Einführung

Ein Schlaganfall führt zu einer deutlichen Verschlechterung der kardiorespiratorischen Fitness und verringert die funktionelle Leistungsfähigkeit. Nach einem Schlaganfall verbringen Patienten 78 % ihrer wachen Zeit mit sitzender Tätigkeit - weit über dem empfohlenen Maß an körperlicher Aktivität - was das Risiko für Herz-Kreislauf- und Stoffwechselkrankheiten erhöht. Hinzu kommt, dass neue Erkenntnisse zeigen, dass nach einem Schlaganfall die Durchblutung der gelähmten Gliedmaßen aufgrund von Gefäßumbauten beeinträchtigt ist.

Die derzeitigen physiotherapeutischen Maßnahmen in der Akutversorgung legen den Schwerpunkt auf die Neuroplastizität, die für die motorische Erholung wichtig ist. Die Verbesserung der kardiorespiratorischen Fitness ist jedoch ebenso wichtig, um die Fähigkeit der Patienten zu verbessern, ihren täglichen Aktivitäten nachzugehen und langfristige vaskuläre Komplikationen zu vermeiden.

Ziel dieser Studie ist es, die vaskulären Veränderungen nach einem Schlaganfall zu untersuchen, indem der arterielle und intramuskuläre Blutfluss zwischen paretischen und nicht-paretischen oberen Gliedmaßen verglichen wird. Darüber hinaus werden wir den Zusammenhang zwischen diesen Gefäßparametern und den klinischen Bewertungen der schlaganfallbedingten Beeinträchtigungen untersuchen.

Methode

Die Studie umfasste 64 chronische Schlaganfallpatienten (>6 Monate nach dem Schlaganfall) und 64 vergleichbare Kontrollpersonen. Bei den Teilnehmern handelte es sich um in der Gemeinschaft lebende Erwachsene (≥18 Jahre) mit ausreichender Ellbogenbeweglichkeit (60° Beugung) und ausreichender kognitiver Leistungsfähigkeit (Abbreviated Mental Test ≥6) für die Tests. Personen mit anderen neurologischen Erkrankungen, schweren Kontrakturen, die die Tests einschränken, oder ernsthaften Kontraindikationen für die Teilnahme wurden ausgeschlossen. Die Kontrollgruppe erfüllte die gleichen Kriterien, ohne dass ein Schlaganfall vorlag.

Die Fugl-Meyer-Bewertung (FMA) quantifizierte die motorischen Beeinträchtigungen der oberen Gliedmaßen (Werte 0- 66, höher=schlechter). Die Spastik wurde mit dem Composite Spasticity Index (CSI; 0-16) gemessen, der den Bizepssehnenreflex (0-4), den Widerstand gegen passive Dehnung (0-8) und den Klonus des Handgelenks (1-4) kombiniert, wobei die Werte 0-9 = leichte, 10-12 = mittelschwere und 13-16 = schwere Spastik bedeuten. Das Motor Activity Log (MAL) bewertete den realen Gebrauch des Arms anhand der Unterskalen Bewegungsqualität (MAL-QOM) und Ausmaß des Gebrauchs (MAL-AOU) (niedrigere Werte=größere Beeinträchtigung).

Die Gefäßuntersuchungen wurden mit einem Ultraschallsystem durchgeführt, um die beidseitige intramuskuläre Durchblutung des Biceps brachii und die Hämodynamik der Arteria brachialis (Durchmesser, Durchflussmenge) zu untersuchen. Die Bildgebung konzentrierte sich auf das distale Drittel des Bizeps (66 % der Oberarmlänge zwischen Processus coracoideus und Fossa cubitalis) und die Arteria brachialis medialis. Drei Messversuche pro Parameter wurden gemittelt.

