Ikke-invasiv neuromodulation til øvre ekstremitetsfunktion i rygmarvsskade: En crossover-prøve

Projektmål

Det centrale mål med denne pilot er at undersøge gennemførligheden af ​​et komparativt forsøg mellem to ikke-invasive neuromodulerende tilgange til restaurering af øvre ekstremitetsfunktion efter SCI og at arbejde mod identifikation af deltagernes kohorter, der er mest egnet til hver intervention (dvs. respondenter). Dette mål opnås gennem følgende:

1. Evaluering af klinisk sikkerhed og effektivitet af hver intervention inden for deltagerne gennem sikkerhedsovervågning og brugen af ​​standardiserede vurderinger af øvre ekstremitetsstyrke, sensation og bevægelsesydelse.
2. Evaluering af klinisk meningsfulde forbedringer gennem deltager rapporterede resultater relateret til aktiviteter i dagligdagen, QoL og globale indtryk af forandring.
3. Neurofysiologiske vurderinger til vurdering af mekanismerne til bedring efter hver interventionsperiode, men også for at hjælpe med at identificere neurofysiologiske korrelater af "respondere" til hver terapi.

I denne randomiserede crossover-undersøgelse vil deltagerne modtage to måneders ikke-invasive TSC'er over den cervikale rygmarv i kombination med funktionel opgavepraksis (mindst 12 sessioner/måned) forud for eller efterfulgt af to måneders PCMS og funktionel opgavepraksis, med en 4-ugers udvaskningsperiode mellem hver intervention. Med dette design vil vi være i stand til at undersøge den relative effektivitet af hvert paradigme inden for en enkelt deltager og begynde at identificere neurofysiologiske og/eller kliniske egenskaber, der kan hjælpe med at vejlede den kliniske identifikation af passende deltagere til hver intervention.

Minimumsuddannelsesdosis for hver interventionsblok er 12 sessioner/måned for i alt 24 træningssessioner i hver behandlingsfase. Deltagerne vil blive opfordret til at gennemføre op til 5 sessioner om ugen, hvis det er muligt. Deltagerne vil blive forpligtet til at gennemføre et sammenligneligt antal interventionssessioner (dvs. inden for 10%) i hvert af de to interventioner for at sikre, at eventuelle effekter ikke tilskrives forskelle i dosering. Hver interventionssession vil omfatte mindst 60 minutters funktionel opgavepraksis for øvre ekstremitet (FTP). FTP vil være afsluttet med typiske rehabiliteringsaktiviteter (f.eks. Bevægelsesområde, styrkelse af aktiviteter, flytning af papirclips, klædespænd, kopper osv.) Såvel som ReJoyce Rehabilitation Workstation (Rehabtronics, Alberta), der indeholder computerspil i rehabiliteringsaktiviteterne.

Transcutan cervical rygmarvsstimulering (TSCS) cervikal transkutan rygmarvsstimulering vil blive leveret efter tidligere rapporterede retningslinjer. Cirkulære (1,25 ") elektroder placeres over den cervikale rygmarv mellem C3- og C4 -vertebral niveau, med rektangulære returelektroder placeret enten over clavicles eller iliac crests. Bifasisk stimulering leveres kontinuerligt ved 30Hz med en 1ms pulsbredde og overlappende 10 kHz bærerfrekvens (Gelenitis et al 2024; Moritz et al 2024). Stimulering vil blive leveret ved en strømintensitet under motorgrænsen, der er under den krævede intensitet for at fremkalde en muskeltræk. Cervikale TSC'er leveres i mindst 60 minutter under hver træningssession, og FTP vil forekomme under den aktive stimulering.

Parret corticospinal motoneuronal stimulering (PCMS) parret transkranial magnetisk stimulering og nervestimulering vil blive implementeret efter en tidligere offentliggjort protokol for personer med SCI (Jo et al 2023). To figur-otte spoler vil blive brugt til at levere bilateral magnetisk stimulering af den motoriske cortex og vil blive kombineret med synkron elektrisk stimulering af brachial plexus og ulnar nerver bilateralt. Tidspunktet for stimuli vil blive bestemt for at sikre, at elektriske fluer ankommer til corticospinal motoneuronal synapse i et passende interval for at inducere langvarig potentiering. Under hver session leveres 360 parrede stimuli med en frekvens på 0,2 Hz. Stimuleringsparadigmet skal tage cirka 30 minutter. Efter dette vil deltagerne derefter afslutte 60 minutters FTP.

