Neuromodulatie om de ademhalingsfunctie te verbeteren bij cervicaal ruggenmergletsel

Er zijn vijf hoofdfasen in dit onderzoek. De eerste fase is basislijntesten, de tweede fase is een tijdelijke implantatie, de derde fase is post-tijdelijke implantaatmapping/behandeling, de vierde fase is een permanente implantatie en de vijfde fase is een post-permanente implantaatbehandeling. Tijdens elk van de drie fasen krijgen proefpersonen tweemaal per week laboratoriumtestsessies en dagelijkse thuistrainingen. Aangezien dit een haalbaarheidsstudie is, zijn de fasen ontworpen om onderwerpen te selecteren die het meest responsief zijn en baat zullen hebben bij deze strategie.

Fase 1. Baseline testen/training (tot 6 maanden, UCLA Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior), met als doel ervoor te zorgen dat elke proefpersoon begint met de volledige voordelen die kunnen worden bereikt met standaard rehabiliterende ademhalingstherapie en een stabiele baseline van functie heeft voordat ze beginnen met epidurale stimulatie. 15 proefpersonen ondergaan deze fase. Tijdens deze fase worden de maximale inspiratoire en expiratoire druk, de spontane ademhalingsactiviteit in rust en het EMG van de ademhalingsspieren gemeten. Proefpersonen in de beademingsmodus (tenzij of totdat ze zelf voldoende kunnen ademen) zullen via een pneumotachometer worden gecontroleerd op veranderingen in de ademhalingsfrequentie. Bovendien ondergaan proefpersonen motorische en sensorische testen. De proefpersonen moeten vóór implantatie een stabiele ademhalingsfunctie hebben, dus als een proefpersoon na 3 maanden kleine verbeteringen laat zien, zal de proefpersoon doorgaan met trainen totdat ze hun maximale effect van training hebben bereikt (tot 6 maanden). Proefpersonen die na 3 maanden een stabiele basislijn laten zien, gaan door naar fase 2. Als de gezondheid van een proefpersoon verslechtert, inclusief niet-respiratoir functioneren, zal de proefpersoon worden beoordeeld door een geschikte arts en zal er worden getest totdat de gezondheid van de proefpersoon is verbeterd en stabiel blijft gedurende ten minste 2 maanden. maanden.

Fase 2. Tijdelijk implantaat (1 dag, 24 uur overnachting, UCLA Medical Center, Santa Monica). Proefpersonen zullen een tijdelijke stimulatorimplantatie ondergaan. Tijdens de operatie wordt intraoperatief in kaart gebracht met het implantaat om effectieve stimulatiegebieden aan te tonen. Maximaal 12 proefpersonen met bewijs van respons op basislijntesten ondergaan deze fase uit de pool van 12 proefpersonen in fase 1 hierboven. De respons op ademhalingstraining zal gebaseerd zijn op maximale ademhalingsinspanning, ademhalingsvermogen in rust en EMG van de ademhalingsspieren. Proefpersonen zullen als voorzorgsmaatregel 's nachts na de operatie worden gecontroleerd.

Fase 3. Post-tijdelijke implantatie mapping/behandeling (tot 10 dagen, UCLA Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior) Ademhalingsvermogen zal worden beoordeeld. Ademhalingsrevalidatie met de stimulator zal worden gebruikt om de ademhalingsfunctie weer in te schakelen. Onderwerpen worden dagelijks getest, tot 10 niet-opeenvolgende sessies in de kliniek. Elke sessie duurt maximaal 2 uur. De proefpersoon krijgt het tijdelijke implantaat minimaal 1 week en maximaal 2 weken. Maximale ademhalingsinspanning en ademhalingsvermogen in rust zullen worden geëvalueerd, evenals PROM's na implantatie. Zodra optimale parameters zijn geïdentificeerd, zullen elektrodeconfiguratie(s) worden gebruikt waarmee proefpersonen hun ademhalingspatroon kunnen manipuleren. Proefpersonen mogen de stimulator thuis gebruiken (dagelijks, met geïdentificeerde parameters) met ademhalingstraining naast tweemaal per week testen. Thuisgebruik omvat het inschakelen van de stimulator en ademen met de ventilator. Dezelfde 12 proefpersonen uit fase 2 ondergaan deze fase.

