Figura. Estimulación no invasiva cerebral y medular para la recuperación motora y funcional después de una lesión medular.
Tabla I. Protocolo de estimulación no invasiva cerebral. |
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Autores |
Edad |
n |
Tiempo desde la lesión medular |
NIBS |
Zona de estimulación |
Protocolo de estimulación |
N.º de |
Mediciones |
Resultados |
Seguimiento |
|
EMT para la extremidad superior |
Belci et al [42] |
26-54 |
4 |
1-8 años |
EMTr |
Corteza motora primaria. Aplicada en el hemisferio izquierdo |
90% del UM. 10 Hz a doble pulso aplicada separadamente con 100 ms en intervalos de 10 s durante 1 h. 360 pulsos dobles |
10 |
Escala ASIA, NHPT, pruebas neurofisiológicas |
Mejoras clínicas en la fuerza y la sensibilidad. Mayor habilidad en completar el NHPT. Mejoría durante seguimiento de 3 semanas |
3 semanas |
Kuppuswamy et al [43] |
26-59 |
15 |
4-28 años |
EMTr |
Corteza sensitivomotora. Punto anteromedial. Hemisferio contralateral |
5 Hz durante 2 s en intervalos de 8 s durante 15 min |
5 |
Escala ASIA, ARAT, Purdue Pegboard Test, PEM, umbral de percepción eléctrica, EMG |
Sin cambios funcionales. Cambios modestos no significativos en el ARAT |
2 semanas |
|
Bunday y Pérez [31] |
24-67 |
33 |
1-20 años |
STDP |
M1 de la mano con estimulación de la raíz cervical y el nervio cubital |
1 sesión de 100 pares |
1 |
NHPT |
Mejoría funcional de la mano, en la relación y en la fuerza del dedo índice |
No realizado |
|
Gomes-Osman y Field-Fote [44] |
18-65 |
21 |
> 1 año |
EMTr |
Corteza motora (zona de la mano). Aplicación contralateral en relación con la mano dominante |
10 Hz durante 2 s en intervalos de 30 s. 1 sesión de 800 pulsos |
6 |
JTHFT, NHPT, Grip & Pinch Strength, EMG |
Mejoría en la habilidad de la mano según el JTHFT. Mejoría de la fuerza en los agarres |
No realizado |
|
Alexeeva y Calancie [47] |
26-52 |
3 |
9 meses-3 años |
EQP |
Corteza motora (zona de la mano o de la pierna) |
80-90% del UM |
5 |
Escala ASIA, Purdue Pegboard Test, Complete Minesotta Dexterity Test, TUG, pruebas neurofisiológicas |
Dos de tres sujetos fueron estudiados con objetivos de mejora de la función manual y se informó de modestas mejoras |
No realizado |
|
Shulga et al [48] |
31-53 |
2 |
2 años |
PAS |
Corteza motora M1 (zona representativa de la mano) |
EMT de 0,2 Hz al 90 o 100% de intensidad del estimulador |
90 para |
Escala ASIA, escala visual analógica de dolor |
Mejoría en la fuerza de ambas manos. Habilidad para sostener objetos. Sin mejorías sensitivas ni de dolor neuropático |
1 mes |
|
Long et al [30] |
19-68 |
32 |
2-14 años |
EMT de pulso pareado, onda |
En el área M1, zona de representación de la mano |
1 sesión de 180 pareados de EMT |
1 |
Fuerza máxima, NHPT, pruebas neurofisiológicas |
Mejoría en la fuerza y en la destreza de la mano |
No realizado |
|
Tolmacheva et al [49] |
38-68 |
5 |
1-65 años |
PAS |
Corteza motora M1 (zona representativa de la mano) |
100% de MOE |
16 |
Escala ASIA, test de Daniels, EMA, EMG |
Sin cambios motores entre la ES estimulada con ENP ni con la mano estimulada con ENP + EMT. En un mes, 1 punto de mejora en el test de Daniels en la mano estimulada con ENP + EMT |
1 mes |
|
Choi et al [46] |
33-79 |
39 |
9-83 días |
EMTr |
Corteza motora M1 (zona representativa de la mano) |
20 Hz en intervalos de 28 s aplicados durante 30 min, 1.800 pulsos |
5 |
Escala ASIA, fuerza y dinamometría, JTHFT |
