En brukervennlig, ikke-invasiv nevroortose som gjenoppretter frivillig kontrollerte gripefunksjoner for SCI-overlevende med tetraplegi

I vårt tidligere arbeid fant medlemmer av vårt studieteam at gjenværende EMG-signaler med underbevegelsesgrense kan måles pålitelig fra underarmen til kronisk lammede individer med ryggmargsskade (SCI) ved å bruke NeuroLife EMG-FES-systemet, og at EMG kan brukes til å diskriminere flere forsøk på håndbevegelser for å drive kontinuerlig kontroll av funksjonell elektrisk stimulering (FES). Kort fortalt er NeuroLife EMG-FES-systemet et fullstendig ikke-invasivt system (kun overflateelektroder, ingen implanterbare komponenter) som bæres på underarmen til deltakerne og har opptil 160 elektroder som kan registrere elektromyografi (EMG), eller muskelaktivitet, og også elektrisk stimulere (FES) muskler. Dette lar brukere forsøke en bevegelse, og selv i fravær av fysisk bevegelse, kan systemet oppdage hva de prøver å gjøre og elektrisk stimulere musklene de prøver å bruke. Vi antar at denne evnen til å kontrollere systemet med deltakerens egne muskelsignaler vil hjelpe til med å forbedre og gjenopprette håndfunksjonen til SCI-overlevende med tetraplegi. Videre har foreløpige studier antydet potensialet for motor-intensjonsdrevet FES for å fremme funksjonell utvinning etter systembruk. Med tobruksbruk som en funksjonell ortose og som et rehabiliteringsverktøy for gjenoppretting av håndfunksjonen, er NeuroLife EMG-FES-systemet klar til å transformere omsorgstilstanden for de med nedsatt hånd på grunn av SCI.

Det overordnede målet med dette forslaget er å undersøke sikkerheten, gjennomførbarheten og den tidlige effekten av NeuroLife EMG-FES-systemet på overekstremitetsutfall hos kroniske SCI-overlevende med tetraplegi. En klinisk pilotstudie vil tillate oss å teste følgende mål: Mål 1. Bestem den tidlige effekten av å bruke NeuroLife EMG-FES-systemet som en funksjonell ortose for å fullføre funksjonelle aktiviteter etter 12 uker med oppgaveøvelse ved bruk av systemet. Mål 2. Bestem den tidlige effekten av å bruke NeuroLife EMG-FES-systemet som et rehabiliteringsverktøy for å forbedre sansemotorisk funksjon etter 12 uker med oppgaveøvelse ved bruk av systemet. Mål 3. Utvikle og etablere EMG-baserte biomarkører for nevroplastisitet og utvinning etter kronisk SCI.

Vi planlegger å gjennomføre en klinisk pilotstudie som undersøker NeuroLife EMG-FES ermesystem hos voksne (n=12) med kronisk (>12 måneder) tetraplegi på grunn av ryggmargsskade. Kort fortalt er NeuroLife EMG-FES-systemet et fullstendig ikke-invasivt system (kun overflateelektroder, ingen implanterbare komponenter) som bæres på underarmen til deltakerne og har opptil 160 elektroder som kan registrere elektromyografi (EMG), eller muskelaktivitet, og også elektrisk stimulere (FES) muskler. Ved å bruke denne kombinerte lukkede sløyfeteknologien vil deltakerne fullføre en 12-ukers protokoll med en studieterapeut som praktiserer funksjonelle aktiviteter ved å bruke hånden/underarmen mens de har på seg NeuroLife EMG-FES Sleeve System. Vi vil vurdere funksjonelle resultater ved å bruke standardiserte kliniske mål på 6 tidspunkter (dobbel baseline, 4 uker, 8 uker, etter intervensjon og 4 uker etter intervensjon). På disse tidspunktene vil vi også samle høyoppløselige EMG-data ved å bruke NeuroLife EMG-only-systemet for å undersøke muligheten til å bruke EMG som en biomarkør for utvinning over tid hos kroniske SCI-deltakere som gjennomgår rehabilitering.