Kombinovaná směs terapeutického vzduchu a elektrická stimulace pro zlepšení funkce dýchání a rukou při poranění míchy (AIHH+tSCS)

Cílem tohoto návrhu je otestovat přesnost a účinnost kombinace aplikace expozice AIHH s tSCS jako primární reakce na školení specifické pro daný úkol v chronické SCI, a to sledováním následujících konkrétních cílů:

Cíl 1: Otestovat hypotézu, že kombinace AHH v jedné relaci s tSCS párovým dechovým silovým tréninkem bude synergicky indukovat větší dechový motorický výkon u chronické SCI než jakákoli léčba samotná.

Odůvodnění. Aktivace míšních okruhů závislá na respirační fázi vyžaduje neurální pohon mozkového kmene. Proto bude mít zvýšení sestupného pohonu pomocí AIHH při současném snížení aktivačního prahu pro spinální neuronální obvody pomocí tSCS synergický účinek.

Cíl 2: Otestovat hypotézu, že kombinace AHH v jedné relaci s tSCS párovým silovým tréninkem horních končetin bude synergicky indukovat větší motorický výkon horních končetin u chronické SCI než jakákoli léčba samotná.

Odůvodnění. Přesná funkce horních končetin vyžaduje přímou kortikospinální inervaci a aferentní zpětnou vazbu. Proto bude mít zvýšení sestupného pohonu pomocí AIHH a snížení aktivačního prahu pro aferentní s tSCS synergický účinek.

Cíl 3: Identifikovat biomarkery spojené se sníženou odpovědí na kombinatorickou AIHH s tSCS spárovaným funkčním silovým tréninkem u chronické SCI.

Odůvodnění. Přítomnost jednonukleotidového polymorfismu (SNP) v genech zapojených do buněčné signalizace související s neuroplasticitou podkope odpověď na léčbu.

Experimentální postupy

Studie bude zahrnovat celkem 5 návštěv, z nichž každá bude trvat přibližně 3 hodiny. První návštěvou bude klinické hodnocení, po kterém budou následovat 4 experimentální expozice a testovací návštěvy.

Klinická hodnocení. Kromě klinických hodnocení prováděných během osobního screeningu budou provedena hodnocení s cílem komplexně charakterizovat klinický obraz a SCI každého jednotlivce a určit počáteční stav pro monitorování bezpečnosti a odezvy na postupy studie. Standardizované klinické testy budou použity k posouzení spasticity, neuropatické a chronické bolesti, vitálních funkcí a přítomnosti a závažnosti spánkových poruch dýchání. Konkrétně Mezinárodní standardy pro neurologickou klasifikaci poranění míchy budou použity k posouzení segmentálních senzorických a motorických funkcí a stanovení charakteristik poranění (Kirshblum et al., 2011). Spasticita bude hodnocena pomocí nástroje pro hodnocení spastických reflexů míchy (SCATS), objektivního a spolehlivého měření klonických, extenzorových a flexorových spazmů (Benz et al., 2005). K hodnocení neuropatické bolesti bude použit krátký formulář Neuropathic Pain Questionnaire Short Form (Backonja & Krause, 2003) a Brief Pain Inventory, validovaný self-report hodnocení závažnosti bolesti a jejího dopadu na funkci, bude použit k hodnocení a monitorování bolesti ( Keller, 2004). Budou vyhodnoceny vitální funkce včetně srdeční frekvence a krevního tlaku a základní měření budou použita k monitorování bezpečnosti a hodnocení reakcí na studijní postupy a k hodnocení abnormálních autonomních reakcí, jako je autonomní dysreflexie. Vzhledem k tomu, že kofein a nikotin mění kardiopulmonální funkce a mohou ovlivnit reakce na studijní intervence, budou účastníci požádáni, aby se zdrželi konzumace kofeinových nápojů a užívání nikotinu (např. tabákové výrobky a elektronické cigarety) minimálně 2 hodiny před účastí ve studii. postupy (Turnbull et al., 2017; Hernandez-Lopez et al., 2013; Navarrete-Opazo et al., 2017a). Účastníci budou požádáni, aby sami uvedli užívání kofeinu a nikotinu jako součást monitorovacích postupů (spolu se změnami bolesti, spasticity, léků atd.). Zvažovali jsme přísnější omezení používání těchto látek a dospěli jsme k závěru, že nábor a udržení by byly negativně ovlivněny, pokud by účastníci byli vyloučeni nebo se očekávalo, že se zdrží používání těchto běžných produktů. Účastníci sami uvedou své riziko poruchy dýchání ve spánku (tj. spánkové apnoe) pomocí ověřeného Berlínského dotazníku (Chung et al., 2008). Spánková apnoe a poruchy dýchání ve spánku jsou vysoce převládající u jedinců s chronickou SCI, což může ovlivnit účinky AIH (Sankari et al., 2014; Mateika a Syed, 2013; Vivodtzev et al., 2020). Je třeba poznamenat, že není praktické vylučovat osoby se spánkovou apnoe, protože nedávné odhady naznačují, že téměř 80 % osob s cervikálním SCI a více než 50 % osob s hrudním SCI má alespoň určitou úroveň poruch dýchání ve spánku (Sankari et al. ., 2014). Zdá se, že spánková apnoe skutečně zvyšuje účinnost terapie AIH u lidí s SCI (Vivodtzev et al., 2020). Celkově nám tato klinická hodnocení umožní komplexně charakterizovat účastníky studie a popsat rysy naší studované populace. Podrobná klinická charakteristika nám také umožní pečlivě sledovat účastníky z hlediska bezpečnosti a nežádoucích reakcí.

