Exoskelettträning för ryggmärgsskada Neuropatisk smärta (ExSCIP) (ExSCIP)

Bakgrund och motivering:

Efter SCI utvecklar cirka 53 % av människorna neuropatisk smärta (NP). Irländska SCI-data identifierar hög smärtintensitet och smärtinterferensnivåer med NP och signifikant sämre livskvalitet (QoL) än andra smärtfenotyper. Individer kan beskriva NP som mer försvagande än de andra konsekvenserna av SCI, som deras mest ihållande hälsoproblem och adekvat smärtlindring som ett otillfredsställt behov.

Internationella data identifierar den proportionella bördan av NP efter SCI som signifikant. Nittiofyra procent av individerna ordineras >1 medicin, det genomsnittliga antalet läkarbesök under en 6-månadersperiod på grund av SCI NP rapporteras som 2 och den totala årliga kostnaden för NP per patient i USA (USA) är rapporteras som 26 270 USD (direkt 8 636 USD, indirekt 17 634 USD).

Förekomsten av smärta är vidare associerad med lägre återgång till arbete efter skada, och mer än en tredjedel av individer med SCI i anställning rapporterar frekvent smärtstörning i deras arbete. Smärtinterferens med funktion, hälsotillstånd och arbete noteras vara betydligt värre hos individer med svårare NP, där den totala arbetsnedsättningen rapporteras till 38 %.

NP efter SCI är mångfacetterad och heterogen, vilket gör isolering av specifika mekanismer mer utmanande. Mekanismer som antas för NP efter SCI inkluderar neuronal hyperexcitabilitet (central och perifer sensibilisering) och kortikotalamisk maladaptiv neuroplasticitet. Dessutom har svårighetsgrad av NP-symtom efter SCI rapporterats vara associerad med en kombination av resterande spinothalamic tract (STT) funktion under nivån för skada och med katastrofala smärthanteringsmekanismer.

De mekanistiska effekterna av sensorimotorisk stimulering på NP härrör från forskning om Phantom Limb Pain (PLP) med signifikant vändning av kortikal dysfunktion i den primära somatosensoriska cortexen hos individer med PLP. Liknande maladaptiv kortikal omorganisation antas vara associerad med NP i SCI.

Detta stöds ytterligare av data från elektroencefalografi (EEG) studier som visar att förändringar i oscillerande hjärnaktivitet, känd som thalamo-kortikal dysrytmi, är associerade med närvaron av NP. NP i SCI är associerad med en ökning av EEG-effektsignalen i thetabandet och möjligen högt betaband men en minskning av hög-alfa-låg-beta-bandet. Dessutom är NP i SCI associerat med minskad reaktivitet hos alfabandseffektsignaler som svar på ögonöppning. Således har den applikationer som en biomarkör för nuvarande NP och som en prediktor för utveckling av framtida NP.

Grundpelaren i NP-behandling efter SCI är farmakoterapi med antikonvulsiva och antidepressiva medel för att minska smärtintensiteten. Pregabalin/gabapentin, duloxetin, amitriptylin och/eller opioider är de första och andra linjens behandlingar som rekommenderas, även om svår smärta förblir motståndskraftig mot dessa behandlingar hos 2⁄3 av de drabbade. Undersökningsdata rapporterar hög användning av icke-steroida antiinflammatoriska medel och paracetamol.

Signifikanta biverkningar av mediciner har rapporterats. SCI-patienter är särskilt benägna att få biverkningar relaterade till centrala nervsystemet som ofta är outhärdliga. Dessa, tillsammans med rädsla för läkemedelsberoende, resulterar i dålig efterlevnad av farmakologiska regimer, vilket leder till efterlysning av icke-farmakologiska behandlingsalternativ för personer med NP efter SCI.

