Nevromodulering for å forbedre respirasjonsfunksjonen ved ryggmargsskade i livmorhalsen

Det er fem hovedfaser i denne studien. Første fase er baseline-testing, andre fase er midlertidig implantat, tredje fase er post-temporær implantatkartlegging/behandling, fjerde fase er permanent implantat, og femte fase er post-permanent implantatbehandling. Under hver av de tre fasene vil forsøkspersonene ha to ganger ukentlig laboratorietesting og daglige hjemmetreningsøkter. Siden dette er en mulighetsstudie, er fasene designet for å velge emner som vil være mest responsive og vil dra nytte av denne strategien.

Fase 1. Baseline testing/opplæring (opptil 6 måneder, UCLA Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior), som har som formål å sikre at hvert fag begynner med de fulle fordelene som kan oppnås ved standard rehabiliterende respirasjonsterapi og har stabil funksjonsbaselinje. før de starter epidural stimulering. 15 emner vil gjennomgå denne fasen. Maksimalt inspirasjons- og ekspirasjonstrykk, hvilende spontan respirasjonsaktivitet og respiratorisk muskel-EMG vil bli målt i denne fasen. Personer i respiratorassistansemodus (med mindre eller til de kan opprettholde tilstrekkelig respirasjon på egen hånd) vil bli overvåket via pneumotachometer for endringer i respirasjonsfrekvensen. I tillegg vil forsøkspersonene gjennomgå motoriske og sensoriske tester. Forsøkspersonene må vise stabil åndedrettsfunksjon før implantasjon, derfor hvis et forsøksperson viser små forbedringer etter 3 måneder, vil forsøkspersonen fortsette å trene til de har oppnådd maksimal effekt av trening (opptil 6 måneder). Forsøkspersoner som viser stabil baseline ved 3 måneder vil gå videre til fase 2. Hvis en persons helse forverres, inkludert ikke-respiratorisk funksjon, vil personen bli vurdert av passende lege og testing vil bli holdt til pasientens helse har forbedret seg og holder seg stabil i minst 2 måneder.

Fase 2. Midlertidig implantat (1 dag, 24 timers overnatting, UCLA Medical Center, Santa Monica). Forsøkspersonene vil gjennomgå midlertidig stimulatorimplantatoperasjon. Under operasjonen vil det utføres intraoperativ kartlegging med implantatet for å demonstrere effektive stimuleringsområder. Opptil 12 forsøkspersoner med bevis på respons på baseline-testing vil gjennomgå denne fasen fra utvalget av 12 forsøkspersoner i fase 1 ovenfor. Respons på åndedrettstrening vil være basert på maksimal respirasjonsanstrengelse, respirasjonsevner i hvile og respirasjonsmuskel-EMG. Forsøkspersonene vil bli overvåket over natten etter operasjonen som et føre-var-tiltak.

Fase 3. Post-temporær implantatkartlegging/behandling (opptil 10 dager, UCLA Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior) Respirasjonsevnen vil bli vurdert. Respiratorisk rehabiliteringsregime med stimulatoren vil bli brukt for å reaktivere respirasjonsfunksjonen. Forsøkspersonene vil bli testet daglig, opptil 10 ikke-påfølgende økter i klinikken. Hver økt vil vare i opptil 2 timer. Pasienten vil ha det midlertidige implantatet i minimum 1 uke og maksimalt 2 uker. Maksimal åndedrettsanstrengelse og hvilende åndedrettsevner vil bli evaluert, så vel som post-implantat PROMs vil bli vurdert. Når optimale parametere er identifisert, vil elektrodekonfigurasjon(er) som lar forsøkspersoner manipulere respirasjonsmønsteret bli brukt. Forsøkspersoner vil få lov til å bruke stimulator hjemme (daglig, med identifiserte parametere) med pustetrening i tillegg til to ganger ukentlig testing. Hjemmebruk vil innebære å slå på stimulatoren, puste med respiratoren. De samme 12 forsøkspersonene fra fase 2 vil gjennomgå denne fasen.