Po dokončení počáteční papírování a klinických hodnocení bude účastníkům odebrán biovzorek (sliny a krev).

Pasivní slintání slin. Vzorek slin bude odebrán jednou v den 1 kombinační léčby. Účastníci budou požádáni, aby pili pouze vodu a vypláchli si ústa vodou 10 minut před odběrem slin. Účastníci budou poté požádáni, aby shromáždili sliny ve svých ústech a vložili 2 ml slin do sterilní zkumavky na odběr slin bez DNAázy/RNAázy. Sliny budou ihned po odběru zmrazeny a skladovány při -20 C. Ve vzorcích slin bude uvedeno kódované ID subjektu, datum odběru vzorku a IRB číslo studie. Následně bude vzorek transportován a uskladněn při -80 C v Jay Nair Research Laboratory, Jefferson Alumni Hall, kde bude analyzován výzkumným pracovníkem studie, Dr. Jayem Nairem. Vzorky slin budou pro analýzu rozmraženy a odstředěny. Jakmile je studie dokončena, zbývající vzorek se zničí nalitím 10% roztoku bělidla do vzorku. Vybělený vzorek bude vylit do laboratorního odpadu a zlikvidován.

Po odběru vzorků biomarkerů a předběžném bezpečnostním testování popsaném výše, budeme pokračovat v experimentálních postupech ve výzkumné laboratoři Jefferson Rehabilitation Institute. V náhodném pořadí obdrží účastník buď expozici AIIH/Sham, 20minutovou přestávku následovanou tSCS spojeným s tréninkem dechové síly (studie 1) nebo funkčním tréninkem horních končetin (studie 2). Zbývající větev experimentu Studie 1/Studie 2 bude provedena po minimálně 1 týdnu vymývací periody.

Podobně účastník obdrží buď AIIH/Sham expozici, 20 minutovou přestávku následovanou tSCS spojeným s funkčním tréninkem horních končetin (studie 2). Zbývající větev experimentu Studie 2 bude provedena po minimálně 1 týdnu vymývací periody.

Neurofyziologie

Studie 1 Povrchová elektromyografie (EMG). Aktivita žeberní bránice, zevního mezižeberního, sternocleidomastoideálního svalu bude zaznamenávána při klidném dýchání a maximálním inspiračním úsilí pomocí povrchové elektrody umístěné v 7. nebo 8. mezižeberním prostoru na střední klavikulární čáře. Signály budou zesíleny (x 200) a filtrovány pásmovou propustí (0,1-3 kHz; Model 78D, Grass Instruments; Oakville, ON, Kanada), vzorkovány při 10 kHz (PowerLab 16SP, AD Instruments; Colorado Springs, CO, USA) a monitorovány online pomocí softwaru LabChart (AD Instruments; Colorado Springs, CO, USA) [9] [10].

