脊髄損傷における上肢関数のための非侵襲的神経調節：クロスオーバー試験

プロジェクトの目的

このパイロットの重要な目的は、SCI後の上肢関数の回復のための2つの非侵襲的神経調節アプローチ間の比較試験の実現可能性を調査し、各介入に最も適した参加者コホートの識別に向けて取り組むことです（すなわち。 レスポンダー）。 この目的は、以下を通じて達成されます。

1. 各介入、参加者内、安全性監視、および上肢の強度、感覚、動きのパフォーマンスの標準化された評価の使用を通じて、各介入の有効性の評価。
2. 参加者による臨床的に意味のある改善の評価は、日常生活、QOL、および変化の世界的な印象の活動に関連する結果を報告しました。
3. 神経生理学的評価各介入期間後の回復のメカニズムを評価するだけでなく、各療法に対する「応答者」の神経生理学的相関の特定を助ける。

このランダム化されたクロスオーバー研究では、参加者は頸部脊髄を介して2か月間の非侵襲的TSCを、2か月のPCMSおよび機能的タスク練習を行い、それぞれの介入の間に4週間のウォッシュアウト期間を使用して、機能タスクの実践（最低12セッション/月）と組み合わせて受け取ります。 この設計により、単一の参加者内の各パラダイムの相対的な有効性を調べ、各介入の適切な参加者の臨床的識別を導くのに役立つ神経生理学的および/または臨床的特性を特定し始めることができます。

各介入ブロックの最小トレーニング用量は、各治療段階で合計24セッションのトレーニングを行う12セッション/月です。 参加者は、実行可能な場合は週に最大5回のセッションを完了するように招待されます。 参加者は、2つの介入のそれぞれで同等の数の介入セッション（つまり、10％以内）を完了して、投与量の違いに起因しないことを確認する必要があります。 各介入セッションには、少なくとも60分間の上肢機能タスク実践（FTP）が含まれます。 FTPは、典型的なリハビリテーション活動（たとえば、可動域、活動の強化、動きのある文書、衣類、カップなど）と、コンピューターゲームをリハビリテーション活動に組み込むリハビリテーションワークステーション（リハビリテーション、カップなど）で完了します。

経皮的頸部脊髄刺激（TSC）頸部経皮脊髄刺激は、以前に報告されたガイドラインに従って送達されます。 円形（1.25 "）電極は、C3とC4の脊椎レベルの間の頸部脊髄の上に配置され、長方形の戻り電極は鎖骨または腸骨の頂上に配置されます。 二相性刺激は、1MSパルス幅で30Hzで連続的に送達され、10kHzキャリア周波数が重複します（Gelenitis et al 2024; Moritz et al 2024）。 刺激は、筋肉のけいれんを誘発するために必要な強度を下回るモーターのしきい値以下の電流強度で送達されます。 子宮頸部TSCは、各トレーニングセッション中に少なくとも60分間配信され、FTPはアクティブ刺激中に発生します。

ペアの皮質脊髄運動刺激（PCMS）ペアの経頭蓋磁気刺激と神経刺激は、SCIの個人の以前に公開されたプロトコルに従って実装されます（Jo et al 2023）。 2つのフィギュア8コイルを使用して、運動皮質の両側磁気刺激を供給し、上腕神経と尺骨神経の同期電気刺激と両側に組み合わされます。 刺激のタイミングは、長期的な増強を誘発するために適切な間隔で電気電子が皮質脊髄運動核シナプスに到着するようにするために決定されます。 各セッション中に、360のペア刺激が0.2 Hzの周波数で配信されます。 刺激パラダイムには約30分かかるはずです。 これに続いて、参加者は60分間のFTPを完了します。

