Niet-invasieve neuromodulatie voor de bovenste extremiteitsfunctie bij ruggenmergletsel: een crossover-studie

Projectdoelstellingen

Het belangrijkste doel van deze piloot is om de haalbaarheid te onderzoeken van een vergelijkende proef tussen twee niet-invasieve neuromodulerende benaderingen voor herstel van de bovenste extremiteitsfunctie na SCI, en om te werken aan de identificatie van deelnemerscohorten die het meest geschikt zijn voor elke interventie (d.w.z. responders). Dit doel wordt bereikt door het volgende:

1. Evaluatie van klinische veiligheid en effectiviteit van elke interventie, binnen deelnemers, door veiligheidsmonitoring en het gebruik van gestandaardiseerde beoordelingen van sterkte, sensatie en bewegingsprestaties.
2. Evaluatie van klinisch betekenisvolle verbeteringen door deelnemers gerapporteerde resultaten met betrekking tot activiteiten van het dagelijks leven, QOL en wereldwijde indrukken van verandering.
3. Neurofysiologische beoordelingen om de herstelmechanismen na elke interventionele periode te beoordelen, maar ook om te helpen bij de identificatie van neurofysiologische correlaten van "responders" met elke therapie.

In deze gerandomiseerde crossover-studie ontvangen deelnemers twee maanden niet-invasieve TSC's over het cervicale ruggenmerg in combinatie met functionele taakpraktijk (minimaal 12 sessies/maand) voorafgegaan of gevolgd door twee maanden PCM's en functionele taakpraktijk, met een 4-weekse wegspoelingsperiode tussen elke interventie. Met dit ontwerp zullen we de relatieve werkzaamheid van elk paradigma binnen een enkele deelnemer kunnen onderzoeken en neurofysiologische en/of klinische kenmerken kunnen identificeren die kunnen helpen de klinische identificatie van geschikte deelnemers voor elke interventie te begeleiden.

De minimale trainingsdosis voor elk interventieblok is 12 sessies/maand, voor een totaal van 24 trainingssessies tijdens elke behandelingsfase. Deelnemers worden uitgenodigd om maximaal 5 sessies per week te voltooien indien mogelijk. Deelnemers moeten een vergelijkbaar aantal interventiesessies (d.w.z. binnen 10%) in elk van de twee interventies voltooien om ervoor te zorgen dat eventuele effecten niet worden toegeschreven aan verschillen in dosering. Elke interventiesessie omvat ten minste 60 minuten functionele taakpraktijk van de bovenste extremiteit (FTP). De FTP zal worden voltooid met typische revalidatieactiviteiten (bijv. Bereik van bewegingsbereik, versterkende activiteiten, bewegende paperclips, wasknijper, bekers, enz.) Evenals de rehabilitatiewerkstation van rehabilitatie (revalidatie, Alberta), die computerspellen opnemen in de revalidatieactiviteiten.

Transcutane cervicale ruggenmergstimulatie (TSC's) cervicale transcutane ruggenmergstimulatie zal worden geleverd volgens eerder gerapporteerde richtlijnen. Cirkelvormige (1,25 ") elektroden zullen over het cervicale ruggenmerg worden geplaatst tussen het C3- en C4 -wervelniveau, met rechthoekige rendementelektroden die hetzij over de clavicles of iliacale krampen worden geplaatst. Bifasische stimulatie zal continu worden afgegeven bij 30Hz, met een pulsbreedte van 1 ms en overlappende 10kHz dragerfrequentie (Gelenitis et al 2024; Moritz et al 2024). Stimulatie zal worden geleverd met een huidige intensiteit onder de motordrempel, die onder de intensiteit is die nodig is om een ​​spiertrekkingen op te wekken. Cervicale TSC's worden tijdens elke trainingssessie ten minste 60 minuten geleverd en FTP zal plaatsvinden tijdens de actieve stimulatie.

Gepaarde corticospinale motoneuronale stimulatie (PCMS) gepaarde transcraniële magnetische stimulatie en zenuwstimulatie zullen worden geïmplementeerd volgens een eerder gepubliceerd protocol voor personen met SCI (Jo et al 2023). Twee figuurachtige spoelen zullen worden gebruikt om bilaterale magnetische stimulatie van de motorische cortex te leveren en zullen worden gecombineerd met synchrone elektrische stimulatie van de brachiale plexus en ulnaire zenuwen, bilateraal. De timing van stimuli zal worden bepaald om ervoor te zorgen dat elektrische volleys met een passend interval tot de corticospinale motoneuronale synaps aankomen om versterking op lange termijn te induceren. Tijdens elke sessie worden 360 gepaarde stimuli geleverd met een frequentie van 0,2 Hz. Het stimulatieparadigma moet ongeveer 30 minuten duren. Hierna zullen de deelnemers vervolgens 60 minuten FTP voltooien.

