脊髄損傷による慢性麻痺の患者の立位と歩行を回復するための硬膜外電気刺激：運動回復、痙縮の減少、神経調節と集中リハビリテーションによる生活の質の改善に関する研究 (EPISTIM-SCI)

はじめに根拠：

脊髄損傷（SCI）は、長期障害と生活の質の低下の主な原因であり、現在のリハビリテーション方法はしばしば独立したモビリティを回復することに達していません。 新たな証拠は、神経調節、特に硬膜外の電気刺激（EE）が休眠脊髄ネットワークの再活性化を促進し、それによって運動回復を促進できることを示唆しています。 前臨床研究と初期の臨床報告により、EEは慢性麻痺患者の神経可塑性を高め、歩行機能を改善できることが実証されています。 この研究は、立ったり歩く能力を失った慢性で安定したSCIの患者のコホートでEEの有効性と安全性を評価することにより、これらの発見に基づいて構築するように設計されています。

研究の目的：

この前向き研究の主な目的は、硬膜外脊髄刺激装置の外科的移植後の後期歩行回復を評価することです。 二次目標には、立位バランスの改善、歩行能力（支援の有無にかかわらず）、痙縮の減少、疼痛管理、神経原性膀胱および腸機能の強化、および全体的な生活の質と気分が含まれます。 この拡張された説明は、研究デザイン、外科的処置、リハビリテーションプロトコル、および神経生理学的評価の技術的側面の概要を示しています。

研究デザインと全体的な方法論：

これは、術前と術後の機能状態を比較することにより、各患者を独自のコントロールとしてフォローするように設計された、単一装備の前向き臨床研究です。 この研究では、アジアAまたはBに分類された慢性SCI（負傷後6か月以上）の成人患者10人を登録し、C7とT10の間に病変が位置し、負傷のレベル以下のセグメント反射を保存します。 外科的介入の前に、参加者はベースライン運動機能の最大化を目的とした3か月の集中リハビリテーションプログラムを受けます。 この段階には、週に5つの監視された理学療法セッションが含まれており、その間に包括的な臨床評価、ビデオドキュメンテーション、表面筋電図（EMG）の記録が収集されます。

外科的処置とデバイスの埋め込み：

術前リハビリテーション段階に続いて、患者は硬膜外脊髄刺激装置の着床のために外科的処置を受けます。 この手順は、サンパウロ大学医学部の病院ダスクリニカスの不妊手術室で行われます。 手順の主要な技術的詳細は次のとおりです。

患者のポジショニングと準備：患者は傾向があり、手術部位は蛍光ガイダンスを使用してマークされます。 標準の無菌プロトコルに従います。

切開と曝露：長さ約5〜8 cmの正中線の皮膚切開は、T12とL2の椎骨レベルの間に作られています。 解剖は、皮下組織および傍脊椎筋を介して行われます。

インターロミナーウィンドウの作成：硬膜外スペースへのアクセスを提供するために、L1/L2レベルでインターロミナーウィンドウが作成されます。

電極埋め込み：パドルリード（3列に配置された16チャネルを特徴とする5-6-5を指定）が腰部硬膜外腔に埋め込まれ、L1とL1の間の領域をL1からS2にカバーする領域を標的とします。 EMGを使用した術中の神経生理学的モニタリングを使用して、電極の正確な配置を検証します。

パルスジェネレーターの配置：パルス発生器（Medtronic Intellis）の着床のために、右脇腹に皮下ポケットが作成されます。 デバイスは術中にテストされ、最適なパフォーマンスと適切な神経調節反応を確保します。

術後およびリハビリテーションプロトコル：

傷の治癒と初期デバイスプログラミング患者のために1か月の1か月の手術後の回復期間の後、インプラント後のリハビリテーション段階に入ります。 このフェーズは、患者が集中的で監視された理学療法セッション（週5回のセッション）に参加する12か月の期間で構成されています。 これらのセッション中：

