Leikkausta edeltävän sähköstimulaation vaikutus ääreishermojen uusiutumiseen.

Tarkoitus:

Tämän tutkimustutkimuksen tarkoituksena on määrittää leikkausta edeltävän sähköstimulaation (ES) vaikutus sensoristen hermojen regeneraatioon digitaalisissa hermoissa, jotka on leikattu traumaattisesti ja jotka on sittemmin korjattu kirurgisesti.

Hypoteesi:

Aiempien eläin- ja ihmistutkimusten perusteella oletamme, että leikkausta edeltävä ES parantaa merkittävästi käden sensorisen hermon regeneraatiota verrattuna pelkkään leikkaukseen traumaattisen digitaalisen hermon haavan jälkeen. Lisäksi oletamme, että preoperatiivisella ES:llä ja postoperatiivisella ES:llä on additiivinen vaikutus aistihermon regeneraatioon verrattuna preoperatiiviseen ES:ään ja pelkkään leikkaukseen.

Perustelut:

Ääreishermojen traumaattinen vaurio on yleisin nuorella väestöllä; Tästä syystä vammaisuudesta aiheutuu huomattavia kustannuksia potilaalle ja yhteiskunnalle tuottavuuden menetyksestä ja kuntoutukseen käytetyistä terveydenhuollon dollareista. Huolimatta suurista ponnisteluista kirurgisen tekniikan parantamiseksi, toiminnallinen tulos ei ole merkittävästi muuttunut viimeisen kolmenkymmenen vuoden aikana. Peruuttamaton denervaatio, kohdelihasten surkastuminen ja hitaan tai poikkeavan aksonin kasvun aiheuttama häiriintynyt tunne ovat edelleen merkittävä haaste. Tällä hetkellä käytetään postoperatiivista sähköstimulaatiota edistämään aksonien regeneraatiota tehokkaasti. Vaurioituneen ääreishermon ennen leikkausta ehdollistamista sähköstimulaatiolla ei ole kuitenkaan tutkittu ihmispopulaatiossa.

Leikkausta edeltävä kuntoutus vaurioituneiden ääreishermojen sähköstimulaatiolla (ES) on erityisen lupaava. Hoitovaurioiden vaikutusmekanismi koostuu regeneratiivisten assosioituneiden geenien sekä cAMP- ja JAK/STAT-reittien säätelystä. Eläinmalleista saadut tiedot, jotka tutkivat ääreishermojen leikkausta edeltävän sähköstimulaation vaikutusta, osoittavat, että tämä tekniikka edistää ääreishermon aksonien regeneraatiota. Senger ym. ovat osoittaneet, että sähköstimulaatio tuotti aksonien regeneraatiota, joka vastaa perinteistä esikäsittelyä murskausleesiota. Siten sähköstimulaation on osoitettu olevan käyttökelpoinen menetelmä ääreishermojen esikäsittelyssä, jotta voidaan edistää aksonien uudelleensäätelyä ennen hermon primaarista koaptaatiota. Senger et ai ovat myös tutkineet tämän parantuneen aksonien regeneraation vaikutusmekanismia eläimissä, jotka on esikäsitelty sähköisellä stimulaatiolla, ja ovat havainneet regeneratiivisten assosioituneiden geenien lisääntymistä.

Leikkauksen jälkeisen sähköstimulaation vaikutus kirurgisesti korjattuihin ääreishermoihin on kuvattu hyvin yksityiskohtaisesti kirjallisuudessa. Siten voi olla synergististä yhdistää ennen leikkausta ja sen jälkeistä sähköstimulaatiota. Aiemmin eläintyötä on muunnettu potilaille, joilla on digitaalisen hermon leikkaus ja korjaus sekä rannekanavaoireyhtymä. Wong ym. osoittivat, että ne potilaat, joille tehtiin täydellinen digitaalisen hermon leikkaus, kirurginen korjaus ja leikkauksen jälkeinen 1 tunti jatkuvaa 20 Hz ES:tä, osoittivat johdonmukaisesti suurempia parannuksia kaikissa sensorisissa muodoissa 5-6 kuukautta leikkauksen jälkeen verrattuna kontrolleihin. Gordon ym. osoittivat, että lyhyt leikkauksen jälkeinen ES johti voimakkaaseen motoriseen uudelleenhermotukseen perälihaksissa 3 kuukaudessa, kun taas kontrollipotilailla se kesti yli vuoden.