Studie 2 Povrchová EMG: První dorzální interoseální EMG (FDI): pro záznam elektrické aktivity ze svalu horní končetiny budou samolepicí povrchové elektrody umístěny na dominantní stranu FDI připevněné ke kůži ve svalové šlaše s jednou elektrodou umístěnou přes břicho svalu (~3 cm od sebe). Použité elektrody a zesilovače budou stejné jako výše.

Zemnící elektroda je umístěna na výběžku akromia lopatky nebo přední horní kyčelní páteře pánve. Kůže je před umístěním elektrody vyčištěna pomocí vodivého gelu, aby se minimalizovala elektrická impedance. To může zahrnovat oholení oblasti kůže, kde budou umístěny elektrody.

Transkraniální magnetická stimulace

Studie 1: Evokované potenciály membránovým motorem: Subjekty budou pohodlně sedět, plně podepřeny s mírně pokrčeným krkem. Transkraniální magnetická stimulace se provádí podle techniky popsané v [11]. Vrchol lebky je identifikován průsečíkem mezi nasion to inion a tragus to tragus. Oblast kortexu zodpovědná za aktivaci motoru bránice se nachází přibližně 3 cm laterálně a 2 cm anteriorně od vertexu. Jednopulzní (1 Hz) stimuly jsou dodávány pomocí ruční 70mm osmičkové cívky napájené magnetickým stimulátorem. Cívka je držena nad levou hemisférou mozku s proudem tekoucím v předozadním směru. Cívka se poté mírně posune z předem určeného místa a otáčí se po 45°, dokud není pozorován největší MEP. Toto místo je vyznačeno na těsně padnoucí plavecké čepici umístěné přes hlavu subjektu, aby bylo zajištěno přesné umístění cívky při budoucích stimulacích.

Studie 2: FDI motorické evokované potenciály: Subjekty budou pohodlně sedět za účelem stimulace. Optimální poloha pro vyvolání motorického evokovaného potenciálu ve svalu FDI (hot spot) je určena pohybem cívky, s rukojetí směřující dozadu a 45° od středové linie, v malých krocích podél reprezentace ruky primární motorické kůry. Jednopulzní (1 Hz) stimuly jsou dodávány pomocí ruční 70mm osmičkové cívky napájené magnetickým stimulátorem. Cívka je držena nad dominantní boční hemisférou mozku s proudem tekoucím v předozadním směru. Hot spot je definován jako region, kde by mohl být vyvolán největší MEP v FDI s minimální intenzitou (Rothwell et al., 1999). Toto místo je vyznačeno na těsně padnoucí plavecké čepici umístěné přes hlavu subjektu, aby bylo zajištěno přesné umístění cívky při budoucích stimulacích.

Cervikální magnetická stimulace.

Pro studii 1 a 2 je místo pro stimulaci CMS stejné. To bude provedeno podle techniky popsané v [12]. Jednopulzní (1 Hz) stimuly budou dodávány pomocí 90mm ruční kruhové cívky umístěné nad krční páteří (C3-C7). Náborové křivky se vykreslují postupným zvyšováním intenzity stimulu od 40 do 100 % maximálního výkonu stimulátoru v 5% krocích. Při každé intenzitě bude provedeno přibližně 3-10 stimulací s odstupem 10-30 sekund. Pokud si subjekt přeje udělat delší přestávku mezi stimulacemi, může tak učinit, dokud nebude připraven pokračovat. Jednopulzní (1 Hz) stimulace je velmi bezpečná i při nejvyšších výkonech stimulátoru [13]. Pokud si subjekt přeje udělat delší přestávku mezi stimulacemi, může tak učinit, dokud nebude připraven pokračovat. Stejně jako u všech procedur budou účastníci pečlivě sledováni, zda nedochází k nepohodlí. Náborové křivky pro CMS budou vyneseny do grafu, ale počínaje 60% intenzitou stimulace. Během těchto stimulačních procedur budeme pozorně sledovat, zda se u subjektu nevyskytuje nepohodlí, a doporučuje se, aby informoval experimentátora, pokud si přeje, aby se testování zastavilo a udělalo si pauzu, nebo pokud si již nepřejí, aby docházelo ke stimulacím.

