En användarvänlig, icke-invasiv neuroortos som återställer frivilligt kontrollerade greppfunktioner för SCI-överlevande med tetraplegi

I vårt tidigare arbete fann medlemmar av vårt studieteam att kvarvarande EMG-signaler med sub-rörelsetröskel kan mätas på ett tillförlitligt sätt från underarmen på kroniskt förlamade individer med ryggmärgsskada (SCI) med hjälp av NeuroLife EMG-FES-systemet, och att EMG kan användas för att urskilja flera försök till handrörelser för att driva kontinuerlig kontroll av funktionell elektrisk stimulering (FES). Kortfattat är NeuroLife EMG-FES-systemet ett helt icke-invasivt system (endast ytelektroder, inga implanterbara komponenter) som bärs på deltagarnas underarm och har upp till 160 elektroder som kan registrera elektromyografi (EMG), eller muskelaktivitet, och även elektriskt stimulera (FES) muskler. Detta tillåter användare att försöka en rörelse och även i frånvaro av fysisk rörelse kan systemet upptäcka vad de försöker göra och elektriskt stimulera musklerna de försöker använda. Vi antar att denna förmåga att kontrollera systemet med deltagarens egna muskelsignaler kommer att hjälpa till att förbättra och återställa handfunktionen hos SCI-överlevande med tetraplegi. Dessutom har preliminära studier föreslagit potentialen för motorintentionsdriven FES för att främja funktionell återhämtning efter systemanvändning. Med den dubbla användningen som en funktionell ortos och som ett rehabiliteringsverktyg för återställande av handens funktion, är NeuroLife EMG-FES-systemet redo att förändra vårdtillståndet för personer med handnedsättning på grund av SCI.

Det övergripande målet med detta förslag är att undersöka säkerheten, genomförbarheten och den tidiga effekten av NeuroLife EMG-FES-systemet på utfall i övre extremiteter hos kroniska SCI-överlevande med tetraplegi. En klinisk pilotprövning kommer att tillåta oss att testa följande syften: Syfte 1. Fastställa den tidiga effekten av att använda NeuroLife EMG-FES-systemet som en funktionell ortos för att slutföra funktionella aktiviteter efter 12 veckors uppgiftsövning med systemet. Syfte 2. Fastställ den tidiga effekten av att använda NeuroLife EMG-FES-systemet som ett rehabiliteringsverktyg för att förbättra den sensorimotoriska funktionen efter 12 veckors arbetsövning med systemet. Syfte 3. Utveckla och etablera EMG-baserade biomarkörer för neuroplasticitet och återhämtning efter kronisk SCI.

Vi planerar att genomföra en klinisk pilotstudie för att undersöka NeuroLife EMG-FES Sleeve System hos vuxna (n=12) med kronisk (>12 månader) tetraplegi på grund av ryggmärgsskada. Kortfattat är NeuroLife EMG-FES-systemet ett helt icke-invasivt system (endast ytelektroder, inga implanterbara komponenter) som bärs på deltagarnas underarm och har upp till 160 elektroder som kan registrera elektromyografi (EMG), eller muskelaktivitet, och även elektriskt stimulera (FES) muskler. Genom att använda denna kombinerade, slutna-loop-teknologi kommer deltagarna att slutföra ett 12-veckors protokoll med en studieterapeut som utövar funktionella aktiviteter med sin hand/underarm medan de bär NeuroLife EMG-FES Sleeve System. Vi kommer att bedöma funktionella resultat med hjälp av standardiserade kliniska mätningar vid 6 tidpunkter (dubbel baslinje, 4 veckor, 8 veckor, efter intervention och 4 veckor efter intervention). Vid dessa tidpunkter kommer vi också att samla in högupplösta EMG-data med hjälp av NeuroLife EMG-only-systemet för att undersöka möjligheten att använda EMG som en biomarkör för återhämtning över tid hos kroniska SCI-deltagare som genomgår rehabilitering.