脊髄損傷における呼吸と手の機能を改善するための治療用空気混合物と電気刺激の組み合わせ (AIHH+tSCS)

この提案の目的は、以下の具体的な目的を追求することにより、慢性SCIにおける課題特有のトレーニングへの主要な反応を得るために、AIHH曝露とtSCSの組み合わせの適用の精度と有効性をテストすることである。

目的 1: 単一セッションの AHH と tSCS ペアの呼吸筋力トレーニングを組み合わせると、単独の治療よりも慢性 SCI においてより大きな呼吸運動出力が相乗的に誘発されるという仮説を検証すること。

理論的根拠。 呼吸相に依存した脊髄回路の活性化には、脳幹の神経駆動が必要です。 したがって、AIHH で下行運動を増強し、同時に tSCS で脊髄神経回路の活性化閾値を下げると、相乗効果が得られます。

目的 2: 単回セッションの AHH と tSCS ペアの上肢筋力トレーニングを組み合わせると、単独の治療よりも慢性脊髄損傷において相乗的により大きな上肢運動出力が誘発されるという仮説を検証すること。

理論的根拠。 上肢の正確な機能には、直接的な皮質脊髄神経支配と求心性フィードバックが必要です。 したがって、AIHH で下行駆動を増強し、tSCS で求心性神経の活性化閾値を下げることは相乗効果をもたらします。

目的 3: 慢性 SCI における機能的筋力トレーニングと tSCS を組み合わせた AIHH に対する反応の減少に関連するバイオマーカーを同定すること。

理論的根拠。 神経可塑性関連の細胞シグナル伝達に関与する遺伝子に一塩基多型 (SNP) が存在すると、治療反応が損なわれます。

実験手順

この研究には合計 5 回の訪問が含まれ、それぞれの訪問時間は約 3 時間です。 最初の訪問は臨床評価であり、その後 4 回の実験的曝露と検査訪問が続きます。

臨床評価。 対面スクリーニング中に実施される臨床評価に加えて、各個人の臨床症状とSCIを包括的に特徴付け、初期状態を決定して安全性と研究手順への反応を監視するために評価が実施されます。 標準化された臨床検査は、痙縮、神経障害性および慢性痛、バイタルサイン、睡眠時呼吸障害の有無と重症度を評価するために使用されます。 具体的には、脊髄損傷の神経学的分類に関する国際基準を使用して、部分的な感覚機能と運動機能を評価し、損傷の特徴を決定します（Kirshblum et al.、2011）。 痙性は、間代性、伸筋性、および屈筋性けいれんの客観的かつ信頼性の高い尺度である痙性反射用脊髄評価ツール (SCATS) を使用して評価されます (Benz et al., 2005)。 神経障害性疼痛アンケートの短い形式 (Backonja & Krause、2003) は神経障害性疼痛の評価に使用され、痛みの重症度とその機能への影響の検証済みの自己報告評価である簡易疼痛インベントリは、痛みの評価と監視に使用されます (ケラー、2004)。 心拍数や血圧などのバイタルサインが評価され、ベースライン測定値を使用して安全性を監視し、研究手順に対する反応を評価し、自律神経反射異常などの異常な自律神経反応を評価します。 カフェインとニコチンは心肺機能を変化させ、研究介入への反応に影響を与える可能性があるため、参加者は研究参加前の少なくとも2時間はカフェイン入り飲料の摂取とニコチン（タバコ製品や電子タバコなど）の使用を控えるよう求められます。手順（Turnbull et al.、2017; Hernandez-Lopez et al.、2013; Navarrete-Opazo et al.、2017a）。 参加者はモニタリング手順の一環として（痛み、痙縮、投薬などの変化とともに）カフェインとニコチンの使用を自己報告するよう求められます。 私たちは、これらの物質の使用に対するより厳格な制限を検討し、参加者が排除されたり、これらの一般的な製品の使用を控えることが予想されたりした場合、採用と維持に悪影響が及ぶと結論付けました。 参加者は、検証済みのベルリン質問表（Chung et al.、2008）を使用して、睡眠時呼吸障害（睡眠時無呼吸症候群）のリスクを自己報告します。 睡眠時無呼吸症候群と睡眠時呼吸障害は慢性SCI患者に非常に蔓延しており、AIHの影響に影響を与える可能性がある（Sankari et al., 2014; Mateika and Syed, 2013; Vivodtzev et al., 2020）。 注意として、最近の推定では、頸部 SCI 患者のほぼ 80%、胸部 SCI 患者の 50% 以上が、少なくともある程度の睡眠時呼吸障害を経験していることが示されているため、睡眠時無呼吸症候群の人を除外することは現実的ではありません (Sankari et al .、2014）。 実際、睡眠時無呼吸症候群は、実際にSCI患者におけるAIH療法の有効性を高めるようである(Vivodtzev et al., 2020)。 全体として、これらの臨床評価により、研究参加者を包括的に特徴づけ、研究対象集団の特徴を説明することができます。 詳細な臨床的特徴付けにより、参加者の安全性と有害反応を注意深く監視することも可能になります。

