MSCS bei BURSTDR-Patienten (MUSCLESCS)

Grundlagen der SCS Die Rückenmarkstimulation (SCS) wurde Ende der 1960er Jahre zur Behandlung chronischer, therapieresistenter Schmerzen entwickelt und wird seitdem zur Behandlung verschiedener Schmerzsyndrome (PSPS, CRPS, ischämische Schmerzen, Phantomschmerzen etc.) eingesetzt. Die pathophysiologische Grundlage für die Entwicklung der SCS war die Gate-Control-Theorie, die besagt, dass die Stimulation der mechanosensitiven Aβ-Fasern die Übertragung von Schmerzreizen über die schmerzsensitiven C-Fasern zum Gehirn im Rückenmark unterdrückt. Die konventionelle SCS besteht aus regelmäßig abgegebenen tonischen Impulsen mit einer Frequenz zwischen 30 und 120 Hz. Während der Implantation werden die Elektroden so im Epiduralraum platziert, dass die durch die Nervenstimulation verursachte Parästhesie den schmerzhaften Bereich (Dermatom) abdeckt und so die Schmerzen lindert. Die Frequenz, Amplitude und Impulsbreite können variiert werden, um die Schmerzlinderung zu maximieren. Kuechmann et al. konnten zeigen, dass viele Patienten bei Positionswechsel unangenehme Stimulationen verspüren und daher das Stimulationsprogramm entsprechend anpassen müssen.

BurstDRTM-Stimulation Im Jahr 2010 veröffentlichten De Ridder et al. die erste Studie über eine neue Stimulationsmethode für SCS – die BurstDR-Stimulation. Hierbei werden Bursts hochfrequenter Impulse in bestimmten Intervallen abgegeben (Bursts mit einer Frequenz von 40 Hz und 5 Impulsspitzen von 500 Hz pro Burst). Nach aktuellem Wissen existiert diese Art der Signalübertragung auch in menschlichen Neuronen im Thalamus. Basierend auf Tierversuchen wird angenommen, dass diese Burst-Salven eine stärkere Wirkung auf den Kortex im Sinne eines Weckrufs haben. BurstDR war Gegenstand zahlreicher Studien, die seine Wirksamkeit mit der konventionellen SCS verglichen. Ein signifikanter Unterschied ist das Fehlen von Parästhesien in den meisten Fällen und die effektivere Schmerzlinderung in einigen Fällen. Darüber hinaus wird angenommen, dass die BurstDR-Stimulation den medialen Schmerzweg moduliert, was zu einer Veränderung der emotionalen und aufmerksamkeitsbezogenen Bewertung von Schmerzen führen kann.

Das Problem chronischer Rückenschmerzen Chronische Rückenschmerzen sind schwierig angemessen zu behandeln. Physiotherapie und therapeutische Übungen sind in der Regel die ersten eingesetzten Behandlungsmethoden. Auch Medikamente werden verabreicht. Wenn keine Besserung eintritt, wird vielen Patienten eine Operation an der Lendenwirbelsäule empfohlen. Die Ergebnisse sind hier im Allgemeinen gut. Es gibt jedoch einen nicht unerheblichen Prozentsatz (5-25%), der von einer Operation oder sogar wiederholten Operationen nicht profitiert. Diese Patienten erhalten in der Regel Schmerztherapie. Wenn auch hier keine Besserung eintritt, besteht die Option eines neuromodulatorischen Verfahrens zur Schmerzlinderung. Das derzeit am häufigsten bei Rückenschmerzen eingesetzte Verfahren ist die Rückenmarkstimulation (SCS).

Allerdings gibt es Probleme bei der Anwendung von SCS, die die Ergebnisse dieser Behandlung chronischer Rückenschmerzen wiederholt beeinträchtigen.

Probleme der Behandlung chronischer Rückenschmerzen mit SCS-Stimulation Das erste Problem ist die große Anzahl verschiedener Gewebetypen im Rücken, die alle Schmerzen verursachen können: Knochen (z.B. zusammengebrochene Wirbelkörper), Gelenke (Facettengelenke), Bänder (hinteres Längsband), Nervenstrukturen (Nervenwurzeln) und Muskeln. Da all diese Gewebe unterschiedliche Arten von Schmerzrezeptoren haben, die teilweise sehr unterschiedlich auf Neurostimulation reagieren. Bisher war es sehr schwierig, Rückenschmerzen mit tonischer Stimulation zu behandeln. Der Grund dafür ist, dass die Eindringtiefe bei tonischer Stimulation im Bereich der Hinterstränge des Rückenmarks nicht ausreicht, um die Neuronen im Hinterhorn zu stimulieren.

