Elektrisk stimulering for å forbedre perifer nerveregenerering

Bakgrunnsbegrunnelse:

Kirurgisk reparasjon og nervetransplantasjon er for tiden standardbehandlingen for nervesår. Men selv med det er det funksjonelle resultatet hos pasienter med proksimalt nervekutt ofte dårlig. I disse tilfellene har de overlevende aksonene i den proksimale nervestumpen allerede nådd kapasitetsgrensen til å spire og reinnervere. Derfor kan ingen ytterligere reinnervasjon forekomme selv med kirurgi med mindre regenerering og utvidelse av den proksimale stumpen på en eller annen måte kan forbedres. Dessverre, selv om mange forsøk, ble ingen vist å være effektive i klinisk setting.

Post-kirurgisk elektrisk stimulering:

Nyere studier viste at elektrisk stimulering påført direkte på en skadet perifer nerve resulterte i markant forbedring av nerveregenerering. Foreløpige data som tyder på at elektrisk nervestimulering muligens kan forbedre nerveregenerering har faktisk vært kjent i noen tid. Akselerert regenereringshastighet ble funnet hos dyr som mottok elektrisk stimulering i så lite som 1 time. Videre ble foretrukket vekst av de regenererende sensoriske aksonene til den passende nervegrenen også akselerert med elektrisk stimulering.

Siden disse studiene viste at så lite som én time med elektrisk stimulering var effektiv for å akselerere nerveregenerering, åpner det muligheten for å bruke dette på mennesker. Inngrepet er trygt og med minimalt ubehag. Videre er bruken av elektrisk stimulering som en klinisk behandlingsmodalitet allerede godt akseptert. I en fersk studie brukte etterforskerne dette på pasienter med alvorlig median nervekompresjonsskade i karpaltunnelen etter operasjon. Prosedyren ble godt tolerert, og ingen bivirkninger ble observert hos noen av de 21 forsøkspersonene etter 1 års oppfølging. Faktisk, sammenlignet med kontrollpersonene som mottok kirurgi alene, viste de i behandlingsgruppene raskere oppløsning av symptomene og kraftigere motorisk nerveregenerering.

Problemet med langvarig denervering:

Prognosen etter alvorlige traumer på nerver i overarmen og underarmen, hvis den ikke behandles, er ekstremt dårlig. Nåværende konvensjonell behandling er gjennom primær nervereparasjon og ved å sette inn et nervetransplantat (oftest ved bruk av suralnerven) for å gjenopprette nervekontinuiteten. Men selv med det er omfanget av reinnervasjon ofte langt fra fullstendig. Glacialhastigheten for nerveregenerering, på ikke mer enn 1 mm per dag, kan lett gjøre at målets iboende håndmuskler blir fratatt nerveinnervering i et år eller mer. Den lange perioden med denervering, kombinert med mangel på aktive bevegelser kan føre til en hel rekke negative konsekvenser, inkludert muskelfibrose, kontraktur, sekundær leddforstyrrelse og ikke sjelden smerte. Like viktig er Schwann-cellenes evne til å støtte trofisk støtte og veiledning av nervevekst avtar også gradvis. Derfor er en mer effektiv behandling påtrengende nødvendig. En nylig tilnærming er å gjøre en distale nerveoverføringer. Det forkorter avstanden til reinnervasjon betraktelig. Imidlertid er resultatet etter denne overføringen eller med primær suturreparasjon etter akutt median eller ulnar nervesår relativt dårlig. Et annet nært beslektet vanlig traume på hånden er riving av digitale nerver hvor gjenoppretting av sensoriske funksjoner etter primær nervesutur er like dårlig. For potensielt å fremskynde reinnervasjonen ytterligere, foreslo etterforskerne å i tillegg stimulere den proksimale nervestumpen umiddelbart etter nerveoverføringen og/eller nervereparasjonen. Hvorvidt denne nye tilnærmingen faktisk vil fremskynde reinnervasjonen ytterligere og forbedre håndfunksjonen etter nervesår er ikke kjent på dette tidspunktet. Dette vil være den første menneskelige applikasjonsstudien som tar opp dette spørsmålet.

