Inleiding

Een beroerte leidt vaak tot aanhoudende sensorimotorische beperkingen van de bovenste ledematen (UL), waarbij traditionele revalidatie beperkte effectiviteit laat zien - deels als gevolg van onvoldoende gerichtheid op onderliggende motorische controletekorten. De huidige klinische metingen slagen er vaak niet in om subtiele veranderingen in stoornissen vast te leggen, wat de behoefte aan meer objectieve biomarkers voor spasticiteit na een beroerte benadrukt.

Om de klinische praktijk te gronden in neurofysiologische theorie, analyseren we in dit overzicht twee concurrerende kaders voor motorische controle en hun implicaties voor herstel na een beroerte.

De computationele benadering - Deze theorie vergelijkt bewegingscontrole met een robotsysteem, waarbij de hersenen precieze motorische commando's (bijv. gewrichtshoeken, spierkrachten) vooraf berekenen met behulp van interne modellen. Het gaat ervan uit dat het zenuwstelsel omgekeerd de exacte neurale input kan berekenen die nodig is om een gewenste beweging te produceren. Deze benadering worstelt echter met fundamentele biologische realiteiten. Motoneuronen werken volgens drempelprincipes - ze vuren of niet, waardoor het onmogelijk is om commando's voor acties zoals isometrische samentrekkingen (bijvoorbeeld tegen een onbeweeglijk object duwen) of bewegingen die geen EMG-activiteit teweegbrengen, precies om te keren. Bovendien slaagt het model er niet in te verklaren hoe bewegingen zich naadloos aanpassen aan onvoorspelbaarheid in de echte wereld, zoals het vangen van een vallend voorwerp.

Referent Control Theory (RCT) - RCT pakt rekenbeperkingen aan door een fundamenteel andere strategie voor te stellen: in plaats van specifieke commando's te berekenen, regelt het zenuwstelsel beweging door activeringsdrempels (λ) voor spieren aan te passen. Stel je λ voor als een thermostaat die de spieren instelt - net zoals een verwarming wordt ingeschakeld als de kamertemperatuur onder de drempel zakt, worden spieren alleen geactiveerd als ze worden uitgerekt tot voorbij hun λ (bijvoorbeeld een biceps die wordt geactiveerd bij 90° elleboogflexie). Deze drempels bepalen op dynamische wijze hoe spieren reageren op omgevingsinteracties, waarbij de Tonische Strek

Reflexdrempel (TSRT) - klinisch meetbaar in gewrichtshoeken - dient als een directe marker van dit regelsysteem. Post-stroke, verminderde drempelregulatie manifesteert zich als spasticiteit (wanneer λ "vastzit" op lange spierlengtes, wat spasticiteit veroorzaakt) of zwakte (wanneer λ niet kan verschuiven naar korte lengtes). Cruciaal is dat RCT verklaart waarom training binnen de intacte "actieve controlezone" van een patiënt (waarbij spasticiteitsdrempels worden vermeden) de kinematica verbetert (Levin, 2023): het stemt de therapie af op de aangeboren drempelgebaseerde logica van het zenuwstelsel.

Zie afbeelding 1 voor een schematische weergave van het op drempels gebaseerde mechanisme van TSRT en de klinische implicaties ervan voor de beoordeling van spasticiteit.

Doel van de studie: Relaties onderzoeken tussen TSRT/μ en klinische UL spasticiteit/motorische functiescores bij acute/chronische beroerte, testen of deze metingen sensorimotorische tekorten beter weergeven en biomarkers voor spasticiteit na beroerte bieden.

Methoden

Het onderzoek analyseerde fysiologische en klinische metingen uit acht onderzoeken. De fysiologische metingen omvatten de hoek van de tonische strekreflexdrempel (TSRT) en μ (snelheidsgevoeligheid), terwijl de klinische beoordelingen bestonden uit de Modified Ashworth Scale (MAS) voor spasticiteit en de Fugl-Meyer Assessment for Upper Extremity (FMA-UE) voor motorische beperkingen.

Bij drie onderzoeken waren er meerdere evaluaties per deelnemer (≥3 pre/post beoordelingen). Twee andere onderzoeken hadden twee evaluaties per deelnemer (voor/na) en drie andere hadden enkelvoudige evaluaties.