Mejoras en la fuerza motora de las EESS tratada comparándola con la no tratada |
1 mes |
|
Kumru et al [45] |
19-69 |
31 |
0,5-6 meses |
EMTr |
Vértex |
20 Hz durante 2 s en intervalos de 28 s en 20 min, 1.800 pulsos |
20 |
Escala Asia, EMA, 10MWT , WISCI |
Mejorías en la fuerza de las EESS |
1 mes |
|
tDCS para la extremidad superior |
Gomes-Osman y Field-Fote [50] |
25-59 |
24 |
1-28 años |
tDCS |
M1 (zona representativa de la mano) |
Estimulación anódica de 1 mA o TENS o vibración, 30 min |
1 |
NHPT, fuerza de la pinza, seguimiento visuomotor, PEM |
Mejoría moderada del NHPT y de la fuerza de la pinza y de la tarea de seguimiento visuomotor con tDCS y con TENS |
30 min |
Murray et al [51] |
20-56 |
9 |
0,75-10,5 años |
tDCS |
M1 ( zona representativa del brazo) |
Estimulación anódica de 1 o 2 mA, 20 min |
1 |
Equilibrio muscular, PEM, activación en la EMG, umbral sensitivo, onda F |
Aumento de los PEM y mejoría de la percepción sensitiva |
No realizado |
|
Yozbatiran et al [52] |
36-62 |
8 |
07-20 años |
tDCS |
M1 (zona representativa de la mano) |
Estimulación anódica de 2 mA o sham, 20 min |
10 |
Escala motora ASIA de las EESS, JTHFT, AOU-MAL, EMA |
Mejoría en la función de la mano y del brazo |
2 meses |
|
Cortes et al [53] |
21-63 |
11 |
2-22 años |
tDCS |
M1 (zona representativa de la mano) |
Estimulación anódica de 1 o 2 mA o sham, 20 min |
1 |
Escala motora ASIA de las EESS, SCIM, Quadriplegia Index of Function-versión corta, evaluación robótica de la mano |
Mejoría significativa en la función de agarre |
No realizado |
|
EMT para la extremidad inferior |
Kumru et al [45] |
19-69 |
31 |
0,5-6 meses |
EMTr |
Vértex |
Estimulación activa y sham |
20 |
Escala motora ASIA de las EESS y las EEII, EMA, 10MWT, WISCI |
Mejorías en la fuerza de las EESS y las EEII, mayor número de paciente que podían realizar el 10MWT |
1 mes |
Roy et al [54] |
20-69 |
22 |
1-35 años |
PAS |
Grupo activo y sham, EMT del M1 de la pierna y estimulación del nervio peroneo |
1 |
Escala motora de las EEII, PEM, EMG |
Facilitación de los PEM |
No realizado |
||
Benito et al [55] |
EMTr |
Vértex |
Grupo: estimulación activa frente a sham de 20 Hz, 90%, UMr, 15 sesiones |
15 |
Escala motora de las EEII, 10MWT, TUG, EMA |
Mejoría de la escala motora, mejoría de la espasticidad, mejoría de marcha medida por TUG, velocidad de marcha, cadencia, longitud del paso |
2 semanas |
||||
Calabrò et al [56] |
31 |
1 |
1,5 años |
EMTr |
Vértex |
Estimulación activa del 90%, UM de 10 Hz |
9 |
Escala motora de las EEII, estudio cinemático, UM, PEM |
Mejoría del equilibrio muscular en las EEII, de la velocidad de marcha y de la espasticidad de la cadera y la rodilla, mejoría de la función eréctil, aumento de los PEM |
No realizado |
|
tDCS para la extremidad inferior |
Kumru et al [57] |
21-71 12 tDCS 12 sham |
2-8 meses |
tDCS |
Vértex |
Estimulación activa de 2 mA frente a sham; estimulación anódica antes de la marcha con Lokomat |
20 |
Escala motora de las EEII, 10MWT, WISCI |
Mejoría del equilibrio muscular en las EEII y mejoría de la marcha en ambos grupos, pero sin diferencias entre tDCS activa frente a sham |
No realizado |
|
Raithatha et al [58] |
24-67 |
9 tDCS 8 sham |
1-39 años |
tDCS |
Vértex |
Estimulación activa de 2 mA frente a sham, combinada con la marcha en ortesis robótica |
36 |
Escala motora de las EEII, 6MWT, 10MWT, BBS, SCIM-III |
Mejoría del equilibrio muscular, marcha y equilibrio |
1 mes |
|
Yamaguchi et al [59] |