Fase 4. Permanente implantatie (1 dag, 24 uur overnachting, UCLA Medical Center, Santa Monica). Proefpersonen zullen een stimulatorimplantatie ondergaan. Tijdens de operatie worden elektroden geïmplanteerd. De ideale plaatsingslocatie wordt gebaseerd op de eerdere tijdelijke proeflocatie. Maximaal 10 proefpersonen met de meeste connectiviteit en bewijs van respons op basislijntests ondergaan deze fase uit de pool van 12 proefpersonen in fase 3 hierboven. De reactie op ademhalingstraining zal worden beoordeeld. Proefpersonen zullen als voorzorgsmaatregel 's nachts na de operatie worden gecontroleerd.

Fase 5. Mapping/behandeling na permanent implantaat (tot 12 maanden, UCLA Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior) waarin de elektrodeconfiguratie(s) die de ademhalingsspieren activeren, zal worden gebruikt. Ademhalingsrevalidatie met de stimulator zal worden gebruikt om de ademhalingsfunctie weer in te schakelen. 10 proefpersonen worden maximaal twee keer per week getest in de kliniek gedurende maximaal 2 uur per sessie. De ademhalingsrespons op stimulatie zal worden beoordeeld. Zodra optimale parameters zijn geïdentificeerd, zullen elektrodeconfiguratie(s) worden gebruikt waarmee proefpersonen hun ademhalingspatroon kunnen manipuleren. Proefpersonen mogen de stimulator thuis gebruiken (dagelijks, met geïdentificeerde parameters) met ademhalingstraining naast tweemaal per week testen. Dezelfde 10 proefpersonen uit fase 4 ondergaan deze fase.

Tijdlijn. De studie is een veiligheids- en haalbaarheidsstudie. Dit is een eenarmige implantatie van een permanente elektrode om de veiligheid en vroege werkzaamheid van cervicale spinale epidurale stimulatie te beoordelen om de ademhalingsfunctie te verbeteren. Het wordt uitgevoerd gedurende een periode van maximaal 6 maanden of 21 maanden in respectievelijk 1, 2 of 3 perioden (fig. 3): Fase 1. Basistraining (tot 6 maanden), Fase 2. Tijdelijk proefimplantaat (1 dag), Fase 3. Post-tijdelijke proef implantaatbehandeling (tot 10 dagen), Fase 4. Permanent implantaat (1 dag, met tot 2 maanden voor chirurgisch herstel), Fase 5. Post-permanente implantaatbehandeling (tot 12 maanden). Daarom zullen 15 proefpersonen maximaal 6 maanden betrokken zijn, terwijl 12 proefpersonen maximaal 7 maanden betrokken zullen zijn en 10 proefpersonen maximaal 21 maanden (18 maanden testen met maximaal 2 maanden herstel).

Thuis gebruik. Om de veiligheid te garanderen, ondersteunt het beademingsapparaat de patiënt tijdens thuisgebruik met de stimulator ingeschakeld, net als wanneer de epidurale stimulatie niet is ingeschakeld. De patiënt wordt niet volledig losgekoppeld van het beademingsapparaat tenzij onafhankelijkheid van het beademingsapparaat wordt bereikt door een geleidelijk en nauwlettend gecontroleerd ontwenningsproces waarin de patiënt tijdens de ontwenningsstadia een stabiele O2-verzadiging en adequate minuutventilatie zal laten zien. Ontwenning (en bewijs van verbeterde respiratoire spierfunctie) zal bestaan ​​uit het geleidelijk verminderen van het niveau van ondersteuning dat door de ventilator wordt geleverd, terwijl vereist wordt dat wanneer ontwenning plaatsvindt, de patiënt zelf een stabiele minuutventilatie handhaaft.

Om de veiligheid te garanderen, worden deze ontwenningsmanoeuvres alleen uitgevoerd in aanwezigheid van een ademhalingstherapeut en is er een AMBU-zak met aanvullende O2 beschikbaar. Bovendien zal de zorgverlener voor de veiligheid hartslag, bloeddruk, temperatuur met tussenpozen van 15 minuten en O2-saturatie continu opvragen, of wanneer er een wijziging is in de instelling van het beademingsapparaat. Bovendien wordt dit alleen uitgevoerd als het onderwerp volledig bij bewustzijn is, wakker is en commando's volgt.