Estimulação neural para preensão manual em pessoas com tetraplegia (AGILIS)

A estimulação elétrica dos músculos é utilizada há décadas em unidades de reabilitação especializadas no tratamento de lesões da medula espinhal. Demonstrou-se eficaz na construção muscular e na prevenção da atrofia muscular após lesão da medula espinhal (LM) ou acidente vascular cerebral. Também pode ser usado para reduzir a espasticidade e, acima de tudo, para promover o controle motor funcionalmente útil. É então uma Estimulação Elétrica Funcional (FES). No tetraplégico marcado por uma deficiência motora grave dos membros superiores, a FES é hoje a única técnica que permite restaurar um movimento de preensão funcional no caso em que os recursos musculares ativos abaixo dos cotovelos estão ausentes ou muito fracos para permitir a cirurgia de transferência tendinosa.

Assim como o "Freehand", todos os aparelhos que utilizam FES estimulam diretamente os músculos (eletrodos de superfície, intramusculares ou epimisiais) e, portanto, requerem um número elevado de componentes internos com risco teórico de infecção e maior rejeição. já que cada músculo deve ser ativado por meio de um eletrodo (até 12 no caso de "FreeHand"). Em vez disso, os pesquisadores propõem a estimulação neural seletiva, pois permite estimular vários músculos por meio de um único eletrodo. A estimulação neural requer menos energia para a ativação muscular. Em nossa abordagem, três eletrodos serão implantados acima do cotovelo nos nervos mediano, ulnar e radial. Isso reduz consideravelmente o número de elementos implantados e, portanto, i) o risco de infecção, ii) o risco de falha, iii) o risco cirúrgico graças à cirurgia minimamente invasiva. O procedimento consistiu em colocar um eletrodo de manguito multicontato ao redor dos nervos radial, ulnar ou mediano e observar os efeitos da estimulação neural elétrica em termos de seletividade muscular, força produzida e movimento induzido. Em um estudo anterior, os investigadores já provaram através de testes intraoperatórios agudos (sob aprovação do Comitê de Ética, #NCT03721861) que:

Nenhuma falha dos eletrodos ou do estimulador foi observada. Para todos os 8 sujeitos, foi possível estimular seletivamente os grupos musculares para obter a abertura do polegar e dedos, ou a flexão do polegar, dedos e obter possivelmente preensão funcional como o fórceps com oposição do polegar ou preensão palmar.

Um segundo estudo de viabilidade (registro do comitê de ética nº 2016-A00711-50) com 17 pacientes tetraplégicos avaliou a capacidade do sujeito de usar contrações voluntárias dos músculos sus lesionais (registros de EMG em 8 indivíduos) ou movimentos voluntários de ombros (registros inerciais em 9 indivíduos) para controlar os movimentos de uma mão robótica ou o acionamento de uma estimulação elétrica de superfície dos músculos do antebraço. Todos os pacientes conseguiram dominar a interface proposta após um curto período de familiarização.

Com base nos resultados destes dois estudos, o investigador pretende dar um passo adicional no desenvolvimento de um dispositivo auxiliar de preensão para doentes com lesão medular, propondo a implantação de três eléctrodos de balonete com ligação percutânea no braço de pessoas com tetraplegia. Os eletrodos serão mantidos no local por um período de 1 mês antes de serem definitivamente explantados. Um cabo implantado conectará os eletrodos a um conector externo. Um estudo preliminar baseado na implantação de apenas 2 eletrodos (no nervo mediano e no nervo radial) foi realizado em 2020 em 2 pacientes.vNenhum dos 2 participantes apresentou comorbidade geral e local. A aceitabilidade foi ótima. Nenhuma das configurações de estimulação gerou movimentos contraditórios. A taxa de sucesso na execução da tarefa pela mão eletroestimulada ultrapassou a meta de 50% (54% e 51% para o paciente 1 e 2 respectivamente). A taxa de cumprimento das ordens de controle em ambos os pacientes foi > 90% usando detecção de movimento baseada em IMU e 100% usando detecção baseada em EMG no paciente 1. Esses resultados corroboram a relevância da estimulação neural do membro superior tetraplégico com uma abordagem mais seletiva, usando eletrodos epineural multicontato com 9 e 6 pontos de contato para o nervo mediano e radial, respectivamente.