Větrání (studie 1 a 2)

Poté, co jsme provedli základní stimulaci (CMS a TMS), zaznamenáme frekvenci dýchání, dechový objem, minutovou ventilaci a koncentrace vdechovaného/vydechnutého plynu během normálního klidového dýchání po dobu 5-10 minut. Tato opatření budou pokračovat po celou dobu expozice AIHH/Sham a až 1 hodinu poté.

Funkční hodnocení

Vyšetření dýchání (studie 1)

Po zařazení do studie bude výchozí respirační funkce hodnocena ve dvou časových bodech před intervencí: 1) během screeningu účastníků a 2) v den 1 (předtest) každé intervence (AIHH/Sham + tSCS párový dechový silový trénink) . Tento přístup zajistí validní počáteční hodnocení a minimalizuje vliv motorického učení na výsledky (Larson et al., 1993). Následné (po) testy respirační funkce budou provedeny 1., 3. a 7. den po intervenci. Pro každý zásah vypočítáme počáteční účinek, měřený jako změna funkce od předtestu k posttestu. Plán po testování zajišťuje, že jsme schopni kvantifikovat trvalé změny po každém intervenčním (nebo falešném) protokolu. Respirační testy budou prováděny v náhodném pořadí a budou provedeny minimálně 3 pokusy každého testu s přestávkami mezi testy. Testy budou prováděny přibližně ve stejnou denní dobu a v konzistentní poloze vsedě (Terson de Paleville et al., 2014). Veškeré testování bude provedeno v souladu s testovacími směrnicemi American Thoracic Society (ATS, 2002) a hodnoty budou upraveny pro jedince s SCI (Kelley et al., 2003). Náš výzkumný tým má zkušenosti s klinickým respiračním testováním a toto jsou rutinní měření v Brooks Rehabilitation.

Primárními výsledky studie jsou maximální inspirační a exspirační tlak. Generování inspiračního tlaku je ukazatelem inspirační síly a je spojeno s plicním zdravím a rizikem infekce (Raab et al., 2016; Postma et al., 2013; Stolzmann et al., 2008). Generování exspiračního tlaku odráží sílu výdechového dýchání a je spojeno s uvolněním dýchacích cest a kašlem (Park et al., 2010). Generování inspiračního a výdechového tlaku se zlepšuje po týdnech dechového silového tréninku a po jednodenních sezeních AIH (Roth et al., 2010; Mueller et al., 2012; Ahmed et al., 2017; Sutor et al., 2021). Měření bude provedeno pomocí náustku připojeného k pneumotachu (Hans Rudolph, Shawnee, KS, USA) pro měření indexů ventilace a použití nosních svorek. Aby bylo dosaženo maximálního inspiračního tlaku, účastníci vydechnou do zbytkového objemu a pokusí se o maximální inspiraci po dobu alespoň 2 sekund s uzavřenou inspirovanou linií. Maximální exspirační tlak bude měřen s usilovným výdechem proti ucpané exspirační linii poté, co se účastník nadechne téměř k celkové kapacitě plic (ATS, 2002).

Forsírovaná vitální kapacita je objem vzduchu vytlačený během usilovného výdechu do reziduálního objemu po plném vdechu do celkové kapacity plic. Nucená vitální kapacita bude měřena pomocí náustku připojeného k pneumotachu (Hans Rudolph, Shawnee, KS, USA) a použitím nosních svorek. Signál bude zaznamenáván pomocí Powerlab (AD Instruments; Colorado Springs, CO, USA). Budou zaznamenány minimálně tři přijatelné křivky průtok-objem. Poruchy plicních funkcí jsou spojeny s vyšším rizikem respiračních onemocnění a vyšší úmrtností (Postma et al., 2009; Stolzmann et al., 2010).

