Влияние предоперационной электростимуляции на регенерацию периферических нервов.

Цель:

Целью данного исследования является определение влияния предоперационной электростимуляции (ЭС) на регенерацию чувствительных нервов в пальцевых нервах, которые были травматически пересечены и впоследствии хирургически восстановлены.

Гипотеза:

Основываясь на предыдущих исследованиях на животных и людях, мы предполагаем, что предоперационная ЭС приведет к значительному улучшению регенерации сенсорных нервов в руке по сравнению с только хирургическим вмешательством после травматического разрыва пальцевого нерва. Кроме того, мы предполагаем, что предоперационная ЭС наряду с послеоперационной ЭС будет иметь аддитивный эффект на регенерацию чувствительных нервов по сравнению с предоперационной ЭС и только хирургическим вмешательством.

Обоснование:

Травматические повреждения периферических нервов чаще всего встречаются у молодых людей; поэтому возникающая в результате инвалидность влечет за собой значительные затраты для пациента, а также для общества из-за потери производительности и долларов здравоохранения, потраченных на реабилитацию. Несмотря на значительные усилия по совершенствованию хирургической техники, функциональные результаты за последние тридцать лет существенно не изменились. Необратимая денервация, атрофия мышц-мишеней и нарушение чувствительности вследствие медленного или аберрантного роста аксонов остаются серьезной проблемой. В настоящее время применение послеоперационной электростимуляции используется для стимуляции регенерации аксонов с хорошим эффектом. Однако предоперационное кондиционирование поврежденного периферического нерва с помощью электрической стимуляции у людей не изучалось.

Предоперационное кондиционирование с помощью электростимуляции (ЭС) поврежденных периферических нервов демонстрирует особую перспективу. Механизм действия кондиционирующих поражений состоит из повышающей регуляции регенеративных ассоциированных генов и путей цАМФ и JAK/STAT. Данные на животных моделях, изучающие эффект предоперационной электрической стимуляции периферических нервов, демонстрируют, что этот метод способствует регенерации аксонов периферических нервов. Senger et al. продемонстрировали, что электрическая стимуляция вызывает регенерацию аксонов, которая эквивалентна традиционному предварительному кондиционированию при раздавливании. Таким образом, электрическая стимуляция оказалась жизнеспособным методом предварительного кондиционирования периферических нервов, чтобы стимулировать активацию регенерации аксонов до первичной коаптации нерва. Senger et al также исследовали механизм действия этой улучшенной регенерации аксонов у животных, предварительно обработанных электрической стимуляцией, и обнаружили активацию генов, связанных с регенерацией.

Влияние послеоперационной электростимуляции на хирургически восстановленные периферические нервы подробно описано в литературе. Таким образом, сочетание предоперационной и послеоперационной электростимуляции может иметь синергетический эффект. Ранее работа с животными была переведена на пациентов с пересечением и восстановлением пальцевого нерва и синдромом запястного канала. Wong и соавт. продемонстрировали, что у пациентов, перенесших полное пересечение пальцевого нерва, хирургическую коррекцию и послеоперационную 1-часовую непрерывную ЭС с частотой 20 Гц, наблюдались более значительные улучшения во всех сенсорных модальностях через 5–6 месяцев после операции по сравнению с контрольной группой. Gordon и соавт. продемонстрировали, что кратковременная послеоперационная ЭС привела к надежной двигательной реиннервации мышц тенара через 3 месяца, тогда как у контрольных пациентов на это ушло более года.

Никс и Хопф продемонстрировали, что низкочастотная электростимуляция раздавленного двигательного нерва к камбаловидной мышце у кроликов ускоряет улучшение выработки мышечной силы на 2 недели по сравнению с контрольной группой. Покет и Гэвин, используя модель крыс, показали, что рефлекс распыления пальцев стопы при раздавленных седалищных нервах восстанавливается значительно быстрее при низкочастотной и малоинтенсивной ЭС. Al-Majed и соавт. показали, что один час низкочастотной 20 Гц ЭС перерезанных и репарированных бедренных нервов крыс ускорял медленную ступенчатую регенерацию, растущую по всему месту репарации, а также усиливал предпочтительную двигательную реиннервацию. Даже когда ЭС откладывалось на срок до 2 недель после восстановления бедренного нерва у крыс, усиливающие эффекты все еще сохранялись. В сопутствующем исследовании того же года эти исследователи показали, что ЭС активирует нейротрофический фактор головного мозга и его рецептор trkB в течение первых 2 дней после операции. Brushart и соавт. показали, что кратковременная низкочастотная ЭС улучшает специфичность реиннервации. Geremia et al. провели базовое исследование, показывающее увеличение регенерации аксонов в сенсорных нейронах, если период послеоперационной ЭС не превышал 1 часа. Эффект притуплялся, если период стимуляции был более длительным.

