Udvikling af en ny EEG-metode til tidlig diagnose af demens

Deltagerrekruttering

15 personer med tidlig AD vil blive rekrutteret fra Sheffield Teaching Hospital og Sheffield Health and Social Care NHS Trusts hukommelsesklinikker. STH-klinikken er neurologisk ledet og behandler patienter i den erhvervsaktive alder (<65 år), mens SHSC-klinikken ser en ældre (>65 år) befolkning. Over 1300 nye vurderinger udføres hvert år. Cirka 65-70 % er diagnosticeret med demens.

Efterforskere vil vælge patienter med typiske neuropsykologiske profiler af AD. Alle patienter vil tidligere være blevet rekrutteret til Virtual Physiological Human: Demens Research aktiveret af IT. VPH-DARE@IT rekrutterer 30-40 deltagere i hver af de tre følgende grupper (mild AD, MCI og normale kontroller), og derfor vil vores deltagere blive trukket fra denne gruppe, og alle vil have eksisterende højopløsnings 3D strukturel og volumetrisk vurdering plus fMRI-scanninger i hviletilstand. Disse hviletilstands-fMRI-data vil blive analyseret for at undersøge DMN, hvilket giver os mulighed for direkte at sammenligne mål for hjerneforbindelse mellem EEG og fMRI og kontrastere de to metoders diskriminerende evne.

10 raske kontroller vil blive aldersmatchet og rekrutteret enten fra neurologiske klinikker eller være ægtefæller til undersøgelsesdeltagere. Efterforskerne vil bestræbe sig på at rekruttere normale kontroller, der har gennemgået fMRI som en del af den akademiske neuroradiologiske afdelings kontrolpopulation til VPH-DARE@IT og andre undersøgelser.

Personer med AD og 10 raske kontroller vil have et gentaget EEG for at vurdere reproducerbarheden og robustheden af ​​EEG-målingerne.

EEG tolereres normalt meget godt og er som anført i baggrunden blevet brugt hos mange mennesker med demens. Klinisk Neurofysiologisk afdeling har stor erfaring med at foretage EEG i alle patientpopulationer fra nyfødte til meget ældre.

Samtykke Deltagere vil blive identificeret af de klinikere, der arbejder i hukommelsesklinikken eller gennem plakater i hukommelsesklinikken og på andre universitetssteder for at tiltrække normale frivillige. Et deltagelsesinformationsark (PIS) vil blive givet til dem enten direkte eller via post. Deltagerne vil have tilstrækkelig tid til at læse PIS og være i stand til at stille spørgsmål. PIS vil informere deltageren om fordelene og potentielle risici forbundet med at deltage i denne undersøgelse. De vil blive gjort opmærksomme på muligheden for, at tilfældige ændringer sjældent opdages. Hvis dette ses, vil de blive informeret, og vi vil arrangere passende ledelse. Personen vil få samtykke, når de kommer ind til EEG-optagelserne. Efterforskere vil forklare alle deltagere, at de vil være i stand til at forlade undersøgelsen til enhver tid, herunder under EEG-optagelsen, og i dem, som vi planlægger at gentage EEG'en, kan de afslå den 2. test. Klinisk Neurofysiologisk Afdeling har erfaring med at udføre EEG i alle aldre inklusiv dem med demens og kognitiv svækkelse. Den demensramtes pårørende eller familiemedlem kan komme på afdelingen og være på stuen i hele EEG-optagelsen.

