Transkutaaninen sähköinen hermon esto keskitaajuisella vaihtovirralla (tMFAEC)

1. JOHDANTO JA PERUSTELUT

Neurologisista häiriöistä kärsivillä potilailla esiintyy usein ei-toivottuja sensorimotorisia aktiviteetteja mm. yliherkkyys, spastisuus ja hyper- ja dystonia. Näiden vammojen voittamiseksi käytetään erilaisia ​​terapeuttisia interventioita, mm. suun kautta otettavat lääkkeet, botuliinineurotoksiini-injektiot, paikallispuudutteet, transkutaaninen sähköstimulaatio ja leikkaukset toteutetaan. Nämä eivät kuitenkaan usein tarjoa pysyviä ratkaisuja. Sähköstimulaatio keskitaajuisilla vaihtosähkövirroilla (MFAEC; 2–50 kHz) voi estää perifeeristen motoristen hermojen toimintaa ja voimantuotantoa, kun se implantoidaan suoraan kiinnostavan ääreishermon päälle. Transkutaanisten keskitaajuisten vaihtosähkövirtojen (tMFAEC) anto, eli sähkövirtojen anto ihon läpi, saattaa tarjota vähemmän invasiivisen vaihtoehdon. Teoriassa tMFAEC:n antaminen tuntohermoon voi jopa johtaa osittaiseen tai täydelliseen (palautuvaan) hermotukkoon, jolloin se toimii anestesiana kirurgisten tai kivuliaita toimenpiteitä varten. Kim et al.:n lupaava prekliininen tutkimus1 osoitti jo, että tMFAEC-stimulaatio 10 kHz:llä voi osittain estää sekä sensorista havaintoa että motorista aktiivisuutta.

1. TAVOITE JA HYPOTEESI

   Tämän tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena on vahvistaa aikaisemmat tulokset kirjallisuudessa.

   Oletuksena on, että tMFAEC-stimulaatio distaalisessa mediaanihermossa:

   • Vähennä aistihavaintoa etu- ja keskisormessa
   • Estää etu- ja keskisormen voimantuotantoa

2. TULOKSET 2.1 Ensisijainen tulosmittaus

   Perifeerisen sensorisen havainnon ja voiman tuotannon arviointi etu- ja keskisormessa, kun tMFAEC:tä käytetään kiinteällä 31,5 mA:n virran intensiteetillä 10 kHz:n taajuudella distaaliseen mediaanihermoon. Perifeeristä aistinvaraista havaintoa mitataan Semmes-Weinstein-monofilamenttitutkimuksella ja painealometrialla, joka mittaa tunto- ja paineaistimuksia. Voimantuoton arviointi mitataan elektronisella käsidynamometrillä (CompuFet 2).

   2.2 Toissijaiset tulostoimenpiteet I. Osallistujan tMFAEC:n turvallisuuden varmistaminen määrittämällä osallistujalle siedettävä enimmäiskapasiteetti. Määritys arvioidaan nostamalla tMFAEC asteittain yksilölliseen kipukynnykseen maksimivirran intensiteetillä 35 mA.

   II. Arvio eri taajuuden eli 2 kHz:n vaikutuksesta kiinteällä 31,5 mA:n virranvoimakkuudella sensomotorisen eston tasoon.

   III. Kahden olennaisesti erilaisen elektrodin vaikutuksen arviointi (esim. PALS Platinum Electrodes 50x50mm ja 3M™ Red Dot™ Elektrode vaahtopohjainen klevende geeli, 2228) sensomotorisen eston tasolla.

