Neuromodulazione non invasiva per la funzione degli arti superiori nella lesione del midollo spinale: uno studio crossover

Obiettivi del progetto

L'obiettivo chiave di questo pilota è esplorare la fattibilità di uno studio comparativo tra due approcci neuromodulanti non invasivi per il ripristino della funzione degli arti superiori dopo SCI e lavorare verso l'identificazione delle coorti dei partecipanti più adatti per ogni intervento (ad es. soccorritori). Questo obiettivo sarà raggiunto attraverso quanto segue:

1. Valutazione della sicurezza clinica e dell'efficacia di ciascun intervento, all'interno dei partecipanti, attraverso il monitoraggio della sicurezza e l'uso di valutazioni standardizzate della resistenza, della sensazione e delle prestazioni del movimento degli arti superiori.
2. Valutazione di miglioramenti clinicamente significativi attraverso i risultati segnalati dei partecipanti relativi alle attività di vita quotidiana, QOL e impressioni globali del cambiamento.
3. Valutazioni neurofisiologiche per valutare i meccanismi di recupero dopo ciascun periodo interventistico, ma anche per aiutare nell'identificazione dei correlati neurofisiologici dei "soccorritori" a ciascuna terapia.

In questo studio di crossover randomizzato, i partecipanti riceveranno due mesi di TSC non invasivi sul midollo spinale cervicale in combinazione con la pratica del compito funzionale (almeno 12 sessioni/mese) precedute o seguite da due mesi di PCMS e pratica del compito funzionale, con un periodo di lavaggio di 4 settimane tra ogni intervento. Con questo progetto saremo in grado di esaminare l'efficacia relativa di ciascun paradigma all'interno di un singolo partecipante e iniziare a identificare le caratteristiche neurofisiologiche e/o cliniche che possono aiutare a guidare l'identificazione clinica di partecipanti adeguati per ogni intervento.

La dose minima di allenamento per ciascun blocco interventistico è di 12 sessioni/mese, per un totale di 24 sessioni di allenamento durante ciascuna fase di trattamento. I partecipanti saranno invitati a completare fino a 5 sessioni a settimana, se possibile. I partecipanti dovranno completare un numero comparabile di sessioni di intervento (cioè entro il 10%) in ciascuno dei due interventi per garantire che eventuali effetti non siano attribuiti a differenze nel dosaggio. Ogni sessione di intervento includerà almeno 60 minuti di pratica dell'attività funzionale degli arti superiori (FTP). L'FTP sarà completato con attività di riabilitazione tipiche (ad es. Gamma di movimenti, attività di rafforzamento, mobili cartaclip, mollette, tazze, ecc.) Nonché con la workstation di riabilitazione Rejoyce (Rehabtronics, Alberta), che incorpora i giochi di computer nelle attività di riabilitazione.

La stimolazione del midollo spinale cervicale transcutaneo (TSCS) verrà consegnata la stimolazione cervicale del midollo spinale transcutaneo a seguito di linee guida precedentemente riportate. Gli elettrodi circolari (1,25 ") saranno posizionati sul midollo spinale cervicale tra il livello vertebrale C3 e C4, con elettrodi di ritorno rettangolare posizionati sulle clavicole o sulle creste iliache. La stimolazione bifasica verrà consegnata continuamente a 30Hz, con una larghezza dell'impulso di 1ms e una frequenza portante sovrapposta a 10kHz (Gelenite et al 2024; Moritz et al 2024). La stimolazione verrà consegnata a un'intensità di corrente al di sotto della soglia motoria, che è al di sotto dell'intensità richiesta per suscitare una contrazione muscolare. I TSC cervicali verranno consegnati per almeno 60 minuti durante ogni sessione di allenamento e FTP si verificherà durante la stimolazione attiva.

La stimolazione motoneuronale corticospinale accoppiata (PCMS) stimolata la stimolazione magnetica transcranica e la stimolazione nervosa saranno implementate a seguito di un protocollo precedentemente pubblicato per gli individui con SCI (Jo et al 2023). Verranno utilizzate due bobine di figura ottime per fornire stimolazione magnetica bilaterale della corteccia motoria e saranno combinate con stimolazione elettrica sincrona del plesso brachiale e dei nervi ulnari, bilateralmente. I tempi degli stimoli saranno determinati per garantire che le raffiche elettriche arrivino alla sinapsi motoneuronale corticospinale ad un intervallo appropriato per indurre potenziamento a lungo termine. Durante ogni sessione, 360 stimoli accoppiati verranno consegnati a una frequenza di 0,2 Hz. Il paradigma di stimolazione dovrebbe richiedere circa 30 minuti. In seguito, i partecipanti completeranno quindi 60 minuti di FTP.