28-64 11 LM + |
0,5-12 años |
PES |
Corteza motora de tibial anterior |
1 mA de tDCS anódica combinado con estimulación eléctrica del nervio peroneo de tren de 10 pulsos de 100 Hz, cada 2 s en 20 min frente a sham |
1 |
Movimiento del tobillo, inhibición recíproca, Inhibición presináptica del reflejo H |
Mejoría del movimiento del tobillo, aumento significativo en la inhibición reciproca y inhibición presináptica de latencia larga en sanos y en pacientes con lesión medular |
No realizado |
||
6MWT: test de la marcha de 6 minutos; 10MWT: test de la marcha de 10 metros; AOU-MAL: Amount of Use Scale of Motor Activity Log; ARAT: Arm Research Action Test; ASIA: American Spinal Injury Association; BBS: escala de equilibrio de Berg; EE: estimulación eléctrica; EEII: extremidades inferiores; EESS: extremidades superiores; EMA: escala de la espasticidad modificada de Ashworth; EMG: electromiografía; EMT: estimulación magnética transcraneal; EMTr: estimulación magnética transcraneal repetitiva; ENP: estimulación del nervio periférico; EQP: estimulación QuadroPulse; JTHFT: Jebsen Taylor Hand Function Test; M1: área motora primaria; MOE: output máximo del estimulador; NHPT: Nine-Hole Peg Test; PAS: Paired Associated Stimulation; PEM; potenciales evocados motores; PES: patterned electrical stimulation; SCIM: Spinal Cord Independence Measure; STDP: plasticidad dependiente del tiempo de espiga; TENS: estimulación nerviosa eléctrica transcutánea; TUG: Time Up and Go; UM: umbral motor; UMr: umbral motor en reposo; WISCI: índice de marcha para la lesión medular. |
Tabla II. Parámetros de cada procedimiento estimulante y sus resultados para diferentes individuos con una lesión de la médula espinal. |
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Autores |
Edad (años) |
n |
Modalidad de estimulación |
Zona de estimulación |
Protocolo de estimulación |
N.º de sesiones |
Mediciones |
Resultados |
|
Extremidad superior |
Gad et al [62] |
20-62 |
8 |
tcSCS + entrenamiento |
C3-C4 y C6-C7 |
30 Hz |
8 |
Fuerza de agarre y actividad EMG asociada. Potenciales evocados espinales. Puntuaciones de equilibrio muscular de la EESS de ASIA, SCIM, ARAT |
Aumento de la fuerza y el control del movimiento de la mano. Mejoría de las puntuaciones en las escalas de funcionalidad de las EESS y calidad de vida |
Inanici et al [2] |
62 |
1 |
tcSCS + entrenamiento |
C3-C4 y C6-C7 |
30 Hz |
20 tcSCS + entrenamiento, 20 entrenamientos, |
Fuerza de agarre y de pinza. Potenciales evocados espinales. Puntuaciones de equilibrio muscular de las EESS de ASIA, SCIM, GRASSP |
tcSCS + entrenamiento (pero no entrenamiento sólo) promueven: aumento de la fuerza de la mano en agarre y en pinza, y mejoría de las puntuaciones en las escalas de funcionalidad de las EESS y calidad de vida |
|
Freyvert et al [64] |
18-21 |
6 |
tcSCS + buspirona |
C5 |
5-30 Hz |
2-8 tcSCS, 3-5 tcSCS + buspirona, 2-5 tcSCS |
Fuerza de agarre y actividad EMG asociada. Potenciales evocados espinales. Puntuaciones de equilibrio muscular de las EESS de ASIA, SCIM, ARAT |
Conjunta o independientemente, tanto la tcSCS como la buspirona promueven: aumento de la fuerza y el control del movimiento de la mano, y mejoría de las puntuaciones en las escalas de funcionalidad de las EESS y calidad de vida |
|
Murray y Knikou [63] |
27 |
1 |
tcSCS |
C5-D2 |
0,2 Hz |
14 |
PEM mediante EMT de pulso único y pulso pareado sobre el extensor carpi radialis y el flexor carpi radialis. Puntuaciones de equilibrio muscular de las EESS de ASIA |
