Manipulace a optimalizace mozkových rytmů pro zlepšení spánku (MORPHEUS)

Toto je studie proveditelnosti, která bude probíhat ve dvou lokalitách ve Spojeném království: John Radcliffe Hospital (Oxford) a Surrey Sleep Research Centre, University of Surrey. Identifikace, souhlas a screening pacientů budou probíhat v Oxfordu a hodnocení spánku bude probíhat v Surrey. Paralelní studie bude také provedena na amerických pracovištích (Mayo Clinic, Rochester MA a UCSF, CA) za stejného financování, ale bude přezkoumána jejich místní IRB. Neidentifikovaná data mohou být sdílena mezi weby pro účely analýz. To bude provedeno bezpečně zašifrovaným způsobem a účastníci o tom budou plně informováni.

Účastníci budou identifikováni během svých rutinních klinických návštěv s týmem funkční neurochirurgie (John Radcliffe Hospital) a pozváni k účasti na studii. Screening zainteresovaných potenciálních účastníků bude brát v úvahu údaje z předoperačního hodnocení. Testování bude následovat (v proměnlivém období od screeningu, ale ve výše uvedené časové ose studie) během dvou návštěv Surrey Sleep Research Centre, z nichž každá bude mít dvě noci. Maximální doba mezi souhlasem a první studijní návštěvou bude tři měsíce, přičemž mezi každou studijní návštěvou budou minimálně dva týdny, aby bylo možné provést předběžné analýzy. Informovaný souhlas a základní záznamy spánku budou získány během první noci první návštěvy v Surrey, přičemž zbývající noci budou sestávat ze stimulačních zkoušek. Budou shromažďovány dotazníky, denní testování bdělosti, autonomní parametry a hladiny kortizolu. V této fázi není plánováno žádné dlouhodobé sledování.

Pokud jde o procesy sběru dat, populace pacientů navštěvujících pracoviště Surrey již bude mít implantovaný systém DBS (jako je Activa PC/PC+S (Medtronic) nebo zařízení Abbot/St Jude). Vyšetřovatelé využijí pravidla ze současných směrnic, technologií a metod AASM pro manuální a automatické skórování spánku pomocí standardní polysomnografie pokožky hlavy, stejně jako nové metody, které jsme dříve vyvinuli pro skórování spánku pomocí intrakraniální elektrofyziologie. Aby se zabránilo kontaminaci elektrofyziologických monitorovacích zesilovačů stimulačním protokolem, bude použita kombinace bipolární stimulace a interakce vzorkování-stimulace. Například využijeme know-how z práce Activa PC+S k umístění jakýchkoli zbytkových artefaktů do pásem malého fyziologického zájmu (DC, 50/60Hz atd.). Předběžné posouzení výkonu zesilovače poskytne jistotu, že budeme schopni udržet přesnost stagingu spánku v průběhu našich experimentů.

Pro poruchy bude použit klinický programátor s označením CE (zejména ve fázi otevřené smyčky) nebo jeho výzkumná varianta. V této studii je vysoká frekvence (HF) specifikována v rozsahu stimulace od 41 Hz do 250 Hz, zatímco nízká frekvence (LF) bude definována jako 2-40 Hz. Všechny poruchy budou v rámci klinického rozsahu používaného a schváleného pro pacienty s DBS. K měření dopadu jakýchkoli spánkových poruch bude použita kombinace subjektivních a objektivních měření kvality a účinnosti spánku.

Následující objektivní metriky budou odvozeny z vizuální/manuální polysomnografie (zlatý standard) a automatického stagingu spánku pomocí algoritmu:

1. Celková doba spánku.
2. Počet spánkových cyklů (přepnutí spánku s rychlým pohybem očí (NREM) a rychlým pohybem očí (REM).
3. Počáteční spánek a REM latence (doba od začátku studie do první fáze spánku a od začátku spánku do prvního nástupu REM spánku).
4. Trvání stadií N1, N2, N3 a REM a trvání stadií NREM (součet N1, N2, N3).
5. Účinnost spánku (100*celková doba spánku/doba v posteli).
6. Počet probuzení během noci, včetně vzrušení za hodinu a trvání doby strávené vzhůru po počátečním začátku spánku (tj. probuzení po začátku spánku)
7. Indexy apnoe-hypopnoe a respiračních poruch (frekvence zastavení nebo snížených dechových epizod a dechových vzrušení za hodinu)
8. Indexy periodického pohybu končetin (frekvence periodických pohybů nohou ve spánku za hodinu)

9. Míry vzrušení během spánku

   1. pozorování makrostavu chování, jako je otevírání očí nebo mrkání, které lze hodnotit na videozáznamech
   2. mikroarousální pozorování definovaná výhradně kortikálními rychlými frekvenčními posuny (tj. >14 Hz rytmy) trvajícími 3 sekundy nebo déle, s nebo bez přidaných autonomních měření tachykardie.
   3. Spektrální složení EEG specifického pro fázi spánku ve frekvenčním rozsahu 0,25-32 Hz Vzorky slin k charakterizaci hladin kortizolu při probuzení budou získány v Surrey Sleep Research Center na konci každé noci.

Dotazníky budou podávány pacientům, jako jsou pacienti uvedení níže (ne všechny nutné):

Po přihlášení/před návštěvou účastníka:

• Pittsburghský index kvality spánku (PSQI) (Buysse a kol. 1989)
• Revize sjednocené škály hodnocení Parkinsonovy choroby (MDS-UPDRS) sponzorovaná společností Movement Disorder (poslední změna z roku 2019, původní článek Goetz et al 2008)
• Spánková škála Parkinsonovy choroby (PDSS) (Trenkwalder et al. 2011)
• Spánkový deník pacienta (čas před spaním, čas probuzení, vzrušení/poruchy spánku, vnímaná kvalita spánku)

Během návštěv Surrey Sleep Research Centre:

• Karolinska škála ospalosti (KSS) (Akerstedt a Gillberg, 1990)
• Samn Perelli Fatigue Scale (Samn a Perelli, 1982)
• Profile of Mood States Scale (POMS) (McNair, Lorr a Doppleman, 1971)

Pokud jde o shromažďování dat relevantních pro kognitivní výkon, zaměříme se na hodnocení setrvačnosti spánku měřenou výkonnostními charakteristikami hodnocenými úkoly uvedenými níže:

• Test substituce číslicových symbolů (DSST) (jako v Boyle et al. 2012)
• Úkol psychomotorické bdělosti (PVT) (jako v Santhi et al. 2013)
• Úloha N-back (Santhi et al. 2013)
• Karolinska test ospalosti (KDT) (Akerstedt a Gillbert, 1990)