Effet de la stimulation péridurale sur l'activation musculaire et la perception sensorielle

Définitions et nomenclature :

La stimulation de la moelle épinière (SCS) sera réalisée à l'aide d'un ensemble de palettes à 32 électrodes implantées dans l'espace péridural dorsal le long de la région thoraco-lombaire de la moelle épinière. Le réseau sera alimenté par un générateur d'impulsions implantable (IPG) à contrôle de courant indépendant multiple (MICC) connecté à la palette conformément aux procédures de soins standard pour l'implantation de SCS. De plus, conformément aux normes de soins, le potentiel évoqué moteur (MEP), le potentiel évoqué somatosensoriel (SSEP) et l'électromyographie (EMG) seront effectués via le système de neuromonitoring peropératoire IOMAX. Le système SCS sera placé à des fins cliniques, c'est-à-dire le traitement de la douleur chronique, cependant, les enquêteurs recueilleront des données à divers moments au cours du placement. Les procédures d'étude ajouteront 15 minutes à la chirurgie. Le laboratoire de réadaptation en locomotion du MUSC - situé dans le bâtiment C du Collège des professions de la santé - abrite un dynamomètre isocinétique / isométrique Biodex Pro System 4. Le Biodex normalisera l'application d'essais isocinétiques passifs de flexion/extension du genou à chaque sujet aveugle pour les investigations proprioceptives, qui seront appelés seuil de détection de mouvement passif (TTDPM) dans le reste de ce document. Enfin, le laboratoire d'énergie locomotrice et d'évaluation du MUSC - également situé dans le bâtiment C du Collège des professions de la santé - abrite un tapis roulant instrumental à double courroie qui est coplanaire avec le sol et sera utilisé lors de tous les événements de marche. Le laboratoire dispose également d'un système de capture de mouvement à 12 caméras qui utilise des traceurs LED infrarouges actifs pour suivre les données de positionnement cinématique et sera utilisé lors de tous les événements de marche. Un autre outil proposé par le laboratoire est un système EMG à 16 canaux qui utilise des électrodes de surface pour détecter l'activité musculaire cible et sera également utilisé lors de tous les événements de marche. Au total, la durée totale prévue de l'étude sera d'environ 30 jours.

Utilisation de l'appareil :

La palette de stimulation épidurale et l'IPG sont des dispositifs disponibles dans le commerce et approuvés par la FDA, conçus pour traiter les douleurs chroniques du dos et des membres inférieurs et seront utilisés pour leur objectif clinique prévu - la stimulation électrique des fibres de la colonne dorsale pour atténuer la perception de la douleur. L'utilisation de cet appareil à des fins de recherche, qui ajoutera environ 15 minutes à la chirurgie, implique l'enregistrement/la stimulation à partir de l'appareil pendant le protocole de surveillance neurologique peropératoire standard. Indépendamment de la participation à l'étude, la palette du stimulateur et l'IPG seront implantés conformément aux normes de soins pour la chirurgie SCS pré-planifiée. Le système de neuromonitoring peropératoire IOMAX, équipement appartenant au MUSC et exploité par le personnel de neurophysiologie du MUSC, est un dispositif disponible dans le commerce utilisé lors des procédures chirurgicales standard de la colonne vertébrale, telles que l'implantation de SCS. Indépendamment de la participation à l'étude, le neuromonitoring peropératoire via IOMAX aura lieu conformément aux normes de soins pour la chirurgie SCS pré-planifiée. Les appareils suivants sont utilisés à des fins de recherche uniquement. Le Biodex Pro System 4, utilisé régulièrement par les chercheurs en réadaptation physique ici au MUSC, est un appareil disponible dans le commerce qui sera utilisé uniquement comme outil de recherche pour fournir une flexion/extension isocinétique passive du genou pendant le TTDPM. Le tapis roulant instrumental, le tapis GAITRite, le système de capture de mouvement et le système MA300 EMG sont tous des appareils disponibles dans le commerce qui sont utilisés par les chercheurs du MUSC du College of Health Professions pour effectuer une analyse approfondie de la marche chez des sujets présentant divers déficits neurologiques. L'analyse de la marche est effectuée à des fins de recherche uniquement et ne constitue pas la norme de soins pour les patients subissant une chirurgie SCS.

