Studie STEREO-DBS ET: 7-Tesla MRI analýza mozkové sítě pro hlubokou mozkovou stimulaci při esenciálním třesu (STEREO-ET)

ÚVOD A ODŮVODNĚNÍ

Hluboká mozková stimulace (DBS) je účinná léčba esenciálního třesu (ET), pomalu progredující neurologické poruchy. Účinek DBS se opírá o modulaci chybně fungujících mozkových sítí dodáváním elektrických pulzů do thalamu. Individuální zlepšení po DBS však zůstává variabilní a 20 % pacientů pociťuje nežádoucí účinky. Použitím strukturální konektivity 7-Tesla magnetické rezonance (7T MRI) k vizualizaci nefunkčních sítí lze umístění a aktivaci elektrod DBS individualizovat.

Současné umístění a nastavení elektrod DBS ve vysoce připojeném thalamu jsou založeny na 1,5-Tesla nebo 3-Tesla MR obrazech. Tyto modality s nízkým rozlišením nejsou schopny vizualizovat mnohočetné mozkové sítě k tomuto malému jádru a zabránit aktivaci elektrody zaměřené na jeho kortikální projekce. Integrované strukturální (7T MRI) síťové mapy umožní DBS založenou na mozkové síti a specifické pro pacienta, zlepšující motorické symptomy a kvalitu života.

Od 80. let se DBS pro ET zaměřoval na thalamus, hluboko uložené jádro šedé hmoty mozku. Současný důraz na poli DBS je spíše na neuronové sítě než na samostatná jádra v mozku. Několik studií ukázalo, že ET vzniká z patologické síťové aktivity v cerebelárních-thalamo-kortikálních projekcích; dentato-rubro-thalamus-trakt. V posledních letech několik skupin DBS informovalo o použití MRI k vizualizaci thalamické konektivity a dentato-rubro-thalamického traktu v DBS pro ET.

Talamus je součástí mnoha velkých mozkových sítí. DBS je účinný při zlepšování třesu a kvality života pacientů s ET pouze modulací své motorické sítě. Pro zlepšení umístění a aktivace DBS je nezbytné porozumět sítím a modulačnímu účinku stimulace. Dosud byla vizualizace těchto sítí omezená kvůli nízkému rozlišení a chybějící strukturální konektivitě (vizualizace -cerebelárních-thalamo-kortikálních projekcí pomocí difúzně vážené MRI a pravděpodobnostní konektivity).

Vyšetřovatelé proto přidali sekvence 7T T2, FGATIR ​​(sekvence rychlého obnovení inverze šedé hmoty) a difuzně vážené sekvence ve Spinoza Center a ukázali, že pravděpodobnostní analýzy thalamické sítě (segmentace thalamu) úspěšně identifikují oblast v thalamu, která má nejvyšší hustotu spojení. s motorickou sítí u pacientů s ET. V nedávné pilotní studii výzkumníci ukázali, že implementace 7T MRI thalamické segmentace je vhodná v rámci stávajícího chirurgického pracovního postupu. Generováním 7Tesla MRI ukazující thalamus (barevné) motorické dělení tato technika jasně vizualizovala tento nový cíl DBS.

Talamus a jeho spojení budou vizualizovány pomocí 7T T2, FGATIR ​​a difuzně váženého zobrazování. Budou vizualizovány hlavní projekce thalamu, včetně projekcí napojených na primární motorickou a senzorickou kůru. Umístění elektrody (pomocí počítačové tomografie) bude vizualizováno vzhledem k segmentovaným pododdílům thalamu.

Síťová mapa 7T MRI, vytvořená kombinací T2 a difúzně vážené MRI, ukazuje thalamus (barevné) pododdělení a jejich kortikální projekce. Výsledek pak ukáže, v jakém thalamickém pododdílu (částech) se nachází kontakt DBS-elektroda a do které kortikální oblasti se promítá. Výsledky klinických testů kontaktu elektrod budou poté korelovány s mapami sítě. Stimulační parametry založené na mapách sítě 7T MRI se používají k optimalizaci a predikci výsledku z hlediska příznivých klinických účinků (suprese třesu) a vedlejších účinků (řeč, chůze). Protože všechny síťové mapy jsou vizualizovány na MRI, umožní to snadno individuální i skupinové analýzy (spoluregistrující mapy více pacientů).

U 350 7T MR skenů, které vyšetřovatelé dosud provedli, jsme se zřídkakdy setkali s nekompatibilními implantáty nebo těžkou klaustrofobií. Každý pacient absolvuje screening s MRI bezpečnostním dotazníkem a MRI detektorem kovů (zabraňující vnesení feromagnetických materiálů do MRI). 7T MRI je neinvazivní technika, která nezpůsobuje žádnou bolest a co je důležité, elektromagnetická pole nevyvolávají žádné známé poškození tkáně jakéhokoli druhu. Systém MR může během procedury občas vydávat hlasité klepání, klepání nebo jiné zvuky. Špunty do uší jsou dodávány, aby se předešlo problémům, které mohou být spojeny s hlukem generovaným skenerem. Po celou dobu bude pacient (vizuálně) monitorován a bude moci komunikovat s technologem 7T MRI pomocí interkomového systému. Pacient může (požádat o) kdykoli zastavit získávání dat pomocí tlačítka (nepřetržitě držet u pacienta).

Sečteno a podtrženo, díky implementaci analýzy mozkové sítě 7T MRI je nyní možné přímo vizualizovat motorickou část thalamu. V současné observační studii bude tato technika vyhodnocena prospektivním způsobem a zavede pacientem specifickou mozkovou síť řízenou DBS pro ET s poskytnutím jedinečné a dosud nedostupné léčby a souboru dat: 7T MRI vizualizuje anatomická spojení thalamu pro každý jednotlivý kontakt elektrody DBS . Namísto modelu „one-brain-fits all“ umožňují přizpůsobené síťové analýzy personalizované přesné modelování v DBS.