Het onderwerp

Het onderzoek omvatte personen in de leeftijd van 18 tot 80 jaar met ischemische of hemorragische beroerte in één van beide hemisferen, resulterend in armparese (Chedoke-McMaster Arm Scale score 2- 6/7). Deelnemers die in aanmerking kwamen, konden hun elleboog minstens 30° vrijwillig buigen of strekken en vertoonden een verhoogde weerstand tegen passieve rek in de elleboogflexoren (Modified Ashworth Scale > 1). De meeste deelnemers (zes studies) bevonden zich in de chronische fase van een beroerte (>6 maanden na de beroerte). Demografische gegevens (d.w.z. leeftijd, geslacht, chroniciteit van de beroerte, type en laesielocatie/zijde) werden bij elk onderzoek verzameld en weergegeven in tabel 1.

Metingen

In de onderzoeken werd spasticiteit gemeten met de Montreal Spasticity Measure (MSM), die EMG-sensoren op de biceps en triceps combineert met een elektrogoniometer om elleboogbewegingen te volgen. De armen van de deelnemers werden passief gestrekt met verschillende snelheden terwijl de spierreacties werden opgenomen. Met deze methode konden twee kritieke biomarkers voor spasticiteit na een beroerte worden berekend: de tonische strekreflexdrempel (TSRT) en de snelheidsgevoeligheid (μ).

Belangrijke statistieken uitgelegd

TSRT (Tonische Strekreflex Drempel)

Gemeten in graden, vertegenwoordigt TSRT de gewrichtshoek - ter hoogte van de elleboog - waarbij een spier weerstand begint te bieden aan rek zonder enige toegepaste bewegingssnelheid. Bij mensen die een beroerte hebben gehad, weerspiegelen abnormale TSRT-waarden een verminderde motorische controle. Hogere TSRT-waarden wijzen op verhoogde spasticiteit (overactieve reflexen), terwijl lagere waarden wijzen op een verminderd gewrichtsbereik waarbij abnormale spieractivatie optreedt.

μ (Snelheidsgevoeligheid)

De μ-waarde wordt gemeten in seconden. Deze metriek geeft aan hoe toenemende streksnelheden de drempel waarbij spieren reflexmatig activeren beïnvloeden - dat wil zeggen, hoe sneller strekken leidt tot eerdere reflexresponsen (bij kleinere gewrichtshoeken). Een lagere μ-waarde wijst op een verminderde prikkelbaarheid van de strekreflex, wat betekent dat het zenuwstelsel zich beter kan aanpassen aan verschillende bewegingssnelheden. Dit is een teken van verminderde spasticiteit.

DSRT (dynamische strekreflexdrempel)

Dit zijn de werkelijke reflexdrempels gemeten bij specifieke reksnelheden. Door meerdere snelheden te testen en de DSRT's uit te zetten, kunnen onderzoekers zowel de TSRT (waar de trendlijn de nulsnelheid kruist) als μ (de helling van de lijn) bepalen.

Betrouwbaarheid en klinische betekenis

Het MSM-systeem toont een hoge betrouwbaarheid voor TSRT-metingen, met consistentie tussen testers en sessies. Klinisch zinvolle verbetering komt overeen met TSRT-veranderingen van 6,8°-11,2°. Hoewel hogere TSRT-hoeken en lagere μ-waarden over het algemeen duiden op minder spasticiteit en een betere motorische functie na revalidatie, zijn er nog steeds geen uitgebreide betrouwbaarheidsgegevens voor μ beschikbaar.

Klinische maatregelen

Er werden twee veelgebruikte instrumenten gebruikt om de motorische functie en spasticiteit te beoordelen. De Gemodificeerde Ashworth Schaal (MAS) meet hoeveel weerstand een spier biedt om uitgerekt te worden, ongeacht de snelheid. Er wordt gebruik gemaakt van een 6-puntsschaal van 0 tot 4, waarbij een hogere score meer weerstand betekent. Hoewel het snel en gemakkelijk te gebruiken is, heeft MAS een beperkte nauwkeurigheid en betrouwbaarheid, vooral afhankelijk van de geteste spier.

