Neinvazivní měření hladiny kyslíku v mozku u lidí se subtalamickými hlubokými mozkovými stimulátory

Vyšetřovatelé budou studovat účinky elektrické stimulace v subtalamickém jádře na frontální cerebrální perfuzi u 10 pacientů s pokročilou PD, kteří již podstoupili úspěšnou operaci STN DBS (Medtronic, Inc., Minneapolis, MN), o čemž svědčí 20% nebo větší zlepšení. v jejich Unified Parkinson's disease rating scale (UPDRS) motorickém dílčím skóre (UPDRS-III) se stimulací zapnutou vs. vypnutou, tři nebo více měsíců po operaci. UPDRS-III je široce používaná a ověřená hodnotící stupnice závažnosti symptomů Parkinsonovy choroby, která je založena na neurologickém vyšetření. Pro účely této studie provede neurolog pohybových poruch všechna neurologická vyšetření. U pacientů musí být také prokázáno, že jsou kognitivně intaktní, jak dokazuje Montrealské skóre kognitivního hodnocení (MoCA) 24 nebo vyšší.

Jedná se o experimentální studii, ve které budeme porovnávat frontální mozkovou perfuzi (měřeno neinvazivně přístrojem NIRS) a skóre UPDRS-III (stanovené neurologickým vyšetřením) ve čtyřech klinických stavech: medikace vypnuta/stimulace vypnuta; medikace vypnuta/stimulace zapnuta; zapnout/vypnout stimulaci; a léky na / stimulace na.

Primární otázka, kterou je třeba zodpovědět, zní: Můžeme detekovat významné změny v mozkové perfuzi pomocí zařízení NIRS v reakci na subtalamickou stimulaci dodávanou prostřednictvím implantovaných zařízení DBS?

Tato pilotní studie bude provedena u 10 pacientů s PD, kteří v minulosti podstoupili úspěšnou operaci DBS. Studie bude dokončena za jeden den, jak je popsáno níže, a její dokončení zabere přibližně 6 hodin.

Pacienti dorazí do centra pro poruchy hybnosti ráno v den své plánované studijní návštěvy poté, co předchozí noc vysadili léky (12 hodin „volno“). Přijedou se zapnutými stimulátory a nastavenými na terapeutické parametry. Dr. Shih provede neurologické vyšetření a určí skóre UPDRS-III v tomto stavu off med/on stimul.

Za účelem provádění NIRS/perfuzních měření bude subjekt vybaven vícedílnou plastovou helmou, která drží řadu optických vláken na povrchu hlavy subjektu. Tato helma bude upravena tak, aby vám pohodlně seděla. Na prsty budou umístěny další sondy za účelem sledování okysličení periferní krve (tj. pulzní oxymetrie), aby se zajistilo, že jakékoli změny pozorované v mozkové perfuzi jsou způsobeny změnami ve fyziologii mozku, nikoli obecným fyziologickým faktorem. Vlákna jsou připojena k 32 nízkovýkonovým infračerveným laserovým diodám. Výkon vyzařovaný těmito lasery je hluboko pod typickou úrovní maximální přípustné expozice (MPE) pro vystavení pokožky laserovému paprsku, jak uvádí American National Standards Institute, a subjekty z nich nepocítí žádný účinek. Laserové světlo bude namířeno na temeno jejich hlavy a jejich oči nebudou vystaveny žádnému riziku. Bude provedeno počáteční měření mozkové perfuze.

Pacientova zařízení DBS se poté vypnou a nechá se uplynout 60 minut, což umožní vymytí klinických i CBF účinků DBS. Během této doby bude každých pět minut monitorována a dokumentována cerebrální oxygenace. Na konci tohoto období bude stanoveno a zaznamenáno skóre UPDRS-III (off medis/off stimul), čímž se potvrdí vymizení klinických účinků. DBS se pak zapne s využitím nastavení používaných pro terapii s výjimkou toho, že stimulační frekvence bude nastavena na 20 Hz, což je nízká frekvence, o které je známo, že není terapeuticky účinná u PD. Všechna ostatní nastavení zůstanou konstantní. Opět bude cerebrální oxygenace zaznamenávána každých 5 minut po dobu 60 minut, poté bude zaznamenáno skóre UPDRS-III DBS bude poté přeprogramováno na terapeutické nastavení v ustáleném stavu pacienta, cerebrální oxygenace bude zaznamenávána každých 5 minut po dobu 60 minut a na konci 60minutové periody bude znovu zaznamenáno skóre UPDRS-III, čímž se dokončí hodnocení při stimulaci/vypnutí medikace. Poté bude pacient instruován, aby si vzal svou obvyklou dávku léků, a bude poslán na oběd na jednu hodinu. Po obědě se pacient vrátí do stavu zapnuto léky/zapnuto stimulace, znovu se přiloží sondy NIRS a pulzní oxymetrie a proces popsaný pro stav bez medikace se zopakuje ve stavu zapnuto medikace. Po dokončení hodnocení o medikaci bude pacient poslán domů se zapnutým zařízením a nastaveným na své terapeutické parametry.