Okluzní tlak dýchacích cest (P0.1) je tlak generovaný v ústech během první 0,1 sekundy nádechu, když jsou dýchací cesty neočekávaně uzavřeny na konci výdechu. Generování podtlaku za 0,1 sekundy odráží dechový motorický pohon bez času na změnu smyslovými systémy (protažení plic, zrak atd.). V podstatě P0.1 odráží spontánní (automatickou) funkční aktivitu inspiračních svalů v klidu. Tlak na okluzi v ústech je v této době často považován za ukazatel inspiračního neuromuskulárního pohonu (Whitelaw a Derenne, 1993). Toto měření bude dosaženo, když účastníci dýchají přes náustek připojený k 2-cestnému ventilu v uzavřeném okruhu. Inspirační ventil bude uzavřen bez vědomí účastníka během výdechu a bude zachován až do následného inspiračního úsilí. Generování podtlaku bude zaznamenáváno pomocí tlakového převodníku připojeného k vyhřívanému pneumotachu (Hans Rudolph, Shawnee, KS, USA); bude získáno a zprůměrováno minimálně 6-7 nahrávek.

Funkční hodnocení horních končetin (studie 2)[JN1]

K posouzení funkce ruky použijeme Box and Blocks a test uvolnění rukojeti. Pro procvičování funkčních úloh použijeme protokol Edee Field-Fote.

Experimentální intervence

Akutní intermitentní hyperkapnická hypoxie/předstíraná expozice pro studii 1 a 2

Po provedení základních záznamů (magnetická stimulace a klidová ventilace pro studii 1 a funkční testování horních končetin pro studii 2) bude subjekt umístěn pro aplikaci AIHH/Sham v obou studiích. Subjekt bude pohodlně sedět s podepřenými zády a hlavou. Experimentální vzduch je dodáván přes obličejovou masku připojenou k zásobnímu vaku s předem stanovenými frakcemi vdechovaného kyslíku a oxidu uhličitého. Pro akutní intermitentní hypoxii s hyperkapnií (cílová frakce vdechovaného kyslíku [FIO2] = 0,09; cílová frakce vdechovaného oxidu uhličitého [FICO2] = 0,04). Bude poskytnuto celkem 15 hypoxických a hyperkapnických epizod, z nichž každá bude trvat 60 sekund a oddělených 90 sekundami dýchání vzduchu v místnosti. Při simulovaném vystavení vzduchu bude účastník dýchat vzduch v místnosti po stejnou dobu. Subjekty budou dotázány, zda se během protokolu každých pár minut cítí v pořádku, a po celou dobu budou monitorovány kardiovaskulární vitální funkce (srdeční frekvence, krevní tlak a saturace kyslíkem). Dále budou monitorovány výše uvedené ventilační parametry.

Kardiovaskulární monitorování pro studii 1 a 2

Saturace oxyhemoglobinu (SpO2) je měřena kontinuálně během AIH pomocí neinvazivní pulzní oxymetrie prstu. Srdeční frekvence (HR) a krevní tlak (BP) jsou monitorovány během základního dechového dýchání a jednou za 2-3 fáze studie AIH pomocí automatického sfygmomanometru. Pokud SpO2 během hypoxické dávky klesne pod 80 %, vdechovaný O2 se bude zvyšovat, dokud hladiny SpO2 nebudou ≥80 %. Neočekává se, že HR nebo TK během AIH nadměrně stoupnou (HR < 100 tepů/min; TK < 160/100). Předchozí studie používající AIH neuváděly žádné nepříznivé reakce na AIH a že většina účastníků nedokáže rozlišit mezi dýcháním krátkých záchvatů nižšího kyslíku a vzduchu v místnosti [14, 15]. Teprve jakmile se vitální funkce vrátí do normálu podle protokolu AIH, budeme v experimentu pokračovat.

tSCS párový dechový silový trénink (studie 1)

