Neurale stimulatie voor handgreep bij mensen met tetraplegie (AGILIS)

Elektrische stimulatie van de spieren wordt al tientallen jaren gebruikt in revalidatiecentra die gespecialiseerd zijn in de behandeling van ruggenmergletsels. Het is aangetoond dat het effectief is bij het opbouwen van spieren en het voorkomen van spieratrofie na een dwarslaesie (SCI) of een beroerte. Het kan ook worden gebruikt om spasticiteit te verminderen en vooral om functioneel nuttige motorische controle te bevorderen. Het is dan een Functionele Elektrische Stimulatie (FES). Bij de quadriplegische persoon die wordt gekenmerkt door een ernstige motorische stoornis van de bovenste ledematen, is FES vandaag de enige techniek die het mogelijk maakt functionele grijpbewegingen te herstellen in het geval dat de actieve spierbronnen onder de ellebogen ontbreken of te zwak zijn om een ​​peestransferoperatie mogelijk te maken.

Net als "Freehand" stimuleren alle apparaten die FES gebruiken rechtstreeks de spieren (oppervlakte-, intramusculaire of epimysiale elektroden) en vereisen daarom een ​​groot aantal interne componenten met een theoretisch risico op infectie en grotere afstoting. aangezien elke spier moet worden geactiveerd via een elektrode (tot 12 in het geval van "FreeHand"). De onderzoekers stellen in plaats daarvan selectieve neurale stimulatie voor, omdat hiermee meerdere spieren via een enkele elektrode kunnen worden gestimuleerd. Neurale stimulatie vereist minder energie voor spieractivatie. In onze aanpak worden drie elektroden geïmplanteerd boven de elleboog op de mediaan, de ulnaire en de radiale zenuwen. Dit vermindert het aantal geïmplanteerde elementen aanzienlijk en dus i) het risico op infectie, ii) het risico op falen, iii) het chirurgische risico dankzij minimaal invasieve chirurgie. De procedure bestond uit het plaatsen van een multi-contact manchetelektrode rond de radiale, ulnaire of mediane zenuwen en het observeren van de effecten van elektrische neurale stimulatie in termen van spierselectiviteit, geproduceerde kracht en geïnduceerde beweging. In een eerdere studie hebben de onderzoekers al via acute intra-operatieve testen (onder goedkeuring van de ethische commissie, #NCT03721861) bewezen dat:

Er werd geen falen van de elektroden of van de stimulator opgemerkt. Voor alle 8 proefpersonen was het mogelijk om selectief spiergroepen te stimuleren om de opening van de duim en vingers te verkrijgen, of de buiging van de duim, vingers en het verkrijgen van mogelijk functionele grip zoals de forceps met tegenstand van de duim of handpalm.

Een tweede haalbaarheidsonderzoek (registratienummer 2016-A00711-50) met 17 quadriplegische patiënten beoordeelde het vermogen van de proefpersoon om vrijwillige samentrekkingen van de sus-laesiespieren te gebruiken (EMG-opnamen bij 8 proefpersonen) of vrijwillige bewegingen van de schouders (traagheidsopnamen bij 9 proefpersonen) om de bewegingen van een robothand of het activeren van een elektrische oppervlaktestimulatie van de spieren van de onderarm te regelen. Na een korte gewenningsperiode wisten alle patiënten de voorgestelde interface onder de knie te krijgen.

Op basis van de resultaten van deze twee onderzoeken wil de onderzoeker een volgende stap zetten in de ontwikkeling van een grijphulpmiddel voor patiënten met een dwarslaesie door de implantatie van drie manchetelektroden met percutane verbinding op de arm van mensen met een dwarslaesie voor te stellen. tetraplegie. De elektroden worden gedurende 1 maand op hun plaats gehouden voordat ze definitief worden geëxplanteerd. Een geïmplanteerde kabel verbindt de elektroden met een externe connector. Een voorstudie gebaseerd op de implantatie van slechts 2 elektroden (op de mediaan en de radiale zenuw) werd in 2020 uitgevoerd bij 2 patiënten. Geen van de 2 deelnemers vertoonde algemene en lokale comorbiditeit. De acceptatie was optimaal. Geen van de stimulatieconfiguraties genereerde tegenstrijdige bewegingen. Het slagingspercentage bij taakuitvoering door de elektro-gestimuleerde hand overschreed de doelstelling van 50% (respectievelijk 54% en 51% voor patiënt 1 en 2). Het nalevingspercentage van de controleorders bij beide patiënten was > 90% bij gebruik van bewegings-IMU-gebaseerde detectie en 100% bij gebruik van EMG-gebaseerde detectie bij patiënt 1. Deze resultaten ondersteunen de relevantie van neurale stimulatie van de tetraplegische bovenste extremiteit met een meer selectieve benadering, met behulp van multi-contact epineurale elektroden met respectievelijk 9 en 6 contactpunten voor de mediane en radiale zenuw.