Ein weiteres Problem ist die Gewöhnung der Neuronen an die tonische Stimulation, was zu einem zusätzlichen Rückgang der Wirksamkeit der Behandlung führt.

Die Verwendung neuer Wellentechnologien Die Einführung neuer Wellentechnologien wie BurstDR hat es nun ermöglicht, die tief sitzenden WDR-Neuronen im Hinterhorn zu erreichen und zu stimulieren. Dadurch war es erstmals möglich, Rückenschmerzen neuromodulatorisch viel effizienter zu behandeln und ausreichend zu reduzieren.

Die Verwendung von achtpoligen Stabelektroden (Octrode, perkutane Leitung) und 20-poligen Plattenelektroden (Penta-Lead, chirurgische Leitung) ermöglicht es, die elektrische Energie an die Hinterstränge abzugeben.

Dadurch können die relevanten Neuronen stimuliert werden. Eine perkutane Leitung stimuliert das Gewebe in einer 360°-Richtung. Eine chirurgische Leitung in 180°. Die Effekte der Muskelstimulation basieren auf antidromen Stimulationseffekten, daher sollte der Elektrodentyp keine wesentliche Auswirkung auf die Ergebnisse haben. Die Untersucher möchten jedoch eine Post-hoc-Analyse durchführen, um dies zu bestätigen.

Es gibt jedoch eine weitere Optimierungsmöglichkeit:

Die Muskulatur ist ein weiterer Schmerzfaktor, der mit Neuromodulation noch nicht erreicht wurde, da die Rezeptortypen der Muskulatur noch unzureichend auf Neurostimulation reagieren. Eine Möglichkeit, die Muskeln dennoch zu erreichen, ist die direkte Stimulation der Motoneuronen im Vorderhorn mit einer Stimulationsfrequenz von 2-20 Hz und damit die Erzielung eines Massageeffekts auf die Muskeln. Viele Patienten empfinden dies als sehr angenehm, wie eine sanfte Muskelmassage. Eine Pilotstudie wurde bereits durchgeführt, die gezeigt hat, dass es möglich ist, diesen Effekt bei Patienten mit niederfrequenter SCS-Stimulation zu erzielen.

In der vorliegenden Studie werden folgende Komponenten verwendet:

• BurstDR-Stimulation
• Bereits implantierte Pentalead oder Octrode (entweder bestehende Patienten oder neue Patienten nach Testphase und permanenter Implantation)
• Zusätzliche Muskelstimulation kann in einem kombinierten System zur Behandlung von Rückenschmerzen eingesetzt werden.

Diese Komponenten sind bereits im klinischen Einsatz. Die Kombination zur Behandlung von Rückenschmerzen wurde jedoch noch nicht in dieser Konstellation eingesetzt. Daher gibt es eine CE-Kennzeichnung für die Indikation und die Stimulationsarten. Diese Studie liegt außerhalb des Geltungsbereichs der MDR. Ziel der Studie ist es, festzustellen, ob Patienten durch Muskelstimulation zusätzlich zu ihrer bestehenden neuromodulatorischen Therapie mit einem Octrode eine weitere Verbesserung der Schmerzsymptome erfahren.

