Estimulación neural para agarrar la mano en personas con tetraplejía (AGILIS)

La estimulación eléctrica de los músculos se utiliza desde hace décadas en unidades de rehabilitación especializadas en el tratamiento de lesiones medulares. Se ha demostrado que es eficaz para desarrollar músculo y prevenir la atrofia muscular después de una lesión de la médula espinal (LME) o un accidente cerebrovascular. También se puede utilizar para reducir la espasticidad y, sobre todo, para promover un control motor funcionalmente útil. Se trata entonces de una Estimulación Eléctrica Funcional (FES). En la persona tetrapléjica marcada por una grave deficiencia motora de las extremidades superiores, la FES es hoy la única técnica que permite restaurar movimientos de prensión funcionales en el caso de que los recursos musculares activos debajo de los codos estén ausentes o sean demasiado débiles para permitir la cirugía de transferencia de tendones.

Al igual que "Freehand", todos los dispositivos que utilizan FES estimulan directamente los músculos (electrodos superficiales, intramusculares o epimisiales) y por lo tanto requieren un elevado número de componentes internos con un riesgo teórico de infección y mayor rechazo. ya que cada músculo debe activarse mediante un electrodo (hasta 12 en el caso de "FreeHand"). Los investigadores proponen en cambio una estimulación neural selectiva, ya que permite estimular varios músculos a través de un solo electrodo. La estimulación neural requiere menos energía para la activación muscular. En nuestro enfoque, se implantarán tres electrodos por encima del codo en los nervios mediano, cubital y radial. Esto reduce considerablemente el número de elementos implantados y por tanto i) el riesgo de infección, ii) el riesgo de fracaso, iii) el riesgo quirúrgico gracias a la cirugía mínimamente invasiva. El procedimiento consistió en colocar un electrodo de manguito multicontacto alrededor de los nervios radial, cubital o mediano y observar los efectos de la estimulación eléctrica neural en términos de selectividad muscular, fuerza producida y movimiento inducido. En un estudio anterior, los investigadores ya demostraron a través de pruebas intraoperatorias agudas (bajo la aprobación del Comité de Ética, #NCT03721861) que:

No se observó ningún fallo de los electrodos ni del estimulador. Para los 8 sujetos, fue posible estimular selectivamente los grupos musculares para obtener la apertura del pulgar y los dedos, o la flexión del pulgar, los dedos y posiblemente obtener un agarre funcional como las pinzas con oposición del pulgar o agarre palmar.

Un segundo estudio de factibilidad (registro del comité de ética #2016-A00711-50) con 17 pacientes tetrapléjicos evaluó la capacidad del sujeto para usar contracciones voluntarias de sus músculos lesionados (registros EMG en 8 sujetos) o movimientos voluntarios de hombros (registros inerciales en 9 sujetos) controlar los movimientos de una mano robótica o la activación de una estimulación eléctrica superficial de los músculos del antebrazo. Todos los pacientes lograron dominar la interfaz propuesta después de un breve período de familiarización.

A partir de los resultados de estos dos estudios, el investigador desea dar un paso más en el desarrollo de un dispositivo de ayuda al agarre para pacientes con lesión medular proponiendo la implantación de tres electrodos de manguito con conexión percutánea en el brazo de personas con tetraplejía. Los electrodos se mantendrán colocados durante un período de 1 mes antes de ser definitivamente explantados. Un cable implantado conectará los electrodos a un conector externo. En 2020 se realizó un estudio preliminar basado en la implantación de solo 2 electrodos (en el nervio mediano y el radial) en 2 pacientes. v Ninguno de los 2 participantes presentaba comorbilidad general y local. La aceptabilidad fue óptima. Ninguna de las configuraciones de estimulación generó movimientos contradictorios. La tasa de éxito en la ejecución de tareas por parte de la mano electroestimulada superó el objetivo del 50% (54% y 51% para el paciente 1 y 2 respectivamente). La tasa de cumplimiento de las órdenes de control en ambos pacientes fue > 90 % usando detección basada en IMU de movimiento y 100 % usando detección basada en EMG en el paciente 1. Estos resultados apoyan la relevancia de la estimulación neural del miembro superior tetrapléjico con un abordaje más selectivo, utilizando electrodos epineurales multicontacto con 9 y 6 puntos de contacto para el nervio mediano y radial respectivamente.