Nieuw onderzoek naar epidurale elektrische stimulatie bij ruggenmergletsel

Er zijn onlangs twee onderzoeksartikelen gepubliceerd over het gebruik van epidurale elektrische stimulatie (EES) om verlamde personen te helpen hun motorische functie te herstellen. De eerste studie werd uitgevoerd door het Frazier Rehabilitation Institute en het Kentucky Spinal Cord Injury Research Center aan de Universiteit van Louisville. Het omvatte vier deelnemers die motorische complete ruggenmergletsels hadden, wat betekent dat er geen motorische functie onder het niveau van letsel was. Twee van de deelnemers hadden alle gevoel verloren onder hun letselniveau in het ruggenmerg, dat is geclassificeerd als AIS-klasse A, en de andere twee deelnemers hadden een gedeeltelijke sensorische functie behouden onder hun letselniveau, dat is geclassificeerd als AIS-klasse B. Dit beoordelingssysteem, de American Spinal Injury Association Impairment Scale (AIS), wordt gebruikt om de ernst en kenmerken van een dwarslaesie te beschrijven en te meten. De tweede studie werd uitgevoerd door het Mayo Clinic Rehabilitation Medicine Research Center in Rochester, MN en omvatte een deelnemer die een motorische volledige dwarslaesie had en alle motorische functies had verloren onder hun niveau van letsel.

In beide onderzoeken hadden de deelnemers klinische revalidatie ondergaan na hun dwarslaesie en was het 2.5 tot 3.3 jaar geleden dat hun blessure opliep. Alle deelnemers kregen aan het begin van elk onderzoek motorische training, die 8 tot 22 weken duurde, afhankelijk van de deelnemer. De deelnemers werden vervolgens geïmplanteerd met het EES-systeem tijdens een chirurgische ingreep waarbij een reeks van 16 elektroden op het ruggenmerg werd geïmplanteerd en een ruggenmergstimulator op de buik werd geïmplanteerd. Nadat de deelnemers ongeveer drie weken hadden gerust, werd het EES-systeem getest om spiergroepen in de benen te identificeren met behulp van elektromyografische (EMG) opname.

Vervolgens kregen deelnemers aan deze onderzoeken motorische training met behulp van elektrische stimulatie. De deelnemers oefenden op een loopband stappen, over de grond stappen en over de grond staan. Deelnemers gebruikten een lichaamsgewichtondersteuningssysteem (BWS), assistentie van de trainer en indien nodig een rollator. Ze pasten zich aan om deze hulpmiddelen niet te gebruiken als er tijdens de training vooruitgang werd geboekt.

In de studie van het Frazier Rehabilitation Institute en het Kentucky Spinal Cord Injury Research Center-onderzoek konden de twee AIS-klasse B-deelnemers over de grond lopen terwijl ze hulpmiddelen gebruikten. De twee AIS-deelnemers van klasse A waren in staat om sommige aspecten van het stappen op de loopband met ondersteuning van het lichaamsgewicht te bereiken, maar ze waren niet in staat om over de grond te lopen. De deelnemer aan de Mayo Clinic Rehabilitation Medicine Research Center-studie was in staat om op een loopband te stappen, zelfstandig te staan en over de grond te stappen met behulp van een rollator met voorwielen en af en toe een trainer. Alle vier de deelnemers waren alleen in staat om deze motorische functies uit te voeren terwijl het EES-systeem was ingeschakeld en wanneer ze de intentie hadden om te bewegen.

De resultaten van deze onderzoeken suggereren dat motorische functies mogelijk kunnen worden hersteld bij personen met een dwarslaesie met behulp van elektrische stimulatie. De onderzoekers van het Frazier Rehabilitation Institute en het Kentucky Spinal Cord Injury Research Center merkten op dat het verschil in uitkomsten tussen de twee deelnemers die over de grond konden lopen en de twee deelnemers die niet over de grond konden lopen, te wijten kan zijn aan hun sensorische niveau onder hun blessure of andere factoren. De onderzoekers in beide onderzoeken bevelen aan om vervolgonderzoek uit te voeren met een groter aantal deelnemers.