Das Blutflussvolumen (Vflow; mL/min) wurde mit Pulswellen-Doppler-Ultraschall an der zuvor beschriebenen anatomischen Stelle gemessen. Der Arteriendurchmesser (AD; cm) wurde anhand der Endothelränder im selben Bild bestimmt. Um die intramuskuläre Durchblutung zu beurteilen, wurde mit Hilfe von Ultraschallbildern der Vaskularitätsindex (VI) berechnet, der als das Verhältnis von Farbpixeln zu Gesamtpixeln innerhalb einer bestimmten Region definiert ist.

Datenanalyse

Die Stichprobengröße wurde mit G*Power (n=64/Gruppe) auf der Grundlage früherer vaskulärer Studien bestimmt (Cohen's d=3,4 für Unterschiede zwischen den Gruppen, r=0,35 für Korrelationen). SPSS v28.0 analysierte die Daten mit Shapiro-Wilk/Levene-Tests auf Normalität. Die vaskulären Parameter wurden mit einer zweifachen ANOVA mit wiederholten Messungen (ηp2-Effektgrößen) und post-hoc t-Tests (Bonferroni-korrigiert) verglichen. Korrelationen (Pearson/Spearman) bewerteten die Beziehungen zwischen vaskulären Messungen und klinischen Bewertungen (FMA, MAL, CSI). Durch hierarchische Regression wurden Determinanten der vaskulären Asymmetrie (%SSD) ermittelt, wobei demografische Daten und die Dominanz der Gliedmaßen berücksichtigt wurden (separate Modelle für kollineare Variablen). Die Effektgrößen wurden als Cohen's d (zwischen den Gruppen) und als Korrelationskoeffizienten (nichtparametrische Tests) angegeben.

Wir werden die Analysemethoden im Abschnitt "Sprich mit mir über Nerds" genauer untersuchen.

Ergebnisse

Die Studie umfasste 64 chronische Schlaganfallüberlebende (Durchschnittsalter 62,4 ± 10,1 Jahre, 70% männlich) und alters- und geschlechtsgleiche Kontrollpersonen. Die Teilnehmer waren im Durchschnitt 5,7 ± 3,9 Jahre nach dem Schlaganfall und hatten überwiegend ischämische Schlaganfälle (64%, n=41); 36% (n=23) hatten hämorrhagische Schlaganfälle. Sie wiesen eine mäßige motorische Beeinträchtigung auf (FMA-UE: 35,9 ± 18,8), leichte Spastik (CSI: 8,5 ± 2,4) und minimaler funktionaler Armeinsatz (MAL-AOU: 1.3 ± 1.3). Die kognitiven Grundfähigkeiten blieben erhalten (Abbreviated Mental Test ≥6). Die Kontrollgruppe wies deutlich weniger Komorbiditäten und Medikamente auf (P≤.05). Dominanz der Gliedmaßen (28 Betroffene auf der dominanten Seite vs. 36 nicht-dominant) hatte keinen Einfluss auf die Schwere der Beeinträchtigung. Siehe Tabelle 1 für alle demografischen Daten.

Gefäß-Ultraschallmessungen:

Die Analyse ergab signifikante Unterschiede bei den Gefäßmessungen zwischen Schlaganfallüberlebenden und Kontrollpersonen. Die gelähmten Gliedmaßen der Schlaganfallteilnehmer wiesen einen geringeren arteriellen Durchmesser (AD) und einen geringeren Vaskularitätsindex (VI) auf als die nicht gelähmten Seiten, während die Kontrollpersonen die erwarteten dominanzbedingten Schwankungen im Blutfluss aufwiesen. Schlaganfallüberlebende zeigten eine größere Asymmetrie bei AD und VI zwischen den Gliedmaßen als Kontrollpersonen. Bei der Untersuchung der Untergruppen, die die Gliedmaßen dominieren, zeigten beide Gruppen (dominante Betroffene und nicht-dominante Betroffene) eine geringere AD in den paretischen Gliedmaßen, während andere Unterschiede je nach Untergruppe variierten - insbesondere die Asymmetrie des Blutflusses, die ausgeprägter war, wenn die dominante Seite betroffen war. Diese Ergebnisse zeigen, dass es in den paretischen Gliedmaßen deutliche Gefäßveränderungen gibt, die unabhängig von der Dominanz bestehen bleiben.