Functional Task Practice (FTP) Un programma di riabilitazione tipico sarà definito e consegnato in consultazione con terapisti fisici e occupazionali. Il programma consisterà in compiti funzionali tra cui attività ripetitive del movimento lordo degli arti superiori, movimenti isolati delle dita, pizzico semplice e complesso e attività di presa. Per ogni categoria, saranno identificate 4-10 attività con vari livelli di difficoltà. Ogni partecipante eseguirà almeno 1-2 esercizi all'interno di ciascuna categoria durante ogni sessione di trattamento. Le attività in ciascuna categoria saranno scelte in base alla capacità dei partecipanti e adeguate in base all'evoluzione della capacità di eseguire il compito funzionale nel tempo (formazione graduata).

Misure di valutazione

Le valutazioni si verificheranno al basale, quindi mensili per cinque mesi, corrispondenti all'inizio, al punto medio e alla fine di ciascun blocco di trattamento. Tutti i partecipanti avranno anche una valutazione di follow-up di tre mesi per valutare la conservazione di eventuali effetti di intervento (ovvero Neuroplasticità del carryover).

Le misure cliniche dei risultati saranno completate da un terapista professionale o fisiologico che è accecato dall'allocazione del gruppo dei partecipanti. Le valutazioni includeranno misure cliniche di resistenza, sensazione e funzione degli arti superiori, compresi gli standard internazionali per la classificazione neurologica della lesione del midollo spinale (ISNCSCI) e i sotterranei correlati come il punteggio motorio degli arti superiori e i punteggi sensoriali, nonché la valutazione ridefinita classificata della sensazione di forza e delle prestazioni (Grassp). I risultati segnalati dal paziente valuteranno la capacità auto-segnalata di svolgere attività di vita quotidiana (SCIM-III), qualità generale della vita (Bref WHO-QOL) e impressioni globali del cambiamento (PGIC) all'inizio e alla fine di ogni blocco di intervento (Figura 1).

Le valutazioni neurofisiologiche includeranno la stimolazione magnetica transcranica (TMS) sulla corteccia motoria degli arti superiori per valutare l'eccitabilità del tratto corticospinale, nonché la stimolazione alle radici dorsali cervicali per valutare i cambiamenti nell'eccitabilità del midollo spinale evocato (CMMRS). La TMS della corteccia è stata ampiamente utilizzata nell'uomo per valutare l'integrità del tratto corticospinale discendente (Di Lazzaro et al 2008). I partecipanti saranno seduti sulla sedia a rotelle. I TM a impulsi singoli verranno consegnati all'aumentare dell'intensità di stimolazione, con tre stimoli (5s di distanza) ad ogni intensità, fino a quando non viene raggiunto un plateau nelle risposte evocate o raggiungiamo la produzione di stimolatore massima al 100% o la tollerabilità dei partecipanti. EMG di superficie sarà registrato da più muscoli degli arti superiori, bilateralmente.

In una singola visita, i CMMR verranno evocati transcutaneamente usando singoli stimoli (impulso monofasico 1MS). Le risposte muscolari saranno raccolte da più muscoli degli arti superiori come sopra. La stimolazione verrà consegnata a un'intensità al di sotto della soglia motoria per tutti i muscoli e verrà quindi aumentata progressivamente fino a quando non si ottiene un plateau nelle risposte evocate attraverso i muscoli multipli o fino al raggiungimento della tolleranza dei partecipanti. Gli incrementi di intensità saranno scelti per garantire almeno 9 misurazioni lungo la parte lineare della curva di reclutamento. I partecipanti riceveranno 3 stimoli ad ogni intensità e gli stimoli saranno consegnati a 5 secondi (D'Amico et al 2013). I potenziali di azione muscolare composti massimi (MMAX) saranno ottenuti al completamento della sessione mediante stimolazione supramaximale del plesso brachiale (larghezza dell'impulso di 0,2 ms).

L'analisi dei dati la neurofisiologia misura l'area delle risposte riflesso e i MEP ottenuti dal TMS saranno normalizzati nell'area MMAX corrispondente allo stesso muscolo. Le aree ( % MMAX) verranno tracciate rispetto all'intensità di stimolazione (come % di stimolatore massimo % ( % MSO) o % della soglia motoria (XMT)) e si adattano a una funzione sigmoidea a 3 parametri (D'Amico et al 2020, Klimstra & Zehr 2008). L'intensità di stimolazione richiesta per suscitare una risposta del 50% della risposta massima (S50) e delle risposte evocate massime (CMMRMAX) verranno calcolate per ciascun muscolo adattando i dati sperimentali con una funzione sigmoide a tre parametri (D'Amico et al 2013, Klimstra e Zehr 2008). Queste misure verranno quindi confrontate tra i due interventi (TSC e PCM) all'interno di ciascun partecipante.

I punteggi di misure di esito clinico e riportato dal paziente su ciascuna misura di esito riportate dal paziente e la valutazione clinica seguiranno il protocollo standard per il punteggio di ciascuna valutazione. Tutti i punteggi verranno confrontati tra le linee di base, la fine di ciascun periodo di intervento e il follow-up di 3 mesi.