Dr. Cristina Sadowsky, klinisch directeur van het International Center for Spinal Cord Injury (ICSCI) van het Kennedy Krieger Institute, deelde met ons hoe de resultaten van deze onderzoeken van toepassing kunnen zijn op mensen met zeldzame neuro-immuunziekten.

"De casusrapporten over epidurale stimulatie bewijzen dat sommige hersen-ruggenmergverbindingen slapend zijn na een verwonding en kunnen worden geactiveerd door 'het prikkelbaarheidsniveau' van de neuronen in het 'loopcentrum' in de lumbale wervelkolom te verhogen met behulp van de epidurale ruggenmergstimulator. De stimulator lijkt beter te werken bij mensen met (sensorische) onvolledige verwondingen, wat logisch is, aangezien het aantal banen dat de hersenen verbindt met de lumbale wervelkolom waarschijnlijk hoger is dan bij mensen met motorische volledige verwondingen. De stimulatie werkt niet bij iedereen.

Hoewel de casusreeks resultaten rapporteert bij personen met traumatisch ruggenmergletsel, zouden de resultaten van epidurale stimulatie mogelijk kunnen worden toegepast op verlamming gerelateerd aan niet-traumatische aandoeningen, zoals myelitis transversa (TM), neuromyelitis optica spectrum stoornis (NMOSD), acuut gedissemineerd encefalomyelitis (ADEM), enz., zolang de verwonding de zenuwen spaart die het ruggenmerg verlaten en de spieren in de benen voeden. Een manier om dat vast te stellen, is door te informeren naar spierspasmen en reflexen - als ze aanwezig zijn, zijn de zenuwen naar de benen hoogstwaarschijnlijk intact.

Wat zouden de volgende stappen zijn om deze belangrijke onderzoeksontdekking vooruit te helpen?

Iemands manier van lopen energiezuiniger maken, wat een soepeler lopen over langere afstanden mogelijk zou maken. Je zou dat doen door toe te werken naar een meer "normale" manier van lopen, inclusief het verminderen van de hulp van andere mensen om het bekken te stabiliseren, enz.
Uitzoeken van de beste kandidaten voor de procedure; het vaststellen van criteria die zouden voorkomen dat een persoon de stimulator krijgt.
Het proces van het uitzoeken van de beste elektrodeparameters die de optimale looprespons geven, gemakkelijker maken door dit proces kort, betrouwbaar en gebruiksvriendelijk voor de arts te maken.
De kleinste, veiligste, meest betrouwbare, aanpasbare epidurale stimulator krijgen.

Er zijn ook enkele zorgen:

Het implanteren van een stimulator/vreemd voorwerp leidt tot de mogelijkheid van technologisch falen.
Het implantaat kan het onmogelijk maken om een MRI-onderzoek te ondergaan.
Het stimulatorgeassisteerde lopen is niet zelfstandig en zeker (nog) niet normaal/efficiënt.
Door de hype die het creëert, denkt iedereen dat ze kunnen lopen als er een stimulator wordt geïmplanteerd.
Het is nog ver verwijderd van daadwerkelijk gebruik in de klinische zorg. Programmeren duurt lang, programmeren is erg persoonlijk en vereist veel kennis. Dr. Susie Harkema en Dr. Reggie Edgerton, de senior wetenschappers op elk artikel, werken al vele jaren op het gebied van looptraining!

De casusrapporten zijn relevanter vanwege het feit dat er nu een methode is waarmee zinvolle resterende hersen-ruggenmergverbindingen kunnen worden blootgelegd en gebruikt, en het wijst op de absolute NOODZAAK om uitgebreide, goed ontworpen, zinvolle, op activiteiten gebaseerde revalidatie te ondergaan. interventies."

Angeli CA, Boakye M, Morton RA et al. Herstel van lopen over de grond na chronische motorische complete dwarslaesie. N Engl J Med. 2018;379(13):1244-1250.

Gill ML, Grahn PJ, Calvert JS et al. Neuromodulatie van lumbosacrale spinale netwerken maakt onafhankelijk stappen mogelijk na volledige dwarslaesie. Nat Med. 2018 sept. 24