שיטות לכמת שינויים מושרה פרמקולוגית בתפקוד המוטורי ב SCI הושלמה האדם

מטרת פרוטוקול זה היא לתאר שינויים בהתנהגויות מוטוריות אצל אנשים עם פגיעה לא מלאה בחוט השדרה לאחר מתן תרופות סרוטונרגיות. כדי להשיג זאת, מבוצעות הערכות סטנדרטיות להערכת מדדים קליניים של התנהגויות בסיסיות, כוח הגפיים התחתונות ורפלקס כדי להשיג מדדים מדויקים יותר, הערכות סטטיות כמותיות של כוח ותפקוד רפלקס של קבוצות שרירים נבחרות נקבעות עם חקירה ספציפית של מומנטים רצוניים שיא וריגוש רפלקס מתיחה. לאחר מכן מבוצעות הערכות דינמיות כמותיות נוספות כדי למדוד דפוסים קינמטיים בגפיים התחתונות, פעילות ותזמון שרירים, ויעילות מטבולית במהלך אמבולציה על ההליכון.

לבסוף, תרופות סרוטונרגיות ניתנות בעיצוב מוצלב עיוור וההערכות חוזרות על עצמן. גישה זו של רפואה תרגומית מעריכה באופן שיטתי את ההשפעות של תרופות סרוטונרגיות על רפלקסים של כוח רצוני ויכולת הליכה אצל אנשים עם פגיעה לא שלמה בחוט השדרה. פגיעה בחוט השדרה היא תהליך מחלה מתיש, המייצר ליקויים עמוקים בשליטה המוטורית בשלב מוקדם לאחר הפציעה.

מטרה עיקרית עבור רוב החולים היא התאוששות ההליכה אצל אנשים עם נגע לא שלם, כלומר עדיין יש להם שליטה מוטורית שיורית דיסטלית לצד הנגע. גולגולת זו עשויה להיות ניתנת להשגה. מודלים של בעלי חיים הראו כי חומרים פרמקולוגיים יכולים לעזור להאיץ ולקדם את התאוששות השליטה המוטורית ויכולת ההליכה.

עם זאת, תרגום הממצאים הללו לבני אדם מוגבל. המעבדה שלנו מנסה לתרגם את הממצאים האלה לבני אדם עם פגיעה לא שלמה בחוט השדרה. אנו מקווים לשאול את השאלה, האם תרופות יכולות לעזור לקדם את התאוששות השליטה המוטורית ויכולת ההליכה אצל אנשים עם נגעים בעמוד השדרה לא שלמים?

I, ספסטיות של קבוצות שרירי הארבע ראשי ושריר הירך האחורי מכומתת באמצעות סולם אשוורת' המותאם כדי להעריך ספסטיות של שריר הארבע ראשי. הבוחן מייצר תנועת כיפוף פסיבית איטית ומהירה סביב מפרק הברך. באופן דומה, כדי להעריך ספסטיות של שריר הירך האחורי, הבודק מייצר הארכה פסיבית איטית ומהירה סביב מפרק הברך.

הרפלקסים הספסטיים מדורגים בסולם אפס עד ארבע על סמך קריטריונים ספציפיים. ציון מורכב מתקבל על ידי המרת ציונים גולמיים אלה לסולם סידורי וסיכום דו-צדדי של גודל או משך התכווצויות כופף. עוויתות מאריכות ומעי הגס מכומתים באמצעות כלי הערכת חוט השדרה.

עבור רפלקסים ספסטיים, תגובת המטופל מדורגת על סמך קריטריונים מפורטים. ציון מורכב מתקבל על ידי הוספת ציונים בתוך ובין הרגליים. היכולת של אדם לכווץ שרירים באופן רצוני מוערכת באמצעות הציון המוטורי של הגפיים התחתונות בהתבסס על הנחיות האגודה האמריקאית לפגיעות בעמוד השדרה.

קריטריונים מוגדרים משמשים לדירוג ההתכווצות על מפרק בסולם אפס עד חמש. ציון מורכב מתקבל באמצעות הערכה של המיוטומים L שתיים, L שלוש, L ארבע, L חמש ו-S אחד באופן דו-צדדי והוספת ציונים. למרות הליקויים הברורים הללו בהערכות הקליניות בפעילות הרפלקס ובכוח, מטופל זה מסוגל לנקוט צעדים על ההליכון עם תמיכה במשקל הגוף.