Párový dechový silový trénink tSCS pro Studii 1 bude proveden 20 minut po léčbě AIHH nebo Sham. Parametr stimulace v uzavřené smyčce bude použit ke spárování s dechovým silovým tréninkem. Při stimulaci v uzavřené smyčce jsou parametry průběžně aktualizovány v reálném čase na základě přesného pohybového stavu osoby v daném okamžiku. Stimulace bude aplikována současně s dechovým silovým tréninkem vedeným týmem vyškolených ergoterapeutů a fyzioterapeutů. Respirační silový trénink bude veden pomocí standardního, pružinového prahového zařízení (Respironics Inc, Murrysville, PA, USA). Pružinu lze upravit tak, aby upravila tlak potřebný k otevření ventilu a zařízení je reverzibilní pro použití s ​​inspiračním i exspiračním tréninkem. Ruční zařízení je snadno dostupné a běžně používané v klinické praxi. Účastníci dokončí 1 zahřívací sadu na tlakovém prahu přibližně 40 % jejich výsledků před testem (získaných ve stejný den) pro vytvoření maximálního inspiračního a výdechového tlaku. Po zahřátí budou účastníci trénovat na tlakovém prahu přibližně 70 % svých výsledků před testem a budou zahrnovat tři sady 6-12 opakování pro inspirační i výdechový silový trénink. Tréninkový dech se bude skládat z ~1-2sekundového trvalého úsilí pomocí přístroje, odděleného 5-10 sekundami tichého dýchání. Tento formát AIH následovaný školením specifickým pro daný úkol byl úspěšně aplikován v předchozích studiích (Hayes et al., 2014; Ahmed et al., 2017) a poskytuje dostatek času na zvýšení BDNF po AIH nebo AIHH, čímž se zvyšuje dopad úkolově specifický trénink (Baker-Herman et al., 2004; Lovett-Barr et al., 2012; Welch et al., 2020).

tSCS párový funkční trénink horních končetin (studie 2)

Párový funkční trénink horních končetin tSCS pro Studii 2 bude proveden 20 minut po léčbě AIHH nebo Sham. Parametr stimulace s uzavřenou smyčkou bude použit ke spárování s funkčním tréninkem horních končetin. Při stimulaci v uzavřené smyčce jsou parametry průběžně aktualizovány v reálném čase na základě přesného pohybového stavu osoby v daném okamžiku. Stimulace bude aplikována současně s funkčním tréninkem horních končetin vedeným týmem vyškolených ergoterapeutů a fyzioterapeutů. Párovaný funkční trénink horních končetin tSCS bude trvat ~1 hodinu. Trénink může zahrnovat trénink horních končetin velkých a malých pohybů, her a manipulaci s velkými a malými předměty. FTP pro horní končetinu může zahrnovat opakování akcí dosahování, uchopování a manipulace.

Období vymývání. Mezi jednotlivými zásahy se provede 1 týdenní vymývací období, aby se minimalizovaly přenosové efekty. Trvání tohoto vymývacího období je založeno na údajích o lidech, které naznačují, že účinek studie AIH s jedním sezením již nemohl být detekován o týden později (Sutor et al., 2021). Doba vymytí byla vyvážena zkušenostmi s faktory ovlivňujícími udržení účastníků, jako je zapojení účastníků, potíže s plánováním, které narůstají s delšími časovými prodlevami, a partnerství výzkumník-účastník-kliník. Na základě potřeby vyvážit tyto protichůdné úvahy jsme hledali rovnováhu mezi delšími výplachy, které umožňují slábnout plasticitě a zároveň minimalizují riziko ztráty účastníků a narušení našeho cross-over designu.

Posttestovací studie 1 a 2

Ventilace bude nadále zaznamenávána po dobu 1 hodiny po expozici AHH pro studii 1 a 2 pro monitorování bezpečnosti.

