In einer aktuellen Studie veröffentlicht in Naturbiomedizinische Technik, Forscher aus den Vereinigten Staaten von Amerika (USA) verwendeten kommerziell erhältliche Elektroden zur Closed-Loop-Rückenmarkstimulation (SCS) bei drei Personen mit Unterschenkelamputation. Sie fanden heraus, dass der Ansatz dazu beitrug, Somatoempfindungen des fehlenden Fußes hervorzurufen, was zu einem verbesserten Gleichgewicht, einer besseren Gangstabilität und einer Verringerung des Phantomschmerzes (PLP) bei den Patienten führte.
Hintergrund
Etwa 0,15 Millionen Menschen in den USA unterziehen sich jährlich einer Amputation der unteren Gliedmaßen, was zu erheblichen Herausforderungen wie Mobilitätsproblemen und PLP führt. Obwohl Behandlungsmöglichkeiten wie Gliedmaßenprothesen und Medikamente existieren, sind die Betroffenen weiterhin mit Stürzen, Gangproblemen und anhaltendem PLP konfrontiert. Diese Probleme hängen mit der Störung der somatosensorischen Rückmeldung der fehlenden Gliedmaße zusammen. Daher kann die Wiederherstellung der Somatoempfindungen in der amputierten Extremität diese Probleme lindern, indem sensomotorische Fehlanpassungen behoben und die funktionellen Ergebnisse verbessert werden.
Es gibt Hinweise darauf, dass die elektrische Stimulation der peripheren Nerven dazu beitragen kann, Empfindungen im fehlenden Glied hervorzurufen und taktiles Feedback zu geben. Allerdings ist die klinische Anwendung dieses Ansatzes durch seine chirurgische Komplexität begrenzt und kann bei Patienten mit peripherer Neuropathie eine besondere Herausforderung darstellen. SCS erweist sich als vielversprechende Alternative zur peripheren Nervenstimulation.
Frühere Studien haben gezeigt, dass diese bewährte Technik zur Linderung chronischer Schmerzen sowie zur Wiederherstellung der Empfindungen in der fehlenden oberen Extremität eingesetzt werden kann.
Daher zielten die Forscher in der vorliegenden Studie darauf ab, SCS zu nutzen, um die Empfindungen im fehlenden Fuß bei Patienten wiederherzustellen, die sich aufgrund eines Traumas oder einer diabetischen peripheren Neuropathie einer Unterschenkelamputation unterzogen hatten.
Über die Studie
Die vorliegende Studie umfasste drei Personen (im Alter zwischen 21 und 70 Jahren), die sich vor etwa 3–7 Jahren einer einseitigen Unterschenkelamputation unterzogen hatten. Die Ausschlusskriterien waren Schwangerschaft/Stillzeit, glykiertes Hämoglobin >8, das Vorhandensein von Metall-/Medizinimplantaten und die Verwendung von Antikoagulanzien.
Bei den eingeschlossenen Patienten wurden kommerziell erhältliche SCS-Elektroden perkutan in den thorakolumbalen Epiduralbereich implantiert, um das laterale lumbosakrale Rückenmark zu stimulieren. Die Stimulationsimpulse waren ladungsausgeglichen, zweiphasig und bestanden aus symmetrischen kathodischen und anodischen Phasen. Es wurden mehrere Testsitzungen von jeweils bis zu 6 Stunden Dauer durchgeführt, um Elektrodenkontakte zu identifizieren, die im fehlenden Fuß Empfindungen hervorriefen.
Es wurde ein geschlossenes Regelkreissystem entwickelt, das SCS auf der Grundlage von Drucksignalen moduliert, die von einer Schuheinlegesohle unter der Prothese aufgezeichnet werden. Das somatosensorische Feedback des Systems in Echtzeit wurde verwendet, um Gleichgewicht, Gang und PLP in den Wochen nach der Implantation zu überwachen.