Mayor amplitud de los PEM en los músculos flexores y extensores de la muñeca bilateralmente. Mejoría de la fuerza muscular voluntaria |
|
Estabilidad del tronco |
Rath et al [7] |
23-47 |
8 |
tcSCS + entrenamiento |
D11-D12 |
D11-D12: 30 Hz L1-L2: 15 Hz 0-250 mA |
1 |
EMG: patrones de activación muscular. Sistema de plataforma de fuerza: COP. Cinemática 3D: cambios en la curvatura, ángulo y desplazamientos |
Mejor alineamiento espinal en sedestación sin apoyos. Disminución de los desplazamientos y de la aceleración del COP en posición estática. Aumento de las coactivaciones y en los límites de la estabilidad. Mejoría de las correcciones posturales durante la ejecución de tareas dinámicas |
Sayenko et al [65] |
23-53 |
15 |
tcSCS + entrenamiento |
L1 |
15 Hz |
12 |
EMG: actividad muscular. Sistema de plataforma de fuerza: cantidad de carga corporal y COP. Sensores de detección de resistencia: nivel de asistencia externa. Información subjetiva de cambios diarios observados por el sujeto. EMA, equilibrio muscular de las EESS y de las EEII de ASIA |
Tras una sesión, mejor estabilidad en posición de bipedestación con mínima asistencia en la cadera. Tras 12 sesiones, aumento progresivo del control de equilibrio en bipedestación con o sin tcSCS |
|
Extremidad inferior |
Hofstoetter et al [66] |
29 |
1 |
tcSCS + locomoción |
D11-D12 |
30 Hz |
1 |
Locomoción en cinta sin soporte del peso corporal. Actividad EMG bilateral en cuádriceps, isquiotibiales, tibial anterior y tríceps sural. Rango de movimiento y coordinación de la cadera y la rodilla mediante goniómetros. Duración de fases con sensores de fuerza plantares |
Prolongación de la fase de equilibrio del ciclo de la marcha, aumento del rango de movimiento de la cadera y la rodilla |
Hofstoetter et al [67] |
28-38 |
3 |
tcSCS + locomoción |
D11-D12 |
30 Hz |
1 |
Locomoción en cinta sin soporte del peso corporal. Actividad EMG bilateral en cuádriceps, isquiotibiales, tibial anterior y tríceps sural. Rango de movimiento y coordinación de la cadera y la rodilla mediante goniómetros. Duración de fases con sensores de fuerza plantares |
Aumento de la actividad EMG durante la locomoción con estimulación. Aumento de la flexión de la cadera durante la fase de equilibrio. Menor asistencia manual requerida |
|
19-56 |
5 |
tcSCS + buspirona + entrenamiento |
D11/Coxis1/ |
D11: 30 Hz Coxis1: 5 Hz 80-180 mA |
2-4 tcSCS + entrenamiento, 10 entrenamientos, 4 tcSCS + buspirona |
Oscilación rítmica de las piernas simulando pasos en posición de gravedad neutral, voluntaria o pasiva. Actividad EMG bilateral en sóleo, gastrocnemio medial, tibial anterior, isquiotibial medio y vasto lateral. Desplazamiento angular de la cadera y la rodilla mediante goniómetros |
Tras las sesiones tanto de tcSCS como de tcSCS + buspirona se detecta: mayor desplazamiento angular de la cadera y la rodilla con tcSCS en D11 + Coxis1, especialmente durante oscilaciones voluntarias y combinadas con tcSCS; aumento gradual de la actividad EMG con y sin tcSCS durante oscilaciones pasivas, y mejor coordinación entre los músculos durante oscilaciones pasivas con tcSCS |
||
Minassian et al [68] |
26-64 |
4 |
tcSCS + locomoción |
D11-D12 |
30 Hz |
1 |
Actividad EMG bilateral de cuádriceps, isquiotibial, tibial anterior y tríceps sural durante la marcha en cinta con ortesis robótica |