На сегодняшний день не проводилось исследований по изучению влияния предоперационного кондиционирования на сенсорную реиннервацию периферических нервов человека с ЭС. Учитывая многообещающий характер данных о животных, полученных Senger et al., и хорошо задокументированную эффективность послеоперационной электрической стимуляции хирургически восстановленных периферических нервов, мы разработали это исследование для оценки эффектов предоперационного кондиционирования с помощью ЭС, а также до -операционная и послеоперационная ЭС по восстановлению чувствительности пальцевого нерва после пересечения и восстановления.

Цели:

Цели этого исследования двояки. Определить влияние предоперационной ЭС в отдельности, а также в сочетании с послеоперационной ЭС на регенерацию чувствительности пальцевого нерва, послеоперационное и хирургическое восстановление по сравнению с контрольными пациентами, перенесшими только хирургическое вмешательство.

Метод/процедуры исследования:

Дизайн:

Это двойное слепое рандомизированное плацебо-контролируемое исследование, в котором проверяется влияние ЭС на восстановление сенсорных (пальцевых) нервов в руке человека. Пациенты будут набираться в клиниках травм руки (пластической хирургии) по всему Эдмонтону. После согласия на участие в исследовании испытуемый пройдет серию тестов (монофиламентный тест Земмеса-Вайнштейна, 2-точечное различение, количественное сенсорное тестирование порогов холодовой, теплой и тепловой боли, а также тест на неспособность руки, плеча и Hand [DASH] анкета) до операции, чтобы определить их исходный дефицит до операции.

Операция:

Все хирурги и интраоперационный персонал не будут знать об экспериментальном лечении. Вся процедура одинакова для каждого пациента в операционной. Пациентам будет проведена стандартная хирургическая коррекция пальцевого нерва с микроскопическим увеличением и использованием тонких швов. Каждому пациенту будут вставлены 2 провода тонкого сечения с тефлоновой изоляцией (стерилизованные в больнице, где проводится операция), проксимально к месту повреждения нерва, вдали от места наложения швов, за 3 дня до операции и сразу после операции. Эти провода будут присоединены к электрическому стимулятору, который активирует нерв и посылает потенциалы действия к телу клетки. По этой причине пациент не должен получать местную анестезию, потому что это блокирует натриевые каналы, препятствуя распространению потенциала действия и сводя на нет эффекты электрической стимуляции.

Послеоперационное восстановление:

Исходные характеристики пациентов будут оцениваться за три дня до запланированной даты хирургического вмешательства. Провода тонкого сечения будут имплантированы чрескожно проксимальнее предполагаемого места повреждения нерва, эти провода будут присоединены к электростимулятору (модель SD9, Grass Instruments, Providence). , Род-Айленд, США). В этот момент персонал, непосредственно связанный с исследованием, покинет комнату. Его возьмет на себя ассистент-исследователь, который никак иначе не связан с исследованием. Непрозрачный конверт, содержащий вычисленный сгенерированный код рандомизации, будет открыт для определения группы лечения пациента.