יתר על כן, המטופל מסוגל לנקוט צעדים מעל הקרקע בעזרת הליכון מתגלגל. על מנת לכמת עוד יותר את רפלקס המתיחה התלוי במהירות. מערכת המשלבת דינמומטריה איזוקינטית עם אלקטרומיוגרפיה משמשת למדידת פעילות השרירים.

אלקטרודות הקלטת פני השטח מוחלות על פי הטבעת הקדמי והמדיאלי של הקיבה. רגלו של המטופל מחוברת ללוחית רגל, מחוברת לתא עומס של שש דרגות חופש, וציר מפרק הקרסול מיושר למרכז תא העומס. מומנטים פסיביים או כבידתיים מתקבלים מהפרעות המתיחה האיטיות.

ההנחה היא שתגובת מומנט זו אינה בעלת מרכיב רפלקס והיא תופחת מהמתיחות המהירות. כדי לחשב את תגובת הרפלקס נטו להערכת ריגוש רפלקס מתיחה, מתיחות בודדות או מרובות לתוך כיפוף דורסיפלקס או כיפוף פלנטרי מוחלות על המטופל הרגוע כדי להעריך שינויים בריגוש במהירות. מהירויות סיבוב שונות נמדדות כולל 30, 60 ו -120 מעלות לשנייה.

תגובת המומנט מכומתת באמצעות אות המומנט, שהיה מעבר נמוך, מסונן ב-200 הרץ, נדגם ב-1000 הרץ ומסונכרן עם נתוני EMG. לפני הניתוח, המומנט עקב תרומות פסיביות וכבידה מופחת. תגובת השריר מכומתת באמצעות אות EMG, שנאסר בעבר, סונן ב-20 עד 450 הרץ, נדגם ב-1000 הרץ ומסונכרן עם נתוני המומנט לפני הניתוח.

האות מתוקן ומוחלק ב-10 הרץ בסדר רביעי. תגובות רפלקס מתיחה של מסנן באטרוורת' רקורסיבי מנותחות מהמצב לאותות מומנט ו-EMG. מדדי התוצאה העיקריים של ניתוח זה כוללים הן את שיא המומנט והן את פעילות השרירים הממושכת לאחר המתיחה האחרונה.

הדינמומטר האיזוקינטי משמש גם להשגת כימות מדויק של חוזק רצוני. משטח. EMG מודבקים לארבעה שרירי הירך, כולל רקטוס פמוריס, וסטוס לטרליס, ואסטוס מדיאס ושריר הירך המדיאלי. שוק המטופל מחובר לזרוע דינמומטר המחוברת לתא עומס של שש דרגות חופש.

ציר מפרק הברך מיושר למרכז תא העומס. כאשר המטופל רגוע, המטופל מונחה לייצר כוח מקסימלי על המפרק. כדי להבטיח ייצור כוח רצוני מקסימלי, ניתן עידוד מילולי נמרץ למטופל במהלך הכיווץ.

כאשר המומנט מתחיל לרדת במהלך ההתכווצות, גירוי סופר מקסימלי מועבר לארבע ראשי באמצעות אלקטרודות גירוי של צלחת ג'ל דביקה עצמית בגודל 3 על 5 אינץ'. אותות המומנט וה-EMG נאספים ומותנים כמו בהערכות רפלקס המתיחה התלויות במהירות. מומנט מקסימלי ותגובות EMG נלוות מוערכים במצב לא מקוון באמצעות מומנט המצב ואותות EMG.

בנוסף, ליקויים בהפעלה רצונית מוערכים באמצעות יחס ההפעלה המרכזי או CAR. מבחן הליכון מדורג משמש להערכת יכולת ההליכה. הנבדק מאובטח להליכון עם רתמת בטיחות וציוד בדיקה, כולל סמנים מחזירי אור, EMG משטח, מד דופק ומערכת מטבולית ניידת לביצוע בדיקת ההליכון המדורגת.