De Fugl-Meyer Assessment for the Upper Extremity (FMA-UE) is een betrouwbaarder en gedetailleerder hulpmiddel. Het meet arm- en handbewegingen, reflexen en coördinatie. De totaalscore varieert van 0 tot 66, waarbij 66 staat voor normale beweging. De onderzoekers verzamelden ook specifiek de scores van Sectie A van de test (van de 36 punten), die zich richt op schouder- en elleboogbewegingen en reflexen.

Statistische analyse

Het onderzoek gebruikte regressieanalyse om te bepalen in welke mate TSRT en μ (onafhankelijke variabelen) variantie in de functie van de bovenste ledematen (FMA-UE scores) verklaarden. DSRT's werden uitgesloten omdat ze alleen werden gebruikt om TSRT te berekenen. Analyses gecontroleerd op multicollineariteit (r≥0,7), heteroscedasticiteit en uitschieters met SPSS v29 (p<0,05). Dit bepaalde de voorspellende waarde van deze spasticiteitsmetingen voor motorische stoornissen.

De gebruikte statistische analyse wordt in meer detail besproken in het gedeelte Talk nerdy to me.

Resultaten

De analyse omvatte gegevens van 120 patiënten met een beroerte (gemiddelde leeftijd 60,3±13,7 jaar) met ischemische/hemorragische corticale of subcorticale laesies die hemiplegie/parese veroorzaakten. De deelnemers waren verdeeld over acute, subacute en chronische herstelfasen. Belangrijkste bevindingen:

• Chronische fase had significant meer mannen
• Geen verschillen in de ernst van de beperkingen van de bovenste ledematen tussen de fasen
• De leeftijdsverdeling was vergelijkbaar tussen de groepen

TSRT-verschillen tussen beroertefasen

De analyse onthulde significante verschillen in Tonische Strekreflex Drempel (TSRT) tussen acute/vroege subacute (1-90 dagen), late subacute en chronische beroerte groepen. Post-hocvergelijkingen toonden aan dat de acute/vroege subacute groep 16,64° hogere TSRT had dan de chronische groep, wat duidt op meer spasticiteit vroeg na de beroerte.

Snelheidsgevoeligheid (μ) Resultaten

Er werden geen significante groepsverschillen gevonden voor de snelheidsgevoeligheid (μ) over de slagfasen heen. Dit suggereert dat aanpassingen in de timing van strekreflexen bij bewegingssnelheid consistent blijven tijdens het herstel.

Overzicht klinische metingen

Terwijl de algehele functie van de bovenste ledematen (FMA-UE totaal) in alle herstelfasen vergelijkbaar aangetast bleef, vertoonden acute/subacute patiënten significant slechtere vrijwillige bewegingen (FMA-UE_A) dan chronische patiënten, terwijl chronische gevallen ernstiger spasticiteit (MAS) vertoonden.

Relatie tussen TSRT/μ en klinische metingen

De heatmap-analyse onthulde verschillende relaties tussen spasticiteit en motoriek tijdens het herstel van de beroerte. Bij alle patiënten correleerde een hogere TSRT (reflexdrempel) met een hogere μ-snelheidsgevoeligheid, terwijl beide maten afnamen met de tijd na de beroerte en de ernst van de spasticiteit. Met name het sterke positieve verband van μ met vrijwillige beweging suggereert dat het het beste vroege motorische controle deficits vastlegt.

• Acuut/subacuut: TSRT en μ vertoonden de nauwste koppeling met beide sterk gerelateerd aan MAS en chroniciteit, wat hun klinische relevantie voor een vroege beoordeling onderstreept.
• Laat-subacuut: Alleen MAS en de totale motorische functie correleerden negatief, wat de toenemende functionele impact van spasticiteit benadrukt.
• Chronisch: TSRT correleerde met zowel μ als algemene functie (FMA-UE_totaal), terwijl het verband tussen μ en vrijwillige controle positief maar niet significant was.

Resultaten meervoudige regressieanalyse

Onderzoekers gebruikten meervoudige regressie om te analyseren hoe biomarkers voor spasticiteit na een beroerte (TSRT en μ-waarden) variantie in motorische beperkingen in de bovenste ledematen, gemeten door FMA-UE subschalen, voorspellen.