Nix ja Hopf osoittivat, että murskatun motorisen hermon matalataajuinen ES jalkapohjaan kaneilla kiihdytti lihasvoimatuotannon paranemista kahdella viikolla verrokkeihin verrattuna. Pocket ja Gavin osoittivat rottamallia käyttäen, että murskattujen iskiashermojen varvassumutusrefleksi palautui huomattavasti nopeammin matalataajuisella ja matalan intensiteetin ES:llä. Al-Majed ym. osoittivat, että yksi tunti matalataajuista 20 Hz ES:tä leikatuista ja korjatuista rotan reisiluun hermoista kiihdytti hidasta porrastettua regeneraatiota, joka kasvaa korjauskohdassa, sekä tehosti ensisijaista motorista uudelleenhermotusta. Vaikka ES viivästyi jopa 2 viikkoa rotan reisiluun hermon korjauksen jälkeen, tehostavat vaikutukset säilyivät edelleen. Saman vuoden kumppanitutkimuksessa nämä tutkijat osoittivat, että ES säätelee aivoista peräisin olevaa neurotrofista tekijää ja sen reseptorin trkB:tä kahden ensimmäisen päivän aikana leikkauksen jälkeen. Brushart ym. osoittivat, että lyhyt matalataajuinen ES parantaa uudelleenhermotuksen spesifisyyttä. Geremia et al suorittivat keskeisen tutkimuksen, joka osoitti aksonien regeneraation lisääntymistä sensorisissa hermosoluissa, jos leikkauksen jälkeinen ES oli enintään 1 tunti. Vaikutus heikkeni, jos stimulaatiojakso oli pidempi.

Tähän mennessä ei ole tehty tutkimuksia, joissa tarkasteltaisiin leikkausta edeltävän ehdottelun vaikutusta ihmisen ääreishermojen sensoriseen hermotukseen ES:n kanssa. Ottaen huomioon Sengerin et al. saatujen eläintietojen lupaavan luonteen ja kirurgisesti korjattujen ääreishermojen postoperatiivisen sähköstimulaation hyvin dokumentoidun tehokkuuden, suunnittelimme tämän tutkimuksen arvioimaan ES:llä suoritetun preoperatiivisen kuntoutuksen vaikutuksia sekä ennen leikkausta. -leikkauksen ja leikkauksen jälkeinen ES digitaalisen hermon sensorisessa palautumisessa leikkauksen ja korjauksen jälkeen.

Tavoitteet:

Tällä tutkimuksella on kaksi tavoitetta. Selvittää leikkausta edeltävän ES:n vaikutus yksinään sekä yhdistettynä leikkauksen jälkeiseen ES:hen digitaalisen hermon aistin regeneraatioon, leikkauksen jälkeiseen ja kirurgiseen korjaukseen verrattuna vertailupotilaisiin, joilla oli pelkkä leikkaus.

Tutkimusmenetelmä/menettelyt:

Design:

Tämä on kaksoissokkoutettu satunnaistettu lumekontrolloitu tutkimus, jossa testataan ES:n vaikutusta aistinvaraiseen (digitaaliseen) hermostoon ihmisen kädessä. Potilaat rekrytoidaan käsitraumaklinikoihin (plastic Surgery) eri puolilla Edmontonia. Kun tutkimushenkilö on saanut suostumuksensa tutkimukseen, hänelle tehdään useita testejä (Semmes-Weinsteinin monofilamenttitesti, 2-pisteen erottelu, kvantitatiivinen aistinvarainen testaus kylmän, lämpimän ja kuuman kipukynnysten selvittämiseksi sekä käsivarren, hartia- ja olkapäiden vammaisuus). Käsi [DASH]-kyselylomake) ennen leikkausta määrittääkseen heidän lähtötasonsa puutteensa ennen leikkausta.