Zusammenfassende Beschreibung und kurze Begründung der Studie Die Behandlung chronischer Rückenschmerzen bleibt schwierig. Mit neuromodulatorischen Verfahren unter Verwendung neuartiger Wellentechnologien können nun erstmals Rückenschmerzen behandelt werden. Die Methoden sind jedoch noch unzureichend und nicht vollständig entwickelt. Daher wird in dieser Studie ein kombiniertes System aus neuromodulatorischer Behandlung und zusätzlicher Muskelstimulation zur Behandlung chronischer Rückenschmerzen eingesetzt. Die in diese Studie eingeschlossenen Patienten haben bereits den Prozess der Sondenimplantation und Anpassung an ihr individuell geeignetes Stimulationsmuster durchlaufen. Patienten werden ausgewählt, wenn die Sonde vor 0 - 5 Jahren implantiert wurde. Patienten mit implantierten Stabelektroden (Octrodes) und Plattenelektroden werden in die Studie eingeschlossen. Ziel dieser Studie ist es, zu untersuchen, ob eine zusätzliche Muskelstimulation die aktuelle Schmerztherapie optimieren kann. Nach Aufklärung über die Studie und Erteilung der Einwilligung werden die Fragebögen (Baseline) vor Studienbeginn ausgefüllt. Dann wird zusätzlich zur bestehenden BurstDR-Stimulation eine zusätzliche Muskelstimulation zweimal täglich für jeweils 30 Minuten begonnen und über 3 Monate fortgesetzt. Während dieser Zeit werden auch alle 4 Wochen die Schmerzwerte mittels visueller Analogskala (VAS), Oswestry Disability Index (ODI), EQ5D-5L, Pain Catastrophizing Scale (PCS), Pain Disability Index (PDI), Patient Global Impression of Change (PGIC) ermittelt. Am Ende von 3 Monaten werden die Fragebögen erneut ausgefüllt. Die VAS-Werte und die Werte aus den Fragebögen werden mit den Baseline-Werten verglichen. Zusätzlich werden mögliche Nebenwirkungen und unerwünschte Reaktionen, die durch die Stimulation ausgelöst werden könnten, zu diesem Zeitpunkt erfasst. Diese Studie ermöglicht es, die Kombination von Schmerzbehandlung mit BurstDR und gleichzeitiger Muskelstimulation mit Octrodes und Pentaleads bei chronischen Rückenschmerzen in einer prospektiven Studie zu untersuchen.

Ziele

1. Vergleiche BurstDR-Stimulation mit BurstDR-Stimulation + MSCS-Stimulation

   1. Primärer Endpunkt: VAS-Differenz
   2. Sekundäre Endpunkte: Pain Catastrophizing Scale (PCS), Oswestry Disability Index (ODI), EQ5D-5L, Pain Disability Index (PDI)
2. Bewertung der Patientenzufriedenheit (Patient Global Impression of Change (PGIC)), Patientenpräferenz
3. Vergleiche die Effekte zwischen einer chirurgischen Leitungsgruppe und einer perkutanen Leitungsgruppe
4. Vergleiche die Effekte zwischen neu implantierten Patienten (direkt nach Test) und implantierten Patienten

Studiendesign Aussage zum Studiendesign Prospektive, nicht randomisierte Open-Label-Studie Studienpopulation

1. Patienten, die erfolgreich mit Burst DR-Stimulation behandelt wurden, behandelt im Jessa Hospital Belgien. Gemäß den Einschluss- und Ausschlusskriterien.
2. Die Untersucher streben an, insgesamt 60 Patienten einzuschließen (A-priori-T-Test mit Effektgröße 0,25, Alpha 0,1, Power 0,80)
3. Die Untersucher streben an, eine gleiche Anzahl perkutaner und chirurgischer Leitungen einzuschließen
4. Wir streben an, eine gleiche Anzahl neu implantierter Patienten (direkt nach Test und permanenter Implantation) und bereits mit Burst DR behandelter Patienten in der bestehenden Population einzuschließen.

5. Daher werden die Untersucher einschließen:

   1. 15 Octrode-Patienten neu in Behandlung
   2. 15 Paddle-Lead-Patienten neu in Behandlung
   3. 15 Octrode-Patienten bereits in Behandlung
   4. 15 Paddle-Lead-Patienten bereits in Behandlung
6. Studienkontrollgruppe: Patienten sind ihre eigenen Kontrollen

Studienzentren Patienten werden im Jessa Hospital Hasselt, Universitätsklinikum Düsseldorf (Deutschland), VNeuro Praxia (Deutschland), Leeds Teaching Hospital (UK) rekrutiert

Anzahl der Probanden 60 Probanden

Berechnung der Stichprobengröße und geplante statistische Analysen Die Berechnung der Stichprobengröße wurde durchgeführt und schlägt vor, insgesamt 60 Patienten einzuschließen (A-priori-T-Test mit Effektgröße 0,25, Alpha 0,1, Power 0,80)

Einschluss- und Ausschlusskriterien

Hauptkriterien für den Einschluss:

