O ABC do tDCS: Efeitos de Montagens Anodais, Bilaterais e Catódicas de Estimulação Transcraniana por Corrente Direta em Pacientes com Acidente Vascular Cerebral – A Pilot Study

Abstract

A Estimulação Transcraniana por Corrente Direta (tDCS) é uma técnica não invasiva que está emergindo como uma terapia prospectiva para diferentes desordens neurológicas. Estudos anteriores têm demonstrado que a estimulação anodal e catódica pode melhorar o desempenho motor em termos de destreza e força manual. O objetivo deste estudo foi determinar se diferentes configurações de eletrodos (anodais, catódicos e tDCS bilaterais simultâneos) oferecem um desempenho motor diferente e qual montagem foi mais eficaz. Como resultado secundário, perguntamos aos pacientes sobre sua satisfação, e para determinar se a ECCT bilateral foi mais desconfortável do que a ECCT unilateral. Nove pacientes com AVC em fase subaguda foram inscritos neste estudo e divididos aleatoriamente em três grupos. Nossos resultados mostraram que a TDCS foi um tratamento eficaz se comparada à estimulação Sham (). Em particular, a estimulação anodal proporcionou a maior melhora em termos de destreza manual. A estimulação catódica pareceu ter um pequeno efeito em termos de melhora da força, não observado com outras configurações. A estimulação bipolar pareceu ser a menos eficaz. Não foram observadas diferenças significativas para os diferentes arranjos de julgamento dos pacientes. Estes resultados destacam a potencial eficácia da TDCS para pacientes com AVC em fase subaguda.

1. Introdução

As pessoas com acidente vascular cerebral resultam em várias deficiências neurológicas, afetando cerca de 1 milhão de sujeitos na Europa. Portanto, os efeitos do AVC são a principal causa de incapacidade a longo prazo nas sociedades industrializadas. Os resultados da reabilitação muitas vezes concluem em recuperação motora incompleta e mais de 60% dos pacientes não podem usar suas mãos parásticas em atividades funcionais. Além disso, a presença de paresia grave após quatro semanas é considerada um factor preditivo negativo para a recuperação motora , indicando para estes pacientes sérias dificuldades nas actividades da vida diária no seu futuro.

Para facilitar a recuperação da função dos membros superiores, muitos tratamentos de reabilitação diferentes ainda estão a propor. Entre eles, os pesquisadores estão concentrando sua atenção em estimulações não invasivas do cérebro (NIBS), em todo o mundo. As ferramentas da NIBS são a estimulação magnética transcraniana repetitiva (rTMS) e a estimulação transcraniana de corrente contínua (tDCS).

A utilização da tDCS está aumentando em pacientes com AVC por seus efeitos modulatórios sobre as funções cognitivas e motoras . Em particular para o domínio motor, o alvo cortical da aplicação da tDCS tem sido mostrado para melhorar a execução e habilidades , produzindo interesse para a melhoria do curso do AVC reabilitativo. Além disso, respeito que o rTMS, é menos caro, mais móvel e, portanto, mais confortável, facilitando a sua utilização em ambientes clínicos.

Esta técnica aplica a corrente elétrica diretamente sobre o couro cabeludo e modula o potencial da membrana dependendo do tipo de aplicação do eletrodo. De fato, o ânodo é capaz de facilitar a despolarização dos neurônios, enquanto, ao contrário, o cátodo hiperpolariza o potencial de repouso da membrana, reduzindo a queima neuronal. A aplicação no domínio motor para indivíduos com AVC tem se mostrado eficaz para melhorar o desempenho das tarefas funcionais e a força muscular .

Ao mesmo tempo, uma meta-análise recente sublinhou como tamanho pequeno da amostra, configurações diferentes e um grande tamanho de efeito em estudos relativos à recuperação motora em pacientes com acidente vascular cerebral pode reduzir os significados clínicos desta evidência preliminar.

O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos na destreza manual e na força de pinça e de preensão de uma estimulação única da TDCS, em comparação à estimulação Sham, e se esta melhora foi diferente entre as três montagens possíveis de eletrodos (anodais, catódicos ou bipolares). O resultado secundário foi avaliar a satisfação dos pacientes em utilizar esta avançada tecnologia reabilitativa.

