan tässä yhteydessä raportoi tuloksia kaikista mittareista. Lisäksi fysioterapeutti, joka ei tiennyt saiko potilas stimulaatio- vai lumehoitoa, teki MAS-testin (motor assessment scale), joka on erityisesti aivoinfarktiin kehitetty yläraajan toiminnan mittari (9). Valitettavasti kaikista potilaista ei kuitenkaan tehty MAS-testiä ennen hoidon aloittamista.

Kaikki kuntoutujat saivat päivittäin tehostettua kuntoutusta, joka sisälsi yksilöllisen fysioterapian lisäksi ryhmässä ohjattua liikuntaa. Myös ryhmädynamiikan avulla kuntoutujia harjoitettiin toimimaan aloitteellisesti ja itsenäisesti sosiaalisissa vuorovaikutustilanteissa. Toimintaterapian avulla pyrittiin itsenäisen toimintakyvyn vahvistamiseen ja ylläpitämiseen. Yksilöllinen puheterapia ja neuropsykologinen kuntoutus järjestettiin tarpeen mukaan.

Stimulaatiohoitoa annettiin halvaantuneeseen raajaan kaksi kertaa päivässä, aamulla ja iltapäivällä, viitenä päivänä viikossa. Hoitoa annettiin 20 minuuttia kerrallaan (kuva 1). Jokaisen hoitokerran alussa mitattiin hoidettavan raajan tuntokynnys ja stimulaatio säädettiin juuri sen alapuolelle. Jos raajasta puuttui tunto, stimulaation voimakkuus säädettiin terveen raajan tuntokynnyksen mukaan. Muutamalle potilaalle annettiin stimulaatiota 80 voltin voimakkuudella, koska heiltä ei saanut luotettavasti tuntokynnystasoa mitattua afasian vuoksi. Hoidossa käytettiin tasavirtaa monofaasisen kaksoispulssin (pulssien väli 100 myys) muodossa 50 Hz:n frekvenssillä. Pulssityyppi on harvinainen, eikä sitä ole yleisimmissä kaupallisissa laitteissa. Stimulaatiota annettiin samalla intensiteetillä koko 20 minuutin jakson ajan, mutta samankin päivän kahden eri hoitokerran intensiteetit saattoivat olla erilaiset, sillä aivohalvauspotilaan tuntokynnys saattaa muuttua päivän aikana esim. turvotuksen vaihtelun vuoksi. Stimulaatiohoidon aikana ei annettu esim. yksilöllistä fysioterapiaa, vaan potilas istui rauhallisesti paikoillaan.

TULOKSET

Esittelemme tässä yhteydessä lyhyesti tuloksia 86 potilaan stimulaatiohoidosta. Heistä 69:llä tauti oli kroonisessa ja 17:llä akuutissa vaiheessa. Tutkimus aloitettiin antamalla stimulaatiohoitoa 20 krooniselle aivoinfarktipotilaalle. Tämän jälkeen toimintaa muutettiin siten, että joka kolmas krooninen potilas sai lumehoitoa ja kaikki muut saivat stimulaatiohoitoa. Akuuteille aivoinfarktipotilaille emme antaneet lainkaan lumehoitoa, koska jo spontaanin toipumisen erottaminen hoidon vaikutuksesta olisi ollut joka tapauksessa hyvin vaikeaa.

Kroonisen vaiheen potilaista 14 sai lumehoitoa, siis heille annettiin täsmälleen samanlaista hoitoa, mutta laite säädettiin siten, ettei siitä tullut lainkaan virtaa. Taulukosta 1 käy ilmi jalkaan tai käteen annettujen hoitojen lukumäärä sekä muita kuntoutujia kuvaavia lukuja. Stimulaatiohoitokertoja kaikilla kroonisilla potilailla oli lähes saman verran, samoin he saivat suunnilleen saman verran henkilökohtaista fysioterapiaa. Akuutin vaiheen aivoinfarktipotilaat saivat hieman enemmän stimulaatiohoitokertoja ja useampia tunteja yksilöllistä fysioterapiaa kuin krooniset potilaat.

Fysioterapeuteille ei kerrottu ketkä potilaista saivat stimulaatiohoitoa. Vaikka potilas saattoikin saamistaan hoidoista puhua terapeutille, kumpikaan ei tiennyt kuuluiko potilas stimulaatio- vai lumehoitoryhmään.

