En brugervenlig, ikke-invasiv neuro-ortose, der genopretter frivilligt kontrollerede grebsfunktioner for SCI-overlevere med tetraplegi

I vores tidligere arbejde fandt medlemmer af vores undersøgelsesteam ud af, at resterende EMG-signaler under bevægelsestærskel kan måles pålideligt fra underarmen på kronisk lammede personer med rygmarvsskade (SCI) ved hjælp af NeuroLife EMG-FES-systemet, og at EMG kan bruges til at skelne flere forsøg på håndbevægelser for at drive kontinuerlig kontrol af funktionel elektrisk stimulation (FES). Kort fortalt er NeuroLife EMG-FES-systemet et fuldstændigt ikke-invasivt system (kun overfladeelektroder, ingen implanterbare komponenter) båret på deltagernes underarm og har op til 160 elektroder, der kan optage elektromyografi (EMG) eller muskelaktivitet, og også elektrisk stimulere (FES) muskler. Dette giver brugerne mulighed for at prøve en bevægelse, og selv i fravær af fysisk bevægelse, kan systemet registrere, hvad de forsøger at gøre, og elektrisk stimulere de muskler, de forsøger at bruge. Vi antager, at denne evne til at kontrollere systemet med deltagerens egne muskelsignaler vil hjælpe med at forbedre og genoprette håndfunktionen hos SCI-overlevere med tetraplegi. Ydermere har foreløbige undersøgelser antydet potentialet for motor-intention drevet FES til at fremme funktionel restitution efter systembrug. Med den dobbelte anvendelse som en funktionel ortose og som et rehabiliteringsværktøj til genoprettelse af håndfunktionen, er NeuroLife EMG-FES-systemet klar til at transformere plejetilstanden for dem med håndsvækkelse på grund af SCI.

Det overordnede mål med dette forslag er at undersøge sikkerheden, gennemførligheden og den tidlige effektivitet af NeuroLife EMG-FES-systemet på overekstremitetsudfald hos kroniske SCI-overlevere med tetraplegi. Et klinisk pilotforsøg vil give os mulighed for at teste følgende mål: Mål 1. Bestem den tidlige effektivitet af at bruge NeuroLife EMG-FES-systemet som en funktionel ortose for at fuldføre funktionelle aktiviteter efter 12 ugers opgaveøvelse ved brug af systemet. Mål 2. Bestem den tidlige effekt af at bruge NeuroLife EMG-FES-systemet som et rehabiliteringsværktøj til at forbedre den sansemotoriske funktion efter 12 ugers opgaveøvelse ved brug af systemet. Mål 3. Udvikle og etablere EMG-baserede biomarkører for neuroplasticitet og recovery efter kronisk SCI.

Vi planlægger at udføre et klinisk pilotforsøg, der undersøger NeuroLife EMG-FES ærmesystemet hos voksne (n=12) med kronisk (>12 måneder) tetraplegi på grund af rygmarvsskade. Kort fortalt er NeuroLife EMG-FES-systemet et fuldstændigt ikke-invasivt system (kun overfladeelektroder, ingen implanterbare komponenter) båret på deltagernes underarm og har op til 160 elektroder, der kan optage elektromyografi (EMG) eller muskelaktivitet, og også elektrisk stimulere (FES) muskler. Ved at bruge denne kombinerede lukkede sløjfeteknologi vil deltagerne gennemføre en 12-ugers protokol med en studieterapeut, der praktiserer funktionelle aktiviteter ved hjælp af deres hånd/underarm, mens de bærer NeuroLife EMG-FES Sleeve System. Vi vil vurdere funktionelle resultater ved hjælp af standardiserede kliniske mål på 6 tidspunkter (dobbelt baseline, 4 uger, 8 uger, post-intervention og 4 uger post-intervention). På disse tidspunkter vil vi også indsamle high-definition EMG-data ved hjælp af NeuroLife EMG-only-systemet for at undersøge evnen til at bruge EMG som en biomarkør for helbredelse over tid hos kroniske SCI-deltagere, der gennemgår rehabilitering.