Der Ort der hervorgerufenen Empfindungen (mechanisch, Bewegung, Kribbeln und Temperatur) wurde ermittelt und die Qualität der Empfindung anhand verschiedener Deskriptoren beurteilt, die als naturalistisch oder parästhetisch gruppiert waren. Die Änderung der Amplitude, die erforderlich war, um den Teilnehmern zu helfen, den intensiveren Reiz mit einer Wahrscheinlichkeit von 75 % zu identifizieren, wurde als „gerade wahrnehmbarer Unterschied“ (JND) definiert.
Mithilfe der linearen Regression wurde die mögliche Beziehung zwischen der Stimulationsamplitude und der scheinbaren Größe bestimmt. Ein sensorischer Organisationstest (SOT) wurde zur Bewertung des Gleichgewichts verwendet, funktionelle Gangbewertungswerte (FGA) wurden zur Quantifizierung der Gangstabilität verwendet und der McGill-Schmerzfragebogen (MPQ) und die visuelle Analogskala (VAS) wurden zur Bewertung der PLP verwendet.
Resultate und Diskussion
Über die ersten zwei Wochen der Studie hinaus wurde bei allen drei Teilnehmern festgestellt, dass sie die Empfindungen im fehlenden Fuß (einschließlich Zehe und Ferse) wiedererlangten. Fehlende Gliedmaßenempfindungen erforderten höhere Stimulationsamplituden, es wurde jedoch immer festgestellt, dass sie von Restgliedmaßenempfindungen begleitet waren. Die Teilnehmer erlebten eine Kombination aus naturalistischen und parästhetischen Deskriptoren in unterschiedlichen Anteilen, ohne erkennbaren Zusammenhang mit der Häufigkeit oder Intensität der Stimulation.
Es wurde festgestellt, dass die Erkennungsschwellen des Reizes zwischen den Teilnehmern zwischen 0,6 und 4 mA schwankten, wobei die multipolare Stimulation höhere Schwellenwerte aufwies als die monopolare Stimulation. Es wurde festgestellt, dass JNDs im Bereich von 0,05 bis 0,3 mA liegen. Die wahrgenommene Stärke der Stimulation nahm bei allen Teilnehmern und Elektroden nahezu linear mit der Stimulationsamplitude zu.
Nach der SCS erreichten die Teilnehmer Nr. 2 und 3 höhere SOT-Werte und zeigten eine Verringerung der Stürze im Vergleich zu den Ausgangswerten, was auf ein verbessertes Gleichgewicht hinweist. In der Gangstabilitätsanalyse konnte eine klinisch signifikante Verbesserung (>4 Punkte) im FGA-Score von Teilnehmer Nummer 3 beobachtet werden.
Es wurde festgestellt, dass PLP bei den Teilnehmern Nr. 1 und 3 gegenüber dem Ausgangswert um 50 % zurückging, bei Teilnehmer Nr. 2 jedoch weniger als ein VAS-Punkt betrug. Die MPQ-Analyse zeigte einen klinisch bedeutsamen Rückgang des PLP bei Teilnehmer Nr. 1 und 2. Bei Teilnehmer Nr. 3 war dies jedoch der Fall Im Laufe der Wochen kam es zu einem anfänglichen Rückgang, gefolgt von einem Anstieg der Schmerzwerte, es wurde jedoch insgesamt über einen Rückgang der PLP-Episoden berichtet.
Abschluss
Dies ist die erste Studie, die die Wiederherstellung der Empfindungen bei Patienten mit Amputationen im Zusammenhang mit diabetischer peripherer Neuropathie nachweist. Unabhängig von der Ursache der Amputation heben die Ergebnisse die lumbosakrale SCS als vielversprechende, klinisch praktikable Intervention zur Wiederherstellung der Empfindungen und Verbesserung der Funktion bei Amputierten der unteren Gliedmaßen hervor, was letztendlich deren Lebensqualität verbessert. Zukünftig müssen weitere Forschungsarbeiten durchgeführt werden, um diese Ergebnisse bei einer größeren Gruppe von Teilnehmern zu bestätigen. Dazu gehören eine zusätzliche Scheinstimulation, eine Verblindung durch den Prüfer, eine Vorabbewertung des PLP und eine regelmäßige Berichterstattung über die Schmerzwerte.