Fysioterapeutit tekivät MAS-testin aivohalvauspotilaille laitoshoitojakson alussa ja lopussa. MAS-pisteet analysoitiin ja eri motoristen toimintojen pisteytyksen muutokset hoitojakson aikana arvioitiin tilastollisen testin avulla. Tässä, kuten muissakin hoidon seurannan lomakkeiden analyysissä, käytettiin tilastollista hoidon tehon (treatment effect, 10) laskentaa.

MAS-luokituksessa on 8 motorista osiota alkaen vuoteessa kyljelle kääntymisestä pareettisen käden hienomotoriseen toimintaan asti, ja kukin pisteytetään 0-6. Kuviossa 1a on esitetty näissä strukturoidusti pisteytetyissä osioissa kolmen viikon aikana tapahtunut muutos. Potilaille annettiin stimulaatio- tai lumehoitoa käden alueelle. Kuvio 1b esittää vastaavia jalkaan annettujen hoitojen tuloksia. Kirjallisuuden mukaan tällä laskutavalla saatua tilastollisesti merkitsevää hoidon tehon lukuarvoa, joka on esim. 0,2, pidetään jo tilastollisesti merkitsevänä, mutta pienenä tehona. Lukemaa 0,4-0,6 pidetään jo kohtalaisena, ja yli 0,8:n lukemat kuvaavat suurta hoidon tehoa. Kuitenkin tässä työssä mukana olevien ryhmien pienuuden takia vasta yli 0,4:n arvot ovat tilastollisesti merkitseviä (10).

Käteen annetun stimulaatiohoidon tulokset eivät eronneet lumehoitoa saaneiden potilaiden tuloksista vartalon hallintaa mittaavissa osioissa, mutta käden toiminnassa näkyi merkitsevä tilastollinen muutos stimulaatiohoitoa saaneiden eduksi (kuvio 1a). Stimulaatiohoitoa jalkaan saaneet krooniset potilaat näyttivät taas hyötyneen erityisesti vartalon hallintaa, kuten istumaan nousua, istumatasapainoa ja kävelyä vaativissa osioissa (kuvio 1b). Kuvioissa ovat mukana kaikkien niiden kroonisten potilaiden tulokset, joille tehtiin MAS-testi hoidon alku- ja loppuvaiheessa. Mukana on 33 stimulaatio- ja 11 lumehoitoa saanutta potilasta.

Stimulaatiohoitoa saaneet potilaat täyttivät seurantalomakkeen kuntoutusjakson alussa ja lopussa, lisäksi sairaanhoitaja teki heille pareettisen raajan tunto- ja liikemittaukset. Nämä mittaukset tehtiin kaikille stimulaatiohoitoa saaneille potilaille, joten tietoja on useammasta potilaasta kuin mitä on MAS-testin tuloksia.

Stimulaatiohoitoa käteen saaneiden kroonisten potilaiden ryhmästä (35 potilasta) oli usealle tullut uutta liikettä ja käden tuntokyky oli parantunut. Kuviossa 2a on 35 kroonisen aivohalvauspotilaan käden stimulaatiohoidon sekä 11 lumehoitoa saaneen potilaan tulokset. Stimulaatiohoidolla oli pieni, joskaan ei tilastollisesti merkitsevä, vaikutus sormien ojennukseen ja ranteen liikkeeseen. Käden tuntokyvyssä oli ryhmien välillä tilastollisesti merkitsevä ero, joka osoittaa tuntokyvyn parantuneen stimulaatiohoitoa saaneilla, kun taas lumehoitoa saaneilla ei tapahtunut mitään muutosta.

Viidentoista stimulaatiohoitoa saaneen kroonisen potilaan mielestä halvaantuneen käden tuntokyky oli parempi hoitojakson lopussa. Lisäksi 20 potilasta oli sitä mieltä, että käsi oli hoidon jälkeen kaikin puolin parempi; viiden mielestä mitään muutosta ei ollut tapahtunut. Kaikilta potilailta ei saatu luotettavaa mielipiteen ilmaisua esim. afasian vuoksi. Koska jokaisella stimulaatiokerralla mitattiin tuntokynnys, tiedämme, että se oli halvaantuneessa kädessä aloitettaessa keskimäärin 20 % korkeammalla kuin terveen käden ja se parani keskimäärin 11 % stimulaatiohoitoa saaneilla potilailla. Yksilölliset vaihtelut olivat suuria, jollakin potilaalla tuntokynnys ei muuttunut ollenkaan ja toisella se saattoi laskea 30 % hoitojakson aikana.

