Neural stimulering för handgrepp (AGILIS)

Elektrisk stimulering av musklerna har använts i decennier på rehabiliteringsenheter som är specialiserade på behandling av ryggmärgsskador. Det har visat sig vara effektivt för att bygga muskler och förhindra muskelatrofi efter ryggmärgsskada (SCI) eller stroke. Den kan också användas för att minska spasticitet och framför allt för att främja funktionellt användbar motorisk kontroll. Det är då en Functional Electric Stimulation (FES). Hos den quadriplegic person som kännetecknas av en allvarlig motorisk brist i de övre extremiteterna är FES idag den enda tekniken som gör det möjligt att återställa en funktionell gripande rörelse i det fall de aktiva muskelresurserna under armbågarna saknas eller är för svaga för att tillåta en senöverföringsoperation.

Liksom "Freehand" stimulerar alla enheter som använder FES direkt musklerna (yt-, intramuskulära eller epimysialelektroder) och kräver därför ett stort antal inre komponenter med en teoretisk risk för infektion och större avstötning. eftersom varje muskel måste aktiveras via en elektrod (upp till 12 i fallet med "FreeHand"). Utredarna föreslår istället selektiv neural stimulering eftersom den tillåter stimulering av flera muskler via en enda elektrod. Neural stimulering kräver mindre energi för muskelaktivering. I vårt tillvägagångssätt kommer 2 elektroder att implanteras ovanför armbågen på median- och radialnerverna. Detta minskar avsevärt antalet implanterade element och därför i) risken för infektion, ii) risken för misslyckande, iii) den kirurgiska risken tack vare minimalinvasiv kirurgi. Proceduren bestod av att placera en flerkontaktsmanschettelektrod runt radial- eller mediannerverna och observera effekterna av elektrisk neural stimulering i form av muskelselektivitet, producerad kraft och rörelseinducerad. I en tidigare studie har utredarna redan bevisat genom akuta intraoperativa tester (under etikkommitténs godkännande, #NCT03721861) att:

• Inget fel på elektroderna eller i stimulatorn noterades.
• För alla de 8 försökspersonerna var det möjligt att selektivt stimulera muskelgrupper för att erhålla öppningen av tummen och fingrarna, eller böjning av tummen, fingrarna och erhålla eventuellt funktionellt grepp som pincett med motverkan av tummen eller handflatan.

En andra genomförbarhetsstudie (registrering av etikkommittén #2016-A00711-50) med 17 kvadriplegiska patienter bedömde försökspersonens förmåga att använda frivilliga sammandragningar av suslesionala muskler (EMG-registreringar hos 8 försökspersoner) eller frivilliga rörelser av axlar (tröghetsinspelningar hos 9 försökspersoner) för att kontrollera rörelserna hos en robothand eller utlösandet av en elektrisk ytstimulering av underarmens muskler. Alla patienter lyckades bemästra det föreslagna gränssnittet efter en kort bekantskapsperiod.

På basis av resultaten från dessa två studier vill utredaren ta ytterligare ett steg i utvecklingen av en griphjälpanordning för patienter med ryggmärgsskada:

- genom att föreslå implantation av två manschettelektroder med perkutan anslutning på armen på fyrkantiga personer. Elektroderna kommer att hållas på plats under en period av 1 månad innan de definitivt explanteras. En implanterad kabel kommer att ansluta elektroderna till en extern kontakt.