Neuromodulace ke zlepšení respirační funkce při poranění krční míchy

Tato studie má pět hlavních fází. První fází je základní testování, druhou fází je dočasný implantát, třetí fází je mapování/léčba po dočasném implantátu, čtvrtá fáze je permanentní implantát a pátá fáze je ošetření po trvalém implantátu. Během každé ze tří fází budou mít subjekty dvakrát týdně laboratorní testovací sezení a denní domácí tréninky. Vzhledem k tomu, že se jedná o studii proveditelnosti, jsou fáze navrženy tak, aby byly vybrány subjekty, které budou nejvíce reagovat a budou mít prospěch z této strategie.

Fáze 1. Základní testování/školení (až 6 měsíců, UCLA Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior), jehož účelem je zajistit, aby každý subjekt začal s plnými výhodami dosažitelnými standardní rehabilitační respirační terapií a měl stabilní základní linii funkce než začnou epidurální stimulaci. Touto fází projde 15 subjektů. Během této fáze bude měřen maximální inspirační a exspirační tlak, klidová spontánní respirační aktivita a EMG dýchacích svalů. Subjekty v režimu asistenčního ventilátoru (pokud nebo dokud nebudou schopny samy udržet adekvátní dýchání) budou monitorovány pomocí pneumotachometru na změny frekvence dýchání. Subjekty navíc podstoupí motorické a senzorické testy. Subjekty musí před implantací vykazovat stabilní respirační funkce, proto pokud subjekt vykazuje malá zlepšení po 3 měsících, subjekt bude pokračovat v tréninku, dokud nedosáhne svého maximálního efektu z tréninku (až 6 měsíců). Subjekty, které vykazují stabilní výchozí stav po 3 měsících, postoupí do fáze 2. Pokud se zdravotní stav subjektu zhorší, včetně nerespiračních funkcí, subjekt bude posouzen příslušným lékařem a bude prováděno testování, dokud se zdravotní stav subjektu nezlepší a neudrží se stabilní alespoň 2 měsíce.

Fáze 2. Dočasný implantát (1 den, 24 hodin přenocování, UCLA Medical Center, Santa Monica). Subjekty podstoupí dočasnou implantaci stimulátoru. Během operace bude provedeno intraoperační mapování s implantátem, aby se prokázaly účinné stimulační oblasti. Až 12 subjektů s prokázanou odpovědí na základní testování podstoupí tuto fázi ze souboru 12 subjektů ve fázi 1 výše. Reakce na dechový trénink bude založena na maximálním dechovém úsilí, dechových schopnostech v klidu a EMG dýchacích svalů. Subjekty budou monitorovány přes noc po operaci jako předběžné opatření.

Fáze 3. Mapování/léčba po dočasném implantátu (až 10 dní, UCLA Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior) Bude posouzena schopnost dýchání. Respirační rehabilitační režim se stimulátorem bude použit k obnovení funkce dýchání. Subjekty budou testovány denně, až 10 nenásledujících sezení na klinice. Každé sezení bude trvat až 2 hodiny. Subjekt bude mít dočasný implantát po dobu minimálně 1 týdne a maximálně 2 týdnů. Bude hodnocena maximální dechová námaha a klidové dýchací schopnosti, stejně jako poimplantační PROM. Jakmile budou identifikovány optimální parametry, použije se konfigurace elektrod, která umožní subjektům manipulovat s jejich respiračním vzorem. Subjektům bude umožněno používat stimulátor doma (denně, s identifikovanými parametry) s dechovým tréninkem navíc k testování dvakrát týdně. Domácí použití bude zahrnovat zapnutí stimulátoru, dýchání s ventilátorem. Stejných 12 subjektů z fáze 2 podstoupí tuto fázi.

Fáze 4. Permanentní implantát (1 den, 24 hodin přenocování, UCLA Medical Center, Santa Monica). Subjekty podstoupí operaci implantátu stimulátoru. Během operace bude provedena implantace elektrod. Ideální umístění umístění bude založeno na předchozím dočasném zkušebním umístění. Až 10 subjektů s největší konektivitou a důkazy odpovědi na základní testování podstoupí tuto fázi ze souboru 12 subjektů ve fázi 3 výše. Bude hodnocena reakce na dechový trénink. Subjekty budou monitorovány přes noc po operaci jako předběžné opatření.

Fáze 5. Mapování/léčba po permanentním implantátu (až 12 měsíců, UCLA Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior), ve které budou použity elektrodové konfigurace, které aktivují dýchací svaly. Respirační rehabilitační režim se stimulátorem bude použit k obnovení funkce dýchání. 10 subjektů bude testováno až dvakrát týdně na klinice po dobu až 2 hodin na jedno sezení. Bude hodnocena reakce dýchání na stimulaci. Jakmile budou identifikovány optimální parametry, použije se konfigurace elektrod, která umožní subjektům manipulovat s jejich respiračním vzorem. Subjektům bude umožněno používat stimulátor doma (denně, s identifikovanými parametry) s dechovým tréninkem navíc k testování dvakrát týdně. Stejných 10 subjektů z fáze 4 podstoupí tuto fázi.

Časová osa. Studie je testem bezpečnosti a proveditelnosti. Jedná se o jednoramennou implantaci permanentní elektrody k posouzení bezpečnosti a časné účinnosti cervikální spinální epidurální stimulace ke zlepšení respiračních funkcí. Provádí se po dobu až 6 měsíců nebo 21 měsíců v 1, 2 nebo 3 periodách (obr. 3): Fáze 1. Základní trénink (až 6 měsíců), Fáze 2. Dočasný zkušební implantát (1 den), Fáze 3. Post-dočasné zkušební implantační ošetření (až 10 dní), Fáze 4. Permanentní implantát (1 den, s až 2 měsíci na chirurgické zotavení), Fáze 5. Post-permanentní implantační ošetření (až 12 měsíce). Proto bude 15 subjektů zapojeno po dobu až 6 měsíců, zatímco 12 subjektů bude zapojeno po dobu až 7 měsíců a 10 subjektů bude zapojeno po dobu až 21 měsíců (18 měsíců testování s až 2 měsíci zotavení).

Domácí použití. Aby byla zajištěna bezpečnost, ventilátor poskytne pacientovi podporu při domácím použití se zapnutým stimulátorem, stejně jako když není zapnutá epidurální stimulace. Pacient nebude zcela odpojen od ventilátoru, pokud nebude dosaženo nezávislosti na ventilátoru postupným a velmi pečlivě kontrolovaným procesem odvykání, ve kterém pacient prokáže stabilní saturaci O2 a adekvátní minutovou ventilaci ve fázích odvykání. Odvykání (a důkaz zlepšené funkce dýchacích svalů) bude spočívat v postupném snižování úrovně podpory dodávané ventilátorem, přičemž je nutné, aby si pacient při odvykání udržoval stabilní minutovou ventilaci sám.

Pro zajištění bezpečnosti budou tyto odvykací manévry prováděny pouze za přítomnosti respiračního terapeuta a bude k dispozici vak AMBU s doplňkovým O2. Kromě toho bude z bezpečnostních důvodů pečovatel nepřetržitě získávat srdeční frekvenci, krevní tlak, teplotu a saturaci O2, nebo když dojde ke změně nastavení ventilátoru. Navíc to bude provedeno pouze tehdy, když je subjekt plně při vědomí, bdí a následuje příkazy.