Functionele taakpraktijk (FTP) Een typisch revalidatieprogramma zal worden gedefinieerd en geleverd in overleg met fysieke en ergotherapeuten. Het programma zal bestaan ​​uit functionele taken, waaronder repetitieve activiteiten van bruto bovenste extremiteitsbeweging, geïsoleerde vingersbewegingen, eenvoudige en complexe kneep en grijpactiviteiten. Voor elke categorie zullen 4-10 activiteiten met verschillende moeilijkheidsniveaus worden geïdentificeerd. Elke deelnemer zal tijdens elke behandelingssessie ten minste 1-2 oefeningen uitvoeren binnen elke categorie. Activiteiten in elke categorie worden gekozen volgens het vermogen van de deelnemers en aangepast op basis van de evolutie van de mogelijkheid om de functionele taak in de loop van de tijd uit te voeren (graded training).

Beoordelingsmaatregelen

Beoordelingen zullen plaatsvinden bij aanvang en dan maandelijks gedurende vijf maanden, overeenkomend met het begin, het middelpunt en het einde van elk behandelingsblok. Alle deelnemers hebben ook een vervolgbeoordeling van drie maanden om het behoud van interventie-effecten te evalueren (d.w.z. overdracht neuroplasticiteit).

Resultaten klinische maatregelen zullen worden voltooid door een beroepsmatige of fysiotherapeut die blind is voor de groepsallocatie van de deelnemers. Beoordelingen omvatten klinische maatregelen van de sterkte van de bovenste extremiteit, het gevoel en de functie, inclusief de internationale normen voor neurologische classificatie van ruggenmergletsel (ISNCSCI) en gerelateerde subscores zoals motorische score van de bovenste extremiteit en sensorische scores, evenals de graded opnieuw gedefinieerde beoordeling van sterktesensatie en prestaties (graspijn). De gerapporteerde resultaten van de patiënt zullen zelfgerapporteerd vermogen evalueren om activiteiten van het dagelijks leven (Scim-III), de algehele kwaliteit van leven (WHO-QOL Bref) en deelnemer aan de deelnemer aan verandering (PGIC) aan het begin en einde van elk interventieblok uit te voeren (figuur 1).

Neurofysiologische beoordelingen omvatten transcraniële magnetische stimulatie (TMS) over de bovenste ledemaatmotorische cortex om de exciteerbaarheid van het corticospinale kanaal te beoordelen, evenals stimulatie voor cervicale dorsale wortels om veranderingen in cervicale ruggenmerg te evalueren van de exciteerbaarheid van cervicale ruggenmerg door de opgeroepen multisatiemijnreacties (CMMR's). TMS van de cortex is uitgebreid gebruikt bij mensen om de integriteit van het dalende corticospinale kanaal te beoordelen (Di Lazzaro et al 2008). Deelnemers zitten in hun rolstoel. Single Puls TMS zal worden geleverd bij toenemende stimulatie -intensiteit, met drie stimuli (5s uit elkaar) bij elke intensiteit, totdat een plateau in opgeroepen reacties wordt bereikt, of we 100% maximale stimulatoroutput of deelnemerstolerabiliteit bereiken. Oppervlakte -EMG zal bilateraal worden geregistreerd uit meerdere bovenste extremiteitsspieren.

In een enkel bezoek zal CMMRS transcutaan worden opgeroepen met behulp van enkele stimuli (1ms monofasische puls). Spierreacties zullen worden verzameld uit meerdere spieren van de bovenste extremiteit volgens hierboven. Stimulatie zal worden geleverd met een intensiteit onder de motordrempel voor alle spieren en zal dan geleidelijk worden verhoogd totdat een plateau in opgeroepen reacties over de meerdere spieren wordt verkregen, of totdat de tolerantie van de deelnemer wordt bereikt. De intensiteitsverhogingen worden gekozen om ten minste 9 metingen langs het lineaire gedeelte van de wervingscurve te garanderen. Deelnemers ontvangen 3 stimuli bij elke intensiteit en stimuli worden 5s uit elkaar geleverd (D'Amico et al 2013). Maximale samengestelde spieractiepotentialen (MMAX) worden verkregen bij voltooiing van de sessie door supramaximale stimulatie van de brachiale plexus (0,2 ms pulsbreedte).

Gegevensanalyse Neurofysiologie meet het gebied van de reflexresponsen en MEP's verkregen uit TMS zal worden genormaliseerd naar het MMAX -gebied dat overeenkomt met dezelfde spier. De gebieden ( % mmax) zullen worden uitgezet tegen de stimulatie-intensiteit (als een % maximale stimulatoroutput ( % MSO) of % van de motordrempel (XMT)) en passen bij een sigmoïde functie van 3 parameter (D'Amico et al 2020, Klimstra & Zehr 2008). De stimulatie-intensiteit die nodig is om een ​​respons 50% van de maximale respons (S50) en de maximale opgeroepen reacties (CMMRMAX) op te wekken, worden voor elke spier berekend door de experimentele gegevens te passen met een sigmoïde functie met drie parameter (D'Amico et al 2013, Klimstra & Zehr 2008). Deze maatregelen worden vervolgens vergeleken tussen de twee interventies (TSC's en PCM's) binnen elke deelnemer.

Klinische en door de patiënt gerapporteerde uitkomstmaten scores op elke door de patiënt gerapporteerde uitkomstmaat en klinische beoordeling zullen het standaardprotocol volgen voor het scoren van elke beoordeling. Alle scores worden vergeleken tussen basislijnen, het einde van elke interventieperiode en follow-up van 3 maanden.