מהירות ההליכון הראשונית נקבעת על 0.1 מטר לשנייה ומוגברת ב-0.1 מטר לשנייה כל שתי דקות עד לקבלת המהירות המקסימלית של המטופל. מהירות שיא של הליכון מוגדרת כמהירות הגבוהה ביותר בה המטופל הצליח לנוע לפחות דקה אחת לפני חוסר יציבות ההליכה. מגיעים למגבלות קרדיווסקולריות או סיום מרצון של הבדיקה במהלך הליכה על הליכון, מדדים מרובים מוערכים באמצעות מערכת לכידת תנועה ומערכת EMG ומערכת מטבולית ניידת במצב לא מקוון.

נתוני לכידת התנועה עוקבים באופן ידני לדיוק ונבחרת תקופה של לפחות 10 מחזורי שלבים לניתוח. מחזור ההליכה מנורמל לאחוזים ממכת העקב למכת העקב ואינטרפולציה באמצעות ספליין מעוקב הן לזווית הירך והן לזווית הברך. זוויות מפרקים שיא וסטיות זוויתיות במהלך מחזור ההליכה נקבעות עבור כל נושא.

בנוסף למדד של תיאום תוך גפיים, התמקדות עיקרית היא בתיאום של מישור סגיטלי, קינמטיקה של הירך והברך, אותה ניתן להעריך על ידי התבוננות בעקביות של עלילות זווית זווית הברך בירך. מקדם ההתאמה הממוצע משמש לחישוב העקביות של תיאום בין גפיים. תרשים זווית זווית הברך של הירך משמש להגדרת הסימן המשותף והסימן של כיוון הווקטור.

כאשר השינוי בזוויות הירך והברכיים מנורמל לאורך וקטורי עבור כל מסגרת למרווח פריים. ערכי סימן וחתימה משותפת אלה מחושבים בממוצע על פני כל מחזורי הצעדים עבור כל מרווח פריימים מתאים. באמצעות ערכים ממוצעים אלה, מחושב אורך הווקטור הממוצע עבור כל מרווח מסגרת לפריים.

הממוצע האריתמטי של אורך הווקטור הממוצע על פני כל מרווחי המסגרת למסגרת יהיה ערך מאפס לאחד וייצג את הפיזור הכולל של זוגות הירך והברכיים על פני מחזור ההליכה. כדי להעריך את פעילות השרירים במהלך אמבולציה, דפוסי פעילות השרירים מאותות ה-EMG מסונכרנים עם נתוני לכידת תנועה במצב לא מקוון, אות ה-DMG החלק מנורמל לאחוז מחזור ההליכה וממוצע בין 10 צעדים לפחות. זמן ההפעלה והכיבוי הנורמטיבי של שרירי הגפיים התחתונות במהלך אמבולציה נקבע באמצעות מסד נתונים של בקרות בריאות עבור כל שריר זמני הפעלה וכיבוי נורמטיביים של השריר המסוים מונחים על אותות ה-EMG שנאספו מהנבדק.

אות ה-EMG משולב בין זמני ההפעלה והכיבוי הנורמטיביים. מדד הספסטיות נקבע על ידי חלוקת ערך ה-off בערך on. ספיגת החמצן המרבית במהלך בדיקת הליכון מדורגת נקבעת לאחר הורדת הנתונים המטבוליים הניידים למחשב לצורך ניתוח.

לאחר השלמת בדיקת ההליכון, נקבע באופן ספציפי הממוצע של הדקה האחרונה של נתוני VO O2 עבור כל עידן מהירות של שתי דקות ותוצאות משורטטות עבור כל מהירות. תנועות רצוניות יוזמות בדרך כלל מאותות עצביים בקליפת המוח המוטורית הראשונית. אותות אלה עוברים דרך המסלול הקורטיקו-שדרתי לתאי עצב בין עמוד השדרה, כולל מחולל הדפוסים המרכזי ומתכנסים ברמת הנוירון המוטורי של עמוד השדרה.