Generación de actividad EMG rítmica mediante simulación de pasos mediante ortesis robótica. Aumento de dicha actividad muscular y del número de músculos activos rítmicamente al aplicar tcSCS, también sin presencia de soporte robótico |
|
Gad et al [69] |
35-40 |
1 |
tcSCS |
D11/Coxis1/ |
D11: 30 Hz Coxis1: 5 Hz 110-200 mA |
20 locomoción, 5 tcSCS + locomoción, 5 buspirona + locomoción, 5 tcSCS + buspirona + locomoción |
Actividad EMG durante la marcha. Nivel de asistencia robótica media. Desplazamiento angular de la cadera y la rodilla mediante goniómetros. Capacidad de flexión voluntaria de la rodilla en supino. Información subjetiva de cambios diarios observados por el sujeto |
Mayor actividad muscular durante la tcSCS simultánea de D11 y Coxis1. Aumento de la actividad voluntaria y, con ello, menor nivel de asistencia robótica tras la tcSCS. Flexión voluntaria de la rodilla tras la tcSCS. Mejora de la valoración diaria subjetiva por parte del sujeto, especialmente tras tcSCS + buspirona |
|
ARAT: Action Research Arm Test; ASIA: American Spinal Injury Association; Co1: coxis 1; COP: centre of pressure; EMA: escala de Ashworth modificada; EEII: extremidades inferiores; EESS: extremidades superiores; EMG: electromiografía; EMT: estimulación magnética transcraneal; GRASSP: Graded Redefined Assessment of Strength, Sensibility and Prehension; PEM: potenciales evocados motores; SCIM: Spinal Cord Independence Measure; tsDCS, estimulación espinal transcutánea por corriente directa; tcSCS, estimulación espinal transcutánea. |
Non-invasive brain and spinal cord stimulation for motor and functional recovery after a spinal cord injury Introduction. Spinal cord injury is a traumatic or non-traumatic event that causes an alteration of sensory, motor or autonomic functioning and ultimately affects the physical, psychological and social well-being of the person who suffers it. A comprehensive approach to spinal cord injury requires many health resources and can place a considerable financial burden on patients, their families and the community. Aim. To review the literature published to date on the use of non-invasive brain stimulation, including repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS), transcranial direct current stimulation (tDCS), and transcutaneous non-invasive spinal cord stimulation (tcSCS), as therapeutic strategies to improve the functionality of patients with spinal cord injury. The studies were grouped as addressing either non-invasive brain stimulation or non-invasive spinal cord stimulation. Development. Altogether 32 studies were identified: 21 involving brain stimulation (14 in rTMS and 7 in tDCS) and 11 with spinal cord stimulation (tcSCS). All the studies were conducted in adult patients who had undergone a spinal cord injury. Despite significant variability in treatment protocols, patient characteristics and clinical assessment, the changes observed were reported in almost all the studies without producing any side effects and with motor or functional improvement. Conclusion. Non-invasive brain stimulation, as well as spinal cord stimulation, are promising techniques for the rehabilitation of patients with spinal cord injury due to their novelty, effectiveness and minimal side effects. Key words. Gait. Motor function. Non-invasive stimulation. Spinal cord injury. Transcranial direct current stimulation. Transcranial magnetic stimulation. Transcutaneous spinal-cord stimulation. |