最初の書類作成と臨床評価の完了後、参加者の生体試料（唾液と血液）が収集されます。

受動的よだれ唾液。 唾液サンプルは併用治療セッションの 1 日目に 1 回採取されます。 参加者には水のみを飲み、唾液を採取する10分前に水で口をすすぐように求められます。 次に、参加者は口の中に唾液をプールし、滅菌した DNAase/RNAase を含まない唾液収集チューブに 2 ml の唾液を入れるように求められます。 唾液は採取後すぐに-20℃で凍結保存されます。 唾液検体には、被験者のコード化されたID、検体採取日、治験審査委員会番号が記載されます。 その後、標本はジェファーソン同窓会ホールのジェイ・ネール研究所に輸送され、-80℃で保管され、そこで研究研究者のジェイ・ネール博士によって分析されます。 唾液サンプルは分析のために解凍され、遠心分離されます。 研究が完了したら、残りのサンプルは 10% 漂白剤溶液をサンプルに注ぐことによって破壊されます。 漂白されたサンプルは実験室の排水管に注がれて廃棄されます。

上記のバイオマーカーサンプルの収集と予備的な安全性テストの後、ジェファーソンリハビリテーション研究所の研究室で実験手順を進めます。 ランダムな順序で、参加者はAIIH/偽曝露、20分間の休憩、その後呼吸筋力トレーニングと組み合わせたtSCS（研究1）または上肢機能トレーニング（研究2）のいずれかを受けます。 研究 1/研究 2 実験の残りのアームは、最低 1 週間の休薬期間後に実施されます。

同様に、参加者は AIIH/Sham 曝露のいずれかを受け、20 分間の休憩の後、上肢機能トレーニングと組み合わせた tSCS を受けます (研究 2)。 研究 2 実験の残りのアームは、最低 1 週間の休薬期間後に実施されます。

神経生理学

研究 1 表面筋電図検査 (EMG)。 肋骨横隔膜、外肋間、胸鎖乳突筋の活動は、鎖骨中央線上の第 7 または第 8 肋間腔に配置された表面電極を使用して、静かな呼吸と最大限の吸気努力中に記録されます。 信号は増幅され（200 倍）、バンドパス フィルターがかけられ（0.1 ～ 3 kHz; Model 78D、Grass Instruments; オンタリオ州オークビル、カナダ）、10 kHz でサンプリングされます（PowerLab 16SP、AD Instruments; コロラドスプリングス、米国） LabChart ソフトウェア (AD Instruments; 米国コロラド州コロラドスプリングス) を使用してオンラインで監視しました [9] [10]。

研究 2 表面 EMG: 最初の背側骨間 EMG (FDI): 上肢の筋肉からの電気活動を記録するために、粘着性の表面電極が支配的な側に配置されます。 FDI は筋腱の皮膚に固定され、1 つの電極がその上に配置されます。筋肉の腹部（約 3 cm 間隔）。 使用する電極と増幅器は上記と同じです。

接地電極は、肩甲骨の肩峰突起または骨盤の上前腸骨棘に配置されます。 皮膚は、電気インピーダンスを最小限に抑えるために、電極を配置する前に導電性ゲルを使用して洗浄されます。 これには、電極が配置される皮膚の領域を剃ることが含まれる場合があります。