Funktionel opgavepraksis (FTP) Et typisk rehabiliteringsprogram vil blive defineret og leveret i samråd med fysiske og ergoterapeuter. Programmet vil bestå af funktionelle opgaver, herunder gentagne aktiviteter af brutto øvre ekstremitetsbevægelse, isolerede fingerbevægelser, enkel og kompleks knivspids og gribeaktiviteter. For hver kategori identificeres 4-10 aktiviteter med forskellige vanskelighedsniveauer. Hver deltager udfører mindst 1-2 øvelser inden for hver kategori under hver behandlingssession. Aktiviteter i hver kategori vælges i henhold til deltagernes evne og justeres baseret på udviklingen af ​​evnen til at udføre den funktionelle opgave over tid (klassificeret træning).

Vurderingsforanstaltninger

Evalueringer vil forekomme ved baseline og derefter månedligt i fem måneder, svarende til begyndelsen, midtpunktet og slutningen af ​​hver behandlingsblok. Alle deltagere vil også have en tre-måneders opfølgningsvurdering for at evaluere tilbageholdelse af eventuelle interventionseffekter (dvs. Overførsler neuroplasticitet).

Resultater Kliniske foranstaltninger afsluttes af en erhvervs- eller fysioterapeut, der er blindet for deltagernes gruppetildeling. Evalueringer vil omfatte kliniske målinger af øvre ekstremitetsstyrke, fornemmelse og funktion, herunder de internationale standarder for neurologisk klassificering af rygmarvsskade (ISNCSCI) og relaterede undercores, såsom motorens motoriske score og sensoriske score, samt den klassificerede omdefinerede vurdering af styrkefølelse og ydeevne (Grassp). Patientens rapporterede resultater vil evaluere selvrapporteret evne til at udføre aktiviteter i dagligdagen (SCIM-III), den samlede livskvalitet (WHO-QOL BREF) og deltagerens globale indtryk af forandring (PGIC) i begyndelsen og slutningen af ​​hver interventionsblok (figur 1).

Neurofysiologiske vurderinger vil omfatte transkranial magnetisk stimulering (TMS) over den øvre lemmotoriske cortex for at vurdere excitabiliteten af ​​kortikospinalkanalen såvel som stimulering til cervikale dorsale rødder for at evaluere ændringer i cervikal rygmarvs -excitabilitet fra de fremkaldte multisegmentale motoriske responser (CMMRS). TMS af cortex er blevet brugt i vid udstrækning hos mennesker til at vurdere integriteten af ​​den faldende corticospinal kanal (Di Lazzaro et al 2008). Deltagerne sidder i deres kørestol. Enkeltpuls -TM'er vil blive leveret ved stigende stimuleringsintensitet, med tre stimuli (5S fra hinanden) ved hver intensitet, indtil et plateau i fremkaldte responser er nået, eller vi når 100% maksimal stimulatorudgang eller deltagertolerabilitet. Overflade EMG registreres fra flere øvre ekstremitetsmuskler bilateralt.

I et enkelt besøg fremkaldes CMMR'er transkutant ved hjælp af enkelt stimuli (1ms monofasisk puls). Muskelresponser opsamles fra flere øvre ekstremitetsmuskler pr. Ovenstående. Stimulering vil blive leveret ved en intensitet under motorgrænsen for alle muskler og vil derefter blive øget gradvis, indtil et plateau i fremkaldte responser over de flere muskler opnås, eller indtil deltagertolerance er nået. Intensitetsforøgelserne vælges for at sikre mindst 9 målinger langs den lineære del af rekrutteringskurven. Deltagerne vil modtage 3 stimuli ved hver intensitet, og stimuli vil blive leveret 5s fra hinanden (D'Amico et al 2013). Maksimale sammensatte muskelhandlingspotentialer (Mmax) opnås ved afslutningen af ​​sessionen ved supramaximal stimulering af brachial plexus (0,2 ms pulsbredde).

Dataanalyse Neurofysiologi måler området for refleksresponser, og MEP'er opnået fra TMS vil blive normaliseret til Mmax -området svarende til den samme muskel. Områderne ( % Mmax) vil blive afbildet mod stimuleringsintensiteten (som en % maksimal stimulatoroutput ( % MSO) eller % af motorgrænsen (XMT)) og passer med en 3-parameter sigmoidfunktion (D'Amico et al 2020, Klimstra & Zehr 2008). Den krævede stimuleringsintensitet for at fremkalde et respons 50% af den maksimale respons (S50) og de maksimale fremkaldte responser (CMMRMAX) beregnes for hver muskel ved at montere de eksperimentelle data med en tre-parameter sigmoidfunktion (D'Amico et al 2013, Klimstra & Zehr 2008). Disse foranstaltninger sammenlignes derefter mellem de to interventioner (TSC'er og PCMS) inden for hver deltager.

Klinisk og patientrapporterede resultatmålingsresultater på hvert patientrapporteret resultatmål og klinisk vurdering vil følge standardprotokollen for at score hver vurdering. Alle scoringer sammenlignes mellem baselinjer, slutningen af ​​hver interventionsperiode og 3-måneders opfølgning.