EESの活性化：硬膜外の電気刺激が活性化され、運動回復が促進されます。 刺激パラメーター（たとえば、強度、周波数、パルス幅）は、患者の反応と神経生理学的フィードバックに基づいて個別に調整されます。

継続的な評価：定期的な評価は、臨床スケールと表面EMG記録の両方を使用して毎月行われます。 これらの評価は、歩行、バランス、および全体的な運動制御の改善を監視しています。 ビデオ録画は、機能的なパフォーマンスを文書化するためにも作成されています。

神経生理学的および技術的評価：

この研究の重要な要素は、筋肉の活動と神経筋協調の定量的測定を提供するための表面筋電図（EMG）の使用です。 技術的な詳細は次のとおりです。

機器：ワイヤレス8チャンネルEMGシステム（Trigno Avanti Research+、Delsys）がデータ収集に使用されます。

監視されている筋肉群：EMG電極は、イリオプソス、外側vastus、大腿直筋、脛骨前部、半細胞炎、腹筋腫、ソラウス、伸筋long、extensor longus、biceps femoris、およびgluteus maxaxusなど、歩行と姿勢に関与する重要な筋肉に配置されます。

データ収集：EMG信号はフィルタリングされ（30〜500 Hzの帯域範囲）、2 kHzのサンプリングレートでデジタル化されます。 データ分析は、MATLAB（R2019A）を使用してオフラインで実行され、神経筋反応を臨床結果と相関させます。

安全性とリスク管理：

EESの安全性プロファイルは、文献で十分に確立されています。 しかし、潜在的なリスクには、感染、血腫、装置の移動、または神経学的状態の一時的な悪化などの外科的合併症が含まれます。 これらのリスクを軽減するために、研究には以下が組み込まれています。

術中監視：適切な配置を確保するための電極埋め込み中の連続EMGモニタリング。

術後ケア：回復段階での緊密な監視と感染制御プロトコルへの厳密な順守。

有害事象の報告：すべての合併症は、確立された臨床ガイドラインに従って記録および管理されます。

タイムラインとフォローアップを学ぶ：

各参加者の全体的な研究期間は約16か月で、これには以下が含まれます。

3か月の術前リハビリテーション段階。 EESデバイスの外科的着床。 術後1か月の回復期間。 インプラント後の12か月のリハビリテーションと評価段階。 定期的なフォローアップ訪問は、臨床評価、EMG録音、およびビデオドキュメントのためにスケジュールされ、必要に応じて進捗状況を継続的に監視し、治療を調整します。

倫理的な考慮事項と規制コンプライアンス：

この研究プロトコルは、サンパウロ大学医学部（HC-FMUSP）の病院ダスクリニカスの研究プロジェクト分析倫理委員会によって承認されています。 すべての参加者は、登録前に書面によるインフォームドコンセントを提供します。 慢性SCIにおける効果的な治療の重大なニーズと予備研究における神経調節の有望な結果を考えると、この研究の設計は、自分のコントロールとして機能する患者と倫理的に正当化できると考えられています。 この研究は、臨床研究とデバイスの着床に関する制度的、国内、および国際的な規制ガイドラインに準拠しています。

重要性と予想される影響：

この研究の目的は、慢性脊髄損傷患者の機能的運動回復を促進する際の硬膜外電気刺激の有効性に関する堅牢な証拠を提供することを目的としています。 高度な神経調節技術と集中的なリハビリテーションを組み合わせることにより、この研究は歩行、バランス、および全体的な生活の質の改善を実証しようとしています。 成功した結果は、EEのより広範な臨床適用につながり、慢性SCIの管理における大きな進歩を表す可能性があります。

結論：

提案された研究は、慢性脊髄損傷の治療的介入としての硬膜外の電気刺激の適用に関する包括的な調査です。 細心の外科的手法、厳密なリハビリテーションプロトコル、および詳細な神経生理学的評価を通じて、この研究は神経調節のメカニズムを探求し、EEの臨床的利点を検証するように設計されています。 技術的および臨床データの統合は、重度の慢性麻痺患者の治療環境を最終的に変える可能性のある貴重な洞察に貢献すると予想されます。