Ei-invasiivinen neuromodulaatio yläraajojen toiminnan suhteen selkäydinvauriossa: crossover-tutkimus

Projektin tavoitteet

Tämän lentäjän keskeisenä tavoitteena on tutkia vertailevan tutkimuksen toteutettavuutta kahden ei-invasiivisen neuromoduloivan lähestymistavan välillä yläraajojen toiminnan palauttamiseksi SCI: n jälkeen ja pyrkiä jokaiselle interventiolle sopivimpien osallistujaryhmien tunnistamiseksi (ts. vastaajat). Tämä tavoite saavutetaan seuraavalla:

1. Kunkin intervention kliinisen turvallisuuden ja tehokkuuden arviointi osallistujissa turvallisuuden seurannan ja yläraajojen voimakkuuden, sensaation ja liikkeen suorituskyvyn standardisoitujen arviointien käytön avulla.
2. Kliinisesti merkityksellisten parannusten arviointi osallistujan kautta ilmoittivat tulokset, jotka liittyvät päivittäisen elämän, QOL: n ja muutoksen globaalien vaikutelmien toimintaan.
3. Neurofysiologiset arvioinnit palautumismekanismien arvioimiseksi kunkin interventiokauden jälkeen, mutta myös auttamaan "vastaajien" neurofysiologisten korrelaatioiden tunnistamista jokaiseen hoitoon.

Tässä satunnaistetussa crossover-tutkimuksessa osallistujat saavat kaksi kuukautta ei-invasiivisia TSC: itä kohdunkaulan selkäytimen yli yhdessä toiminnallisen tehtäväkäytännön (vähintään 12 istuntoa/kuukaudessa) kanssa edeltävän tai seuraavan kahden kuukauden PCMS: n ja funktionaalisen tehtäväkäytännön kanssa 4 viikon pesujaksolla kunkin intervention välillä. Tämän suunnittelun avulla pystymme tutkimaan kunkin paradigman suhteellista tehokkuutta yhdessä osallistujan sisällä ja alkamaan tunnistaa neurofysiologiset ja/tai kliiniset ominaisuudet, jotka voivat auttaa ohjaamaan sopivien osallistujien kliinistä tunnistamista jokaiselle interventiolle.

Jokaisen interventiolohkon vähimmäisharjoitteluannos on 12 istuntoa/kuukausi, yhteensä 24 harjoitteluistuntoa kunkin hoitovaiheen aikana. Osallistujia kutsutaan suorittamaan jopa 5 istuntoa viikossa, jos se on mahdollista. Osallistujien on suoritettava vertailukelpoinen määrä interventioistuntoja (ts. 10%: n sisällä) molemmissa kahdessa interventiossa sen varmistamiseksi, että kaikki vaikutukset eivät johdu annosten eroista. Jokainen interventioistunto sisältää vähintään 60 minuuttia yläraajojen funktionaalista tehtäväkäytäntöä (FTP). FTP saadaan päätökseen tyypillisillä kuntoutustoimilla (esim. Liikevalikoima, vahvistamistoiminnot, siirtävät paperiliittimet, pyykkitiedot, kupit jne.) Sekä Rejoce Rehabilitation Workstation (Rehabtronics, Alberta), joka sisällyttää tietokonepelit kuntoutustoimiin.

Kohdunkulmaisen selkäytimen stimulaatio (TSCS) transkutaaninen kohdunkaulan selkäytimen stimulaatio toimitetaan aiemmin ilmoitettujen ohjeiden mukaisesti. Pyöreät (1,25 ") elektrodit asetetaan kohdunkaulan selkäytimen päälle C3- ja C4 -selkärangan välillä, suorakulmaisilla paluuelektrodeilla, jotka on asetettu joko klavicals- tai siliac -harjaksi. Kaksifaasinen stimulaatio toimitetaan jatkuvasti 30 Hz: llä, 1 ms: n pulssin leveydellä ja päällekkäin 10 kHz: n kantajataajuudella (Gelenitis et ai. 2024; Moritz et ai. 2024). Stimulaatio toimitetaan virran voimakkuudella motorisen kynnyksen alapuolella, mikä on alle voimakkuuden, jota tarvitaan lihasten nykimisen aikaansaamiseksi. Kohdunkaulan TSC: t toimitetaan vähintään 60 minuutin ajan kunkin harjoituksen aikana, ja FTP tapahtuu aktiivisen stimulaation aikana.

Parilliset kortikospinaaliset motoneuronaaliset stimulaatiot (PCMS) parillinen transkraniaalinen magneettinen stimulaatio ja hermojen stimulaatio toteutetaan aiemmin julkaistun SCI: n henkilöiden (Jo et al 2023) jälkeen. Kaksi kuviota-kelaa käytetään moottorin aivokuoren kahdenväliseen magneettiseen stimulaatioon, ja ne yhdistetään brachial plexuksen ja ulnarhermojen synkroniseen sähköiseen stimulaatioon kahdenvälisesti. Stimulaatioiden ajoitus määritetään varmistamaan, että sähköiset volleit saapuvat kortikospinaaliseen motoneuronaaliseen synapsiin sopivalla aikavälillä pitkäaikaisen potentiaation aiheuttamiseksi. Jokaisen istunnon aikana 360 parillista ärsykettä toimitetaan taajuudella 0,2 Hz. Stimulaatioparadigman tulisi kestää noin 30 minuuttia. Tämän jälkeen osallistujat suorittavat sitten 60 minuuttia FTP: tä.

