Nicht-invasive Neuromodulation für die obere Extremitätsfunktion bei Rückenmarksverletzung: eine Crossover-Studie

Projektziele

Das Hauptziel dieses Piloten ist es, die Machbarkeit einer vergleichenden Studie zwischen zwei nicht-invasiven neuromodulatorischen Ansätzen zur Wiederherstellung der oberen Extremitätsfunktion nach dem SCI zu untersuchen und auf die Identifizierung der für jede Intervention am besten geeigneten Teilnehmerkohorten (d.h. Reaktoren). Dieses Ziel wird durch Folgendes erreicht:

1. Bewertung der klinischen Sicherheit und Wirksamkeit der einzelnen Interventionen innerhalb der Teilnehmer durch die Sicherheitsüberwachung und die Verwendung standardisierter Bewertungen der Stärke der oberen Extremitäten, der Empfindung und der Bewegungsleistung.
2. Bewertung klinisch bedeutsamer Verbesserungen durch Teilnehmer berichteten von Ergebnissen im Zusammenhang mit Aktivitäten des täglichen Lebens, der Lebensqualität und des globalen Eindrucks von Veränderungen.
3. Neurophysiologische Bewertungen zur Bewertung der Mechanismen der Genesung nach jeder Interventionsperiode, aber auch zur Identifizierung neurophysiologischer Korrelate von "Responder" für jede Therapie.

In dieser randomisierten Crossover-Studie erhalten die Teilnehmer in Kombination mit funktioneller Aufgabenpraxis (mindestens 12 Sitzungen/Monat) zwei Monate nicht-invasive TSCs über das Halsrückenmark (mindestens 12 Sitzungen/Monat), die zwei Monate PCMs und funktionelle Aufgabenpraxis mit einer 4-wöchigen Auswaschzeit zwischen jeder Intervention vorangetrieben. Mit diesem Design können wir die relative Wirksamkeit jedes Paradigmas innerhalb eines einzelnen Teilnehmers untersuchen und neurophysiologische und/oder klinische Merkmale identifizieren, die dazu beitragen können, die klinische Identifizierung geeigneter Teilnehmer für jede Intervention zu leiten.

Die minimale Trainingsdosis für jeden interventionellen Block beträgt 12 Sitzungen/Monat für insgesamt 24 Trainingseinheiten während jeder Behandlungsphase. Die Teilnehmer werden eingeladen, bis zu 5 Sitzungen pro Woche abzuschließen, wenn sie machbar sind. Die Teilnehmer müssen in jeder der beiden Interventionen eine vergleichbare Anzahl von Interventionssitzungen (d. H. Innerhalb von 10%) absolvieren, um sicherzustellen, dass keine Auswirkungen auf Unterschiede in der Dosierung zurückgeführt werden. Jede Interventionssitzung umfasst mindestens 60 Minuten funktionaler Aufgabenpraxis der oberen Extremität (FTP). Die FTP wird mit typischen Rehabilitationsaktivitäten (z. B. Bewegungsfreiheit, Stärkung von Aktivitäten, beweglichen Papierklammern, Wäscheklagen, Tassen usw.) sowie der Rejoce -Rehabilitations -Workstation (Rehabtronics, Alberta) durchgeführt, die Computerspiele in die Rehabilitationsaktivitäten einbezieht.

Die transkutane Rückenmarkstimulation (TSCs) zervikaler transkutaner Rückenmarkstimulation wird nach zuvor gemeldeten Richtlinien abgegeben. Kreisförmige (1,25 ") Elektroden werden über das Halsrückenmark zwischen dem C3- und dem C4 -Wirbelspiegel platziert, wobei rechteckige Renditeelektroden entweder über den Clavikeln oder Iliakalkämmen platziert werden. Die zweiphasige Stimulation wird bei 30 Hz kontinuierlich mit einer 1 ms Impulsbreite und einer überlappenden 10 -kHz -Trägerfrequenz abgegeben (Gelenitis et al. 2024; Moritz et al. 2024). Die Stimulation wird bei einer Stromintensität unter dem Motorschwellenwert geliefert, dh unter der Intensität, die erforderlich ist, um ein Muskelzucken hervorzurufen. Cervical TSCs werden während jeder Trainingseinheit mindestens 60 Minuten lang geliefert, und während der aktiven Stimulation tritt FTP auf.

Eine gepaarte kortikospinale Motoneuronalstimulation (PCMS), gepaarte transkranielle Magnetstimulation und Nervenstimulation, werden nach einem zuvor veröffentlichten Protokoll für Personen mit SCI implementiert (Jo et al. 2023). Zwei Abbildung-acht-Spulen werden verwendet, um eine bilaterale magnetische Stimulation des motorischen Kortex zu liefern, und werden mit synchroner elektrischer Stimulation des Brachialplexus und der ulnaren Nerven bilateral kombiniert. Der Zeitpunkt der Stimuli wird festgestellt, dass in einem geeigneten Intervall elektrische Salven in der kortikospinalen Motoneuronalsynapse gelangen, um eine langfristige Potenzierung zu induzieren. Während jeder Sitzung werden 360 gepaarte Stimuli mit einer Frequenz von 0,2 Hz geliefert. Das Stimulationsparadigma sollte ungefähr 30 Minuten dauern. Anschließend vervollständigen die Teilnehmer 60 Minuten FTP.