経頭蓋磁気刺激

研究 1: 横隔膜モーター誘発電位: 被験者は快適に座り、首をわずかに曲げて完全に支えられます。 経頭蓋磁気刺激は、[11] に記載されている技術に従って実行されます。 頭蓋骨の頂点は、ナシオンとイニオン、および耳珠と耳珠との交差点によって識別されます。 横隔膜運動の活性化を担当する皮質の領域は、頂点の約 3 cm 外側と 2 cm 前方に位置します。 シングルパルス (1 Hz) 刺激は、磁気刺激装置によって駆動される手持ち式 70 mm の 8 の字コイルを使用して送達されます。 コイルは脳の左半球上に保持され、前後方向に電流が流れます。 次に、コイルを所定の位置からわずかに移動させ、最大の MEP が観察されるまで 45 度ずつ回転させます。 この位置は、今後の刺激で正確なコイルの位置を確保するために、被験者の頭にかぶせられたぴったりとフィットするスイミング キャップにマークされています。

研究 2: FDI 運動誘発電位: 被験者は刺激を受けるために快適に座ります。 FDI 筋肉の運動誘発電位 (ホット スポット) を誘発するための最適な位置は、ハンドルを後方に向け、正中線から 45 度離れた方向に、一次運動野の手の表現に沿って小さなステップでコイルを動かすことによって決定されます。 シングルパルス (1 Hz) 刺激は、磁気刺激装置によって駆動される手持ち式 70 mm の 8 の字コイルを使用して送達されます。 コイルは脳の利き側半球の上に保持され、前後方向に電流が流れます。 ホットスポットは、FDI 内の最大の MEP が最小の強度で誘発される領域として定義されます (Rothwell et al.、1999)。 この位置は、今後の刺激で正確なコイルの位置を確保するために、被験者の頭にかぶせられたぴったりとフィットするスイミング キャップにマークされています。

頸部磁気刺激。

研究 1 と 2 では、CMS 刺激の場所は同じです。 これは、[12] で説明されている技術に従って行われます。 シングルパルス (1 Hz) 刺激は、頸椎 (C3 ～ C7) 上に配置された 90 mm のハンドヘルド円形コイルを使用して送達されます。 リクルートメント曲線は、刺激強度を最大刺激出力の 40% から 100% まで 5% ずつ徐々に増加させることによってプロットされます。 各強度で約 3 ～ 10 回の刺激を 10 ～ 30 秒間隔で実行します。 被験者が刺激の間に長時間の休憩を取りたい場合は、継続する準備が整うまでそうすることができます。 シングルパルス (1 Hz) 刺激は、刺激装置の最大出力でも非常に安全です [13]。 被験者が刺激の間に長時間の休憩を取りたい場合は、継続する準備が整うまでそうすることができます。 すべての手順と同様に、参加者は不快感がないか注意深く監視されます。 CMS のリクルートメント曲線がプロットされますが、60% の刺激強度から開始されます。 これらの刺激手順の間、私たちは被験者に不快感がないか注意深く監視します。被験者は、テストを一時停止して休憩したい場合、または刺激をもう望まない場合は、実験者に知らせることをお勧めします。

換気 (研究 1 および 2)

ベースライン刺激 (CMS および TMS) を実行した後、呼吸頻度、一回換気量、分時換気量、および通常の安静時呼吸中の吸気/呼気ガス濃度を 5 ～ 10 分間記録します。 これらの措置は、AIHH/偽曝露中およびその後最大 1 時間継続されます。

機能評価

呼吸器の評価 (研究 1)

研究登録後、ベースラインの呼吸機能は介入前の 2 つの時点で評価されます: 1) 参加者スクリーニング中、および 2) 各介入 (AIHH/シャム + tSCS ペア呼吸筋力トレーニング) の 1 日目 (プレテスト) 。 このアプローチにより、有効な初期評価が保証され、結果に対する運動学習の影響が最小限に抑えられます (Larson et al., 1993)。 呼吸機能のその後の（事後）検査は介入後 1、3、7 日目に実施されます。 各介入について、テスト前からテスト後までの機能の変化として測定される初期効果を計算します。 テスト後のスケジュールにより、各介入 (または偽) プロトコル後の持続的な変化を定量化できることが保証されます。 呼吸器検査はランダムな順序で実施され、各検査は試行間に休憩を挟んで少なくとも 3 回実施されます。 テストは、一日のほぼ同じ時間に、一貫した座った姿勢で実施されます (Terson de Paleville et al., 2014)。 すべての検査は、米国胸部学会の検査ガイドライン (ATS、2002) に従って実行され、値は SCI 患者に合わせて調整されます (Kelley et al.、2003)。 私たちの研究チームは臨床呼吸器検査の専門知識を持っており、これらはブルックスリハビリテーションでの日常的な測定です。