Metode EEG datafangst

• Deltagerne vil deltage i afdelingen for klinisk neurofysiologi, og et medlem af forskergruppen vil tage samtykke. To erfarne EEG-teknikere vil placere elektroderne og forklare proceduren. Vi vil registrere hviletilstand EEG. Deltagerne får besked på at ligge stille med lukkede øjne. Det vil blive forklaret, at selvom deres øjne er lukkede, skal de forblive vågne. Deltagerne vil løbende blive overvåget, og hvis de bliver døsige vil de blive genstimuleret, og tidspunktet for døsighed vil blive registreret. Denne instruktion og overvågning er den samme som den, der blev brugt i tidligere EEG- og fMRI-undersøgelser, der ser på hviletilstandsparadigmer.
• Det 10-10 internationale system til elektrodeplacering vil blive brugt til EEG-optagelser i hovedbunden med en multikanal høj samplingshastighedsforstærker (2 KHz). Dette vil give standard 10/20 elektrodepositioner (F3, F4, F7, F8, C3, C4, Fz, Cz, T3, T4, T5, T6, P3, P4, O1, O2 og Oz-elektroder), som oprindeligt vil være bruges til at detektere de mere signifikante spatiotemporale målinger/fænomener og samtidig give mulighed for at uddybe den rumlige og frekvensopløsning af vores fund på et senere tidspunkt. Periokulære EOG-elektrodedata vil også blive registreret for at detektere øjenbevægelsesrelateret langsom bølgeaktivitet. Efterforskere vil derfor være i stand til at undgå falske estimater af langsom bølgeaktivitet i de forreste EEG-regioner.
• Artefaktfrie epoker inden for passende tilstand (vågen ingen opgave øjne lukkede) vil blive udvalgt og eksporteret til yderligere kvantitativ EEG-analyse.
• De eksporterede data vil blive gemt på et eksternt krypteret drev.
• Alle analyserne vil blive udført på specialfremstillet intern software på en højteknologisk computer placeret i sikre kontorer låst inde på Dr. Sarrigannis' kontor i afdelingen for klinisk neurofysiologi.

EEG-dataanalyser • Fejlreduktionsratio-kausalitetsmetoden vil blive brugt til at beregne niveauer af synkronisering. Standard EEG 10-20 elektroderne, inklusive alle mulige sammenhængende elektrodekombinationer i par af to (f.eks. højre frontocentral versus parietoccipital) vil blive brugt i vores pilotudforskning til at vurdere 95 % konfidensintervalniveauer for synkronisering og afgøre, om de tillader robust adskillelse mellem raske frivillige og patienter med Alzheimers sygdom.

Andre data

• Kvalitativ dataindsamling: Undersøgere vil indsamle spørgeskemaer om tolerabiliteten af ​​at gennemgå EEG-undersøgelse (se venligst vedlagte spørgeskema).

Etiske overvejelser Moderne neuro-billeddannelse ved hjælp af MR er meget følsom og kan detektere tilfældige fund. Vores nye EEG-analyser har også potentialet til at opdage tilfældige fund. Det er velkendt, at spidser under et interiktalt EEG har begrænset klinisk betydning. De ses dog hyppigere hos mennesker, der har en risiko eller nedsat tærskel for epilepsi. Hvis der rejses bekymring over EEG-fundene, vil deltageren blive gennemgået af Dr. Blackburn og om nødvendigt henvist til en anden neurologisk kollega. Eventuelle tilfældige fund påvist ved MR vil blive henvist til en NHS-neurolog gennem VPH-DARE@IT-projektets forskere. Patientinformationsbladet og samtykket vil gøre deltagerne opmærksomme på disse risici, før de deltager i undersøgelsen.

Statistik Dette pilotprojekt vil udforske EEG-data for at undersøge den frekvens- og tidsdomænemåling, der ville være mest passende til klinisk brug. Efterforskere ved ikke, om dette vil involvere lineær eller ikke-lineær interaktion, og vi kan derfor ikke afgøre, hvilken der er den mest passende statistiske test. Analysen af ​​lignende EEG-datasæt ved hjælp af parametriske metoder har udforsket dette mere detaljeret.

Effektberegninger Da dette er et proof-of-concept, pilotstudie for at undersøge robustheden af ​​en ny metode, er det uhensigtsmæssigt at udføre en formel effektberegning. Vores første resultater vil afgøre, om vores EEG-analyser detekterer funktionelle tilslutningskorrelater af synkroniseringen af ​​anteriore og posteriore netværk identificeret af fMRI BOLD-signal under hviletilstandsscanning. Efterforskere vil også undersøge, om vores data er sammenlignelige med tidligere offentliggjorte kvantitative EEG på personer med AD. Efterforskere vil undersøge, hvilke foranstaltninger fra vores data, der kan skelne mennesker med Alzheimers sygdom fra sunde kontroller. Disse indledende resultater vil give os sandsynlige effektstørrelser og give os mulighed for at udføre mere nøjagtige effektberegninger, end det er muligt i øjeblikket. Dette vil blive brugt til at bestemme stikprøvestørrelsen af ​​en større undersøgelse af mennesker med demens.