Funktionelle Aufgabenpraxis (FTP) Ein typisches Rehabilitationsprogramm wird in Absprache mit physischen und Ergotherapeuten definiert und geliefert. Das Programm besteht aus funktionellen Aufgaben, einschließlich sich wiederholender Aktivitäten der Bewegung der oberen Extremitäten, isolierten Fingerbewegungen, einer einfachen und komplexen Prise und Greifenaktivitäten. Für jede Kategorie werden 4-10 Aktivitäten mit verschiedenen Schwierigkeitsgraden identifiziert. Jeder Teilnehmer führt während jeder Behandlungssitzung mindestens 1-2 Übungen in jeder Kategorie durch. Die Aktivitäten in jeder Kategorie werden gemäß der Fähigkeit der Teilnehmer ausgewählt und basierend auf der Entwicklung der Fähigkeit zur Ausführung der funktionalen Aufgabe im Laufe der Zeit (abgestufter Training) angepasst.

Bewertungsmaßnahmen

Bewertungen werden zu Studienbeginn dann fünf Monate lang monatlich auftreten, was dem Beginn, dem Mittelpunkt und dem Ende jedes Behandlungsblocks entspricht. Alle Teilnehmer werden auch eine dreimonatige Follow-up-Bewertung durchführen, um die Beibehaltung von Interventionseffekten zu bewerten (d. H. Übertragung Neuroplastizität).

Die klinischen Maßnahmen der Ergebnisse werden von einem beruflichen oder physischen Therapeuten abgeschlossen, der für die Gruppenzuweisung der Teilnehmer blind ist. Die Bewertungen umfassen klinische Messungen der Stärke, Empfindung und Funktion der oberen Extremität, einschließlich der internationalen Standards für die neurologische Klassifizierung von Rückenmarksverletzungen (ISNCSCI) und verwandte Untersäure wie Motorbewertung der oberen Extremitäten und sensorische Bewertungen sowie die abgestufte neu definierte Bewertung von Festigkeitsempfindungen und Leistung (BASP). Die von Patients gemeldeten Ergebnisse werden die selbst gemeldete Fähigkeit zur Durchführung von Aktivitäten des täglichen Lebens (SCIM-III), der Gesamtlebensqualität (WHO-QOL BREF) und des globalen Eindrucks von Veränderungen (PGIC) zu Beginn und am Ende jedes Interventionsblocks bewerten (Abbildung 1).

Neurophysiologische Bewertungen umfassen transkranielle Magnetstimulation (TMS) über den motorischen Kortex der oberen Extremität, um die Erregbarkeit des Kortikospinaltrakts sowie die Stimulation zu den Gebärmutterhalswurzeln zur Bewertung von Veränderungen der Anregung des Zervikalen Rückenmarks aus den evozierten Multisegmental -Reaktionen zu bewerten. TMs des Kortex wurden im Menschen ausgiebig eingesetzt, um die Integrität des absteigenden Kortikospinaltrakts zu bewerten (Di Lazzaro et al. 2008). Die Teilnehmer sitzen im Rollstuhl. Einzelpuls -TMs werden bei zunehmender Stimulationsintensität mit drei Stimuli (5s auseinander) in jeder Intensität geliefert, bis ein Plateau in evozierten Reaktionen erreicht ist oder wir 100% maximaler Stimulatorausgang oder Verträglichkeit der Teilnehmer erreichen. Oberflächen -EMG wird bilateral aus mehreren Muskeln der oberen Extremitäten aufgezeichnet.

Bei einem einzigen Besuch werden CMMRs transkutan unter Verwendung einzelner Stimuli (1 ms monophasisches Impuls) evoziert. Muskelreaktionen werden nach oben aus mehreren Muskeln der oberen Extremitäten gesammelt. Die Stimulation wird für alle Muskeln mit einer Intensität unterhalb der motorischen Schwelle abgegeben und wird dann zunehmend erhöht, bis ein Plateau bei evozierten Reaktionen über die mehreren Muskeln erhalten wird oder bis die Toleranz der Teilnehmer erreicht ist. Die Intensitätsinkremente werden ausgewählt, um mindestens 9 Messungen entlang des linearen Teils der Rekrutierungskurve zu gewährleisten. Die Teilnehmer erhalten 3 Stimuli in jeder Intensität, und Stimuli werden 5s voneinander entfernt (D'Amico et al. 2013). Beim Abschluss der Sitzung durch supramaximale Stimulation des Brachialplexus (0,2 ms Impulsbreite) werden maximale Verbindungsmuskelwirkungspotentiale (MMAX) erhalten.

Die Neurophysiologie der Datenanalyse misst den Bereich der Reflexantworten, und die aus TMS erhaltenen MEPS werden auf den Mmax -Bereich normalisiert, der demselben Muskel entspricht. Die Bereiche ( % Mmax) werden gegen die Stimulationsintensität (als % maximaler Stimulatorausgang ( % MSO) oder % des Motorschwellenwerts (XMT)) aufgetragen und passen mit einer 3-Parameter-Sigmoidfunktion (D'Amico et al. 2020, Klimstra & Zehr 2008). Die Stimulationsintensität, die erforderlich ist, um eine Reaktion 50% der maximalen Reaktion (S50) und die maximalen evozierten Antworten (CMMRMAX) für jeden Muskel durch Anpassung der experimentellen Daten mit einer Drei-Parameter-Sigmaid-Funktion (D'Amico et al. 2013, Klimstra & Zehr 2008) berechnet. Diese Maßnahmen werden dann zwischen den beiden Interventionen (TSCs und PCMs) in jedem Teilnehmer verglichen.

In der klinischen und von Patienten gemeldeten Ergebnismessungen für die einzelnen von Patienten gemeldeten Ergebnismaßnahmen und die klinische Bewertung folgen das Standardprotokoll für die Bewertung jeder Bewertung. Alle Bewertungen werden zwischen den Baselines, dem Ende jeder Interventionsperiode und der 3-monatigen Nachuntersuchung verglichen.