Eine benutzerfreundliche, nicht-invasive Neuroorthese, die willentlich kontrollierte Greiffunktionen für SCI-Überlebende mit Tetraplegie wiederherstellt

In unserer früheren Arbeit haben Mitglieder unseres Studienteams herausgefunden, dass verbleibende EMG-Signale unterhalb der Bewegungsschwelle mithilfe des NeuroLife EMG-FES-Systems zuverlässig vom Unterarm chronisch gelähmter Personen mit Rückenmarksverletzung (SCI) gemessen werden können, und dass EMG dies kann zur Unterscheidung mehrerer versuchter Handbewegungen verwendet werden, um eine kontinuierliche Steuerung der funktionellen Elektrostimulation (FES) voranzutreiben. Kurz gesagt ist das NeuroLife EMG-FES-System ein völlig nicht-invasives System (nur Oberflächenelektroden, keine implantierbaren Komponenten), das am Unterarm der Teilnehmer getragen wird und über bis zu 160 Elektroden verfügt, die Elektromyographie (EMG) oder Muskelaktivität aufzeichnen können Muskeln elektrisch stimulieren (FES). Dies ermöglicht es Benutzern, eine Bewegung auszuprobieren, und selbst wenn keine physische Bewegung erfolgt, kann das System erkennen, was sie tun möchten, und die Muskeln, die sie verwenden möchten, elektrisch stimulieren. Wir gehen davon aus, dass diese Fähigkeit, das System mit den eigenen Muskelsignalen des Teilnehmers zu steuern, dazu beitragen wird, die Handfunktion von SCI-Überlebenden mit Tetraplegie zu verbessern und wiederherzustellen. Darüber hinaus deuten vorläufige Studien darauf hin, dass motorabsichtsgesteuertes FES das Potenzial hat, die funktionelle Erholung nach der Systemnutzung zu fördern. Mit der doppelten Verwendung als funktionelle Orthese und als Rehabilitationsgerät zur Wiederherstellung der Handfunktion ist das NeuroLife EMG-FES-System bereit, den Zustand der Pflege für Menschen mit Handbeeinträchtigungen aufgrund von Rückenmarksverletzungen zu verändern.

Das übergeordnete Ziel dieses Vorschlags besteht darin, die Sicherheit, Durchführbarkeit und frühe Wirksamkeit des NeuroLife EMG-FES-Systems auf die Ergebnisse der oberen Extremitäten bei chronischen SCI-Überlebenden mit Tetraplegie zu untersuchen. Eine klinische Pilotstudie wird es uns ermöglichen, die folgenden Ziele zu testen: Ziel 1. Bestimmen Sie die frühe Wirksamkeit der Verwendung des NeuroLife EMG-FES-Systems als funktionelle Orthese zur Vervollständigung funktioneller Aktivitäten nach 12 Wochen Aufgabenübung mit dem System. Ziel 2. Bestimmen Sie die frühe Wirksamkeit der Verwendung des NeuroLife EMG-FES-Systems als Rehabilitationsinstrument zur Verbesserung der sensomotorischen Funktion nach 12 Wochen Aufgabenübung mit dem System. Ziel 3. EMG-basierte Biomarker für Neuroplastizität und Erholung nach chronischer Rückenmarksverletzung entwickeln und etablieren.

Wir planen die Durchführung einer klinischen Pilotstudie zur Untersuchung des NeuroLife EMG-FES-Ärmelsystems bei Erwachsenen (n=12) mit chronischer (>12 Monate) Tetraplegie aufgrund einer Rückenmarksverletzung. Kurz gesagt ist das NeuroLife EMG-FES-System ein völlig nicht-invasives System (nur Oberflächenelektroden, keine implantierbaren Komponenten), das am Unterarm der Teilnehmer getragen wird und über bis zu 160 Elektroden verfügt, die Elektromyographie (EMG) oder Muskelaktivität aufzeichnen können Muskeln elektrisch stimulieren (FES). Mithilfe dieser kombinierten Closed-Loop-Technologie absolvieren die Teilnehmer ein 12-wöchiges Protokoll mit einem Studientherapeuten, der funktionelle Aktivitäten mit der Hand/dem Unterarm übt, während er das NeuroLife EMG-FES-Ärmelsystem trägt. Wir werden die funktionellen Ergebnisse anhand standardisierter klinischer Maßnahmen zu 6 Zeitpunkten bewerten (doppelter Ausgangswert, 4 Wochen, 8 Wochen, nach der Intervention und 4 Wochen nach der Intervention). Zu diesen Zeitpunkten werden wir auch hochauflösende EMG-Daten mit dem NeuroLife EMG-only-System sammeln, um die Fähigkeit zu untersuchen, EMG als Biomarker für die Genesung im Laufe der Zeit bei Teilnehmern mit chronischer Rückenmarksverletzung, die sich einer Rehabilitation unterziehen, zu verwenden.