Die Studie ergab, dass Schlaganfallüberlebende eine signifikante Asymmetrie zwischen den Gliedmaßen aufweisen, wobei die gelähmten Seiten im Vergleich zu den nicht gelähmten Gliedmaßen eine schwächere Kraft, höhere sensorische Schwellen und eine veränderte Körperzusammensetzung (weniger Magermasse, mehr Fett) aufweisen. Diese Unterschiede übertrafen die normalen dominanzbedingten Schwankungen bei den Kontrollen. Vor allem Schlaganfälle, die die nicht-dominante Extremität betrafen, führten zu stärkeren Veränderungen der Körperzusammensetzung als Schlaganfälle auf der dominanten Seite. Die Ergebnisse zeigen, dass die Veränderungen an den Gliedmaßen nach einem Schlaganfall über die motorischen Beeinträchtigungen hinausgehen und erhebliche sensorische und strukturelle Veränderungen umfassen, die sich von den natürlichen Veränderungen zwischen den Gliedmaßen unterscheiden.

Die Studie fand konsistente, aber bescheidene Zusammenhänge zwischen vaskulären Asymmetrien (%SSD) und klinischen Messwerten bei Schlaganfallüberlebenden. Vaskuläre Parameter (Vflow, AD, VI) zeigten schwache Korrelationen mit motorischen Beeinträchtigungen (FMA) und funktionellem Armeinsatz (MAL), was darauf hindeutet, dass vaskuläre Veränderungen zwar mit klinischen Defiziten zusammenhängen, aber wahrscheinlich auch andere Faktoren zu diesen Beeinträchtigungen beitragen. Auch die Korrelationen zwischen vaskulären Asymmetrien und Messungen der Gewebezusammensetzung reichten von schwach bis mäßig, was auf einen gewissen Zusammenhang zwischen Veränderungen des Blutflusses und strukturellen Veränderungen der Gliedmaßen hinweist. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die vaskulären Veränderungen nach dem Schlaganfall einen wichtigen, aber nicht den einzigen Beitrag zur Gesamtbeeinträchtigung der Gliedmaßen leisten und daher bei der klinischen Beurteilung und Rehabilitationsplanung neben anderen physiologischen und funktionellen Maßnahmen berücksichtigt werden sollten.

Die Regressionsanalysen zeigten die wichtigsten Prädiktoren für die vaskuläre Asymmetrie (%SSD), nachdem demografische und klinische Faktoren kontrolliert wurden. Der reduzierte Gebrauch des gelähmten Arms (MAL- AOU) sagte die Asymmetrie des Blutflusses voraus, wurde aber nach Berücksichtigung der Dominanz der Gliedmaßen nicht mehr signifikant. Motorische Beeinträchtigungen (FMA) sagten unabhängig voneinander die Asymmetrie des arteriellen Durchmessers voraus und erklärten 8% der Varianz. Für den Vaskularitätsindex waren sowohl die motorischen Beeinträchtigungen als auch die sensorischen Veränderungen (Schmerzdruckschwelle) signifikante Prädiktoren, die zusammen fast 20% der Varianz ausmachten. Diese Zusammenhänge blieben auch dann bestehen, wenn die Dominanz der Gliedmaßen berücksichtigt wurde, was die kombinierten Auswirkungen von motorischen und sensorischen Defiziten auf die vaskulären Veränderungen nach dem Schlaganfall verdeutlicht.

Fragen und Gedanken

Diese Studie zeigt signifikante vaskuläre Veränderungen nach dem Schlaganfall und deren Zusammenhang mit motorischen Beeinträchtigungen bei chronischem Schlaganfall auf, obwohl die bescheidene Korrelationsstärke (ρ=0,25-0,35) darauf hindeutet, dass vaskuläre Faktoren die funktionellen Defizite nur teilweise erklären. Eine kritische, ungelöste Frage taucht auf: Sind diese vaskulären Veränderungen nach einem Schlaganfall in erster Linie auf eine strukturelle Schädigung, eine chronische Abnutzung der Gliedmaßen oder auf beide Mechanismen zurückzuführen?