最大吸気圧と最大呼気圧が主な研究結果です。 吸気圧の生成は吸気の強さを示し、肺の健康および感染リスクと関連しています（Raab et al., 2016; Postma et al., 2013; Stolzmann et al., 2008）。 呼気圧力の発生は呼気の呼吸強度を反映し、気道クリアランスと咳に関連しています（Park et al.、2010）。 吸気および呼気圧力の発生は、数週間の呼吸筋力トレーニングおよびAIHの1日セッション後に改善します（Roth et al., 2010; Mueller et al., 2012; Ahmed et al., 2017; Sutor et al., 2021）。 測定値は、ニューモタコ（米国カンザス州ショーニーのハンス・ルドルフ）に取り付けられたマウスピースを使用して取得され、換気および鼻クリップの使用の指標が測定されます。 最大吸気圧を得るために、参加者は残存量まで息を吐き出し、吸気ラインを閉塞した状態で少なくとも 2 秒間最大吸気を試みます。 最大呼気圧力は、参加者がほぼ全肺活量まで吸入した後、閉塞した呼気ラインに対して強制的に呼気して測定されます (ATS、2002)。

努力肺活量は、全肺活量に対する完全な吸気の後の、強制呼気中に残存量まで押し出される空気の量です。 努力肺活量は、ニューモタコに取り付けられたマウスピース (Hans Rudolph、ショーニー、カンザス州、米国) と鼻クリップの使用を使用して測定されます。 信号は Powerlab (AD Instruments、米国コロラド州コロラドスプリングス) を使用して記録されます。 少なくとも 3 つの許容可能な流量曲線が記録されます。 肺機能の障害は、呼吸器疾患のリスクの上昇と死亡率の上昇に関連しています（Postma et al., 2009; Stolzmann et al., 2010）。

気道閉塞圧 (P0.1) は、呼気の終わりに気道が予期せず閉塞したときに、吸気の最初の 0.1 秒間に口で生成される圧力です。 0.1 秒での負圧の生成は、感覚系 (肺のストレッチ、視覚など) による修正の時間を必要とせずに、呼吸運動の駆動を反映します。 本質的に、P0.1 は安静時の吸気筋の自発的 (自動) 機能活動を反映します。 このときの口閉塞圧は、吸気神経筋活動の指標とみなされることが多い (Whitelaw および Derenne、1993)。 この測定値は、閉回路内の 2 方バルブに接続されたマウスピースを通じて参加者が呼吸している間に取得されます。 吸気弁は呼気中に参加者が意識することなく閉塞され、その後の吸気努力まで維持されます。 負圧の発生は、加熱されたニューモタッカー（米国カンザス州ショーニーのハンス・ルドルフ）に接続された圧力トランスデューサーを使用して記録されます。少なくとも 6 ～ 7 個の記録が取得され、平均化されます。

上肢機能評価（研究2）[JN1]