Leikkaus:

Kaikki kirurgit ja intraoperatiivinen henkilökunta sokeutuvat kokeellisesta hoidosta. Kaikki toimenpiteet ovat samat jokaiselle leikkausosaston potilaalle. Potilaat saavat digitaalisen hermon hoidon tavanomaisen kirurgisen korjauksen mikroskooppisella suurennuksella ja käyttämällä ohuita ompeleita. Jokaiselle potilaalle asetetaan 2 hienomittaista tefloneristettyä johtoa (steriloitu sairaalassa, jossa leikkaus tehdään) lähelle hermovauriokohtaa, pois ompelemiskohdasta, 3 päivää ennen leikkausta ja välittömästi leikkauksen jälkeen. Nämä johdot kiinnitetään sähköstimulaattoriin, joka aktivoi hermon ja lähettää toimintapotentiaalia kohti solurunkoa. Tästä syystä potilas ei saa saada paikallispuudutusta, koska se tukkiisi natriumkanavat, estäisi toimintapotentiaalin leviämisen ja mitätöisi sähköstimulaation vaikutukset.

Leikkauksen jälkeinen toipuminen:

Potilaiden perusominaisuudet arvioidaan kolme päivää ennen suunniteltua leikkauspäivää, 1 ohutta johtoa implantoidaan perkutaanisesti proksimaalisesti oletetun hermovauriokohdan suhteen, nämä johdot kiinnitetään sähköstimulaattoriin (malli SD9, Grass Instruments, Providence , RI, USA). Siinä vaiheessa suoraan työhuoneeseen liittyvä henkilökunta poistuu huoneesta. Tutkimusavustaja, joka ei muuten ole sidoksissa tutkimukseen, ottaa tehtävän. Läpinäkymätön kirjekuori, joka sisältää lasketun generoidun satunnaiskoodin, avataan potilashoitoryhmän määrittämiseksi.

Hoitoryhmä A: Preoperatiivinen stimulaatio valeleikkauksen jälkeisellä stimulaatiolla

Tähän ryhmään satunnaistetut potilaat saavat 1 tunnin jatkuvaa sähköstimulaatiota kolme päivää ennen suunniteltua leikkauspäivää. Taajuus asetetaan 20 Hz:iin ja sähköpulssien jännite ja kesto nostetaan peräkkäin siedettävään enimmäisrajaan. Kun hermo tottuu stimulaation tunteeseen, jännite nousee seuraavaan siedettävään kynnykseen ja tämä toistuu koko tunnin ajan. Kun stimulaatio on valmis, stimulaattori irrotetaan ja potilaalle ilmoitetaan leikkauspäivä. Johdot irrotetaan leikkausta edeltävän ajan päätyttyä. Näille potilaille istutetaan leikkauksen aikana ohuita johtoja leikkauksen jälkeistä valestimulaatiota varten. Leikkauksen jälkeisessä toipumishuoneessa stimulaattori on kiinnitetty niiden johtoihin. Jännite kasvaa kuitenkin vain tasolle, jonka he pystyvät havaitsemaan. Stimulaattori sammutettiin sitten potilaiden tietämättä. Kaikki liitännät jätetään paikoilleen. Näiltä potilailta johdot poistetaan ensimmäisen seurannan yhteydessä viikon sisällä.