Während frühere Untersuchungen die mit dem Schlaganfall verbundene Gefäßdysfunktion (z. B. verringerte Elastizität der Arterien [1]) bestätigen, kann das Beobachtungsdesign dieser Studie nicht zwischen diesen beiden Faktoren unterscheiden:

1. Strukturelle Mechanismen: Endotheliale Dysfunktion oder neurovaskuläres Remodeling nach Schlaganfall, versus
2. Mechanismen der Nichtnutzung: Flussvermittelte vaskuläre Atrophie durch reduzierte Aktivität der paretischen Gliedmaßen.

Die Unterschiede zwischen den Gruppen in Bezug auf die kognitiven Fähigkeiten, Komorbiditäten und die Medikamenteneinnahme (Tabelle 1) können diese Zusammenhänge verzerren und die kausalen Interpretationen einschränken.

Zukünftige Richtungen sollten Interventionsdesigns verwenden, um die Kausalität nachzuweisen. Versuche mit Bewegungseinschränkungen und Gefäßuntersuchungen vor und nach dem Einsatz der gelähmten Gliedmaßen könnten klären, ob sich die Perfusionsdefizite umkehren - was auf einen Abnutzungsmechanismus hindeutet - oder ob die Beeinträchtigungen fortbestehen, was auf irreversible strukturelle Schäden hindeutet. Solche Studien würden Aufschluss darüber geben, ob vaskulär ausgerichtete Therapien (z. B. die Verbesserung des Blutflusses) die traditionelle motorische Rehabilitation ergänzen sollten.

Rede mit mir über Nerds

Die Forscher begannen damit, die wichtigsten statistischen Annahmen zu testen, um ihre Analyseentscheidungen zu treffen. Mithilfe des Shapiro-Wilk-Tests wurde geprüft, ob die kontinuierlichen Variablen normalverteilt sind, um festzustellen, ob parametrische Tests (unter der Annahme der Normalität) oder nicht-parametrische Alternativen geeignet sind. Gleichzeitig wurde mit dem Levene-Test die Homogenität der Varianz zwischen den Gruppen geprüft, um sicherzustellen, dass die Variabilität zwischen Schlaganfallpatienten und Kontrollen vergleichbar ist. Diese Vorprüfungen waren entscheidend für die Validierung der nachfolgenden Analysen.

Bei der Untersuchung der Beziehungen zwischen den Variablen hat das Team zwischen verschiedenen Arten von Zusammenhängen unterschieden. Eine monotone Beziehung - ein konstant steigender oder fallender Trend zwischen zwei Variablen, der nicht unbedingt linear ist - wurde mit Spearmans ρ bewertet. Dies ist besonders wichtig, wenn die Daten gegen die Normalitätsannahmen verstoßen oder wenn ordinale Maße analysiert werden. Bei normalverteilten Daten, die lineare Muster aufweisen, quantifiziert Pearson's r die Stärke und Richtung der direkten linearen Beziehungen.

Die Kernanalyse verwendete eine gemischte ANOVA, um komplexe Gruppenunterschiede zu bewerten. Mit diesem Ansatz wurden gleichzeitig Effekte innerhalb der Gruppe (Vergleich von gelähmten und nicht gelähmten Gliedmaßen bei Schlaganfallpatienten), Effekte zwischen den Gruppen (Schlaganfallteilnehmer im Vergleich zu Kontrollteilnehmern) und Interaktionseffekte (ob sich die Gliedmaßen je nach Gruppenstatus unterschieden) untersucht. Die ANOVA wurde durch Effektgrößenberechnungen (η2) ergänzt, um das Ausmaß der beobachteten Unterschiede zu quantifizieren.

