Bewertung der Sicherheit und Durchführbarkeit einer transkutanen Rückenmarksstimulation nach traumatischer und nichttraumatischer Rückenmarksverletzung: Eine Pilotstudie (STIM)

Eine Rückenmarksverletzung (SCI) kann durch primäre körperliche Beeinträchtigungen wie ein akutes Trauma oder sekundäre Beeinträchtigungen durch chronische Kompression und Ischämie verursacht werden. Die daraus resultierende neurologische Beeinträchtigung führt zu einer hohen persönlichen und gesellschaftlichen Belastung. Es gibt nur wenige wirksame Therapien zur Verbesserung der Funktionsfähigkeit von Menschen mit Rückenmarksverletzung. Die Rückenmarkstimulation (SCS) stellt eine sichere und potenziell wirksame Behandlung für Personen mit SCI-bedingten Schmerzen und Lähmungen dar. Das Ziel dieser Studie besteht darin, den potenziellen klinischen Nutzen von SCS zu untersuchen, der transkutan bei Patienten in verschiedenen Stadien von SCI verabreicht wird, die auf traumatische und nichttraumatische Mechanismen zurückzuführen sind. In dieser Studie wird die Fähigkeit bewertet, das verletzte Rückenmark in definierten Abständen sicher zu stimulieren und die autonome und sensomotorische Funktion der Teilnehmer während ihrer Aufnahme, Rehabilitation und klinischen Nachsorge aufzuzeichnen.

Zu Studienbeginn und zu festgelegten Nachbeobachtungszeitpunkten über einen Zeitraum von 12 Monaten werden verschiedene Funktionsmessungen im Zusammenhang mit den oberen und unteren Extremitäten beurteilt. Die Sicherheit dieser Intervention und der Nutzen jedes Ergebnismaßes werden das primäre Ergebnis der Studie sein. Nach unserem Kenntnisstand gibt es keine Berichte über klinische Studien, in denen multimodale Ergebnisse von SCS bewertet wurden. Darüber hinaus gibt es keine vorgeschlagenen SCS-Studien für diese SCI-Subtypen im gesamten Post-Verletzungs-Spektrum, die auf der Plattform Clinicaltrials.gov veröffentlicht wurden. Die aus dieser Pilotbewertung gewonnenen Daten werden verwendet, um eine frühe Phase-Ib/II-Studie zur Wirksamkeit zur Verbesserung von Lähmungen, autonomer Dysfunktion und Schmerzen nach Rückenmarksverletzung zu informieren.

Über 2,5 Millionen Amerikaner leben mit verschiedenen Formen von QSL, was eine erhebliche individuelle und gesellschaftliche Belastung darstellt (1). Allein die durchschnittlichen Kosten für akute traumatische Rückenmarksverletzungen liegen zwischen 380.000 und 1,4 Millionen US-Dollar. Diese starken sozioökonomischen Auswirkungen haben eine erhebliche Inflation mit geschätzten jährlichen Kosten von 4 Milliarden US-Dollar im Jahr 1990 zur Folge, die kürzlich auf 23 Milliarden US-Dollar angestiegen sind. In Nordamerika werden jährlich etwa 13.000 neue traumatische SCI-Ereignisse registriert. Die degenerative zervikale Myelopathie (DCM) stellt die häufigste Ursache für nicht traumatische Rückenmarksverletzungen (ntSCI) und Funktionsstörungen bei Erwachsenen dar. Die Prävalenz von ntSCI ist um Größenordnungen höher als die von tSCI.

Zusammengenommen wirken sich diese Erkrankungen erheblich auf Millionen Nordamerikaner aus, häufig mit größeren persönlichen Auswirkungen als chronische Erkrankungen wie Diabetes oder Herzerkrankungen. Zu der erheblichen gesellschaftlichen Besorgnis wegen dieser individuellen Behinderung kommt noch der Mangel an praktikablen Behandlungsmöglichkeiten hinzu.

DCM entsteht durch altersbedingte degenerative Prozesse, die zur Entwicklung von Osteophyten, einer Vergrößerung der Facettengelenke, einer Verknöcherung der Wirbelsäulenbänder und einer Bandscheibenvorwölbung führen. Diese arthritischen Veränderungen komprimieren zusammen das Rückenmark und verursachen Verletzungen mit damit verbundener Ischämie und Entzündung. Im Gegenzug entwickelt sich eine ähnliche Symptomkonstellation, einschließlich Schmerzen in den Extremitäten, verminderter motorischer Funktion, Taubheitsgefühl, hämodynamischer Labilität, Harninkontinenz, Darmfunktionsstörung und Gehinstabilität, was zu einer höheren Lebenszeit mit Behinderung (DALYs) sowie einer allgemeinen wirtschaftlichen Belastung beiträgt.

Derzeit sind wirksame, nachweislich wirksame Behandlungen auf chirurgische Dekompression und Rehabilitation beschränkt. Narrative Studien haben gezeigt, dass Patienten mit Lähmungen Optionen für neuronale Modulationstherapien wünschen, da sie das Risiko-Nutzen-Verhältnis implantierter Geräte günstiger einschätzen als medizinisches Fachpersonal. Angesichts der insgesamt suboptimalen Ergebnisse bei Patienten mit Querschnittlähmung ist es von entscheidender Bedeutung, sowohl die Genesungsraten als auch das Ausmaß der Genesung weiter zu verbessern, über das hinaus, was durch chirurgische Dekompression erreichbar ist.

