외상성 및 비외상성 척수 손상 후 경피적 척수 자극의 안전성과 타당성 평가: 파일럿 연구 (STIM)

척수 손상(SCI)은 급성 외상과 같은 1차 신체적 손상이나 만성 압박 및 허혈로 인한 2차 손상으로 인해 발생할 수 있습니다. 그로 인한 신경학적 손상은 높은 개인적, 사회적 부담을 초래합니다. 척수손상 환자의 기능을 향상시키는 효과적인 치료법은 거의 없습니다. 척수 자극(SCS)은 척수 손상 관련 통증 및 마비 환자에게 안전하고 잠재적으로 효과적인 치료법을 나타냅니다. 이 연구의 목적은 외상성 및 비외상성 기전으로 인해 SCI의 다양한 단계에 있는 환자에게 경피적으로 전달되는 SCS의 잠재적인 임상적 유용성을 조사하는 것입니다. 이 연구에서는 지정된 간격으로 손상된 척수를 안전하게 자극하는 능력을 평가하고 입원, 재활 및 임상 후속 조치 전반에 걸쳐 참가자의 자율신경 및 감각운동 기능을 기록할 것입니다.

다양한 상지 및 하지 관련 기능 측정이 기준선 및 12개월에 걸쳐 설정된 추적 시점에 평가됩니다. 이 개입의 안전성과 각 결과 측정의 유용성이 연구의 주요 결과가 될 것입니다. 우리가 아는 한, SCS의 다중 모드 결과를 평가한 임상 시험은 보고되지 않았습니다. 또한, Clinicaltrials.gov 플랫폼에 게시된 부상 후 스펙트럼 전반에 걸쳐 이러한 SCI 하위 유형에 대해 제안된 SCS 시험은 없습니다. 이 파일럿 평가에서 얻은 데이터는 척수손상 후 마비, 자율신경 기능 장애 및 통증 개선에 대한 효능에 대한 초기 단계 Ib/II 시험에 정보를 제공하는 데 사용될 것입니다.

250만 명 이상의 미국인이 다양한 형태의 척수손상을 안고 살고 있으며 이는 상당한 개인 및 사회적 부담에 해당합니다(1). 급성 외상성 척수 손상 평균 비용만 38만 달러에서 140만 달러에 이릅니다. 이러한 높은 사회경제적 영향으로 인해 상당한 인플레이션이 발생하여 1990년에는 연간 비용이 40억 달러로 추산되었으며 최근에는 230억 달러로 증가했습니다. 북미에서는 매년 약 13,000건의 새로운 외상성 척수손상 사건이 기록됩니다. 퇴행성 경추 척수병증(DCM)은 성인의 비외상성 척수(ntSCI) 및 기능 장애의 가장 널리 퍼진 병인을 나타냅니다. ntSCI의 유병률은 tSCI의 유병률보다 훨씬 높습니다.

이러한 질환은 당뇨병이나 심장 질환과 같은 만성 질환보다 개인적으로 더 큰 영향을 미치면서 수백만 명의 북미 미국인에게 상당한 영향을 미칩니다. 이러한 개인의 장애로 인한 상당한 사회적 우려는 실행 가능한 치료 옵션의 부족으로 인해 더욱 악화됩니다.

DCM은 연령 관련 퇴행성 과정에서 발생하여 골극 발달, 후관절 비대, 척추 인대의 골화 및 디스크 돌출로 이어집니다. 이러한 관절염 변화는 척수를 집합적으로 압박하여 허혈 및 염증과 관련된 손상을 유발합니다. 결과적으로, 말단 통증, 운동 기능 감소, 무감각, 혈역학적 불안정성, 요실금, 장 기능 장애, 보행 불안정 등 유사한 증상이 나타나며 이는 전반적인 경제적 부담뿐만 아니라 더 높은 장애를 안고 살 수 있는 연수(DALY)에 기여합니다.

현재, 증거로 입증된 효과적인 치료법은 수술적 감압 및 재활으로 제한됩니다. 내러티브 연구에 따르면 마비 환자는 의료 전문가보다 이식 장치의 위험 대비 이익 비율을 더 우호적으로 인식하기 때문에 신경 조절 요법에 대한 옵션을 원하는 것으로 나타났습니다. 척수손상 환자의 전반적으로 최적이 아닌 결과를 고려할 때, 수술적 감압을 통해 달성할 수 있는 것 이상으로 회복률과 회복 정도를 더욱 향상시키는 것이 중요합니다.