Signifikante Ergebnisse wurden durch Post-hoc-Tests weiter untersucht:

• Gepaarte t-Tests ergaben spezifische Unterschiede zwischen den Gliedmaßen innerhalb der Gruppe
• Unabhängige t-Tests verglichen den Grad der Asymmetrie (%SSD) zwischen Schlaganfall- und Kontrollgruppen
• Bei allen Post-hoc-Tests wurde die Bonferroni-Korrektur (bereinigtes α = 0,017) angewandt, um die Wahrscheinlichkeit von falsch-positiven Ergebnissen (familienbezogene Fehlerquote) bei allen Vergleichen auf ≤0,05 zu begrenzen.

Zusätzliche Analysen umfassten:

1. Hierarchische Regression zur Identifizierung von Prädiktoren der vaskulären Asymmetrie unter Kontrolle von Kovariaten
2. Untergruppenanalysen basierend auf der Dominanz der Gliedmaßen
3. Zuverlässigkeitstests (ICC) bewerteten die Konsistenz der wiederholten Ultraschalluntersuchungen

   Messungen für vaskuläre Parameter (Vflow, AD, VI)

Der umfassende Ansatz gewährleistete eine robuste Untersuchung sowohl der Größe als auch der klinischen Relevanz der beobachteten Effekte bei gleichzeitiger angemessener Kontrolle der Typ-I-Fehlerinflation.

Botschaften zum Mitnehmen

Chronische Schlaganfallüberlebende zeigen nach dem Schlaganfall messbare vaskuläre Veränderungen (verringerter Blutfluss, Arteriendurchmesser und Gewebedurchblutung) in den gelähmten Gliedmaßen, die - wenn auch in geringem Maße - mit der motorischen Funktion korrelieren. Diese Veränderungen tragen wahrscheinlich zur Behinderung bei, aber ihre genaue Ursache (Schlaganfall-bedingte Gefäßschäden oder Atrophie) bleibt unklar. Klinisch unterstreicht dies:

1. Der Wert der Überwachung der Gefäßgesundheit neben der motorischen Erholung und
2. Das Potenzial für kombinierte Rehabilitationsansätze, die sowohl auf die Mobilität als auch auf die Durchblutung abzielen (z. B. aktivitätsbasierte Therapien zur Bekämpfung von Bewegungsmangel). Zukünftige Forschungen sollten klären, ob vaskuläre Eingriffe die Funktionsgewinne verstärken können.

Bewertung:

Ein Gefäßscreening (z. B. Ultraschall) kann helfen, Patienten zu identifizieren, die aufgrund von Durchblutungsstörungen ein Risiko für eine schlechte Erholung haben. Ein multidisziplinärer Ansatz (z. B. die Integration von vaskulären und motorischen Untersuchungen) könnte die Zusammenhänge zwischen vaskulären Veränderungen und funktionellen Einschränkungen klären.

Reha-Implikationen:

Eine intensive Nutzung der Gliedmaßen (z. B. Constraint-Induced Movement Therapy/CIMT) kann den durch den Schlaganfall verursachten Gefäßveränderungen entgegenwirken. Virtuelle Realität  könnte ein wertvolles klinisches Instrument sein, um diese Anpassungen anzugehen.

Kombinierte Maßnahmen, die sowohl auf die Durchblutung (z. B. aerobes Training) als auch auf die motorische Funktion abzielen, könnten die metabolischen und muskulären Anpassungen in den gelähmten Gliedmaßen synergetisch verbessern.

Achtung! Die bescheidenen Korrelationen legen nahe, dass vaskuläre Faktoren Teil eines multifaktoriellen Beeinträchtigungspuzzles sind.

Referenz

Tiev Miller, Huixi Ouyang, Charlotte S L Tsang, Martín Calderón-Juárez, Michael T C Ying, Marco Y C Pang, Motor Impairment and Disuse Are Independent Predictors of Vascular Outcomes Poststroke, Physical Therapy, Volume 105, Issue 3, March 2025, pzaf002, https://doi.org/10.1093/ptj/pzaf002