1. Patienten mit PSPS Typ 2
2. Patienten mit vorherrschenden Rückenschmerzen
3. Patienten mit SCS(BurstDR)-Stimulation in situ mit >50% Schmerzlinderung. Patienten müssen mit ihrer bestehenden SCS-Therapie zufrieden sein und überwiegend ein BurstDR-Stimulationsprogramm verwenden. ) (Nur Responder auf diese Therapie sollten eingeschlossen werden, nicht Patienten, die bisher nicht auf ihre Therapie angesprochen haben.)
4. Patient muss bereit und in der Lage sein, vor jedem klinischen Untersuchungsverfahren eine schriftliche Einwilligungserklärung zu erteilen
5. Alter ≥18 Jahre
6. Basisscore für Rückenschmerzen von ≥6 auf der NRS vor Rückenmarkstimulationstherapie und ein MCID (minimaler klinisch wichtiger Unterschied) von >30% mit SCS(BurstDR)-Stimulation.
7. Bereit und in der Lage, den Gebrauchsanweisungen zu folgen, das Studiengerät zu bedienen und diesem klinischen Untersuchungsplan zu entsprechen

Hauptkriterien für den Ausschluss:

1. Pathologie in bildgebenden Tests, die klar identifiziert ist und wahrscheinlich die Ursache der CLBP ist, die chirurgisch behandelt werden kann, oder damit zusammenhängt:

   • vaskuläre Ursachen (z.B. Aortenaneurysma)
   • Wirbelsäuleninfektion (z.B. Osteomyelitis)
   • Entzündung oder Schädigung des Rückenmarks (z.B. Arachnoiditis oder Syringomyelie)
   • Tumor oder spinale Metastasen
   • Schwere skoliotische Deformität (>11° in Brust- oder Lendenwirbelsäule)
2. Primäres Symptom Beinschmerzen oder Beinschmerzen sind stärker als Rückenschmerzen
3. Hat weit verbreitete Schmerzen (z.B. Fibromyalgie) oder Schmerzen in anderen Bereichen, die in dieser Studie nicht behandelt werden sollen (z.B. Nackenschmerzen, Schulterschmerzen)
4. Patient hat in den letzten 30 Tagen eine Morphinequivalent-Tagesdosis von >50 MME verwendet
5. Patienten mit regelmäßiger Einnahme von systemischen Steroiden (außer inhalativen Steroiden zur Behandlung von Asthma)
6. Bekannte allergische Reaktion auf implantierte Materialien
7. Patient hat eine Vorgeschichte oder bestehende intrathekale Medikamentenpumpe
8. Patient hat frühere Erfahrung mit neuromodulatorischen Geräten, einschließlich eines gescheiterten Tests
9. BMI >40
10. Patient ist eingeschrieben oder beabsichtigt die Teilnahme an einer anderen klinischen Arzneimittel- und/oder Gerätestudie oder einem Register, das die Ergebnisse dieser Studie beeinträchtigen könnte.
11. Vorhandensein anderer anatomischer oder komorbider Zustände oder anderer medizinischer, sozialer oder psychologischer Bedingungen, die nach Meinung des Untersuchers die Fähigkeit des Probanden zur Teilnahme an der klinischen Untersuchung oder zur Einhaltung der Nachverfolgungsanforderungen der klinischen Untersuchungsergebnisse einschränken könnten
12. Fehlgeschlagene psychologische Evaluation
13. Verdacht oder Hinweise auf unbehandelte psychische Erkrankungen, Substanzmissbrauch oder Drogensuchverhalten
14. Patient befindet sich in aktueller Rechtsstreitigkeit wegen Rückenschmerzen/-verletzungen oder erhält derzeit Arbeitsunfähigkeitsentschädigung
15. Schwangere oder stillende Probanden und solche, die während des Nachbeobachtungszeitraums der klinischen Untersuchung eine Schwangerschaft planen.

5. Probandenverfahren Die Datenerhebung wird elementar sein und auf retrospektiver Extraktion aus klinischen Aufzeichnungen und von Daten basieren, die Teil einer routinemäßigen klinischen Sammlung sind. Es wird eine Neuprogrammierung erfolgen, bei der der Proband zusätzlich zum laufenden BURST DR-Programm ein zusätzliches Stimulationsprogramm erhält. Patienten werden gebeten, spezifische patientenadministrierte Fragebögen auszufüllen, um die Behandlungsergebnisse zu bewerten.