Hoitoryhmä B: Pre-operatiivinen ja postoperatiivinen stimulaatio:

Tähän ryhmään satunnaistetut potilaat saavat 1 tunnin jatkuvaa sähköstimulaatiota kolme päivää ennen suunniteltua leikkauspäivää ja sitten uudelleen välittömästi leikkauksen jälkeen. Taajuus asetetaan 20 Hz:iin ja sähköpulssien jännite ja kesto nostetaan peräkkäin siedettävään enimmäisrajaan. Kun hermo tottuu stimulaation tunteeseen, jännite nousee seuraavaan siedettävään kynnykseen ja tämä toistuu koko tunnin ajan. Kun stimulaatio on valmis, stimulaattori irrotetaan ja potilaalle ilmoitetaan leikkauspäivä. Johdot irrotetaan leikkausta edeltävän ajan päätyttyä. Tähän ryhmään satunnaistetut potilaat saavat myös tunnin jatkuvaa sähköstimulaatiota leikkauksen jälkeen. Näille potilaille istutetaan leikkauksen aikana ohuita johtoja postoperatiivista stimulaatiota varten. Leikkauksen jälkeisessä toipumishuoneessa stimulaattori on kiinnitetty niiden johtoihin. Taajuus asetetaan 20 Hz:iin ja sähköpulssien jännite ja kesto nostetaan peräkkäin siedettävään enimmäisrajaan. Kun hermo tottuu stimulaation tunteeseen, jännite nousee seuraavaan siedettävään kynnykseen ja tämä toistuu koko tunnin ajan. Kun stimulaatio on valmis, stimulaattori irrotetaan ja potilaalle ilmoitetaan seuraavasta seurannasta. Langat poistetaan ensimmäisellä seurannalla viikon sisällä ensimmäisellä sidoksen ja lastan vaihdolla

Sham-Placebo Control Group

Näillä potilailla stimulaattori kiinnitetään johtoihinsa 3 päivää ennen suunniteltua leikkauspäivää ja leikkauksen jälkeen, kuten edellisissä ryhmissä. Jännite kasvaa kuitenkin vain tasolle, jonka he pystyvät havaitsemaan. Stimulaattori sammutettiin sitten potilaiden tietämättä. Kaikki liitännät jätetään paikoilleen tunnin ajaksi. Näiltä potilailta poistetaan johdot samalla tavalla ennen leikkausta tehdyn ajan päätyttyä ja ensimmäisessä leikkauksen jälkeisessä seurannassa viikon sisällä leikkauksesta.

Leikkauksen jälkeinen seuranta:

Kaikille potilaille tehdään viikon leikkauksen jälkeinen käynti, jonka jälkeen heitä seurataan kuukausittain, jossa tehdään aiemmin mainitut tuntohermon arviointitestit sekä aistihermon johtumistutkimukset ja Kanadan ammatillinen suorituskykymittaus. Käyntejä on yhteensä kuusi kuukautta, jokainen käynti kestää noin 1,5 tuntia.

Otoskoon laskeminen

Perustuu Geremia et al.:n keskeiseen asiakirjaan; rotalla ero regeneroituneiden sensoristen aksonien lukumäärässä 1 tunnin ES:n jälkeen oli 397+/-321 (SD) verrokkeihin verrattuna. Kun tyypin I virhe on 0,05 ja tyypin II virhe 0,80, hoitoryhmässä tarvittaisiin 20 otoskoko ja kontrolliryhmässä sama määrä. Selvittääksemme 10 % mahdollisista potilaiden seurannan menettämisestä pyrimme rekrytoimaan yhteensä 66 potilasta. Tietojen seurantaryhmä tekee välianalyysin, kun ensimmäiset 10 potilasta ovat suorittaneet 6 kuukauden seurantansa.

Suunnitelma tietojen analysointiin:

Protokollakohtainen analyysi suoritetaan. Kaikki tulokset raportoidaan muodossa keskiarvo + keskihajonta. Opiskelijan t-testi ja Fischer-testi suoritetaan etukäteen demografisten erojen määrittämiseksi hoitoryhmien välillä. Erot aistinvaraisten testien tuloksissa arvioidaan chi square -testauksella. ANOVAa käytetään testauksen toistettavuuden määrittämiseen vertaamalla tuloksia kontralateraaliseen käteen. ANOVA-varianssianalyysi suoritetaan myös kaikille hoidon jälkeisille aikapisteille sen määrittämiseksi, eroavatko hoidot ajan myötä. 5 % (alfa) tasoa pidetään tilastollisesti merkitsevänä erona.