Ultrazvuková neuromodulace u esenciálního třesu (UNMET)

Hypotéza

Přesně cílená modulace nízkointenzivního fokusovaného ultrazvuku (LIFU) dentatorubrothalamického traktu (DRTT) vede k přechodnému zlepšení esenciálního třesu (ET). Neuromodulace DRTT LIFU vytváří funkční změny konektivity, které zrcadlí změny mozkové sítě po MR řízené thalamotomii s vysokou intenzitou zaostřeného ultrazvuku (HIFU).

Cíle

1. K určení optimálních stimulačních parametrů pro neuromodulaci DRTT LIFU: vyšetřovatelé budou zaznamenávat signály zápěstního akcelerometru a přitom systematicky měnit frekvenci opakování pulzů, pracovní cyklus a intenzitu zvuku.
2. Pro zmapování síťových účinků neuromodulace DRTT LIFU: vyšetřovatelé zaznamenají klidový stav fMRI (rs-fMRI) bezprostředně po neuromodulaci DRTT LIFU s parametry nejúčinnějšími pro snížení třesu u každého pacienta.

Design

Jedná se o intervenční studii s opakovanými měřeními v rámci subjektu navrženou ke stanovení souboru stimulačních parametrů LIFU, které jsou maximálně účinné při vytváření dočasného snížení třesu při aplikaci na DRTT – okruh bílé hmoty v mozku, ve kterém abnormální aktivita způsobuje zásadní třes. .

Vyšetřovatelé přijmou pacienty ze zavedeného MR-řízeného vysoce intenzivního zaostřeného ultrazvuku (HIFU) ET programu na UCSF (který léčí 6-9 pacientů/měsíc). Vzhledem k logistické náročnosti provádění MRI u pacientů s MR podmíněnými kardiostimulátory (nutnost monitorování přístroje a pacienta) budou pacienti s kardiostimulátory ze zařazení vyloučeni. Kritéria pro zařazení do studie budou jinak podobná kritériím pro samotný HIFU postup, jmenovitě medicínsky refrakterní třes, u kterého se očekává zlepšení při HIFU thalamotomii bez kontraindikací MRI nebo neschopnosti zastavit antikoagulaci. Jako součást rutinního vyšetření před zákrokem tito pacienti obdrží speciální CT hlavy pro výpočet poměru hustoty lebky (SDR) a 3T MRI mozku, která zahrnuje difúzní zobrazení s vysokým rozlišením pro traktografii k identifikaci DRTT, stejně jako specializované anatomické skeny ( včetně sekvencí protonové hustoty (PD) a sekvencí T1 s vynulováním bílé hmoty (wm-null T1) k definování přilehlé anatomie thalamu.

Účastníci studie podstoupí jedno sezení LIFU trvající 3–4 hodiny, obvykle 1–2 dny před léčbou HIFU. Vyšetřovatelé provedou stimulaci LIFU pomocí komerčně dostupného, ​​přenosného, ​​neuronavigovaného fokusovaného ultrazvukového systému (NeuroFUS PRO, BrainBox, Cardiff, Velká Británie) a zacílí stimulaci LIFU pomocí stejného protokolu naváděného obrazem, který se používá pro následnou léčbu HIFU pacienta. K poskytnutí kvantitativního behaviorálního odečítání účinku LIFU budou použity náramkové akcelerometry (MP160 + TSD109A; BIOPAC Systems, Inc.). Vyšetřovatelé použijí analýzu hustoty výkonového spektra signálů akcelerometru ke kvantifikaci závažnosti třesu před a po sonikaci LIFU a HIFU. Aby bylo možné vyhodnotit účinek DRTT LIFU na závažnost třesu a příspěvek různých testovaných akustických parametrů, výzkumníci provedou statistické analýzy na úrovni jednotlivců a skupin na kvantifikované síle třesu v charakteristickém rozsahu ET 4-12 Hz. Vlasy na hlavě účastníka budou na začátku sezení oholeny, aby se usnadnil průchod ultrazvukové energie (stávající požadavek následného HIFU ošetření).

Přechodná povaha redukce třesu LIFU (řádově 10–20 minut) usnadní vysoce výkonný screening parametrů prostřednictvím opakovaných sonikací v rámci stejné relace (až 25 v závislosti na reakci pacienta). Stimulační protokoly sestávající z 5 sekund aktivní stimulace následovaných 10 sekundami bez stimulace opakujícími se čtyřikrát (celkem 60 s) budou dodány pomocí řady parametrů vzorku. Parametry stimulace budou v každé relaci zamíchány, aby bylo možné kontrolovat přenosové efekty na úrovni skupiny. Po každé 60sekundové stimulaci bude následovat 3minutová interstimulační perioda, během které bude každých 60 sekund monitorována závažnost třesu pomocí kvantitativních záznamů akcelerometru. Pokud je v období po LIFU zjištěna změna v závažnosti třesu vyšší než 50 % ve srovnání s výchozí hodnotou před LIFU, zkoušející počkají, dokud se třes nevrátí na úroveň srovnatelnou s výchozí hodnotou, než přistoupí k další stimulaci. Podobný přístup byl použit v nedávné studii Aubry et al. (2024) se systémem Insightec Exablate. Celá stimulace LIFU bude trvat přibližně 100 minut, což je dostatečné pro screening až 25 stimulačních protokolů (1 min sonikace + 3 min čekání na protokol) v závislosti na reakci na třes.

Na konci sezení vyšetřovatelé identifikují stimulační parametry, které vyvolaly největší potlačení třesu ve srovnání s příslušnou výchozí hodnotou před LIFU. Poté dodají falešnou (mimo cílovou nebo rozostřenou) sonikaci s použitím těchto maximálně účinných parametrů ke kontrole nespecifických senzorických a sluchových efektů vyvolaných ultrazvukovou stimulací. Poté vyšetřovatelé provedou finální aktivní sonikaci zacílenou na DRTT s maximálně účinnými parametry, po této konečné stimulaci bude bezprostředně následovat krátké (~20-30 minut) MRI skenování k měření účinků LIFU na odvozenou funkční konektivitu mozku. z rs-fMRI.

Pacienti poté budou pokračovat v plánované léčbě HIFU, která bude zahrnovat podobná měření akcelerometru na zápěstí v rámci procedury, aby se dokumentovaly behaviorální účinky HIFU na ET, a také MRI po léčbě, aby se vyhodnotily komplikace po léčbě a změřily se účinky HIFU na funkční konektivitu mozku hodnocenou pomocí rs-fMRI.