機能タスクプラクティス（FTP）典型的なリハビリテーションプログラムは、理学療法士および作業療法士と相談して定義され、実施されます。 このプログラムは、粗い上肢の動き、孤立した指の動き、シンプルで複雑なピンチ、把握活動の繰り返し活動を含む機能的なタスクで構成されます。 各カテゴリについて、さまざまな難易度を持つ4〜10のアクティビティが特定されます。 各参加者は、各治療セッション中に各カテゴリ内で少なくとも1-2の演習を実行します。 各カテゴリのアクティビティは、参加者の能力に従って選択され、時間の経過とともに機能的なタスクを実行する能力の進化に基づいて調整されます（段階的なトレーニング）。

評価対策

評価は、各治療ブロックの開始、中点、および終了に対応するベースラインで5か月間毎月発生します。 また、すべての参加者は、介入効果の保持を評価するために3か月のフォローアップ評価を受けます（つまり、 キャリーオーバー神経可塑性）。

結果臨床測定は、参加者のグループ割り当てに盲目にされている職業療法士によって完了します。 評価には、脊髄損傷（ISNCSCI）の神経学的分類に関する国際基準、および上肢の運動スコアや感覚スコアなどの関連するサブスコア、および強度感覚とパフォーマンスの段階的な再定義評価（GRASSP）などの上肢の強度、感覚、および機能の臨床測定が含まれます。 患者が報告した結果は、各介入ブロックの開始時と終了時に、日常生活（SCIM-III）、全体的な生活の質（WHO-QOL BREF）、および参加者の世界的な変化の印象（PGIC）の活動を実行する自己報告能力を評価します（図1）。

神経生理学的評価には、皮質脊髄の興奮性を評価するために上肢運動皮質上の経頭蓋磁気刺激（TMS）が含まれます。また、子宮頸部脊髄の興奮性の変化を評価して頸部脊髄興奮性の変化（CMMRS）を評価するための子宮頸部背側根への刺激が含まれます。 皮質のTMSは、下行皮質脊髄路の完全性を評価するために、ヒトで広範囲に使用されています（Di Lazzaro et al 2008）。 参加者は車椅子に座っています。 単一パルスTMSは、誘発応答のプラトーに達するまで、各強度で3つの刺激（5S離れた）で刺激強度の増加で送達されます。 表面EMGは、複数の上肢の筋肉から、両側に記録されます。

1回の訪問では、CMMRは単一刺激（1MS単相パルス）を使用して経皮的に誘発されます。 筋肉の反応は、上記のように複数の上肢の筋肉から収集されます。 刺激は、すべての筋肉の運動閾値以下の強度で送達され、複数の筋肉にわたって誘発された応答のプラトーが得られるまで、または参加者の耐性に達するまで徐々に増加します。 強度の増分は、リクルートメント曲線の線形部分に沿って少なくとも9つの測定値を確保するために選択されます。 参加者は各強度で3つの刺激を受け、刺激は5秒離れて配信されます（D'Amico et al 2013）。 上腕神経叢（0.2msパルス幅）の軸上刺激により、セッションの完了時に最大化合物の筋肉活動電位（MMAX）が得られます。

データ分析神経生理学は、TMSから得られた反射反応の領域を測定し、同じ筋肉に対応するMMAX領域に正規化されます。 領域（％mmax）は、刺激強度（％最大刺激出力（％MSO）または運動閾値の％（XMT）として）に対してプロットされ、3パラメーターSIGMOID機能（D'Amico et al 2020、Klimstra＆Zehr 2008）に適合します。 応答を誘発するために必要な刺激強度は、最大応答の50％（S50）と最大誘発応答（CMMRMAX）が、実験データを3パラメーターSIGMOID機能に適合させることにより、各筋肉について計算されます（D'Amico et al 2013、Klimstra＆Zehr 2008）。 これらの測定は、各参加者内の2つの介入（TSCSとPCM）の間で比較されます。

各患者が報告する各患者が報告した結果の測定スコアは、各評価を採点するための標準的なプロトコルに従います。 すべてのスコアは、ベースライン、各介入期間の終わり、および3か月のフォローアップの間で比較されます。