Fase 4. Permanent implantat (1 dag, 24 timers overnatting, UCLA Medical Center, Santa Monica). Forsøkspersonene vil gjennomgå stimulatorimplantatoperasjoner. Under operasjonen vil det bli utført implantasjon av elektroder. Den ideelle plasseringen vil være basert på tidligere midlertidig prøvelokasjon. Opptil 10 forsøkspersoner med mest tilkobling og bevis på respons på baseline-testing vil gjennomgå denne fasen fra utvalget av 12 forsøkspersoner i fase 3 ovenfor. Respons på åndedrettstrening vil bli vurdert. Forsøkspersonene vil bli overvåket over natten etter operasjonen som et føre-var-tiltak.

Fase 5. Post-permanent implantatkartlegging/behandling (opptil 12 måneder, UCLA Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior) der elektrodekonfigurasjonen(e) som aktiverer respirasjonsmuskulaturen vil bli brukt. Respiratorisk rehabiliteringsregime med stimulatoren vil bli brukt for å reaktivere respirasjonsfunksjonen. 10 forsøkspersoner vil bli testet inntil to ganger ukentlig i klinikken i inntil 2 timer per økt. Respiratorisk respons på stimulering vil bli vurdert. Når optimale parametere er identifisert, vil elektrodekonfigurasjon(er) som lar forsøkspersoner manipulere respirasjonsmønsteret bli brukt. Forsøkspersoner vil få lov til å bruke stimulator hjemme (daglig, med identifiserte parametere) med pustetrening i tillegg til to ganger ukentlig testing. De samme 10 forsøkspersonene fra fase 4 vil gjennomgå denne fasen.

Tidslinje. Studien er et sikkerhets- og gjennomførbarhetsforsøk. Dette er en enkeltarmsimplantasjon av permanent elektrode for å vurdere sikkerhet og tidlig effekt av cervikal spinal epidural stimulering for å forbedre respirasjonsfunksjonen. Den gjennomføres over en periode på opptil 6 måneder eller 21 måneder i henholdsvis 1, 2 eller 3 perioder (fig. 3): Fase 1. Baseline-trening (opptil 6 måneder), Fase 2. Midlertidig prøveimplantat (1) dag), Fase 3. Post-temporær prøveimplantatbehandling (opptil 10 dager), Fase 4. Permanent implantat (1 dag, med opptil 2 måneder for kirurgisk utvinning), Fase 5. Post-permanent implantatbehandling (opptil 12 måneder). Derfor vil 15 forsøkspersoner være involvert i opptil 6 måneder, mens 12 forsøkspersoner vil være involvert i opptil 7 måneder, og 10 forsøkspersoner involvert i opptil 21 måneder (18 måneders testing med opptil 2 måneders restitusjon).

Hjemmebruk. For å ivareta sikkerheten vil respiratoren gi støtte til pasienten under hjemmebruk med stimulator på, akkurat som når epidural stimulering ikke er på. Pasienten vil ikke bli fullstendig frakoblet respiratoren med mindre uavhengighet fra respiratoren oppnås gjennom en gradvis og svært nøye overvåket avvenningsprosess der pasienten vil demonstrere stabil O2-metning og tilstrekkelig minuttventilasjon gjennom stadiene av avvenning. Avvenning (og bevis på forbedret pustemuskelfunksjon) vil bestå i gradvis å redusere støttenivået som leveres av respiratoren, samtidig som det kreves at pasienten opprettholder en stabil minuttventilasjon på egenhånd etter hvert som avvenningen skjer.

For å ivareta sikkerheten vil disse avvenningsmanøvrene kun utføres med respiratorterapeut tilstede, og en AMBU-pose med ekstra O2 vil være tilgjengelig. I tillegg, for sikkerhets skyld, vil omsorgspersonen innhente hjertefrekvens, blodtrykk, temperatur med 15 minutters intervaller og O2-metning kontinuerlig, eller når det er en endring i ventilatorinnstillingen. I tillegg vil dette kun utføres når personen er ved full bevissthet, våken og følger kommandoer.