Transkutan elektrisk nervehæmning ved hjælp af mellemfrekvent vekselstrøm (tMFAEC)

1. INDLEDNING OG RATIONALE

Patienter, der lider af neurologiske lidelser, oplever ofte uønskede sansemotoriske aktiviteter f.eks. hypersensibilisering, spasticitet og hyper- og dystoni. For at overvinde disse handicap kan forskellige terapeutiske indgreb f.eks. oral medicin, botulinum-neurotoksin-injektioner, lokalbedøvelse, transkutan elektrisk stimulering og operationer implementeres. Disse tilbyder dog ofte ikke permanente løsninger. Elektrisk stimulering med mellemfrekvente elektriske vekselstrømme (MFAEC; 2-50 kHz) kan hæmme perifere motoriske nerveaktiviteter og kraftproduktion, når de implanteres direkte oven på den perifere nerve af interesse. Administration af transkutane mellemfrekvente elektriske vekselstrømme (tMFAEC), dvs. administration af elektriske strømme gennem huden, kan være et mindre invasivt alternativ. Teoretisk set kan indgivelsen af ​​tMFAEC på den sensoriske nerve endda resultere i delvis eller fuldstændig (reversibel) nerveblokering og derved tjene som en anæstesi for at udføre kirurgiske eller smertefulde procedurer. En lovende præ-klinisk undersøgelse af Kim et al.1 viste allerede, at tMFAEC-stimulering ved 10 kHz delvist kan hæmme både sensorisk perception og motorisk aktivitet.

1. MÅL OG HYPOTESE

   Det primære formål med denne undersøgelse er at bekræfte de tidligere resultater i litteraturen.

   Det antages, at tMFAEC-stimulering på den distale medianus vil:

   • Reducer sensorisk perception i pege- og langfingeren
   • Hæmme kraftproduktion af pege- og langfinger

2. RESULTATMÅL 2.1 Primært resultatmål

   Vurdering af perifer sensorisk perception og kraftproduktion i pege- og langfingeren, når tMFAEC påføres med en fast strømintensitet på 31,5mA ved en frekvens på 10kHz til den distale medianus. Den perifere sanseopfattelse vil blive målt med Semmes-Weinstein monofilamentundersøgelse og trykalgoritme, der måler henholdsvis taktil og trykfornemmelse. Vurderingen af ​​kraftproduktion vil blive målt med et elektronisk håndholdt dynamometer (CompuFet 2).

   2.2 Sekundære resultatmål I. Bekræftelse af deltagerens sikkerhed for tMFAEC ved at bestemme den maksimale kapacitet, der kan tolereres for en deltager. Bestemmelse vurderes ved gradvist at øge tMFAEC til individuel smertetærskel med en maksimal strømintensitet på 35mA.

   II. Evaluering af effekten af ​​en anden frekvens, dvs. 2kHz med en fast strømintensitet på 31,5mA på niveauet af sansemotorisk hæmning.

   III. Evaluering af effekten af ​​to væsentligt forskellige elektroder (dvs. PALS Platinum Elektroder 50x50 mm og 3M™ Red Dot™ Elektrode skumbaseret klevende gel, 2228) på niveauet af sansemotorisk hæmning.

   IV. Evaluering af impedansniveauet i forhold til frekvens og impedansens effekt på niveauet af sansemotorisk hæmning.

   V. Evaluering af virkningen af ​​dybden af ​​medianusnerven på midt underarmsniveau på niveauet af sensorimotorisk hæmning.

3. STUDIEPROCEDURE OG MÅL

Først vil placeringen og dybden (i mm) af medianusnerven blive identificeret ved hjælp af en Sono Site Xporte ultralydsmaskine med en højfrekvent lineær transducer HFL38 (15-6MHz). Huden over medianusnerven vil blive renset med æter. Elektrode 1 vil blive placeret på huden, der ligger over medianusnerven nær det tværgående karpale ligament. Elektrode 2 vil blive placeret 7 cm over elektrode 1, lige over forløbet af medianusnerven i underarmen (identificeret med ultralyd). Elektrodeplacering vil blive justeret lidt, hvis MFAC-stimulering inducerede uønsket muskelkontraktion sekundært til direkte stimulering af den neuromuskulære forbindelse eller asynkron affyring af nerven. For eksempel, hvis stimulering vil forårsage muskelkontraktion i den nare, vil placeringen af ​​elektroderne blive flyttet lidt (ca. 0,5 cm) mod ulnar eller den proksimale side.

Efterfølgende vil deltagerne blive siddende på en stol og deres arme vil blive placeret på et testbord. Højden på stolen vil blive justeret, så deltagerne kan lægge deres arme på bordet med begge skuldre ved ca. 35° abduktion og 45° fleksion og albuer ved ca. 45° fleksion. Et stift Styrofoam™-bræt vil blive brugt til at støtte både håndled og underarme.

For at anvende tMFAEC-stimulering gennem overfladeelektroder (PALS Platinum Electrodes 50x50mm og 3M™ Red Dot™ Elektrode skumbaseret klevende gel, 2228) og til at måle impedansniveauet, bruger vi følgende enhed:

● DS5 isoleret bipolær konstantstrømstimulator

For at skabe en bifasisk, stabil, umoduleret vekselstrøm på 10 kHz, genererer vi bølgeformen på en signalgenerator og leverer denne til DS5-indgangen.

