사지 마비 환자의 손 잡기를 위한 신경 자극 (AGILIS)

근육의 전기 자극은 척수 손상 치료를 전문으로 하는 재활 부서에서 수십 년 동안 사용되어 왔습니다. 척수 손상(SCI) 또는 뇌졸중 후 근육을 만들고 근육 위축을 예방하는 데 효과적인 것으로 나타났습니다. 또한 경련을 줄이고 무엇보다 기능적으로 유용한 운동 제어를 촉진하는 데 사용할 수 있습니다. 그런 다음 기능적 전기 자극(FES)입니다. 상지의 심각한 운동 장애로 특징지어지는 사지 마비 환자의 경우, FES는 오늘날 팔꿈치 아래의 활성 근육 자원이 없거나 너무 약해서 힘줄 이식 수술을 할 수 없는 경우 기능적인 쥐는 움직임을 회복할 수 있는 유일한 기술입니다.

"프리핸드"와 마찬가지로 FES를 사용하는 모든 장치는 근육(표면, 근육 내 또는 상피근 전극)을 직접 자극하므로 이론적인 감염 위험과 더 큰 거부 반응이 있는 많은 수의 내부 구성 요소가 필요합니다. 각 근육은 전극을 통해 활성화되어야 하기 때문입니다("FreeHand"의 경우 최대 12개). 연구자들은 단일 전극을 통해 여러 근육을 자극할 수 있으므로 선택적 신경 자극을 대신 제안합니다. 신경 자극은 근육 활성화에 더 적은 에너지를 필요로 합니다. 우리의 접근법에서는 3개의 전극을 정중, 척골 및 요골 신경의 팔꿈치 위에 이식할 것입니다. 이는 이식된 요소의 수를 상당히 줄여서 i) 감염 위험, ii) 실패 위험, iii) 최소 침습 수술로 인한 수술 위험을 줄입니다. 절차는 요골, 척골 또는 정중 신경 주위에 다중 접촉 커프 전극을 배치하고 근육 선택성, 생성된 힘 및 유도된 움직임 측면에서 전기 신경 자극의 효과를 관찰하는 것으로 구성되었습니다. 이전 연구에서 조사관은 이미 급성 수술 중 테스트(윤리 위원회 승인, #NCT03721861)를 통해 다음을 입증했습니다.

전극이나 자극기의 고장은 기록되지 않았습니다. 8명의 피험자 모두에 대해 근육 그룹을 선택적으로 자극하여 엄지와 손가락의 열림 또는 엄지와 손가락의 굴곡을 얻고 엄지 또는 손바닥 그립의 대립으로 겸자와 같은 기능적 그립을 얻을 수 있었습니다.

17명의 사지 마비 환자를 대상으로 한 두 번째 타당성 연구(윤리 위원회 등록 번호 2016-A00711-50)는 대상자의 suslesional 근육의 자발적인 수축(8명의 대상자의 EMG 기록) 또는 어깨의 자발적인 움직임(9명의 대상자의 관성 기록)을 사용하는 대상의 능력을 평가했습니다. 로봇 손의 움직임을 제어하거나 팔뚝 근육의 전기 표면 자극을 트리거합니다. 모든 환자는 짧은 친숙화 기간 후에 제안된 인터페이스를 마스터했습니다.

이 두 연구의 결과를 바탕으로 연구자는 척추 손상 환자의 팔에 경피적으로 연결된 3개의 커프 전극 이식을 제안함으로써 척수 손상 환자를 위한 파지 보조 장치 개발에 추가 단계를 수행하고자 합니다. 사지 마비. 전극은 완전히 제거되기 전에 1개월 동안 제자리에 보관됩니다. 이식된 케이블은 전극을 외부 커넥터에 연결합니다. 2020년에 2명의 환자를 대상으로 2개의 전극(정중 신경 및 요골 신경에) 이식을 기반으로 한 예비 연구를 수행했습니다.v2명의 참가자 모두 일반 및 국소 동반이환을 나타내지 않았습니다. 수용성이 최적이었습니다. 어떤 자극 구성도 모순된 움직임을 생성하지 않았습니다. 전기 자극 손에 의한 작업 수행 성공률은 목표 50%를 초과했습니다(환자 1과 2는 각각 54%와 51%). 두 환자의 제어 명령 준수율은 모션 IMU 기반 감지를 사용하여 > 90%였으며 환자 1의 EMG 기반 감지를 사용하여 100%였습니다. 이러한 결과는 정중 신경과 요골 신경에 대해 각각 9개 및 6개의 접점이 있는 다중 접촉 신경외막 전극을 사용하여 보다 선택적인 접근 방식으로 사지 마비 상지의 신경 자극의 관련성을 지원합니다.