Virtuell verklighet (immersive virtual walking virtual illusion/imagined walking) har visat sig lovande för att minska NP-intensitet och interferens efter SCI. Virtuella illusionsinterventioner visar bevis på direkt och korrigerande stimulering av de omorganiserade sensorimotoriska områdena hos SCI-patienter med NP, vilket stöder teorin att NP-mekanismer är reversibla. Men faktiska sensorimotoriska interventionsstudier är ofullständiga i SCI vid denna tidpunkt med begränsat fokus på promenader trots övertygande prekliniska studier som visar förebyggande och/eller vändning av SCI neuropatisk smärta. Särskilt i djurstudier hade andra träningsparadigm, inklusive simning och ställningsträning, endast övergående eller inga effekter på SCI-inducerad NP, vilket tyder på att rytmisk stimulering av proprioceptiva och mekanosensoriska afferenter tillsammans med viktbärande upplevd vid promenader kan vara nödvändig för att minska NP.

Exoskelettinterventionen i sig är inte ny inom neurorehabiliteringsområdet för SCI. Emellertid har inga RCTs hittills specifikt rekryterat deltagare med måttlig till svår NP för att bedöma dess mekanistiska effekter på NP. ExSCIP randomiserade genomförbarhetsförsök tar itu med denna nuvarande kunskapslucka och undersöker exoskelettbaserad promenad 3 gånger per vecka, som en mekanistisk baserad intervention för NP efter SCI. Det kommer att testa genomförbarheten och acceptansen av ett exoskelett, och om det visar positiva signaler i minskning av NP-intensitet och interferensnivåer för att motivera vidareutveckling till en definitiv prövning.

Syfte och mål:

Det övergripande syftet med denna studie är att undersöka genomförbarheten och acceptansen av en exoskelett, mekanistiskt riktad, gångintervention för NP hos personer med SCI.

De primära målen för studien är:

1. Genomför ett exoskelettträningsprogram för personer med undernivå NP > 6 månader efter en traumatisk SCI.
2. Pilotera och utvärdera effekten av en exoskelettbaserad gångintervention i NP > 6 månader efter SCI, undersöka genomförbarhetsresultat och kort- och långsiktiga (6 månader) förändringar i smärtintensitet och smärtinterferens.

ExSCIP-studien är en fas 2-randomiserad, enkelblind, genomförbarhetsstudie med syftet att undersöka progressionskriterier för en definitiv studie.

Progressionskriterier baseras på övervägande av de primära målen kring genomförbarhet och potentialen för effektivitet och implementering i klinisk praxis. Kvantitativa och kvalitativa processutvärderingsdata kommer att analyseras för att beakta följande fortsättningskriterier.

• Framgångsrik upptagning, rekrytering och retention.
• Framgångsrik implementering av ExSCIP-interventionen.
• Processutvärdering indikerar att ExSCIP är acceptabelt för personer med NP efter SCI och för personal som levererar interventionen.
• En positiv effekt på smärta och smärtinterferensresultat identifieras och är meningsfulla.
• Kostnadsanalys indikerar att ExSCIP-interventionen kan vara kostnadseffektiv. Interventionen kommer att levereras i Motion Analysis Laboratory vid University College Dublin (UCD).

Deltagarscreening:

Steg 1: Telefonkontroll:

NP kommer att screenas för som ett minimikriterium initialt per telefon. Denna telefonscreening kommer att göra följande:

• Bekräfta sin SCI-diagnos (t.ex. traumatisk etiologi och >6 månader efter skada).
• Bekräfta att de har en stabil medicineringskur.
• Bekräfta att de är exoskelettnaiva.
• Screen för närvaron av NP med instrumentet Spinal Cord Injury Pain (SCIPI).
• Fråga efter antropometriska detaljer, t.ex. kandidatens längd och vikt för att ge ytterligare indikationer om deras potentiella lämplighet/kompatibilitet med exoskelettet.
• När telefonscreeningen har slutförts kommer kandidater som anses vara potentiellt lämpliga att delta i testet att bokas in för en personlig bedömning. Potentiella deltagare kommer att förses med en studieinformationsbroschyr vid denna tidpunkt och informerat samtycke kommer att begäras från deltagarna för att genomföra en personlig bedömning. En 1 veckas respitperiod kommer att ges till deltagarna mellan tillhandahållande av studieinformationsbroschyren och erhållande av informerat samtycke.

