Elektrisk stimulering for at forbedre perifer nerveregenerering

Baggrund:

Kirurgisk reparation og nervetransplantation er i øjeblikket standardbehandlingen for nervesår. Men selv med det er det funktionelle resultat hos patienter med proksimalt nerveskær ofte dårligt. I disse tilfælde har de overlevende axoner i den proksimale nervestum allerede nået deres kapacitetsgrænse til at spire og reinnervere. Derfor kan der ikke forekomme yderligere reinnervation selv med kirurgi, medmindre regenerering og forlængelse af den proksimale stump på en eller anden måde kan forbedres. Desværre, selvom mange forsøg, viste ingen sig at være effektive i kliniske omgivelser.

Post-kirurgisk elektrisk stimulation:

Nylige undersøgelser viste, at elektrisk stimulation anvendt direkte på en skadet perifer nerve resulterede i markant forbedring af nerveregenereringen. Foreløbige data, der tyder på, at elektrisk nervestimulation muligvis kunne forbedre nerveregenerationen, har faktisk været kendt i nogen tid. Accelereret regenereringshastighed blev fundet hos dyr, der modtog elektrisk stimulation i så lidt som 1 time. Ydermere blev den foretrukne vækst af de regenererende sensoriske axoner i den passende nervegren også accelereret med elektrisk stimulering.

Da disse undersøgelser viste, at så lidt som en times elektrisk stimulation var effektiv til at accelerere nerveregenerering, åbner det muligheden for at anvende dette på mennesker. Indgrebet er sikkert og med minimalt ubehag. Ydermere er brugen af ​​elektrisk stimulation som en klinisk behandlingsmodalitet allerede godt accepteret. I en nylig undersøgelse anvendte efterforskerne dette på patienter med alvorlig median nervekompressionsskade i karpaltunnelen efter operation. Proceduren var veltolereret uden nogen bivirkninger observeret hos nogen af ​​de 21 forsøgspersoner efter 1 års opfølgning. Faktisk, sammenlignet med kontrolpersonerne, der modtog kirurgi alene, viste dem i behandlingsgrupperne hurtigere opløsning af deres symptomer og kraftigere motorisk nerveregenerering.

Problemet med langvarig denervering:

Prognosen efter alvorlige traumer på nerver i overarmen og underarmen er ekstremt dårlig, hvis den ikke behandles. Nuværende konventionel behandling er gennem primær nervereparation og ved at indsætte et nervetransplantat (oftest ved brug af suralnerven) for at genoprette nervekontinuiteten. Men selv med det er omfanget af reinnervation ofte langt fra fuldstændigt. Den glaciale hastighed af nerveregenerering, på ikke mere end 1 mm om dagen, kan nemt efterlade målets indre håndmuskler frataget nerveinnervation i et år eller mere. Den lange periode med denervering, kombineret med mangel på aktive bevægelser, kan føre til en lang række negative konsekvenser, herunder muskelfibrose, kontraktur, sekundær ledforstyrrelse og ikke sjældent smerte. Lige så vigtig er Schwann-cellernes evne til at understøtte trofisk støtte, og nervevækstvejledning aftager også gradvist. Derfor er der et presserende behov for en mere effektiv behandling. En nylig tilgang er ved at foretage en distale nerveoverførsel. Det forkorter afstanden til reinnervation meget. Resultatet efter denne overførsel eller med primær suturreparation efter akut median eller ulnar nerve-sår er imidlertid relativt dårligt. Et andet nært beslægtet almindeligt traume på hånden er flænge af digitale nerver, hvor genopretning af sensoriske funktioner efter primær nervesutur er lige så dårlig. For potentielt yderligere at fremskynde reinnervationen, foreslog efterforskerne yderligere at stimulere den proksimale nervestum umiddelbart efter nerveoverførslen og/eller nervereparationen. Hvorvidt denne nye tilgang faktisk vil fremskynde reinnervationen yderligere og forbedre håndfunktionen efter nervesår, vides ikke på nuværende tidspunkt. Dette vil være det første menneskelige anvendelsesstudie, der behandler dette spørgsmål.

Hypotese/Forskningsspørgsmål/Formål:

Efterforskere antager, at nerveregenerering i nerverne i armen og den digitale nerve i hånden kan forbedres betydeligt, når de kombineres med post-kirurgisk elektrisk stimulation. Ydermere vil den forbedrede nerveregenerering med postoperativ elektrisk stimulation resultere i en signifikant forbedring af håndfunktioner sammenlignet med kirurgi alene. For at teste disse hypoteser er formålet med denne undersøgelse at: 1) kvantificere den funktionelle og fysiologiske konsekvens af svær nerve skade i armen, og 2) for at sammenligne resultatet af konventionel nervekirurgi alene versus nervekirurgi efterfulgt af postoperativ elektrisk stimulation.

