Visuel funktionel forbindelse og visuel forbedring efter TMS/kikkertbehandling

Forud for undersøgelsen vil okulær fejljustering og refraktionsabnormiteter blive korrigeret. Denne korrektion er en del af standard patientbehandling snarere end en proceduremæssig komponent af den aktuelle undersøgelse.

Procedure Deltagerne vil gennemgå en times strukturel og funktionel MR før deres behandling. Vi vil udføre en foreløbig analyse af fMRI-resultaterne, når fem amblyopiske patienter har gennemført fMRI-undersøgelsen. Hvis dataene viser signifikante forskelle i det visuelle netværk i hviletilstand hos amblyopipatienter sammenlignet med den eksisterende normale visuelle hviletilstand, vil vi forfølge fMRI-undersøgelsen med de resterende 15 deltagere. Forskydning af øjnene vil blive korrigeret før patientens deltagelse ved hjælp af prismer (hvis medicinsk indiceret). Denne korrektion er en del af standard patientbehandling snarere end en proceduremæssig komponent i den aktuelle undersøgelse. Deltagerne vil blive tilfældigt udpeget til i første omgang at være i enten sham- eller behandlingsgruppen (10 patienter i hver gruppe). Alle patienter vil modtage fem dages en times visuel kikkerttræning ved at spille et specialdesignet videospil med faldende blokke på en computerskærm, der vil blive individuelt kalibreret for hver person. Gruppe et vil modtage 18 minutters rTMS i begyndelsen af ​​deres visuelle træning hver dag i 5 dage. Gruppe to vil modtage 18 minutters TMS efterfulgt af falsk visuel træning hver dag i 5 dage. Efter fem dage vil deltagerne skifte gruppe. Deltagerne vil ved hver lejlighed være blinde med hensyn til, om de modtager falsk eller ægte kikkertbehandling.

En sensomotorisk visuel profil, herunder synsstyrke, undertrykkelse, stereovision, kikkert, kontrastfølsomhed og øjenjustering, vil blive afsluttet for hver patient ved baseline, efter fem sessioner og ved afslutningen af ​​behandlingen. Denne profil vil blive udfyldt ved hjælp af PVVAT-systemet, Worth-4-Dot test, Randot stereovision test, anaglyfisk dikoptisk kohærens bevægelsestærskel med rød-grønne briller (ved hjælp af Psykinematix vision system), cross cover test med prisme barer. fMRI vil kun blive gentaget efter behandling for personer, der viste unormal fMRI ved baseline. Denne anden scanning vil undersøge, om behandlingen påvirkede og normaliserede hviletilstandens visuelle netværk.

Funktionel MR:

Al scanning vil blive udført på en 3.0 T Siemens Tim Trio-scanner udstyret med en 12-kanals hovedspole. Scanning vil finde sted ved op til tre besøg: Forbehandling (retinotopisk kortlægning) og to efterbehandlingsscanninger.

Forbehandling: strukturel, hviletilstand og BOLD funktionel MRI (fMRI) data vil blive indsamlet. Deltagerne vil gennemføre en strukturel MR-scanning i begyndelsen af ​​hver MR-session. Dette er et højopløseligt 3-dimensionelt billede af hele hjernen (billeddannelsesparametre: MPRAGE, 1 mm tykke skiver, nul mellemrum mellem skiver, TR = 1900 ms, TE = 2,2 ms, i planopløsning på 0,94 x 0,94, 256 x 256 matrixstørrelse med et synsfelt på 24 cm, 176 bind, hvilket resulterer i en scanningstid på 8 minutter og 6 sekunder.

Efter at højopløsningsbilledet er blevet indhentet, vil hviletilstands funktionelle MR-data blive opsamlet med følgende parametre: Siemens ekko plan billeddannelse (EPI) sekvens, 3 mm tykke skiver, nul mellemrum mellem skiver, gentagelsestid på 3000 ms, ekko tid på 30 ms, vippevinkel på 90°, 64 x 64 matrixstørrelse, 24 cm synsfelt, 140 volumener, hvilket resulterer i en scanningstid på 7 minutter og 9 sekunder. Under denne session vil patienterne lukke øjnene og hvile sig.