   IV. Impedanssin tason arviointi suhteessa taajuuteen ja impedanssin vaikutus sensomotorisen eston tasoon.

   V. Arviointi keskihermon syvyyden vaikutuksesta kyynärvarren keskitasolla sensorimotorisen eston tasoon.

3. TUTKIMUSMENETTELY JA MITTAUKSET

Ensin tunnistetaan keskihermon sijainti ja syvyys (mm) käyttämällä Sono Site Xporte -ultraäänilaitetta, jossa on korkeataajuinen lineaarinen anturi HFL38 (15-6 MHz). Keskihermon yli oleva iho puhdistetaan eetterillä. Elektrodi 1 asetetaan iholle, joka on mediaanihermon päällä lähellä poikittaista rannesidettä. Elektrodi 2 sijoitetaan 7 cm korkeammalle kuin elektrodi 1, aivan kyynärvarren mediaanihermon kulman yläpuolelle (tunnistetaan ultraäänellä). Elektrodien sijoittelua säädetään hieman, jos MFAC-stimulaatio aiheutti ei-toivottua lihasten supistumista toissijaisesti hermo-lihasliitoksen suoran stimulaation tai hermon asynkronisen laukaisun seurauksena. Esimerkiksi, jos stimulaatio aiheuttaa lihasten supistumisen, elektrodien sijaintia siirretään hieman (noin 0,5 cm) kyynärluuhun tai proksimaaliseen puoleen.

Tämän jälkeen osallistujat istutetaan tuolille ja heidän kätensä asetetaan testipöydälle. Tuolin korkeus säädetään siten, että osallistujat voivat nostaa kätensä pöydälle siten, että molemmat olkapäät ovat noin 35 asteen abduktiokulmassa ja 45 asteen taivutuskulmassa ja kyynärpäät noin 45 astetta. Jäykkää Styrofoam™-levyä käytetään tukemaan sekä ranteita että käsivarsia.

Käytämme seuraavaa laitetta tMFAEC-stimulaation soveltamiseen pintaelektrodien kautta (PALS Platinum Electrodes 50x50mm ja 3M™ Red Dot™ Elektrode foam base klevende gel, 2228) ja impedanssitason mittaamiseen:

● DS5-eristetty bipolaarinen vakiovirtastimulaattori

Kaksivaiheisen, tasaisen, moduloimattoman 10 kHz:n vaihtovirran luomiseksi generoimme aaltomuodon signaaligeneraattorilla ja toimitamme sen DS5-tuloon.

Semmes-Weinsteinin monofilamenttitutkimus ja painealometria:

Nämä testit suoritetaan lähtötasolla ja 100 %:n virranvoimakkuudella sekä 2kHz:n että 10 kHz:n stimulaatioryhmässä.

Tuntemus – Käytetään 20 nailonmonofilamentin sarjaa, jotka luokitellaan monofilamentin halkaisijan mukaan. Jokainen monofilamentti puristetaan ihoa vasten alkaen pienimmästä halkaisijasta, jotta saadaan nouseva kynnystestimenetelmä. Kaikkia monofilamentteja pidetään kosketuksissa ihoon, kunnes se taipuu (luo "C-kirjaimen") ja poistetaan sitten 1 sekunnin kuluttua. Tämän testin aikana kaikkia osallistujia pyydetään sulkemaan silmänsä ja ilmoittamaan, havaitsevatko he monofilamenttistimuloinnin.

Sekä 2 kHz:n että 10 kHz:n kohdalla tMFAEC-stimulaatiota sovelletaan 5 sekunnin ajan. Sitten monofilamenttistimulaatio alkaa 1–3 sekuntia tMFAEC-stimulaation aloittamisen jälkeen, jotta osallistujat eivät voi ennakoida monofilamenttistimulaation alkamista.

Tuntemiskynnys kirjataan milligrammoina valmistajan ohjeiden mukaisesti ja voimaarvot esitetään logaritmisella asteikolla.

Painetuntuma/kipu - Käytetään halkaisijaltaan 1 senttimetrin algometriä. Painetta kohdistetaan kohtisuoraan algometrin avulla. Osallistujia ohjeistetaan ilmoittamaan, kun he tuntevat siirtymisen kosketuksesta/paineesta kipuun, mikä vastaa kunkin osallistujan paineen kipukynnystä. Painetta nostetaan 1 kg/cm² ja vapautetaan sen jälkeen, kun koehenkilö ilmoittaa kipua. Painetta kohdistetaan tMFAEC-stimulaation jälkeen. Kun paineen kipukynnys saavutetaan, tMFAEC-stimulaatio lopetetaan.