ボックスとブロックとグリップリリーステストを使用して手の機能を評価します。 機能的なタスクの練習には、Edee Field-Fote プロトコルを使用します。

実験的介入

研究 1 および 2 における急性間欠性高炭酸ガス性低酸素症/偽曝露

ベースライン記録（研究 1 では磁気刺激と安静時換気、研究 2 では上肢機能検査）が行われた後、被験者は両方の研究で AIHH/Sham を実施する位置に配置されます。 被験者は背中と頭を支えられて快適に座ります。 実験用空気は、吸入された酸素と二酸化炭素の所定の割合とともに、リザーバーバッグに取り付けられたフェイスマスクを通して送られます。 高炭酸ガス血症を伴う急性間欠性低酸素症の場合 (吸入酸素の目標割合 [FIO2] = 0.09、吸入二酸化炭素の目標割合 [FICO2] = 0.04)。 合計 15 回の低酸素エピソードと高炭酸ガスエピソードが配信され、それぞれの持続時間は 60 秒で、90 秒間の室内空気の呼吸によって区切られます。 模擬空気暴露では、参加者は同じ時間室内の空気を呼吸します。 対象者はプロトコル中数分ごとに気分は大丈夫かどうか尋ねられ、心血管バイタルサイン（心拍数、血圧、酸素飽和度）が全体を通して監視されます。 上で概説した換気パラメータも監視されます。

研究 1 と研究 2 の両方の心血管モニタリング

オキシヘモグロビン飽和度 (SpO2) は、非侵襲的なフィンガーパルスオキシメトリーを使用して AIH 中に継続的に測定されます。 心拍数 (HR) と血圧 (BP) は、自動血圧計を使用して、ベースラインの潮汐呼吸中と AIH 試験の 2 ～ 3 段階に 1 回モニタリングされます。 低酸素投与中に SpO2 が 80% 未満に低下した場合、SpO2 レベルが 80% 以上になるまで吸気 O2 が増加します。 AIH 中に HR または BP が過度に上昇することは予想されません (HR < 100 bpm; BP < 160/100)。 AIHを使用した以前の研究では、AIHに対する有害反応は報告されておらず、ほとんどの参加者は短時間の低酸素呼吸と室内空気の呼吸を区別できないことが報告されている[14、15]。 AIH プロトコルに従ってバイタルサインが正常に戻った場合にのみ、実験を続行します。

tSCS ペア呼吸筋力トレーニング (研究 1)

研究 1 の tSCS ペア呼吸筋力トレーニングは、AIHH または偽治療の 20 分後に実施されます。 閉ループ刺激パラメータは、呼吸筋力トレーニングと組み合わせるために使用されます。 閉ループ刺激では、その瞬間の人の正確な動きの状態に基づいて、パラメータがリアルタイムで継続的に更新されます。 この刺激は、訓練を受けた作業療法士および理学療法士のチームによる呼吸筋力トレーニングと同時に適用されます。 呼吸筋力トレーニングは、標準的なバネ式閾値装置 (Respironics Inc、米国ペンシルバニア州マリーズビル) を使用して実施されます。 スプリングを調整してバルブを開くのに必要な圧力を変更でき、このデバイスは吸気トレーニングと呼気トレーニングの両方で使用できるようにリバーシブルです。 この手持ち式デバイスは容易に入手でき、臨床現場で一般的に使用されています。 参加者は、最大の吸気および呼気圧力を生成するために、プレテスト結果 (同日に取得) の約 40% の圧力閾値で 1 つのウォームアップ セットを完了します。 ウォームアップに続いて、参加者はテスト前の結果の約 70% の圧力閾値でトレーニングし、吸気筋力トレーニングと呼気筋力トレーニングの両方を 6 ～ 12 回繰り返して 3 セット行います。 トレーニング呼吸は、デバイスを使用した約 1 ～ 2 秒の持続的な呼吸と、5 ～ 10 秒の静かな呼吸で構成されます。 この形式の AIH とそれに続くタスク固有のトレーニングは、先行研究で首尾よく適用されており (Hayes et al., 2014; Ahmed et al., 2017)、AIH または AIHH 後に BDNF を増加させるのに十分な時間を確保できるため、タスク固有のトレーニング（Baker-Herman et al., 2004; Lovett-Barr et al., 2012; Welch et al., 2020）。

tSCS ペア上肢機能訓練 (研究 2)

研究 2 の tSCS ペア上肢機能訓練は、AIHH または偽治療の 20 分後に実施されます。 閉ループ刺激パラメータは、上肢の機能トレーニングと組み合わせるために使用されます。 閉ループ刺激では、その瞬間の人の正確な動きの状態に基づいて、パラメータがリアルタイムで継続的に更新されます。 この刺激は、訓練を受けた作業療法士および理学療法士のチームによって指導される上肢の機能訓練と同時に適用されます。 tSCS ペアの上肢機能トレーニング セッションの所要時間は約 1 時間です。 トレーニングには、大小の動きの上肢トレーニング、ゲーム、大小の物体の操作などが含まれる場合があります。 上肢の FTP には、手を伸ばす、掴む、操作する動作の繰り返しが含まれる場合があります。