הנוירון המוטורי מעצבב ישירות את השריר וגורם להתכווצות שרירים. תנועות רצוניות V עשויות גם להפעיל מסלולי עמוד שדרה מקבילים בגזע המוח או בולבו. תפקיד אחד של מסלולי עמוד השדרה הבולבו הללו הוא לווסת את הריגוש של נוירוני עמוד השדרה באמצעות שחרור נוירומודולטורים, במיוחד סרוטונין ונגע לא שלם בחוט השדרה גורם לאובדן שליטה רצונית מלאה עקב הפרעה במסלולי הקורטיקו-שדרה.

בנוסף, מעגלי עמוד השדרה והנוירון המוטורי עצמו הופכים פחות נרגשים עקב אובדן חלקי של נוירומודולטורים ממסלולי עמוד השדרה הבולבו. שינויים משולבים אלה תורמים לליקויים בתפקודים המוטוריים שנצפו בשלושת החלקים הראשונים של סרטון זה. במודלים של בעלי חיים, יישום של נוירומודולטורים כמו סרוטונין או האנלוגים שלהם ישירות על חוט השדרה, יכול להחיות מחדש את מעגלי עמוד השדרה הללו ולהוביל לתפוקה מוטורית מוגברת, פעילות רפלקס מוגברת ויכולת תנועה משופרת.

החלק האחרון של הסרטון הזה ידגים כיצד אנו מנסים לתרגם את המסגרת המדעית הבסיסית הזו לבני אדם. בתכנון מוצלב כפול סמיות, אקראי ומבוקר פלצבו, ההשפעות של מתן אוראלי חריף של מעכבי ספיגה חוזרת של סרוטונין סלקטיביים על הפעילות המוטורית מוערכות באנשים עם פגיעה מוטורית לא שלמה בחוט השדרה, כולל Ashworth המותאם, כלי הערכת חוט השדרה לרפלקסים ספסטיים והציון המוטורי בגפיים התחתונות מצביעים על עלייה הן בפעילות רפלקס בלתי רצונית והן ביצירת כוח מרצון לאחר מתן דרך הפה של SSRI באדם עם SCI לא שלם מוטורי. יתר על כן, מדדים סטטיים כמותיים של פעילות מוטורית מראים מומנט כיפוף קרסול מוגבר וממושך ו-EMG בתגובה למתיחות חוזרות ונשנות של מכופפי הכף הפלנטרי ומומנט איזומטרי מוגבר וגירעון הפעלה קטן יותר המצוין על ידי יחס הפעלה מרכזי גדול יותר.

המדדים הדינמיים הכמותיים של הפעילות המוטורית של קינמטיקה של הירך והברך במהלך אמבולציה באמצעות CC מגלים עקביות מוגברת לאחר תרופות SSRI. מעניין שפעילות EMG בגפיים התחתונות במהלך אמבולציה מראה עלייה בתזמון לא מתאים של פעילות השרירים לאחר תרופות SSRI. לבסוף, הפרמטרים המטבוליים במהלך אמבולציה חושפים עלייה צנועה בצריכת החמצן במהלך בדיקת ההליכון המדורגת לאחר מתן SSRI.

בעוד ששינויים אלה נצפים אצל אנשים עם SCI לא שלם כרוני, נתונים ראשוניים מצביעים על כך שהשינויים ב-SCI לא שלם תת-חריף עשויים להיות בולטים יותר. לדוגמה, אדם ארבעה חודשים לאחר SCI אינו מסוגל לנקוט צעדים ללא סיוע פיזי לפני מתן תרופות. לאחר תרופות SSRI, אותו אדם מסוגל לנקוט בצעדים באמצעות הערכות קליניות וכמותיות אלה.

ראינו שמתן חריף של מעכבי ספיגה חוזרת סלקטיביים של סרוטונין יכול לשפר את התפקוד המוטורי ואת יכולת ההליכה אצל אנשים עם פגיעה לא מלאה בחוט השדרה. עם זאת, הכשרה ארוכת טווח נחוצה כדי להפוך את השינויים הללו לקבועים. המטרה הנוכחית של המעבדה שלנו היא לשלב את ההתערבויות התרופתיות הללו עם התערבויות פיזיות אינטנסיביות כדי להפוך את השיפורים הללו בתפקוד המוטורי וביכולת ההליכה לקבועים.