Группа лечения A: предоперационная стимуляция с фиктивной послеоперационной стимуляцией

Пациенты, рандомизированные в эту группу, будут получать 1 час непрерывной электростимуляции за три дня до запланированной даты хирургического вмешательства. Частота будет зафиксирована на уровне 20 Гц, а напряжение и длительность электрических импульсов будут последовательно увеличиваться до максимально допустимого предела. По мере привыкания нерва к ощущению стимуляции напряжение увеличивают до следующего допустимого порога, и это повторяется в течение одного часа. После завершения стимуляции стимулятор отсоединяется, и пациенту сообщается дата операции. Спицы вынимают по окончании предоперационного приема. Этим пациентам во время операции будут имплантированы провода тонкого калибра для послеоперационной имитации стимуляции. В послеоперационной палате к их проводам подсоединяют стимулятор. Однако напряжение будет увеличено только до уровня, который они могут почувствовать. Затем стимулятор отключали без ведома пациентов. Все соединения остаются на месте. У этих пациентов дуги будут удалены при первом последующем осмотре в течение 1 недели.

Группа лечения B: Предоперационная и послеоперационная стимуляция:

Пациенты, рандомизированные в эту группу, будут получать 1 час непрерывной электростимуляции за три дня до запланированной даты операции, а затем снова сразу после операции. Частота будет зафиксирована на уровне 20 Гц, а напряжение и длительность электрических импульсов будут последовательно увеличиваться до максимально допустимого предела. По мере привыкания нерва к ощущению стимуляции напряжение увеличивают до следующего допустимого порога, и это повторяется в течение одного часа. После завершения стимуляции стимулятор отсоединяется, и пациенту сообщается дата операции. Спицы вынимают по окончании предоперационного приема. Пациенты, рандомизированные в эту группу, также будут получать 1 час непрерывной электростимуляции после операции. Этим пациентам будут имплантированы провода тонкого калибра для послеоперационной стимуляции во время операции. В послеоперационной палате к их проводам подсоединяют стимулятор. Частота будет зафиксирована на уровне 20 Гц, а напряжение и длительность электрических импульсов будут последовательно увеличиваться до максимально допустимого предела. По мере привыкания нерва к ощущению стимуляции напряжение увеличивают до следующего допустимого порога, и это повторяется в течение одного часа. После завершения стимуляции стимулятор отсоединяется, и пациент информируется о следующем последующем наблюдении. Спицы извлекаются при первом осмотре в течение недели с первой перевязкой и сменой шины.

Контрольная группа плацебо-плацебо

Этим пациентам стимулятор будет прикреплен к проводам за 3 дня до запланированной даты хирургического вмешательства и после операции, как и в предыдущих группах. Однако напряжение будет увеличено только до уровня, который они могут почувствовать. Затем стимулятор отключали без ведома пациентов. Все соединения остаются на месте в течение часа. Этим пациентам также удалят дуги после завершения предоперационного осмотра и при первом послеоперационном осмотре в течение 1 недели после операции.

Послеоперационное наблюдение:

Все пациенты будут проходить осмотр в течение одной недели после операции, а затем будут ежемесячно наблюдаться, где будут проводиться ранее упомянутые тесты для оценки сенсорных нервов, а также исследования сенсорной нервной проводимости и Канадская профессиональная оценка производительности. Всего запланировано шесть посещений в месяц, каждое посещение займет около 1,5 часов.

Расчет размера выборки

На основе основной статьи Geremia et al; у крыс разница в количестве регенерированных сенсорных аксонов после 1-часовой ЭС составила 397+/-321 (SD) по сравнению с контролем. При ошибке типа I, равной 0,05, и ошибке типа II, равной 0,80, потребуется размер выборки 20 человек в экспериментальной группе и такое же количество в контрольной группе. Чтобы учесть 10% потенциальных пациентов, выбывших из-под наблюдения, мы стремимся набрать в общей сложности 66 пациентов. Промежуточный анализ будет проведен группой мониторинга данных после того, как первые 10 пациентов завершат свое 6-месячное наблюдение.

План анализа данных:

По протоколу анализ будет завершен. Все результаты будут представлены как среднее + стандартное отклонение. Стьюдентный критерий и точный критерий Фишера будут использоваться для определения демографических различий между экспериментальными группами. Различия в результатах сенсорного тестирования будут оцениваться с помощью теста хи-квадрат. ANOVA будет использоваться для определения воспроизводимости тестирования путем сравнения результатов с контралатеральной рукой. Дисперсионный анализ ANOVA также будет выполняться во всех временных точках после обработки, чтобы определить, различаются ли обработки во времени. Уровень 5% (альфа) будет считаться статистически значимой разницей.