Kaikki paineen kipukynnysarvot kirjataan kg/cm².

Voiman tuotannon arviointi: Tämä testi suoritetaan lähtötasolla ja 100 % intensiteetillä.

Kämmenen alle asetetaan räätälöity muovikehys (120 x 110 mm), jossa on kaari, jotta ranteen pidennys ja metacarpophalangeal flexio säilyy noin 0°. Seuraavaksi osallistujan ranteen ja kyynärvarren kiinnitykseen käytetään kahta hihnaa testausalustalle rajoittamaan voiman siirtymistä proksimaalisista lihaksista sekä kyynär- ja olkanivelistä.

Osallistujat painavat voimaanturia (eli elektronista käsidynamometriä (CompuFET 2)) kunkin etusormen ja keskisormen proksimaalisen phalanxin päässä. Ranteen ja käden asento optimoidaan maksimoimaan käsien sisäisten lihasten panoksen. Kohdevoiman määrittämiseksi osallistujia pyydetään painamaan antureita käyttämällä maksimaalista vapaaehtoista supistumista (MVC). MVC-mittausten aikana digitaalinen monitori antaa visuaalista palautetta virtuaalisista sormivoimista, jotka lasketaan etu- ja keskisormen tuottamien voimien summana. MVC-mittaus toistetaan 3 kertaa ja arvoista lasketaan keskiarvo.

3-5 harjoituskerran jälkeen tehtävä toistetaan MFAC-stimulaatiolla. Tehtävät suoritetaan neljässä tilanteessa: 90-100 % MVC, 100 % tMFAEC-stimulaatio 2kHz tai 10kHz taajuudella ja platina- tai 3M-elektrodien käyttö. Nämä 4 ehtoa toistetaan 3 kertaa. Jokaisen mittauksen välissä annetaan 1 minuutin tauko.

8. TILASTOANALYYSI Tiedot esitetään käyttäen keski- ja keskihajonnan arvoja tai mediaani- ja kvartiiliväliä tietojen jakautumisen mukaan (normaali tai ei-normaalijakauma).

8.1 Ensisijainen tutkimuksen tulos Sensomotorisen eston tason kosketuskynnyksen vertaaminen lähtötilanteen ja 100 % MFAC-intensiteetin (31,5 mA) välillä kahdella eri stimulaatiotaajuudella, eli 2 kHz ja 10 kHz, yksisuuntainen ANOVA toistuvin mittauksin (jos kyseessä on normaali jakautuminen). jokaiselle etusormelle ja keskisormelle käytetään Friedman-testiä (jos normaalijakaumaa ei ole) ja sitä seuraa post-hoc-testi.

Painekipukynnysten vertailua varten etu- ja keskisormen tMFAEC-stimulaation perusviivan ja 100 %:n intensiteetin välillä sekä sormen voimien vertaamiseksi kolmen vaiheen välillä käyttämällä normalisoituja keskiarvoja ja minimiarvoja, yksisuuntainen ANOVA toistuvin mittauksin tai Friedman-testi. käytetään. Tarkkojen merkittävien erojen arvioimiseksi käytetään Studentin t-testiä tai Wilcoxonin etumerkkitestiä Bonferroni-säädöllä.

Merkitystasoksi asetetaan p < 0,05.

8.2 Toissijaiset tutkimustulokset Osallistujan tMFAEC:n turvallisuuden vahvistaminen määrittämällä osallistujalle kykenevä maksimivirran voimakkuus esitetään kuvaavilla tilastoilla.

Arviointi kahden eri elektrodin vaikutuksesta sensomotorisen eston tasoon oleellisesti eri materiaaleilla esitetään kuvaavilla tilastoilla.

8.3 Välianalyysi N.A.