2. Material e Métodos

Este é um estudo mono-cego, cruzado e controlado por simulacro. Os pacientes foram internados para uma reabilitação hospitalar com diagnóstico de acidente vascular cerebral em nosso hospital. Os critérios de inclusão para participar deste estudo foram selecionados da seguinte forma: primeiro AVC; lesão cortical ou cortical-subcortical, confirmada por imagem diagnóstica (TC ou RM); hemiparesia leve a moderada com presença de movimento mínimo da mão (comprovada pela possibilidade de realização de agarramento ou pinça). Foram considerados os seguintes critérios de exclusão: presença de histórico de patologias crônicas incapacitantes do membro superior; espasticidade; presença de marcapasso ou condições cardiovasculares graves; histórico de tumor, intervenção cerebral neurocirúrgica prévia ou condições cardiovasculares graves, incluindo a presença de marcapasso; diagnóstico de epilepsia ou distúrbios psiquiátricos graves. As características demográficas e clínicas dos nove pacientes submetidos ao procedimento experimental estão resumidas na Tabela 1.

O protocolo foi aprovado pelo comitê de ética local independente, e todos os participantes deram consentimento livre e esclarecido por escrito.

2.1. Estimulação Transcraniana por Corrente Direta

A estimulação foi entregue por 15 minutos, tanto em condições reais quanto em condições falsas, em dois dias consecutivos, aleatorizados para estimulações falsas/tDCS e anodais/bipolares/catódicas. Em ambas as sessões, a estimulação foi precedida de 60 segundos onde a corrente foi gradualmente aumentada até a intensidade de 1,5 mA, provocando sensações transitórias que desapareceram ao longo dos segundos, consistentemente com relatos anteriores . O estimulador (Eldith DC Stimulator, NeuroConn, Alemanha) forneceu a corrente direta usando dois eletrodos de gel-sponge com uma área superficial de 35 cm2 ( cm para cada eletrodo) embutido em uma solução embebida em solução salina.

O posicionamento do eletrodo ativo variou de acordo com diferentes montagens randomizadas: para estimulação anodal, o eletrodo ativo foi colocado na projeção da área do botão de mão do córtex motor primário do hemisfério afetado; para estimulação catódica, o eletrodo foi colocado no hemisfério não afetado em uma posição análoga da estimulação anódica. Para a montagem desses eletrodos, o eletrodo de referência foi posicionado na pele sobre a região supraorbital contralateral. Na montagem bilateral, catodo e ânodo foram posicionados como eletrodo ativo, da mesma forma descrita acima. No contexto de estimulação elétrica, anodo indica o terminal positivo relativo onde a corrente flui para o corpo, enquanto catodo indica o terminal negativo relativo onde a corrente sai do corpo .

2.2. Protocolo de teste

Patientes foram solicitados a realizar o teste de pino de 9 furos (9HPT) antes e depois do TDCS ou Sham. Este teste consiste em uma placa quadrada com 3 filas de 3 furos. Foi pedido aos participantes que preenchessem os 9 furos com cavilhas o mais rápido possível. Os pesquisadores registraram o tempo gasto para executar a tarefa com um cronômetro começando quando o sujeito tocou o primeiro pino e parando quando o sujeito preencheu o último buraco ou quando o tempo foi maior que 50 s, como pesquisas anteriores relataram .

Velocidade de execução foi calculada em termos de furos preenchidos por segundo (número de furos preenchidos/tempo). 9HPT-index, como um índice de destreza manual, foi obtido. Para realizar uma normalização dos dados entre os sujeitos, o índice de 9HPT foi computado da seguinte forma: Índice de 9HPT = velocidade LS/velocidade HS 100. A melhora percentual entre pré e pós tratamento do índice de 9HPT foi computada como (9HPT-indexpost – 9HPT-indexpre)/9HPT-indexpre 100.

Como outra medida de resultado, para cada participante, a força máxima de aperto e a força máxima de preensão foram medidas por meio de dinamômetros específicos. Ambas as mãos foram avaliadas com os pacientes sentados, o cotovelo a 90° de flexão e uma posição neutra do punho. A força de preensão foi determinada pelo método Jamar, com o braço o mais esticado possível e o guidão fixado a 5 cm, a distância mais apropriada para desenvolver a força máxima. As forças máximas registradas entre duas tentativas foram analisadas. Cada participante realizou estes testes antes e depois do TDCS ou Sham.