Poste Neurophysiology Assessment: Přibližně 30 minut po AIH/Sham expozici a tSCS párovém respiračním tréninku pro studii 1 a tréninku horních končetin pro studii 2 provedeme další kruhovou stimulaci. Postupy uvedené výše pro CMS a TMS budou dodrženy pro následné testování na bránici (studie 1) a FDS svalu (studie 2). To zahrnuje vytváření náborových křivek, kde se intenzita stimulu postupně zvyšuje ze 40-100% pro CMS a 60-100% pro TMS v 5% přírůstcích. Při každé intenzitě bude provedeno přibližně 3-10 stimulací s odstupem 10-30 sekund. Subjekty si mohou kdykoli během testování udělat delší přestávku, pokud pociťují nepohodlí.

Postfunkční hodnocení: Brzy po neurofyziologickém testu podstoupí účastník funkční testy, jak je uvedeno výše. Pro studii 1 bude provedeno hodnocení funkce dýchání a pro studii 2 funkční testování horních končetin.

C. Analýza dat: Poskytněte metody, kterými budou hodnoceny nebo měřeny cíle/cíle studie, tj. plán statistické analýzy, metody kvalitativního výzkumu, jako jsou postupy pro provádění analýzy tématu a zvyšování validity, metody hodnocení programu a plán analýzy nebo analýza smíšených metod. plán. U kvantitativní studie uveďte, jaké statistické nástroje budou použity a jak je studie podporována, je-li to vhodné. Pilotní studie nevyžadují statistický plán, ale musí nastínit, jak budou výsledky použity pro budoucí studie.

Testovat specifický cíl 1, kterým je „kombinace AHH v jedné relaci s tSCS párovým dechovým silovým tréninkem bude synergicky indukovat větší dechový motorický výkon u chronické SCI než jakákoli léčba samotná“; budeme kvantifikovat a porovnávat % změny oproti výchozí hodnotě v ukazatelích kardiorespiračních výsledků. Evokované brániční potenciály budou analyzovány na latenci (časový rozdíl mezi artefaktem stimulu a nástupem evokované odpovědi), trvání (časový rozdíl mezi nástupem evokované odpovědi a offsetem), amplitudu (rozdíl mezi pozitivními a negativními vrcholy) a plochu (celková plocha opravené EMG). Čas centrálního motorického vedení se vypočítá jako rozdíl mezi latencí potenciálů evokovaných TMS a CMS. Porovnáme léčebný rozdíl ve ventilačních, kardiorespiračních parametrech mezi AIHH a simulovanou expozicí párovou kombinatorickou léčbou.

Testovat hypotézu 2, že „kombinace AHH v jedné relaci s tSCS spárovaným silovým tréninkem horních končetin bude synergicky indukovat větší motorický výkon horních končetin u chronické SCI než jakákoli léčba samotná“; budeme kvantifikovat a porovnávat % změny od výchozí hodnoty v neurofyziologii horních končetin a funkčních ukazatelích výsledku. Procentuální změna od výchozí hodnoty pro potenciály prvního dorzálního mezikostního prstu bude analyzována na latenci (časový rozdíl mezi artefaktem stimulu a nástupem vyvolané odpovědi), trvání (časový rozdíl mezi nástupem a offsetem vyvolané odpovědi), amplitudu (rozdíl mezi pozitivními a negativními vrcholy) , a plocha (celková plocha rektifikované EMG). Čas centrálního motorického vedení se vypočítá jako rozdíl mezi latencí potenciálů evokovaných TMS a CMS. Bude také provedena kvantifikace funkce horních končetin účastníka s baterií standardizovaných funkčních testů.

Testovat hypotézu 3, že „přítomnost subklinického zánětu a/nebo dysfunkčního jednonukleotidového polymorfismu v genech regulujících neuroplasticitu sníží motorickou odpověď na léčbu“; budeme klasifikovat účastníky na základě přítomnosti subklinického zánětu a/nebo dysfunkčního jednonukleotidového polymorfismu v genech spojených s neuroplasticitou.