Nombre de sujets :

Les enquêteurs proposent d'étudier 5 personnes atteintes de CLBLP. Une étude antérieure menée par Formento et al, 2018 utilisant SCS et des tests proprioceptifs a publié une erreur standard et un intervalle de confiance à 95 % en utilisant des tentatives d'essai SCS réussies et infructueuses (p <0,05 parmi les paramètres LFTS et aucune stimulation, avec un minimum de 10 essais par stimulation paramètre.) Sur cette base, les chercheurs s'attendent à ce qu'une petite population présente une variance similaire. La taille de l'échantillon sujet est en comparaison directe avec la taille des échantillons d'études de preuve de concept précédentes concernant le SCS pour l'échantillonnage des biomarqueurs de la physiologie de la moelle épinière. L'équipe de recherche prévoit d'utiliser un modèle ANOVA à mesures répétées bidirectionnelles afin d'étudier les différences variables dans le type de stimulation et les paramètres cinématiques. Une comparaison post hoc sera effectuée à l'aide d'un ajustement de Tukey.

Méthodes de recrutement :

Lors de la visite clinique préopératoire du sujet, l'IP demandera au participant potentiel s'il souhaite en savoir plus sur l'étude. Si tel est le cas, l'IP présentera l'étude et demandera s'il peut répondre à d'autres questions sur l'étude avant d'inviter l'adjoint au médecin de l'IP (répertorié comme membre de l'équipe d'étude). Si ce n'est pas le cas, l'IP quittera la salle et l'adjoint au médecin de l'IP examinera une liste de contrôle de présélection pour déterminer si les sujets peuvent être éligibles pour l'étude (aucune information obtenue lors de la présélection ne sera documentée en tant que données de recherche). Les participants potentiels seront invités à confirmer qu'ils ont entre 18 et 80 ans, qu'ils ont déjà reçu un diagnostic de CLBLP par un spécialiste de la douleur, s'ils estiment qu'ils ne peuvent pas donner leur consentement à la recherche sur le plan physique et/ou cognitif, et s'ils ont antécédent de néoplasme rachidien, d'infection, de malformation artério-veineuse et/ou de radiothérapie de la colonne vertébrale. Si les participants potentiels répondent non à l'une des deux premières questions ou oui à l'une des questions restantes, ils seront considérés comme inéligibles pour l'étude.

Une attention particulière sera portée à une bonne communication. Il sera souligné que la participation à l'étude n'est pas nécessaire pour le traitement médical standard de leur état. On soulignera également que le sujet peut se retirer de l'étude à tout moment.

Gestion de données:

Lorsqu'on demande à un participant potentiel s'il souhaite en savoir plus sur l'étude, on lui attribue un identifiant de participant. Les identifiants des participants seront attribués consécutivement. Les enquêteurs maintiendront une base de données qui reflète avec précision tous les sujets potentiels qui ont été approchés au sujet de l'étude et les résultats de l'évaluation de l'éligibilité. Pour les sujets éligibles, les types spécifiques de données qui seront collectées comprennent : 1) les potentiels de champ locaux analogiques des électrodes SCS, MEP, SSEP et EMG, 2) les signaux de sortie numériques et analogiques du dispositif de neuromonitoring peropératoire IOMAX, 3) numérique, données de déplacement physique horodatées capturées à partir de la machine Biodex, 3) données de positionnement numériques horodatées produites par le logiciel PhaseSpace, 5) données de vidéographie et 6) toutes les données d'imagerie disponibles (fichiers dicom). Les données brutes resteront sur des machines d'acquisition de données appartenant au laboratoire avec des disques durs cryptés et stockées derrière une porte verrouillée lorsqu'elles ne sont pas directement supervisées. Les données seront copiées de toutes les machines d'acquisition de données appartenant au laboratoire et/ou des serveurs de données appartenant à l'hôpital vers un serveur de réseau protégé par mot de passe accessible depuis le laboratoire sous le numéro de protocole IRB et l'identifiant du participant. Cela constituera la copie principale de toutes les données pour le laboratoire et consistera en des dossiers codés et identifiables stockés séparément. Le but de conserver une copie des données brutes est en cas d'interruption du serveur, et il est nécessaire de reconstruire les données. Des parties de données seront copiées sur les appareils de l'utilisateur final (par exemple, ordinateur de bureau, ordinateur portable, etc.) pour l'analyse des données, mais seule la partie nécessaire à l'analyse sera copiée. Tout appareil d'utilisateur final tel qu'un ordinateur portable qui quitte physiquement le laboratoire sera crypté avec un logiciel approuvé par MUSC qui utilise l'algorithme de cryptage AES en chaînage de blocs de chiffrement ou en mode XTS avec une clé de 256 bits. Les machines de bureau utilisées pour l'analyse qui ne quittent pas le laboratoire et sont stockées dans un laboratoire verrouillé ne seront pas cryptées. Toutes les données sur l'acquisition de données et les appareils des utilisateurs finaux seront supprimées à la fin de l'étude. Aucun PHI ne sera stocké sur une machine d'acquisition de données ou un appareil d'utilisateur final. Une base de données de liaison associant l'identifiant du participant et les identifiants du sujet sera maintenue sur MUSC Box, séparément des données de recherche. Les identifiants de sujet à collecter incluent le prénom et le nom, le sexe, la date de naissance, le numéro de sécurité sociale, le numéro de dossier médical, l'adresse postale et les numéros de téléphone. Les numéros de téléphone et de dossier médical sont requis pour un appel téléphonique d'environ 7 jours passé aux sujets après l'implantation du SCS. De plus, les enquêteurs recueilleront des informations relatives à la gravité de la maladie pour chaque sujet, y compris les scores de l'échelle visuelle analogique (EVA), une échelle de douleur commune et tout autre score d'échelle d'évaluation disponible. Ces mesures aideront à corréler nos données physiologiques avec la gravité de la maladie pour chaque sujet. Les données vidéographiques seront stockées dans le dossier identifiable sur le serveur réseau protégé par mot de passe. Le but de ces données est de corréler la dynamique du mouvement avec les données physiologiques. Enfin, les enquêteurs enregistreront les données d'imagerie sur un serveur réseau protégé par mot de passe afin d'analyser et de corréler avec les données physiologiques collectées. Seul le personnel approuvé par l'IRB aura accès à la base de données de liaison. Les formulaires de consentement seront conservés dans une armoire verrouillée dans un laboratoire verrouillé dans le bâtiment des sciences cliniques du MUSC.