척수 자극은 사지 기능, 보행, 손 힘, 자율 신경 기능 장애, 난치성 통증 및 방광 조절 측면에서 급성 외상성 척수 손상 후 기능적 개선을 중재하는 것으로 나타났습니다. 발표된 연구의 대부분은 만성 회복 단계에서 주로 단일 또는 소규모 참가자 그룹에 자극을 적용했습니다.

SCI에 대한 SCS의 다양한 적용은 척추 경피, 척추 경막외 및 운동 피질의 경두개 자기 자극과 같은 다중 양식 자극을 사용하여 아직 입증되지 않았습니다. Harkema와 동료들은 경막외 SCS가 만성 흉부 손상을 입은 참가자의 의지적 운동 제어를 회복할 수 있음을 입증했습니다. 루이빌 대학에서의 연구에서는 또한 다단계 경피 척수 자극이 전체 사지 확대에 걸쳐 여러 경흉부 영역에 적용될 수 있고 신경 재활 중 감각 운동 기능 개선을 제공할 수 있음을 보여주었습니다. 이러한 접근법은 이후 감각운동 회복을 위해 다른 센터에 성공적으로 적용되었습니다.

허리 수술 실패 증후군(FBSS), 복합 부위 통증 증후군(CRPS) 및 만성 다리 허혈을 관리하는 데 SCS를 활용하는 방법은 잘 문서화되어 있습니다. 그러나 운동 기능 개선과 관련하여 tSCI 또는 ntSCI 환자에게 SCS를 사용한다는 증거는 제한적입니다. SCS를 적용하면 향상된 기능적 결과, 환자 보고 결과 측정(PROM) 및 삶의 질(QoL)에 해당하는 신경 조절의 중요한 차별화 요소를 식별할 수 있습니다. 차별화 요소가 관찰되면 이러한 결론은 SCS 기반 신경조절 대 표준 치료 재활에 대한 Ib/II상 연구에 정보를 제공할 것입니다. 이는 척수손상(SCI) 임상 연구 및 환자 중심 목표의 리더들이 추진하는 최고 실천 및 목표와 직접적으로 일치합니다.

현재까지 tSCI의 아급성 단계 참가자를 대상으로 한 임상 시험은 보고되지 않았습니다. 이 단계가 2차 손상을 줄이고 기능적 네트워크를 보존하기 위한 치료 중재의 가장 큰 잠재력을 제공한다는 널리 알려진 믿음에도 불구하고 말입니다.

마찬가지로, 모든 형태의 ntSCI로 진단된 환자(수술적 감압을 받는 DCM 환자 포함)에서 수술 전후 SCS의 역할을 조사한 임상 시험은 없습니다.

제안된 연구는 신경조절이 급성 외상성 및 비외상성 척추 부상을 입은 사람들에게 특정한 치료 잠재력을 가지고 있는지 여부를 직접적으로 다룰 것입니다. 이 연구에서는 경피 척수 자극과 같은 중요하지 않은 위험 장치를 사용하여 이것이 달성될 수 있는지 여부를 구체적으로 다룰 것입니다. 마지막으로, 이 연구에서는 손상된 척수의 신경조절의 생리학적 효과를 안정적으로 자극하고 측정하는 데 사용할 수 있는 양식을 비교 평가할 것입니다.

또한, 이 연구는 경피적 전기 척수 자극이 감각운동 경로와 척수 기능에 동등한 조절 효과를 갖는다는 가설을 테스트하는 것을 목표로 합니다. 이 연구는 우리가 사용할 수 있는 기술을 최대한 활용하고 각 참가자의 잠재적 이점을 극대화하기 위해 신경학적 결과를 전향적으로 기록할 것입니다. 후속 결과는 척수 신경조절이 환자가 보고한 결과 또는 기능적 성능 측정과 직접적으로 연관될 수 있는지 여부를 결정하는 데 도움이 될 것입니다. 또한, 발표 후 다양한 시점에서 경피적 SCS의 타당성을 결정하기 위해 이 연구에서는 수술 및 집중 신경 재활을 포함한 표준 치료 치료 전후의 척추 신호 출력을 측정할 것입니다.

만성 회복 단계에서 tSCI를 적용한 개인의 SCS를 뒷받침하는 예비 데이터는 유망한 결과를 보여 주었으며 잠재적으로 이 심각한 상태를 개선했습니다. 급성 tSCI 및 ntSCI에 대한 관리 접근 방식으로 SCS를 활용하는 방법에 대한 조사(예: DCM)은 외과적 개입 및 재활과 함께 이 쇠약하게 만드는 신경 질환으로 고통받는 사람들의 삶의 질을 향상시킬 수 있는 유망한 전망을 나타냅니다.