Elektrická stimulace pro zlepšení regenerace periferních nervů

Základní zdůvodnění:

Chirurgická oprava a transplantace nervu jsou v současnosti standardní léčbou tržné rány nervu. Nicméně i přes to je funkční výsledek u pacientů s proximálním proříznutím nervu často špatný. V těchto případech přežívající axony v proximálním nervovém pahýlu již dosáhly limitu své kapacity pro pučení a reinervaci. Proto ani při chirurgickém zákroku nemůže dojít k další reinervaci, pokud nelze regeneraci a prodloužení proximálního pahýlu nějak posílit. Bohužel, i když mnoho pokusů, žádný nebyl v klinickém prostředí prokázán jako účinný.

Pooperační elektrická stimulace:

Nedávné studie ukázaly, že elektrická stimulace aplikovaná přímo na poraněný periferní nerv vedla k výraznému zlepšení regenerace nervu. Předběžné údaje naznačující, že elektrická stimulace nervů by mohla zvýšit regeneraci nervů, jsou ve skutečnosti již nějakou dobu známy. Zrychlená rychlost regenerace byla zjištěna u zvířat, která dostávala elektrickou stimulaci již po dobu 1 hodiny. Kromě toho byl pomocí elektrické stimulace také urychlen preferenční růst regenerujících se senzorických axonů do příslušné nervové větve.

Vzhledem k tomu, že tyto studie ukázaly, že pouhá hodina elektrické stimulace byla účinná při urychlení regenerace nervů, otevírá se možnost použití této metody u lidí. Zásah je bezpečný a minimální nepohodlí. Kromě toho je použití elektrické stimulace jako klinické léčebné modality již dobře přijímáno. V nedávné studii to vědci aplikovali na pacienty s těžkým kompresním poraněním středního nervu v karpálním tunelu po operaci. Postup byl dobře tolerován a po 1 roce sledování nebyly pozorovány žádné nežádoucí účinky u žádného z 21 subjektů. Ve skutečnosti, ve srovnání s kontrolními subjekty, které podstoupily samotný chirurgický zákrok, vykazovali ti v léčebných skupinách rychlejší vymizení jejich symptomů a intenzivnější regeneraci motorických nervů.

Problém prodloužené denervace:

Prognóza po těžkém traumatu nervů v horní části paže a předloktí, pokud se neléčí, je extrémně špatná. Současná konvenční léčba spočívá v primární reparaci nervu a zavedením nervového štěpu (nejčastěji pomocí n. suralis), aby se obnovila kontinuita nervu. Avšak ani s tím není rozsah reinervace často zdaleka úplný. Ledová rychlost regenerace nervů, ne více než 1 mm za den, může snadno zanechat cílové vnitřní svaly ruky zbavené nervové inervace po dobu jednoho roku nebo déle. Dlouhé období denervace spojené s nedostatkem aktivních pohybů může vést k celé řadě negativních důsledků včetně fibrózy svalových vláken, kontraktury, sekundárního postižení kloubů a nezřídka i bolesti. Neméně důležitá je schopnost Schwannových buněk podporovat trofickou podporu a také postupně klesá vedení nervového růstu. Proto je naléhavě zapotřebí účinnější léčba. Nedávným přístupem je provádění distálních nervových transferů. To výrazně zkracuje vzdálenost reinervace. Nicméně výsledek po tomto přenosu nebo s primární opravou sutury po akutní laceration mediánu nebo ulnárního nervu je relativně špatný. Dalším blízce souvisejícím běžným traumatem ruky je tržná rána digitálních nervů, kde je obnova smyslových funkcí po primárním sešití nervu stejně špatná. Aby se potenciálně dále urychlila reinervace, výzkumníci navrhli dodatečně stimulovat pahýl proximálního nervu bezprostředně po přenosu nervu a/nebo po opravě nervu. Zda tento nový přístup skutečně dále urychlí reinervaci a zlepší funkci ruky po tržné ráně nervu, není v tuto chvíli známo. Půjde o první studii aplikace na lidech, která tuto otázku řeší.