Funktionaalinen tehtäväkäytäntö (FTP) tyypillinen kuntoutusohjelma määritellään ja toimitetaan fyysisten ja toimintaterapeuttien kanssa. Ohjelma koostuu funktionaalisista tehtävistä, mukaan lukien bruttovalikoiman liikkeen toistuvat aktiivisuudet, eristetyt sormenliikkeet, yksinkertainen ja monimutkainen hyppystys ja tarttuminen. Jokaiselle luokalle tunnistetaan 4-10 toimintaa, joilla on erilaisia ​​vaikeustasoja. Jokainen osallistuja suorittaa vähintään 1-2 harjoitusta jokaisessa luokassa kunkin hoitoistunnon aikana. Kummankin luokan toiminnot valitaan osallistujien kyvyn mukaan ja mukautetaan toiminnallisen tehtävän suorittamiskyvyn kehityksen perusteella (luokiteltu koulutus).

Arviointitoimenpiteet

Arvioinnit tapahtuvat lähtötilanteessa kuukausittain viiden kuukauden ajan, mikä vastaa kunkin hoitoryhmän alkua, keskipistettä ja loppua. Kaikilla osallistujilla on myös kolmen kuukauden seurantaarvio arvioidakseen minkä tahansa interventiovaikutusten pidättämistä (ts. siirto neuroplastisuus).

Tulokset kliiniset toimenpiteet toteuttavat työ- tai fysioterapeutti, joka sokeutetaan osallistujien ryhmän jakamiseen. Arviot sisältävät yläraajojen lujuuden, sensaation ja toiminnan kliiniset mittaukset, mukaan lukien selkäydinvaurion (ISNCSCI) neurologisen luokituksen kansainväliset standardit ja niihin liittyvät alaosaset, kuten yläraajojen moottoripistemäärät ja aistipisteet sekä luokiteltu uudelleen määritelty arvio vahvuustunnista ja suorituskyvystä (GRECRP). Potilaan ilmoittamat tulokset arvioivat itse ilmoitettua kykyä suorittaa päivittäistä elämää (SCIM-III), yleistä elämänlaatua (WHO-QOL BREF) ja osallistujien globaaleja muutoksen vaikutelmia (PGIC) kunkin interventiolohkon alussa ja lopussa (kuva 1).

Neurofysiologisiin arvioihin sisältyy transkraniaalinen magneettinen stimulaatio (TMS) yläraajojen motorisen aivokuoren yli, jotta voidaan arvioida kortikospinaalien herkkyyttä, samoin kuin stimulaatio kohdunkaulan selkäjuureihin, jotta voidaan arvioida kohdunkaulan selkäytimen herkkyyttä herätetyistä monitieteellisistä motoristen vasteista (CMMRS). Kuoren TMS: ää on käytetty laajasti ihmisillä arvioimaan laskevan kortikospinaalien eheyttä (Di Lazzaro ym. 2008). Osallistujat istuvat pyörätuolissaan. Yksittäinen pulssi TMS toimitetaan lisääntyvällä stimulaation voimakkuudella kolmella ärsykkeellä (5 sekunnin päässä) jokaisessa intensiteetissä, kunnes saavutettujen vasteiden tasangolla saavutetaan tai saavutamme 100% maksimaalisen stimulaattorin lähtö tai osallistujien siedettävyys. Pinta -EMG kirjataan useista yläraajojen lihaksista kahdenvälisesti.

Yhdessä vierailussa CMMR: t herätetään transkutaanisesti käyttämällä yksittäisiä ärsykkeitä (1 ms monofaasinen pulssi). Lihasvasteet kerätään useista yläraajojen lihaksista yllä. Stimulaatio toimitetaan voimakkuudessa kaikkien lihaksien motorisen kynnyksen alapuolella, ja sitä lisätään asteittain, kunnes saadaan esiin nousevien vasteiden tasangon, joka on saavutettu monien lihaksien välillä, tai kunnes osallistujien suvaitsevaisuus on saavutettu. Intensiteetin lisäykset valitaan varmistamaan vähintään 9 mittausta rekrytointikäyrän lineaarisella osalla. Osallistujat saavat 3 ärsykettä jokaisessa intensiteetissä, ja ärsykkeet toimitetaan 5 sekunnin päässä toisistaan ​​(D'Amico et al 2013). Maksimaaliset yhdistelmälihasvaikutuspotentiaalit (MMAX) saadaan istunnon päätyttyä brachial -plexuksen supraMaximaalisella stimulaatiolla (0,2 ms pulssin leveys).

Tietoanalyysi Neurofysiologia mittaa refleksivasteiden ja TMS: stä saadut MEP: t normalisoidaan MMAX -alueelle, joka vastaa samaa lihasta. Alueet ( % MMAX) piirretään stimulaation voimakkuuteen (prosenttien enimmäistimulaattorin lähtö ( % MSO) tai % motorisesta kynnyksestä (XMT)) ja sopivat 3-parametrin sigmoidiseen funktioon (D'Amico et al 2020, Klimstra & Zehr 2008). Stimulaation voimakkuus, joka vaaditaan vasteen saamiseksi 50% maksimivasteesta (S50) ja maksimiarvoiset vasteet (CMMRMAX) lasketaan jokaiselle lihakselle sovittamalla kokeelliset tiedot kolmen parametrin sigmoidfunktiolla (D'Amico et al 2013, Klimstra & Zehr 2008). Näitä toimenpiteitä verrataan sitten kunkin osallistujan sisällä olevien kahden intervention (TSC: n ja PCMS) välillä.

Kliiniset ja potilaan ilmoittamat tulosmittauspisteet jokaisessa potilaan ilmoittamassa lopputuloksessa ja kliinisessä arvioinnissa seuraavat standardiprotokollaa kunkin arvioinnin pisteyttämiseksi. Kaikkia pisteitä verrataan perusviivojen, kunkin interventiokauden ja 3 kuukauden seurannan välillä.