Finalmente, foram feitas quatro perguntas sobre a satisfação com a ferramenta a partir da perspectiva dos pacientes. Inspirado no questionário QUEST (Quebec User Evaluation of Satisfaction with Assistive Technology) , foram abordados itens sobre dimensão e utilidade do dispositivo, modalidade de aplicação, conforto na utilização. As respostas foram classificadas na escala do tipo Likert-, a abordagem mais utilizada para escalar as respostas na pesquisa de pesquisa, de “nada satisfeito” para “muito satisfeito”

2,3. Análise estatística

Todas as medidas são relatadas em termos de média ± desvio padrão. Uma análise de variância de medidas repetidas foi realizada no índice de 9HPT usando como fatores intra-subjetivos pré versus pós tratamento e tDCS versus Sham, enquanto como fator entre sujeitos o tipo de configuração (A, B, ou C). Análises pós- hoc foram realizadas utilizando a correção de Tukey para a inflação ou erro tipo I para comparações múltiplas. Da mesma forma, as mesmas análises foram realizadas sobre as forças de aperto e de preensão registradas para o membro afetado dos sujeitos. Para verificar a aplicabilidade da análise de variância, realizamos anteriormente o teste de Levene de igualdade das variâncias de erro para verificar a homogeneidade dos dados das 3 variáveis registradas (índice 9HPT, pinch e grasp forces) para ambas as estimulações (tDCS versus Sham), antes e depois da estimulação. A SPSS 17.0 foi utilizada e o limiar significativo foi fixado em 0,05.

3. Resultados

Tabela 2 relata os dados experimentais de todos os nove pacientes selecionados.

Antes da aplicação da análise de variância, a homogeneidade dos dados foi verificada com o teste de Levene de igualdade de variâncias de erro, das 3 variáveis registradas (índice de 9HPT, pinça e força de preensão) para ambas estimulações (tDCS versus Sham), antes e depois da estimulação. Onze dos 12 conjuntos de dados resultaram homogêneos (), com uma redução significativa da homogeneidade observada apenas para agarrar após a estimulação sham (). De acordo com esses resultados, aplicamos repetidas análises de medida de variância.

As melhorias registradas após o tratamento com a TDCS foram significativamente maiores em relação às mudanças observadas após o tratamento com Sham, como mostrado na Figura 1 e na Tabela 3 ( da interação Pré versus Pós-TDCS versus Sham). Apesar da alta variabilidade dos dados, anodais e catódicos mostraram as maiores melhorias, mas as diferenças entre os setups foram significativas apenas como fator principal (), mas não para a interação Pré versus Pós tDCS versus Sham ABC (). As análises pós-hoc revelaram que o grupo A tinha um índice menor de 9HPT já antes do tratamento (, análise de variância, grupo fatorial).

Figura 1

Percentual de melhora na destreza manual, medida como índice de 9HPT, para a estimulação real e falsa nas montagens dos três diferentes eletrodos. Abreviaturas para a estimulação: A: anodal; B: bilateral; C: catódica.

Em termos de força manual, a interação entre os fatores (Pre versus Post tDCS versus Sham ABC) afetou significativamente a força de pinça do membro afetado (, ). O fator principal ABC não afetou significativamente a força de aperto (, ). Encontramos uma melhora significativa de + após estimulação catódica, uma redução da força de – após estimulação bipolar e nenhuma alteração (0% em média) após estimulação anódica ou simulação de Sham. As forças de preensão não foram alteradas, com apenas um efeito leve mas não significativo da interação tDCS versus Sham ABC (, ), novamente com maior melhora após a estimulação catódica.

Finalmente, quanto à avaliação do usuário, a satisfação geral com o aparelho foi muito boa. Os resultados da curta pesquisa foram relatados na Tabela 4.

Não foram encontradas mudanças estatisticamente significativas entre as montagens anodais, bilaterais e catodais em termos de julgamento dos pacientes avaliados por meio da escala de satisfação do usuário em termos de dimensão (, análise Kruskal-Wallis), utilidade percebida (), facilidade de uso () e conforto durante o tratamento () (Figura 2). Apenas uma tendência um pouco surpreendente foi observada, indicando que a montagem bipolar foi percebida como menos invasiva, apesar da presença de dois eletrodos na cabeça e sendo mais confortável.

Figura 2

4-itens de perguntas de satisfação do usuário, baseadas em um escore Likert, para as montagens dos três eletrodos (A: anódico, B: bilateral, C: montagem catódica). Traçado de caixa (linhas finas: primeiro e terceiro quartis, linha larga: mediana) e bigodes (valores mínimo e máximo) para o julgamento dos pacientes sobre dimensão, utilidade, facilidade de uso e conforto.

4. Discussão

O objetivo deste estudo foi determinar os efeitos de uma única estimulação transcraniana de corrente contínua (real versus simulada) na destreza e força manual em pacientes com acidente vascular cerebral, realizando a estimulação através de três diferentes configurações de eletrodos, e determinar se a montagem foi percebida pelos pacientes como satisfatória. Nossos resultados sugerem que o tratamento com TDCS foi mais eficaz que o tratamento com Sham sobre destreza manual, enquanto não foram registradas diferenças significativas em termos de força manual, mesmo que uma leve melhora tenha sido observada após a estimulação catódica. Além disso, nenhuma dificuldade na realização do tratamento foi reclamada pelos pacientes.