FMA-UE_A (Schouder- en elleboogmotoriek)

Het regressiemodel voorspelde significant 72,0% van de variantie in FMA-UE_A scores. Zowel TSRT als μ waren significante voorspellers, wat aangeeft dat hogere reflexdrempels (TSRT) en lagere snelheidsgevoeligheid (μ) geassocieerd waren met betere vrijwillige bewegingscontrole.

FMA-UE_Total (algemene functie bovenste ledematen)

Het model verklaarde 68,7% van de variantie in de totale motoriek van de bovenste ledematen. TSRT was een sterke en significante voorspeller, terwijl μ geen zinvolle bijdrage leverde aan het model. Dit suggereert dat terwijl TSRT sterk samenhangt met algemeen motorisch herstel, snelheidgevoeligheid (μ) niet onafhankelijk de globale functie van de bovenste ledematen beïnvloedt.

Questions and thoughts

Waarom is dit belangrijk?

Voor onderzoek:

Dit onderzoek bevordert de theorie over motorische controle door aan te tonen hoe de Referent Control Theory (RCT) belangrijke beperkingen van computationele modellen oplost. RCT biedt een fysiologisch gefundeerd kader waarin beweging ontstaat door interacties tussen het zenuwstelsel, musculoskeletale eigenschappen en omgevingsbeperkingen. In essentie stelt RCT dat het centrale zenuwstelsel beweging controleert door het reguleren van drempels voor spieractivering (bijvoorbeeld TSRT) in relatie tot de gewrichtspositie, in plaats van het berekenen van expliciete motorische opdrachten. Door TSRT en μ te valideren als biomarkers voor spasticiteit na een beroerte, onthult dit onderzoek hoe een verminderde drempelregulatie leidt tot specifieke bewegingsafwijkingen: spasticiteit ontstaat wanneer drempels gefixeerd raken op te lange spierlengtes. Deze inzichten verklaren niet alleen klinische observaties, maar hebben ook de ontwikkeling mogelijk gemaakt van objectieve beoordelingsinstrumenten die een brug slaan tussen theoretische principes en praktische revalidatiestrategieën.

Voor clinici:

De huidige instrumenten zoals FMA en MAS zijn weliswaar waardevol, maar geven vooral een kwalitatieve beoordeling van motorische beperkingen. Net zoals fysiotherapie steeds vaker psychosociale evaluaties uitvoert door middel van gedetailleerde interviews en formulieren, moeten we ook onze biologische beoordelingsmogelijkheden verbeteren. TSRT en μ komen naar voren als klinisch

gevalideerde biomarkers voor spasticiteit na een beroerte, die een revolutie teweeg kunnen brengen in de behandeling door:

• Objectieve, kwantificeerbare gegevens bieden
• Nauwkeurigere diagnoses mogelijk maken
• Persoonlijke behandelplannen begeleiden
• Potentieel betere functionele resultaten

Talk nerdy to me

Statistische analyse uitgelegd

Het onderzoek gebruikte een zorgvuldig opgezette statistische benadering om te begrijpen hoe spasticiteit (gemeten door TSRT en μ) samenhangt met motorisch herstel na een beroerte. Laten we eens kijken waarom elke methode is gekozen en wat de resultaten echt betekenen.

Patiënten groeperen op herstelfase

Onderzoekers verdeelden de deelnemers in drie belangrijke stadia van herstel van de beroerte: acuut/ vroeg subacuut (1-90 dagen), laat subacuut (91-180 dagen) en chronisch (>180 dagen). Deze scheiding is cruciaal omdat het vermogen van de hersenen om te veranderen en de aard van de bewegingsproblemen dramatisch evolueren doorheen deze fasen. Vroege fases laten snelle neurale veranderingen zien maar instabiele motorische controle, terwijl chronische fases meer gevestigde (en vaak moeilijker te veranderen) bewegingspatronen laten zien.

Motorische beperkingen categoriseren

De functie van de bovenste ledematen werd met behulp van FMA-UE scores ingedeeld in categorieën voor ernstig (0-20), matig (21-48) en licht (≥49) verminderd functioneren.