Neurostimulation Nach der Rekrutierung der Patienten werden sie als ambulante Patienten in die Klinik bestellt und über die Studie informiert. Dies wird von einer schriftlichen Einwilligung gefolgt. Anschließend werden die Baseline-Fragebögen ausgefüllt, um die aktuelle Schmerzsituation zu bewerten. Darauf folgt eine körperliche Untersuchung. Dann wird die für den Patienten am besten geeignete Form der Muskelstimulation getestet.

Während der Untersuchung liegt der Patient bequem in Bauchlage auf einem Bett.

Die Muskelstimulation wird mit der Position der Sonde im Röntgenbild korreliert (z.B.

Sondenposition thorakal 8-9, Sondenposition thorakal 9-10, Sondenposition thorakal 11-12).

Die Frequenzen 4Hz, 8Hz, 12Hz, 16Hz und 20Hz werden getestet. Diese Frequenzen werden jeweils mit verschiedenen Kontaktkombinationen der Elektrode getestet. Dann wird festgestellt, welche Frequenz mit welchen Kontakten die beste Wirkung für den Patienten erzielt. Sobald das optimale Stimulationsmuster gefunden wurde, wird der Patient gebeten, sich auf den Rücken zu legen. Das zuvor getestete optimale Stimulationsmuster wird nun erneut getestet, um zu überprüfen, ob es trotz minimaler Änderungen der Elektrodenposition in Rückenlage und Muskeln unter anderer Belastung das optimale Stimulationsmuster bleibt. Wenn dies nicht der Fall ist, werden weitere Anpassungen vorgenommen, bis das ideale Stimulationsmuster für den Patienten erreicht ist. Sobald dies bestimmt ist, wird die Muskelstimulation auf diese Weise fortgesetzt.

Die Muskelstimulation wird nun mit der für den Patienten bestimmten optimalen Kontaktkombination von Elektrode und Frequenz durchgeführt. Die Muskelstimulation wird wie folgt durchgeführt: Sie wird zweimal täglich für eine halbe Stunde um 9 Uhr morgens und 20 Uhr abends durchgeführt. Dafür wird ein spezielles Programm erstellt. Der Patient kann dieses selbstständig ein- und ausschalten. Das BurstDR-Programm läuft während der Muskelstimulation nicht weiter und wird vom Patienten während der Muskelstimulation allein ausgeschaltet. Die Techniker sind während der Eingriffe immer anwesend und führen die Programmierung durch. Sie führen auch die Einstellungen am Patienten nach dem Eingriff durch und arbeiten weiter eng mit dem Patienten zusammen. Wenn Patienten Fragen zum System haben, können sie sich auch direkt (telefonisch) an die Techniker wenden, um Rat einzuholen, z.B. wenn sie Probleme mit den Stimulationseinstellungen haben. Die Techniker sind mit dem System sehr vertraut, da einige von ihnen seit Jahren mit den Patienten arbeiten.

Fragebögen:

Folgende Daten werden während Baseline, 4 Wochen, 8 Wochen und 12 Wochen nach MSCS vom Patienten erhoben:

1. Visuelle Analogskala (entsprechend den Beschwerden) für Bein- und Rückenschmerzen
2. Pain Disability Index (PDI)
3. Pain Catastrophizing Scale (PCS)
4. Oswestry Disability Index (Nacken oder Rücken, ODI)
5. EuroQol - 5D (EQ5D)
6. Patient Global Impression of Change (PGIC)

Folgende Daten werden während Baseline, 4 Wochen, 8 Wochen und 12 Wochen nach MSCS vom Arzt erhoben:

1. Schmerzmedikation (WHO-Klassifikation)
2. Schmerzinformationen: Dauer, Ort und Art der Schmerzen (kategorisch)
3. Elektrodenimplantationsort
4. Elektrodentyp, IPG-Typ
5. Programmierparameter für BURST DR (Anoden, Kathoden, Frequenz, Burst-Frequenz, Impulsbreite, Amplitude)
6. Programmierparameter für MSCS (Anoden, Kathoden, Frequenz, Impulsbreite, Amplitude) Fragebögen werden digital auf einem iPad (bereitgestellt von der Neurochirurgie-Abteilung während des Studienbesuchs) mit der Back-App in einem speziellen Design für diese Studie bereitgestellt. Wenn Patienten nicht in der Lage sind, das iPad zu verwenden, hilft ihnen das Studienteam. Bei Bedarf können Papierfragebögen bereitgestellt und anschließend vom Studienteam im eCRF ausgefüllt werden.