Risques pour les sujets :

Toutes les procédures suivront les directives de la norme de soins. Le personnel de recherche assurera un suivi téléphonique avec chaque participant environ une semaine après l'intervention chirurgicale, et pendant le retour d'environ 30 jours, pour s'assurer que les participants n'ont aucun problème. Néanmoins, cette étude présente toujours certains risques, comme indiqué dans les sections suivantes :

Complication chirurgicale

En raison des 15 minutes supplémentaires ajoutées à la chirurgie, de la connexion des terminaux à palettes en dehors du champ opératoire et du personnel supplémentaire dans la salle, il existe un risque légèrement accru d'infection chirurgicale. Le risque supplémentaire d'infection dû au protocole de recherche n'augmente pas ce risque au-delà du risque historique global de 1 à 5 % de complications de l'intervention chirurgicale SCS.

TTDPM

Lors du test de rétention de la proprioception des membres inférieurs, les sujets peuvent ressentir une gêne due à l'activation musculaire non volontaire qui entrave le mouvement passif. Pour atténuer ce risque, le système Biodex est doté d'un déclencheur contrôlé par le sujet qui arrête immédiatement le mouvement passif du dynamomètre et peut être activé à tout moment lorsqu'un sujet ressent une gêne ou une douleur pendant le test.

Marche hors sol et sur tapis roulant

Les sujets seront invités à marcher sur un tapis sensible à la pression à des vitesses de marche auto-sélectionnées et sur un tapis roulant à des vitesses de marche auto-sélectionnées, chaque scénario ayant le sujet dans un harnais de sécurité thoracique supérieur qui est attaché au plafond pour la protection contre les chutes. Malgré les mesures de sécurité susmentionnées, il existe toujours un risque de perte d'équilibre, de chute et de blessure potentielle. Le risque pour les sujets par le biais de ces tâches ne dépasse pas les risques liés aux paramètres généraux de physiothérapie et peut entraîner une légère fatigue musculaire ou un inconfort qui disparaît généralement en quelques jours. Les sujets bénéficieront d'un temps de repos suffisant et pourront bénéficier d'un temps de repos supplémentaire à tout moment pendant les périodes de collecte de données. De plus, les sujets seront assistés lors de mouvements importants ou lors de transferts potentiels sur différentes surfaces par un membre de l'étude approuvé par l'IRB.

Photographie et vidéographie

Les sujets seront filmés pendant l'exécution des protocoles de modulation SCM et EMG en décubitus dorsal / marche. Les enquêteurs photographieront et/ou enregistreront également sur vidéo tout autre aspect de la participation à la recherche du sujet qui aidera les enquêteurs à corréler l'état du sujet avec les données EMG et cinématiques. Les vidéos et les photos enregistrées peuvent inclure le visage entier, le haut du corps, les bras et les jambes. La photographie et la vidéographie comportent un risque de perte de vie privée. Les photos et vidéos seront stockées sur un serveur sécurisé. Seul le personnel de l'étude approuvé aura accès à ces fichiers.

Perte de confidentialité

Les risques supplémentaires incluent la perte de confidentialité. Pour atténuer ce risque, une base de données de liaison associant l'identifiant du participant et les identifiants du sujet sera conservée séparément des données de recherche sur un serveur protégé par mot de passe et seul le personnel approuvé par l'IRB aura accès à la base de données de liaison.