Hypotéza/výzkumná otázka/cíle:

Vyšetřovatelé předpokládají, že regenerace nervů v nervech na paži a digitálním nervu v ruce může být významně zvýšena, když jsou kombinovány s pochirurgickou elektrickou stimulací. Kromě toho zlepšená regenerace nervů s pooperační elektrickou stimulací povede k významnému zlepšení funkcí ruky ve srovnání se samotnou operací. K otestování těchto hypotéz je cílem této studie: 1) kvantifikovat funkční a fyziologické důsledky těžkých nervových onemocnění poranění paže a 2) porovnat výsledek samotné konvenční nervové chirurgie s nervovou operací následovanou pooperační elektrickou stimulací.

Základní design studie:

Subjekty Budou přijati pacienti s těžkým traumatem nervů v horní končetině vedoucím k úplné ztrátě axonu. Tito pacienti budou náhodně přiřazeni buď k samotné opravě/transferu nervu, nebo k opravě/transferu nervu, po které bude následovat jedna hodina nízkofrekvenční elektrické stimulace. Pacienti budou sledováni ve 3měsíčních intervalech po dobu 2 let.

Pooperační výsledek včetně elektrofyziologického hodnocení provede nezávislý lékař, který není součástí vyšetřovacího týmu. Testeři proto nebudou vědět, zda jsou subjekty ve skupině konvenční chirurgie nebo ve skupině chirurgie + elektrická stimulace.

Zásahy

Jakmile budou dokončeny všechny základní studie, bude subjekt randomizován do jedné ze dvou skupin:

i) Chirurgický zákrok následovaný simulovanou stimulací po dobu 5 sekund. Operaci opravy/přenosu nervu provede chirurg periferních nervů.

ii) Chirurgický zákrok následovaný 1 hodinou elektrické stimulace. Elektrická stimulace bude provedena vložením páru jemných drátů izolovaných po celém obvodu kromě nejvzdálenějšího 1 cm na špičce přes místo incize. Špičky jemných drátků budou usazeny přes pahýl proximálního nervu, aby se depolarizovaly axony. Tyto jemné drátěné elektrody budou připojeny k přenosnému elektrickému stimulátoru (model SD9, Grass Instruments, Providence, RI, USA). Nepřetržité elektrické stimuly 20 Hz budou dodávány s intenzitou 1,5násobku motorického prahu po dobu jedné hodiny. Při této nízké intenzitě by při stimulační proceduře nemělo docházet k žádným nepříjemným pocitům. V předchozí sérii pacientů se syndromem karpálního tunelu provedené na University of Alberta bylo zjištěno, že je to zcela bezpečné a dobře tolerované. Po dokončení stimulačního protokolu budou jemné drátky odstraněny.

Metody hodnocení výsledků

1. Studie vedení senzorického nervu pro měření amplitud senzorického akčního potenciálu.
2. Studie vedení motorického nervu pro měření amplitud složeného svalového akčního potenciálu.
3. Odhad počtu motorových jednotek. Bude použita technika „vícebodové stimulace“.
4. Lehký dotek a pocit tlaku. To bude testováno pomocí Semmes-Weinsteinových monofilamentů a McKinnon-Dellon Disk-Criminator.
5. Funkční testy rukou. To bude testováno pomocí Moberg Pick-Up Test, Purdue Pegboard Test, Jamar dynamometr pro sílu úchopu, Pinch dynamometr pro sílu klíče, stativu a tip-to-tip.

Hodnocení po zásahu:

Po intervenci budou všechny základní parametry přehodnocovány každé 3 až 6 měsíců po dobu 2 let. Načasování a povaha procedury hodnocení bude u všech pacientů stejná.

Statistická hlediska při návrhu studie Protože se bude jednat o první studii aplikace tržné rány u lidí na nové technice, její výsledky budou cenné při budoucích studiích v plném rozsahu. Odůvodnění pro navržení celkem 80 subjektů v této studii je založeno na nedávno dokončené studii o použití pooperační elektrické stimulace ke zvýšení regenerace nervů u pacientů se syndromem karpálního tunelu. V této randomizované kontrolované studii byla použita podobná velikost vzorku a výzkumníci zjistili významné zlepšení regenerace nervů v léčené skupině ve srovnání s kontrolami. Na základě odhadu počtu motorických jednotek, použitého primárního výsledku, vykázala léčená skupina statisticky významné zlepšení ve srovnání s kontrolní skupinou.

Analýza dat:

Statistická analýza změn v parametrech měření výsledku u každého subjektu bude provedena pomocí párového t-testu. A p