Yksilöllisiä eroja tarkastellessa voidaan havaita, että kroonisista potilaista seitsemän pystyi ojentamaan tahdonalaisesti sormensa suoriksi stimulaatiohoidon jälkeen, mitä he eivät kyennet tekemään ennen hoitojaksoa. Kaksi potilasta pystyi tarttumaan pinsettiotteella ja kolme potilasta pystyi myös tekemään tahdonalaisen ranneliikkeen hoitojakson lopussa. Yhteensä yhdeksällä potilaalla oli yksi tai useampia ylläkuvattuja motorisia muutoksia kädessä stimulaatiohoidon jälkeen. Lumehoitoa saaneista potilaista kaksi ilmoitti käden olevan yleisesti parempi hoidon jälkeen, muiden mielestä muutosta ei ollut. Yksi lumehoitoa saaneista potilaista pystyi myös ojentamaan sormiaan hoitojakson jälkeen.

Aivohalvauksen akuutin vaiheen potilaiden mahdollisesti saama hyöty juuri stimulaatiohoidosta on vaikea osoittaa, koska heillä on spontaania toipumista usein vielä tässä vaiheessa joka tapauksessa. Kuviossa 2b on verrattu kolmen eri potilasryhmän alaraajan toiminnassa tapahtuneita muutoksia kolmen viikon hoitojakson aikana.

Kroonisten, stimulaatiohoitoa saaneiden potilaiden varpaiden koukistaminen parani merkitsevästi, kun taas jalkaterän nostossa ja tuntokyvyssä ei heillä tapahtunut merkitsevää muutosta. Kuudella potilaalla oli joitain tahdonalaisia motorisia muutoksia hoitojakson jälkeen alaraajassa.

Joko käteen tai jalkaan stimulaatiohoitoa saaneista kroonisista potilaista jonkinlaisia motorisia muutoksia ilmeni 27 %:lla. Stimulaatiohoitoa saaneilla akuutin vaiheen potilailla havaittiin jalan tuntokyvyssä tilastollisesti merkitsevä muutos hoitojakson jälkeen. Lumehoitoa jalkaan saaneilla ei havaittu motoriikassa mitään muutosta, tuntokyky oli heilläkin silti parantunut (ryhmä oli kuitenkin hyvin pieni).

Akuutin vaiheen potilaista, jotka saivat jalkaan stimulaatiohoitoa, vain yhden mielestä jalka ei ollut parempi jakson lopussa. Kolme akuutin vaiheen potilasta pystyi koukistamaan varpaitaan ja kolme pystyi nostamaan jalkateräänsä lattiasta hoitojakson lopussa. On syytä muistaa, että akuutin vaiheen potilaat olivat kuntoutusjaksolla keskimäärin vasta 4 kuukauden kuluttua aivoinfarktista, jolloin nopein toipuminen on tavallisesti jo tapahtunut, joten myös heillä jokin osa kuntoutusjakson aikana ilmenneistä muutoksista saattaisi olla yhteydessä sähköstimulaatioon. Akuutin vaiheen potilailla oli myös enemmän stimulaatiokertoja ja yksilöllisen fysioterapian kertoja kuin kroonisilla potilailla ja he olivat tullessaan suhteellisesti selvästi huonompikuntoisempia kuin krooniset potilaat. Kuvio 2b antaa myös jotain viitettä siitä, että akuutit ja krooniset potilaat saattavat reagoida eri tavoin stimulaatioon.

POHDINTA

Pyrittäessä aktivoimaan keskushermoston uudelleenorganisoitumiskykyä vaurion jälkeen tavoitteena on tavalla tai toisella indusoida uusien, funktionaalisesti hyödyllisten hermosolujen välisten yhteyksien syntyä niin, että nämä yhteydet voivat korvata vaurioituneen alueen hermosolujen tehtäviä ja liittyä toimiviin hermoverkkoihin. Viime aikoina on eläinkokeissa osoitettu, että aivot pystyvät tuottamaan jopa uusia neuroneita ja myös gliasoluja (11). Tiedetään, että vaurion jälkeiselle aivotoiminnan korjaamiselle välttämättömät solujen tarvitsemat rakennusaineet ovat aivoissa saatavilla, mutta silti spontaania korjaantumista ei kuitenkaan läheskään aina tapahdu. Tärkeätä olisi - vaurion jo tapahduttua - löytää keinoja, joilla voidaan tehostaa hermosoluverkkojen funktionaalista uudelleenorganisoitumista. Periferiasta välittyvät impulssit ovat keskushermoston solujen toiminnalle välttämättömiä ja niitä tarvitaan myös hermoston plastisten ominaisuuksien ilmentymisessä.