Semmes-Weinstein monofilamentundersøgelse og trykalgoritme:

Disse tests udføres ved baseline og 100 % strømintensitet i både 2 kHz og 10 kHz stimuleringsgruppen.

Taktil fornemmelse - Et sæt med 20 nylon monofilamenter, sorteret efter monofilament diameter, vil blive brugt. Hvert monofilament vil blive presset til huden, begyndende med den mindste diameter for at opnå en stigende metode til tærskeltestning. Alle monofilamenter vil blive holdt i kontakt med huden, indtil den bøjer (hvilket skaber et 'C-bogstav'), og vil derefter blive fjernet efter 1 sekund. Under denne test vil alle deltagere blive bedt om at lukke øjnene og angive, om de kan mærke monofilamentstimuleringen eller ej.

For både 2 kHz og 10 kHz vil tMFAEC-stimulering blive anvendt i 5 sekunder. Derefter vil monofilamentstimulering starte 1-3 sekunder efter start af tMFAEC-stimuleringen, så deltagerne ikke kan forudse begyndelsen af ​​monofilamentstimuleringen.

Den taktile tærskel vil blive registreret i milligram kraft som anvist af producenten, og kraftværdier vil blive præsenteret ved hjælp af en logaritmisk skala.

Trykfornemmelse/smerte - Et algometer med en diameter på 1 centimeter vil blive brugt. Trykket vil blive påført i en vinkelret retning ved hjælp af algometret. Deltagerne vil blive instrueret i at angive, hvornår de mærker en overgang fra berøring/tryk til smerte, svarende til hver enkelt deltagers tryksmertetærskel. Trykket vil blive øget med en hastighed på 1 kg/cm² og frigivet efter forsøgspersonen har rapporteret smerte. Tryk vil blive påført efter tMFAEC-stimulering. Når tryksmertetærsklen er nået, vil tMFAEC-stimulering blive stoppet.

Alle tryksmertetærskelværdier vil blive registreret i kg/cm².

Kraftproduktionsvurdering: Denne test udføres ved baseline og 100 % intensitet.

En tilpasset plastramme (120 x 110 mm) med en bue vil blive placeret under håndfladen for at opretholde ca. 0° håndledsforlængelse og metacarpophalangeal fleksion. Dernæst vil 2 stropper blive brugt til at fastgøre deltagerens håndled og underarm til en testplatform for at begrænse kraftoverførsel fra proksimale muskler og fra albue- og skulderleddene.

Deltagerne vil trykke på en kraftsensor (dvs. et elektronisk håndholdt dynamometer (CompuFET 2) med hovedet af den proksimale phalanx af hver pege- og langfinger. Håndleddet og håndens position vil blive optimeret for at maksimere bidraget fra de indre håndmuskler. For at bestemme målkraften vil deltagerne blive bedt om at trykke på sensorerne ved hjælp af maksimal frivillig kontraktion (MVC). Under MVC-målingerne vil en digital monitor give visuel feedback på virtuelle fingerkræfter, beregnet som summen af ​​kræfterne produceret af pege- og langfingeren. MVC-målingen gentages 3 gange, og gennemsnittet af værdierne beregnes.

Efter 3-5 øvelsestider gentages opgaven med MFAC-stimulering. Opgaverne vil blive udført under 4 forhold: 90-100% MVC, 100% tMFAEC-stimulering ved 2kHz eller 10kHz og påføring af platinelektroder eller 3M-elektroder. Disse 4 betingelser vil blive gentaget 3 gange. Mellem hver måling vil der blive givet 1 minuts hvileperiode.

8. STATISTISK ANALYSE Data vil blive præsenteret ved hjælp af middelværdier og standardafvigelsesværdier eller median- og interkvartilområde i henhold til datafordelingen (henholdsvis normal- eller ikke-normalfordeling).

8.1 Primært studieresultat At sammenligne den taktile tærskel på niveauet af sensorimotorisk hæmning mellem baseline og 100 % MFAC-intensitet (31,5mA) med to forskellige stimulationsfrekvenser, dvs. 2kHz og 10kHz en envejs ANOVA med gentagne mål (i tilfælde af en normal fordeling af dataene) eller en Friedman-test (i tilfælde af ingen normalfordeling) vil blive brugt for hver af pege- og langfingeren efterfulgt af en post-hoc test.

Til sammenligning af tryksmertetærskler mellem baseline og 100 % intensitet af tMFAEC-stimulering i pege- og langfingeren og for at sammenligne fingerkræfter mellem de tre faser ved hjælp af normaliserede middel- og minimumsværdier, en envejs ANOVA med gentagne mål eller en Friedman-test vil blive brugt. For at evaluere de nøjagtige signifikante forskelle vil en Student t-test eller Wilcoxon signed-rank test med en Bonferroni-justering blive brugt.

Signifikansniveauet sættes til p < 0,05.

8.2 Sekundære undersøgelsesresultater Bekræftelse af deltagerens sikkerhed for tMFAEC ved at bestemme den maksimale strømintensitet, som en deltager kan, vil blive præsenteret med beskrivende statistik.

Evaluering af effekten af ​​to forskellige elektroder med væsentligt forskellige materialer på niveauet af sensorimotorisk hæmning vil blive præsenteret med beskrivende statistik.

8.3 Midlertidig analyse N.A.