Recentemente, muitos estudos têm sido focados em dispositivos para facilitar a recuperação motora. O tDCS está surgindo como um dos dispositivos mais interessantes para aplicação na reabilitação do AVC, tanto para as deficiências cognitivas quanto motoras. Os tratamentos com o tDCS podem ser fornecidos até 30 minutos, de forma similar ao tempo da sessão de reabilitação, antes ou em sincronia com ele, melhorando os resultados da reabilitação. Além disso, em comparação com outras formas de NIBS, a tDCS é mais confortável, mais móvel e mais barata, e não foram relatados efeitos adversos importantes. Efeitos colaterais comuns incluem dor de cabeça leve, prurido e eritema no local do eletrodo .

Apesar destas vantagens, o uso desta técnica na reabilitação é contrariado devido a evidências ainda muito preliminares. Na verdade, os estudos variam muito em termos de fase do AVC, deficiências funcionais, direcionamento dos resultados, esquemas de estimulação e integração reabilitativa. Assim, em uma meta-análise recente, Bastani e Jaberzadeh concluíram que a TDCS (nesse caso, como estimulação anodal) parece produzir efeitos significativos em indivíduos com AVC, mas qualquer conclusão deve ser considerada cautelosamente. Ao mesmo tempo, eles também notaram seu papel potencial como técnica adicional para melhorar a função motora e a excitabilidade corticomotora.

Em nosso estudo, temos focado nossa atenção em diferentes montagens de eletrodos, sendo um interesse crescente no tipo de estimulação. Nossos resultados mostram como a estimulação anodal proporcionou a maior melhora em termos de destreza manual. Estes resultados são consistentes com relatórios anteriores . Nesses casos, os efeitos podem durar até 2 semanas após o tratamento. A maioria destes estudos diz respeito a uma fase crônica do AVC, enquanto apenas Kim e colegas mostraram um efeito de estimulação em pacientes em uma fase subaguda. Um relatório recente observou que a TDCS não parece ser eficaz em uma fase aguda .

As tarefas utilizadas para medir a destreza manual, incluindo o teste de Jebsen-Taylor, o teste de Box e Block e o teste de 9HPT, necessitam de uma informação sensorial complexa e integração sensorimotora para um desempenho preciso. Além disso, o desempenho bem-sucedido requer um padrão complexo de ativação dos músculos e articulações, bem como o uso de alvos e ferramentas; portanto, o papel de melhorador da reabilitação motora deve ser mais apropriado para a estimulação anodal do tDCS.

Na verdade, também a estimulação com cátodo do hemisfério não afetado parece ser eficaz na melhoria da função motora, mas os relatórios nem sempre são concordantes. Pelo contrário, nossos resultados mostraram que a estimulação catódica com tDCS parece ser um pouco eficaz em termos de força, diferentemente de outras configurações.

Em nosso estudo, a estimulação bipolar pareceu ser a menos eficaz. Em um estudo anterior, foi relatada como a aplicação simultânea da estimulação anodal do córtex motor e da estimulação catódica do córtex motor contralateral induziu um aumento da excitabilidade cortical. Nosso estudo apóia esses achados em termos de destreza, sugerindo um efeito global de tratamentos baseados no respeito à estimulação elétrica, também para a montagem bipolar dos eletrodos.

Finalmente, a satisfação geral do paciente foi mantida durante um breve tratamento protocolar, confirmando a facilidade do uso desse dispositivo.

A principal limitação do nosso estudo foi a redução do tamanho da amostra. Embora o número de sujeitos envolvidos neste estudo estivesse em linha com outros estudos sobre a TDCS , sugere cautela na interpretação dos dados. Por outro lado, do ponto de vista estatístico, os efeitos significativos encontrados em nosso estudo (para interação Pre versus Post tDCS versus Sham para índice de 9HPT e para interação Pre versus Post tDCS versus Sham ABC para força de pinça) obtidos em uma amostra pequena foram potencialmente maiores do que resultados equivalentes obtidos com amostras maiores, apoiando a importância de nossos resultados. De qualquer forma, mais pesquisas em amostras maiores são necessárias. Além disso, o grupo de estimulação anodal tinha uma destreza manual (mas não força) geralmente menor que poderia limitar a interpretação dos nossos resultados. Portanto, mais pesquisas em amostras maiores são necessárias.

Em conclusão, o presente estudo contribui para o painel de evidências que reforçam o papel da TDCS dentro do curso de reabilitação do AVC, em particular para as atividades mais complexas da vida diária como técnica adicional. São necessários mais estudos para definir as melhores montagens, visando medidas de resultados mais específicas.