Hypotese/forskningsspørsmål/mål:

Etterforskere antar at nerveregenerering i nervene i armen og den digitale nerven i hånden kan forbedres betydelig når de kombineres med post-kirurgisk elektrisk stimulering. Videre vil den forbedrede nerveregenereringen med postoperativ elektrisk stimulering resultere i en betydelig forbedring av håndfunksjonene sammenlignet med kirurgi alene. For å teste disse hypotesene er målene med denne studien å: 1) kvantifisere den funksjonelle og fysiologiske konsekvensen av alvorlig nerve skade i armen, og 2) for å sammenligne resultatet av konvensjonell nervekirurgi alene versus nervekirurgi etterfulgt av postoperativ elektrisk stimulering.

Grunnleggende studiedesign:

Pasienter Pasienter med alvorlige traumer i nervene i overekstremiteten som resulterer i fullstendig aksonalt tap vil bli rekruttert. Disse pasientene vil bli tilfeldig tildelt enten nervereparasjon/-overføring alene eller nervereparasjon/-overføring etterfulgt av én time med lavfrekvent elektrisk stimulering. Pasientene vil bli fulgt med 3 måneders mellomrom i 2 år.

Post-kirurgisk utfall inkludert elektrofysiologisk evaluering vil bli gjort av en uavhengig lege som ikke er en del av utredningsteamet. Testerne vil derfor ikke være klar over om forsøkspersonene er i gruppen konvensjonell kirurgi eller i gruppen kirurgi+elektrisk stimulering.

Intervensjoner

Når alle grunnlinjestudiene er fullført, vil emnet bli randomisert til en av to grupper:

i) Kirurgi etterfulgt av falsk stimulering i 5 sekunder. Nerve reparasjon/overføringsoperasjon vil bli utført av en perifer nervekirurg.

ii) Kirurgi etterfulgt av 1 time med elektrisk stimulering. Elektrisk stimulering vil bli gjort ved å sette inn et par fine ledninger isolert rundt unntatt over de mest distale 1 cm på spissen gjennom snittstedet. Spissene til de fine ledningene vil bli plassert over den proksimale nervestumpen for å depolarisere aksonene. Disse fine ledningselektrodene vil bli koblet til en bærbar elektrisk stimulator (modell SD9, Grass Instruments, Providence, RI, USA). Kontinuerlige 20 Hz elektriske stimuli vil bli levert med en intensitet på 1,5 ganger motorterskel i en time. Ved denne lave intensiteten bør det være lite eller noe ubehag med stimuleringsprosedyren. I en tidligere serie pasienter med karpaltunnelsyndrom utført ved University of Alberta, ble dette funnet å være helt trygt og godt tolerert. De fine ledningene vil bli fjernet når stimuleringsprotokollen er fullført.

Metoder for resultatevaluering

1. Sensorisk nerveledningsstudie for å måle de sensoriske nerveaksjonspotensialamplitudene.
2. Studie av motorisk nerveledning for å måle de sammensatte muskelaksjonspotensialamplitudene.
3. Antall anslag for motorenhet. Teknikken "multipunktstimulering" vil bli brukt.
4. Lett berøring og trykkfølelse. Dette vil bli testet med Semmes-Weinstein Monofilaments og McKinnon-Dellon Disk-Criminator.
5. Håndfunksjonstester. Dette vil bli testet ved hjelp av Moberg Pick-Up Test, Purdue Pegboard Test, Jamar dynamometer for grepstyrke, Pinch dynamometer for nøkkel, stativ og spiss-til-tupp-styrke.

Evalueringer etter intervensjon:

Etter intervensjonen vil alle baseline-parametrene bli revurdert hver 3. til 6. måned i 2 år. Tidspunktet og arten av evalueringsprosedyren vil være identisk hos alle pasientene.

Statistiske betraktninger i studiedesignet Siden dette vil være den første menneskelige anvendelsesstudien for nervesår på en ny teknikk, vil resultatene være verdifulle som veiledning for fremtidige fullskalastudier. Begrunnelsen for å foreslå totalt 80 forsøkspersoner i denne studien er basert på en nylig fullført studie om bruk av postkirurgisk elektrisk stimulering for å forbedre nerveregenerering hos pasienter med karpaltunnelsyndrom. I den randomiserte kontrollerte studien ble en lignende prøvestørrelse brukt, og etterforskerne fant en signifikant forbedring i nerveregenerering i behandlingsgruppen sammenlignet med kontrollene. Basert på estimering av motorenhetstall, det primære resultatet som ble brukt, viste behandlingsgruppen en statistisk signifikant forbedring sammenlignet med kontrollgruppen.

Dataanalyse:

Statistisk analyse av endringer i resultatmålsparametere innen hvert fag vil bli gjort ved hjelp av paret t-test. A s