De juiste beschrijvende statistiek kiezen

De onderzoekers gebruikten meerdere statistische maatstaven om hun gegevens nauwkeurig weer te geven. Voor normaal verdeelde variabelen rapporteerden ze gemiddelden met standaarddeviaties. Bij scheve verdelingen of gegevens die gevoelig zijn voor uitschieters - een veel voorkomend verschijnsel bij onderzoeken naar herstel na een beroerte waarbij patiënten vaak een sterk wisselende vooruitgang laten zien - gebruikten ze medianen met interkwartielbereiken. Bovendien namen ze 95%-betrouwbaarheidsintervallen op om de nauwkeurigheid van hun schattingen aan te geven. De mediaan en het interkwartielbereik blijken vooral nuttig in deze scenario's omdat ze een robuustere maat voor de centrale tendens bieden die niet overmatig wordt beïnvloed door atypische gevallen.

Groepen statistisch vergelijken

Voor continue variabelen zoals TSRT-waarden en FMA-UE-scores over verschillende herstelfasen werd variantieanalyse (ANOVA) gebruikt. Deze test stelt vast of er significante verschillen zijn tussen de drie herstelgroepen. Voor categorische gegevens zoals geslachtsverdeling of MAS-ernstcategorieën waren chi-kwadraattoetsen geschikter. De Bonferroni-correctie die wordt toegepast op post-hoc tests - waardoor verschillen tussen groepen nauwkeuriger kunnen worden vastgesteld - fungeert als een kwaliteitscontrolemaatregel die de kans op vals-positieve bevindingen vermindert wanneer meerdere vergelijkingen tussen groepen worden gemaakt.

Relaties begrijpen door correlatie en regressie

Pearson correlatie analyse liet zien hoe sterk verschillende variabelen samengingen - bijvoorbeeld of hogere TSRT consistent samenging met lagere FMA-UE scores. Correlatie impliceert echter geen oorzakelijk verband. Dat is waar meervoudige regressie van onschatbare waarde werd - het kwantificeerde hoeveel van de variatie in motorische functie daadwerkelijk kon worden voorspeld door spasticiteitsmetingen, terwijl rekening werd gehouden met andere factoren. De bevinding dat TSRT 72% van de variantie in vrijwillige bewegingen (FMA-UE_A) en 68,7% van de algehele functie (FMA-UE_Total) voorspelde is bijzonder opvallend, wat suggereert dat TSRT iets fundamenteels vastlegt over de motorische controle na een beroerte.

Boodschappen die je mee moet nemen

Dit onderzoek bevestigt dat TSRT (tonische strekreflexdrempel) en μ (velociteitsgevoeligheid) klinisch bruikbare biomarkers voor spasticiteit na een beroerte zijn, gebaseerd op de Referent Control Theory (RCT). In tegenstelling tot traditionele schalen zoals MAS, kwantificeren deze metingen objectief hoe een beroerte de controle van het zenuwstelsel over spieractiveringsdrempels verstoort.

Voor uw praktijk:

De op drempels gebaseerde logica van RCT laat zien waarom bewegingstraining slaagt als therapeuten:

1. Aangezien TSRT-meting klinisch niet haalbaar is in de meeste omgevingen, moet u functionele bewegingsgrenzen identificeren door zorgvuldige observatie.
2. Ontwerp aanvankelijk oefeningen binnen deze intacte zone en vermijd spasticiteit veroorzakende posities (waar TSRT pathologisch verhoogd is).
3. Het actieve bereik geleidelijk uitbreiden naarmate de drempelregeling verbetert

Voor meer inzicht in revalidatie na een beroerte kunt u de overzichtsartikelen van Physiotutor bekijken: (1) virtual reality-training voor herstel van de handfunctie en (2) de invloed van feedbackmodaliteiten op motorisch herstel na een beroerte.

Referentie

Piscitelli D, Khayat J, Feldman AG, Levin MF. Klinische relevantie van de tonische strekreflexdrempel en μ als maat voor spasticiteit van de bovenste ledematen en motorische beperkingen na een beroerte. Neurorehabilitatie Neuraal herstel. 2025 May;39(5):386-399. doi: 10.1177/15459683251318689. Epub 2025 Feb 13. PMID: 39945415; PMCID: PMC12065951.