Grundlæggende studiedesign:

Forsøgspersoner Patienter med alvorlige traumer i nerverne i overekstremiteterne, hvilket resulterer i fuldstændigt aksonalt tab, vil blive rekrutteret. Disse patienter vil blive tilfældigt tildelt enten nervereparation/overførsel alene eller nervereparation/overførsel efterfulgt af en times lavfrekvent elektrisk stimulation. Patienterne vil blive fulgt med 3 måneders mellemrum i 2 år.

Post-kirurgisk udfald inklusive elektrofysiologisk evaluering vil blive udført af en uafhængig læge, som ikke er en del af undersøgelsesteamet. Testerne vil derfor ikke være opmærksomme på, om forsøgspersonerne er i gruppen konventionel kirurgi eller i gruppen kirurgi+el-stimulering.

Interventioner

Når alle basisstudierne er afsluttet, vil emnet blive randomiseret til en af ​​to grupper:

i) Kirurgi efterfulgt af simuleret stimulering i 5 sekunder. Nervereparation/overførselsoperation vil blive udført af en perifer nervekirurg.

ii) Kirurgi efterfulgt af 1 times elektrisk stimulation. Elektrisk stimulering vil blive udført ved at indsætte et par fine ledninger, der er isoleret hele vejen rundt undtagen over de mest distale 1 cm ved spidsen gennem snitstedet. Spidserne af de fine ledninger vil blive placeret over den proksimale nervestum for at depolarisere axonerne. Disse fine ledningselektroder vil blive forbundet til en bærbar elektrisk stimulator (model SD9, Grass Instruments, Providence, RI, USA). Kontinuerlige 20 Hz elektriske stimuli vil blive leveret med en intensitet på 1,5 gange motortærskel i en time. Ved denne lave intensitet bør der være lidt, om overhovedet noget, ubehag ved stimuleringsproceduren. I en tidligere serie af patienter med karpaltunnelsyndrom udført på University of Alberta, blev dette fundet at være fuldstændig sikkert og godt tolereret. De fine ledninger vil blive fjernet, når stimuleringsprotokollen er afsluttet.

Metoder til resultatevaluering

1. Sensorisk nerveledningsundersøgelse for at måle de sensoriske nerveaktionspotentiale amplituder.
2. Motorisk nerveledningsundersøgelse for at måle de sammensatte muskelaktionspotentiale-amplituder.
3. Anslået antal motorenheder. Teknikken "multiple point stimulation" vil blive brugt.
4. Let berøring og trykfornemmelse. Dette vil blive testet ved hjælp af Semmes-Weinstein Monofilaments og McKinnon-Dellon Disk-Criminator.
5. Håndfunktionstest. Dette vil blive testet ved hjælp af Moberg Pick-Up Test, Purdue Pegboard Test, Jamar dynamometer for grebstyrke, Pinch dynamometer for nøgle, stativ og spids-til-spids styrke.

Evalueringer efter intervention:

Efter interventionen vil alle baseline-parametrene blive revurderet hver 3. til 6. måned i 2 år. Timingen og karakteren af ​​evalueringsproceduren vil være identisk hos alle patienter.

Statistiske overvejelser i undersøgelsesdesignet Da dette vil være det første menneskelige anvendelsesstudie til nervelaceration på en ny teknik, vil dets resultater være værdifulde som vejledende fremtidige fuldskalastudier. Begrundelsen for at foreslå i alt 80 forsøgspersoner i denne undersøgelse er baseret på et nyligt afsluttet studie om brug af postkirurgisk elektrisk stimulering til at forbedre nerveregenerering hos patienter med karpaltunnelsyndrom. I den randomiserede kontrollerede undersøgelse blev en lignende prøvestørrelse brugt, og efterforskerne fandt en signifikant forbedring i nerveregenerering i behandlingsgruppen sammenlignet med kontroller. Baseret på estimering af antallet af motorenheder, det primære udfald, der blev brugt, viste behandlingsgruppen en statistisk signifikant forbedring sammenlignet med kontrolgruppen.

Dataanalyse:

Statistisk analyse af ændringer i udfaldsmåleparametrene inden for hvert emne vil blive udført ved hjælp af parret t-test. A s