Es wurde gezeigt, dass die Stimulation des Rückenmarks eine funktionelle Verbesserung nach einer akuten traumatischen Rückenmarksverletzung in Bezug auf Gliedmaßenfunktion, Gehfähigkeit, Handkraft, autonome Dysfunktion, hartnäckige Schmerzen und Blasenkontrolle vermittelt. In den meisten veröffentlichten Studien wurde die Stimulation während der chronischen Phase der Genesung angewendet, und zwar größtenteils bei einem einzelnen Teilnehmer oder einer kleinen Gruppe von Teilnehmern.

Variable Anwendungen von SCS für SCI müssen noch unter Verwendung multimodaler Stimulation demonstriert werden, wie z. B. transkutane spinale, epidurale spinale und transkranielle Magnetstimulation des motorischen Kortex. Harkema und Kollegen zeigten, dass epidurales SCS die willentliche motorische Kontrolle bei Teilnehmern wiederherstellen kann, die nach einer chronischen Brustverletzung keine mehr hatten. Ihre Arbeit an der University of Louisville hat auch gezeigt, dass die mehrstufige transkutane Rückenmarkstimulation auf mehrere zervikothorakale Regionen angewendet werden kann, die sich über die gesamte Gliedmaßenvergrößerung erstrecken, und zu sensomotorischen Funktionsverbesserungen während der Neurorehabilitation führt. Diese Ansätze wurden anschließend in anderen Zentren mit Erfolg zur sensomotorischen Erholung angewendet.

Der Einsatz von SCS bei der Behandlung des Failed Back Surgery Syndroms (FBSS), des Complex Regional Pain Syndrome (CRPS) und der chronischen Beinischämie ist gut dokumentiert. Es gibt jedoch nur begrenzte Hinweise darauf, dass SCS bei Patienten mit tSCI oder ntSCI im Hinblick auf die Verbesserung der motorischen Funktionen eingesetzt werden kann. Diese Anwendung von SCS könnte wichtige Unterscheidungsmerkmale in der neuronalen Modulation identifizieren, die mit verbesserten funktionellen Ergebnissen, vom Patienten berichteten Ergebnismaßen (PROM) und Lebensqualität (QoL) korrespondieren. Sollten Unterscheidungsmerkmale beobachtet werden, werden diese Schlussfolgerungen in die Phase-Ib/II-Studie zur SCS-basierten Neuromodulation im Vergleich zur Standard-Rehabilitation einfließen. Dies steht in direkter Übereinstimmung mit den Best-of-Practice-Methoden und Zielen, die von den führenden Unternehmen in der klinischen SCI-Forschung und den patientenorientierten Zielen gefördert werden.

Bisher gibt es keine Berichte über klinische Studien mit Teilnehmern in der subakuten Phase der tSCI, obwohl weit verbreitet die Ansicht vertreten wird, dass diese Phase das größte Potenzial für therapeutische Interventionen zur Reduzierung von Sekundärverletzungen und zum Erhalt funktioneller Netzwerke bietet.

Ebenso gibt es keine klinischen Studien, die die Rolle des perioperativen SCS bei Patienten untersuchen, bei denen irgendeine Form von ntSCI diagnostiziert wurde (einschließlich Patienten mit DCM, die sich einer chirurgischen Dekompression unterziehen).

Die vorgeschlagene Studie wird sich direkt mit der Frage befassen, ob die Neuromodulation ein spezifisches therapeutisches Potenzial für Personen mit akuten traumatischen und nichttraumatischen Wirbelsäulenverletzungen hat. In dieser Studie wird speziell darauf eingegangen, ob dies mit einem nicht signifikanten Risikogerät wie der transkutanen Rückenmarkstimulation erreicht werden kann. Schließlich werden in dieser Studie die Modalitäten vergleichend bewertet, die zur zuverlässigen Stimulation und Messung der physiologischen Auswirkungen der Neuromodulation des verletzten Rückenmarks eingesetzt werden können.

Darüber hinaus zielt diese Studie darauf ab, die Hypothese zu testen, dass die transkutane elektrische Stimulation des Rückenmarks eine gleichwertige modulierende Wirkung auf sensomotorische Bahnen und die Funktion des Rückenmarks hat. In dieser Studie werden prospektiv neurologische Ergebnisse aufgezeichnet, um die uns zur Verfügung stehenden Technologien voll auszuschöpfen und den potenziellen Nutzen für jeden Teilnehmer zu maximieren. Die nachfolgenden Ergebnisse werden weiter dazu beitragen, festzustellen, ob die Neuromodulation des Rückenmarks direkt mit den vom Patienten berichteten Ergebnissen oder funktionellen Leistungsmessungen korreliert werden kann. Um darüber hinaus die Machbarkeit einer transkutanen SCS zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Präsentation zu bestimmen, werden in dieser Studie die Signalausgänge der Wirbelsäule vor und nach Standardbehandlungen, einschließlich Operationen und intensiver neuronaler Rehabilitation, gemessen.

Die vorläufigen Daten zur Unterstützung von SCS bei Personen mit tSCI, die in chronischen Erholungsphasen angewendet werden, haben vielversprechende Ergebnisse gezeigt und möglicherweise diese schwere Erkrankung gelindert. Die Untersuchung zur Verwendung von SCS als Managementansatz für akutes tSCI und ntSCI (d. h. DCM stellt in Verbindung mit chirurgischen Eingriffen und Rehabilitation eine vielversprechende Möglichkeit dar, die Lebensqualität von Menschen zu verbessern, die von dieser schwächenden neurologischen Erkrankung betroffen sind.