Steg 2: Personlig bedömning:

En personlig bedömning för att bekräfta deltagarnas lämplighet kommer att utföras av en oberoende bedömare. Bedömningen kommer att innehålla följande steg:

Bekräftelse på förekomst av måttlig till svår under nivå NP:

• NP kommer att bekräftas baserat på en neurologisk undersökning, en poäng på ≥4 på Douleur Neuropathique 4 (DN4) och en omfattande smärtanamnes.
• Detta kommer att stödjas av användningen av ISCIP Pain Classification.
• Måttlig och svår NP som bekräftats ovan kommer att beskrivas som smärta ≥ 3 och ≥ 6 på 0-10 Numerical Rating Scale (NRS) för NP (genomsnittligt över en vecka).

Antropometrisk och klinisk bedömning för kompatibilitet för användning av exoskelett:

- Deltagarna kommer att genomgå en antropometrisk bedömning för att säkerställa att inga begränsningar av höjd, vikt, ledrörelser eller muskelspasticitet för användning av exoskelett gäller.

Steg 3: Informerat samtycke och datainsamling:

• Kandidater som uppfyller inklusionskriterierna kommer att förses med en studieinformationsbroschyr (se figur 2) och ombeds ge skriftligt informerat samtycke till att de går med på att delta i studien via ett samtyckesformulär.
• Den oberoende bedömaren kommer sedan att samla in data vid baslinjen för de resultatmått som beskrivs: (Se resultatavsnittet för fullständig information):

Data/statistisk analys:

Beskrivande statistik och uppskattning med 95 % CI kommer att vara huvudfokus för analysen. Antalet deltagare som rekryteras och behålls, och information om saknade eller ofullständiga data från alla resultatmått kommer att undersökas. Baslinjedemografi och utfallsvariabler kommer att jämföras vid alla bedömningstillfällen inom grupper.

För kategoriska mått kommer frekvenser och procentsatser att presenteras och för kontinuerliga mått kommer medelvärde och standardavvikelse (SD) att redovisas. För kontinuerliga mätningar som visar tecken på viss skevhet kan ett median- och interkvartilintervall också presenteras eller ersätta medelvärdet och SD. Inom gruppförändringar kommer poängen och deras 95% CI att undersökas i relation till MCID. Upprepade mätningar ANOVA kommer att användas för att jämföra mellan gruppskillnader av kontinuerliga variabler över de tre tidpunkterna. Statistisk signifikans kommer att bestämmas a-priori vid en alfanivå av 0,05.

För analys av EEG-data kommer detta att vara en utforskande analys med hjälp av en multilevel linear mixed model (LMM)-metod för att undersöka skillnader mellan interventionsgrupperna över tid i EEG-alfa-, beta- och thetabandstyrkan. Upprepade åtgärder inom deltagarna kommer att modelleras som en slumpmässig effekt. Fasta effekter i modellen, kommer att innehålla gruppuppgift och tid. De dämpande effekterna av smärtintensitet och störningar kommer också att utvärderas. LMM kommer att studera både huvudeffekter och interaktionseffekter med hjälp av R-paketet lme4 för att passa modellerna. Modeller kommer att jämföras med hjälp av Likelihood Ratio Tests (LRT) för att bedöma betydelsen av effekter. Statistisk signifikans kommer att bestämmas a-priori vid en alfanivå av 0,05.

När all data har samlats in kommer dataanalysen att utföras av en dataprocessor som är blind för grupptilldelning. En fullständig statistisk analysplan kommer att utarbetas innan den slutliga analysen. Statistisk analys kommer att utföras med SPSS version 29 programvara och analys kommer att utföras som intention to treat (ITT) och per protokoll.