Výpočet výkonu: Náš výpočet výkonu je založen na dřívějších údajích o použití AIHH u zdravých lidí a rozdílu v potenciálech evokovaných membránovým motorem s ohledem na falešný vzduch. Za předpokladu, že chybovost typu I je 0,05, rozdíl v léčbě 30 % a odpovídající směrodatná odchylka 41, máme 80% schopnost detekovat zlepšení léčby AIHH oproti falešné expozici vzhledem k velikosti vzorku 29. Vzhledem k tomu, že v této studii je použit kombinatorický léčebný přístup a nejsou k dispozici žádná předběžná data pro odhad výkonu, předpokládáme, že velikost vzorku 29 účastníků s chronickým SCI bude dostatečně výkonná pro experiment [JN1]K čemu se v současné době ve studii používá i zde lze využít funkční hodnocení.

Analýza dat

Poskytněte statistický návrh pouze pro primární cílový bod. Uveďte prosím, jak je studie podporována a jaké statistické nástroje budou použity:

Poznámka: Nevystřihujte a nevkládejte celou statistickou část z protokolu sponzora. Pilotní studie nevyžadují statistický plán, ale musí nastínit, jak budou výsledky použity pro budoucí studie.) Testovat specifický cíl 1, kterým je „kombinace AHH v jedné relaci s tSCS párovým dechovým silovým tréninkem bude synergicky indukovat větší dechový motorický výkon u chronické SCI než jakákoli léčba samotná“; budeme kvantifikovat a porovnávat % změny oproti výchozí hodnotě v ukazatelích kardiorespiračních výsledků. Evokované brániční potenciály budou analyzovány na latenci (časový rozdíl mezi artefaktem stimulu a nástupem evokované odpovědi), trvání (časový rozdíl mezi nástupem evokované odpovědi a offsetem), amplitudu (rozdíl mezi pozitivními a negativními vrcholy) a plochu (celková plocha opravené EMG). Čas centrálního motorického vedení se vypočítá jako rozdíl mezi latencí potenciálů evokovaných TMS a CMS. Porovnáme léčebný rozdíl ve ventilačních, kardiorespiračních parametrech mezi AIHH a simulovanou expozicí párovou kombinatorickou léčbou.

Testovat hypotézu 2, že „kombinace AHH v jedné relaci s tSCS spárovaným silovým tréninkem horních končetin bude synergicky indukovat větší motorický výkon horních končetin u chronické SCI než jakákoli léčba samotná“; budeme kvantifikovat a porovnávat % změny od výchozí hodnoty v neurofyziologii horních končetin a funkčních ukazatelích výsledku. Procentuální změna od výchozí hodnoty pro potenciály prvního dorzálního mezikostního prstu bude analyzována na latenci (časový rozdíl mezi artefaktem stimulu a nástupem vyvolané odpovědi), trvání (časový rozdíl mezi nástupem a offsetem vyvolané odpovědi), amplitudu (rozdíl mezi pozitivními a negativními vrcholy) , a plocha (celková plocha rektifikované EMG). Čas centrálního motorického vedení se vypočítá jako rozdíl mezi latencí potenciálů evokovaných TMS a CMS. Bude také provedena kvantifikace funkce horních končetin účastníka s baterií standardizovaných funkčních testů.

Testovat hypotézu 3, že „přítomnost subklinického zánětu a/nebo dysfunkčního jednonukleotidového polymorfismu v genech regulujících neuroplasticitu sníží motorickou odpověď na léčbu“; budeme klasifikovat účastníky na základě přítomnosti subklinického zánětu a/nebo dysfunkčního jednonukleotidového polymorfismu v genech spojených s neuroplasticitou.

Výpočet výkonu: Náš výpočet výkonu je založen na dřívějších údajích o použití AIHH u zdravých lidí a rozdílu v potenciálech evokovaných membránovým motorem s ohledem na falešný vzduch. Za předpokladu, že chybovost typu I je 0,05, rozdíl v léčbě 30 % a odpovídající směrodatná odchylka 41, máme 80% schopnost detekovat zlepšení léčby AIHH oproti falešné expozici vzhledem k velikosti vzorku 29. Vzhledem k tomu, že v této studii se používá kombinatorický léčebný přístup a nejsou k dispozici žádná předběžná data pro odhad výkonu, předpokládáme, že velikost vzorku 29 účastníků s chronickým SCI bude pro experiment dostatečně výkonná.