ウォッシュアウト期間。 キャリーオーバー効果を最小限に抑えるために、各セッション介入の間に 1 週​​間の休薬期間が設けられます。 このウォッシュアウト期間の期間は、単一セッションの AIH 研究の効果が 1 週間後には検出されなくなることを示唆するヒトのデータに基づいています (Sutor et al., 2021)。 ウォッシュアウト期間は、参加者のエンゲージメント、時間の遅れが長くなるにつれて増大するスケジュール調整の難しさ、研究者、参加者、臨床医のパートナーシップなど、参加者の維持に影響を与える要因の経験とのバランスがとられています。 これらの相反する考慮事項のバランスをとる必要性に基づいて、参加者を失ったりクロスオーバー設計を混乱させたりするリスクを最小限に抑えながら、可塑性を弱めることができる、より長いウォッシュアウトの間のバランスを模索しました。

テスト後の研究 1 および 2

安全性をモニタリングするために、研究 1 と研究 2 の両方について、AHH 曝露後 1 時間換気を記録し続けます。

事後神経生理学評価: 研究 1 では AIH/偽曝露と tSCS を組み合わせた呼吸訓練、および研究 2 では上肢訓練の約 30 分後に、別のラウンド刺激を実行します。 CMS および TMS について上で概説した手順は、横隔膜筋 (研究 1) および FDS 筋 (研究 2) の事後テストに続きます。 これには、刺激の強度が CMS の場合は 40 ～ 100%、TMS の場合は 60 ～ 100% まで 5% ずつ徐々に増加するリクルートメント曲線の作成が含まれます。 各強度で約 3 ～ 10 回の刺激を 10 ～ 30 秒間隔で実行します。 被験者は、不快感を感じた場合、試験中いつでも長期の休憩をとることができます。

機能後評価: 神経生理学検査の直後に、参加者は上記で概説した機能検査を受けます。 研究 1 では呼吸機能評価が、研究 2 では上肢機能検査が実行されます。

c.データ分析：研究の目的/目標を評価または測定するための方法を提供します。つまり、統計分析計画、テーマ分析を実施して妥当性を高めるための手順などの定性的研究手法、プログラムの評価方法と分析計画、または混合法分析などです。プラン。 定量的研究の場合は、どのような統計ツールが適用されるか、および必要に応じて研究がどのように強化されるかを含めます。 パイロット研究には統計計画は必要ありませんが、結果を将来の研究に役立てるためにどのように使用するかを概説する必要があります。

具体的な目的 1、つまり「単一セッションの AHH と tSCS ペアの呼吸筋力トレーニングを組み合わせると、単独の治療よりも慢性 SCI においてより大きな呼吸運動出力が相乗的に誘発される」をテストするため。心肺アウトカム測定におけるベースラインからの変化率を定量化して比較します。 誘発された横隔膜電位は、潜時 (刺激アーチファクトと誘発反応の開始の間の時間の差)、持続時間 (誘発反応の開始とオフセットの間の時間の差)、振幅 (正と負のピークの差)、面積 (総面積) について分析されます。修正されたEMG）。 中心モーター伝導時間は、TMS 誘発電位と CMS 誘発電位の潜時の差として計算されます。 AIHH と偽曝露の組み合わせ治療との間で、換気、心肺パラメータにおける治療の差を比較します。

仮説 2 を検証するには、「単一セッションの AHH と tSCS ペアの上肢筋力トレーニングを組み合わせると、単独の治療よりも慢性脊髄損傷において相乗的により大きな上肢運動出力が誘発される」というものです。上肢の神経生理学および機能的結果の測定におけるベースラインからの変化率を定量化して比較します。 第 1 背側骨間指電位のベースラインからの変化 (%) は、潜時 (刺激アーチファクトと誘発反応の開始の間の時間の差)、継続時間 (誘発反応の開始とオフセットの間の時間の差)、振幅 (正と負のピークの差) について分析されます。 、面積（整流された筋電図の総面積）。 中心モーター伝導時間は、TMS 誘発電位と CMS 誘発電位の潜時の差として計算されます。 一連の標準化された機能検査による参加者の上肢機能の定量化も行われます。