On hyvin mahdollista, että pareettisesta raajasta tulee keskushermostoon vähemmän afferenttia aktiivisuutta kuin normaalisti liikkuvasta raajasta. Keinotekoisesti lisätty afferenttitoiminta, kuten kutaaninen sähköstimulaatio, saattaa edesauttaa myönteisten plastisten muutosten syntymistä. Tässä uudelleenorganisoitumisessa saattaisivat olla kyseessä muutokset synapsien määrässä, hermosolujen yhteyksissä ja vaurioitumattomien serebraalisten motoristen rakenteiden toiminta-alueiden laajentumisessa. Mahdollista voi olla myös latentteina olevien hermoverkkojen aktivoituminen. Aivohalvauksen jälkeisissä aivojen kuvantamistutkimuksissa on myös esitetty edellä mainittuja tekijöitä uudelleenorganisoitumisen mekanismeiksi (3,4,12). Emme pysty selvittämään kroonisissa potilaissamme havaittujen sensoristen ja motoristen muutosten taustalla olevaa mekanismia, mutta on kuitenkin todennäköistä, että muutokset ovat tapahtuneet aivoissa.

Aivoinfarktipotilaiden kutaaninen stimulaatiohoito osoittautui hyvin siedetyksi ja osalle potilaista hyödylliseksi lisäkuntoutusmuodoksi muun fysiologisen, psyykkisen ja sosiaalisen kuntoutuksen lisänä. Stimulaatiosta aiheutuvia lääketieteellisiä ongelmia ei potilailla esiintynyt. Kroonisten aivoinfarktipotilaiden taudin kesto oli keskimäärin 3,6 vuotta, joten he kuuluivat taudin kannalta hyvin stabiiliin ryhmään. Kuitenkin 57 % stimulaatiohoitoa käteen saaneista ilmoitti halvaantuneen raajansa olevan tavalla tai toisella parempi kuin ennen hoitojaksoa ja 42 %:lla halvaantuneen käden tuntokyky parani. Käden kokeminen paremmaksi ja tunnon muutokset saattavat liittyä myös neglect-oireiston vähentymiseen aivoinfarktista kärsivillä. Stimulaatiohoidolla on aiemminkin esitetty olevan vaikutusta neglect-oireiston lieventymiseen (7). Jotkut stimulaatiohoitoa jalkaan saaneet krooniset potilaat (6/20 potilasta) hyötyivät perifeerisesti stimulaatiosta, mutta myös vartalon hallinnan parantumisesta saatiin viitteitä (kuvio 1b). Tästä voidaan kuitenkin todeta enemmän vasta tasapainomittausten analyysin valmistuttua.

Stimulaatiohoidon aikaansaamat motoriset muutokset erityisesti kroonisilla potilailla on mielestämme merkittävä löydös, sillä 27 % stimulaatiohoitoa käteen tai jalkaan saaneista kroonisista potilaista kykeni tekemään sellaisia uusia tahdonalaisia liikkeitä, joita he eivät olleet ennen jaksoa kyenneet suorittamaan.

Tässä joukossa ei ollut kovin monia halvaantuneen raajan kivuista kärsiviä potilaita, mutta kolme stimulaatiohoitoa käteen saanutta potilasta kertoi kivun lieventyneen. Aivohalvauksen jälkeen koetun kivun lievittyminen on todettu aiemmin myös muunlaisten sähköhoitojen yhteydessä.

Kokemuksemme osoittaa, että stimulaatiohoidosta on ollut osalle kuntoutujista hyötyä. Esittelemämme hoidon etuja ovat myös haittavaikutusten vähyys ja hoidon edullisuus. Yksikään hoidetuista ei saanut ihoärsytystä eikä muita komplikaatioita. Vaikuttaa siltä, että potilaalla, jolla on jäljellä ranteessa tai nilkassa havaittavaa liikettä, on parhaat mahdollisuudet hyötyä stimulaatiohoidosta. Mahdollisia hyötyjiä olisivat myös spastisuudesta kärsivät sekä kipuilevat, mahdollisesti myös talaamisesta kivusta kärsivät potilaat. Tuntopuutokset ja spastisuus saattavat helpottua ja pieni tahdonalainen liike kehittyä jopa funktionaaliseksi.