仮説 3、「神経可塑性を調節する遺伝子に無症状の炎症や機能不全の一塩基多型が存在すると、治療に対する運動反応が低下する」を検証する。私たちは、無症状の炎症および/または神経可塑性に関連する遺伝子の機能不全の一塩基多型の存在に基づいて参加者を分類します。

出力の計算: 当社の出力の計算は、健康な人における AIHH の使用における以前のデータと、偽空気に対する横隔膜モーター誘発電位の差に基づいています。 I型過誤率を0.05、治療の差を30%、対応する標準偏差を41と仮定すると、サンプルサイズ29の場合、偽曝露に対するAIHHの治療改善を検出する検出力は80%となります。 この研究では併用療法アプローチであり、検出力推定に利用できる予備データがないことを考慮すると、慢性SCIの参加者29人のサンプルサイズが実験に十分な検出力を備えていると仮定します。 [JN1]現在、研究で使用されているもの機能評価はここでも使用できます。

データ分析

主要エンドポイントのみに統計計画を提供します。 研究がどのように活用され、どのような統計ツールが適用されるかを示してください。

注: スポンサープロトコルから統計セクション全体を切り取って貼り付けないでください。 パイロット研究には統計計画は必要ありませんが、結果を将来の研究に役立てるためにどのように使用するかを概説する必要があります。) 具体的な目的 1、つまり「単一セッションの AHH と tSCS ペアの呼吸筋力トレーニングを組み合わせると、単独の治療よりも慢性 SCI においてより大きな呼吸運動出力が相乗的に誘発される」をテストするため。心肺アウトカム測定におけるベースラインからの変化率を定量化して比較します。 誘発された横隔膜電位は、潜時 (刺激アーチファクトと誘発反応の開始の間の時間の差)、持続時間 (誘発反応の開始とオフセットの間の時間の差)、振幅 (正と負のピークの差)、面積 (総面積) について分析されます。修正されたEMG）。 中心モーター伝導時間は、TMS 誘発電位と CMS 誘発電位の潜時の差として計算されます。 AIHH と偽曝露の組み合わせ治療との間で、換気、心肺パラメータにおける治療の差を比較します。

仮説 2 を検証するには、「単一セッションの AHH と tSCS ペアの上肢筋力トレーニングを組み合わせると、単独の治療よりも慢性脊髄損傷において相乗的により大きな上肢運動出力が誘発される」というものです。上肢の神経生理学および機能的結果の測定におけるベースラインからの変化率を定量化して比較します。 第 1 背側骨間指電位のベースラインからの変化 (%) は、潜時 (刺激アーチファクトと誘発反応の開始の間の時間の差)、継続時間 (誘発反応の開始とオフセットの間の時間の差)、振幅 (正と負のピークの差) について分析されます。 、面積（整流された筋電図の総面積）。 中心モーター伝導時間は、TMS 誘発電位と CMS 誘発電位の潜時の差として計算されます。 一連の標準化された機能検査による参加者の上肢機能の定量化も行われます。

仮説 3、「神経可塑性を調節する遺伝子に無症状の炎症や機能不全の一塩基多型が存在すると、治療に対する運動反応が低下する」を検証する。私たちは、無症状の炎症および/または神経可塑性に関連する遺伝子の機能不全の一塩基多型の存在に基づいて参加者を分類します。

出力の計算: 当社の出力の計算は、健康な人における AIHH の使用における以前のデータと、偽空気に対する横隔膜モーター誘発電位の差に基づいています。 I型過誤率を0.05、治療の差を30%、対応する標準偏差を41と仮定すると、サンプルサイズ29の場合、偽曝露に対するAIHHの治療改善を検出する検出力は80%となります。 この研究では併用治療アプローチを採用しており、検出力推定に利用できる予備データがないことを考慮して、慢性SCIの参加者29人のサンプルサイズが実験に十分な検出力を備えていると仮定します。