Efter fMRI-sessionen i hviletilstand vil vi udføre opgavebaseret og retinotopisk kortlægning ved hjælp af standard kile- og ringprotokoller for at fremkalde blodets iltniveauafhængige (BOLD) respons i den visuelle cortex. (Li X, Dumoulin SO, Mansouri B, Hess RF. Troskaben af ​​det kortikale retinotopiske kort i human amblyopi. Eur J Neurosci. 2007;25:1265-1277.29). Funktionelle data vil blive erhvervet ved hjælp af en T2-vægtet gradient ekko EPI-sekvens (retinotopisk kortlægning, TR = 1200 ms, TE = 30 ms, flip-vinkel = 65°, voxel-opløsning 2,5 x 2,5 x 2,5 mm; efterbehandlingsscanninger, TR = 2000 ms, TE = 30 ms, flip-vinkel = 90°, voxel-opløsning = 3,0 x 3,0 x 3,0 mm). Stimuli vil blive præsenteret monokulært, og hvert øje vil blive kortlagt separat. Grænser af retinotopiske områder og tilsvarende områder af interesse vil blive defineret ved hjælp af et gennemsnitskort over venstre og højre øje i hver deltager. Under fMRI vil deltagerne blive præsenteret for visuelle stimuli (set over en MRI-kompatibel hvid skærm gennem et spolemonteret spejl) og udføre en reaktionstidsopgave, hvor de blot vil trykke på en knap, når de registrerer en ændring i fikseringspunktet. Opgaven vil ikke være relateret til de anvendte stimuli.

De efterfølgende fMRI-scanningssessioner vil blive udført efter to ugers transkraniel magnetisk stimulering (TMS) og kikkertbehandling, som vil vurdere effekten af ​​rTMS plus sham/ægte kikkertbehandling på responsen af ​​den visuelle cortex på input fra den amblyopiske versus medfiksering øje. Vi vil bruge lokaliseringsinformationen fra den første session. Hviletilstanden og opgavebaseret fMRI vil blive gentaget.

1. Forbehandlingsbesøg:

en. Lokalizer for at finde udsnitsplan (1-2 min) b. MPRAGE anatomisk (7-10 min) c. Hviletilstand - lukkede øjne forbliv vågen (7-10 min) d. Retinotopisk kortlægning (48 min PLUS tid til at skifte øjenplaster mellem løb) i. 4 scanninger af blokdesignet amblyopisk øje dækket

1. 2 excentricitet,
2. 2 polar vinkel,
3. 2 med uret,
4. 2 mod uret, ii. 4 scanninger af blokdesign-fælles fikseringsøje dækket

En uge med enten gruppe A) rTMS og ægte kikkertbehandling eller gruppe B) rTMS og sham kikkertbehandling 2. Besøg efter behandling:

1. Localizer (1-2 min)
2. MPRAGE anatomisk (7-10 min)
3. Hviletilstand - lukkede øjne forbliv vågen (
4. ikke retinotopisk kortlægning
5. fMRI blok design

jeg. skakbrætstimulus 4 scanninger pr. session pr. øje En uges CROSS OVER-behandling Gruppe A) rTMS og sham kikkertbehandling eller gruppe B) rTMS og kikkertbehandling fMRI-analyse Hviletilstand fMRI-data vil blive forbehandlet for at reducere artefakter og støjrelaterede signalkomponenter . Efter forbehandling vil data blive analyseret på individniveau ved hjælp af uafhængig komponentanalyse. De individuelt analyserede data vil derefter blive standardiseret til stereotaktisk rum ved hjælp af et Talairach-atlas. De standardiserede data vil blive kørt gennem en selvorganiseret grupperet ICA, som vil opsummere ICA-data fra alle deltagere. En variansanalyse vil blive brugt til at vurdere forskelle i funktionel forbindelse i hjerneregioner mellem grupperne (præ- og post-rTMS-behandling).

Potentielle skader og fordele Det er vores håb, at patienter som et resultat af deres deltagelse i denne undersøgelse vil se en forbedring i mange aspekter af deres syn, herunder den generelle synsstyrke og kontrastfølsomhed.

Der er en chance for, at forbedring af synet i det svage øje kan resultere i dobbeltsyn, hvis øjnenes position (justering) er suboptimal. Dette dobbeltsyn kan spontant aftage over tid, efterhånden som træningseffekten aftager (i mangel af yderligere træning). Hvis dobbeltsyn fortsætter, skal deltagerne muligvis henvises til neurologiske, optometriske eller oftalmologiske klinikker for symptombehandling. Plaster over det svage øje kan være påkrævet for at eliminere dobbeltsynet, faldende syn i det svage øje i et forsøg på at vende synet tilbage til, hvad det var før deltagelse i undersøgelsen. Andre behandlinger for dobbeltsyn omfatter optisk korrektion med briller, der indeholder prismer eller kirurgisk indgreb for at justere de to øjne. Sidstnævnte metoder hjælper i de fleste tilfælde med at fusionere billeder fra de to øjne.

De rTMS-procedurer, der er foreslået til denne undersøgelse, ligger godt inden for de anbefalede sikkerhedsretningslinjer, så risikoen for uønskede hændelser er lille. TMS kan forårsage trækninger i hovedbunden eller ansigtsmusklerne under stimulering, hvilket kan være ubehageligt. Omkring 1 ud af 10 forsøgspersoner rapporterer om hovedpine efter TMS-målingen, som normalt er mild og forbigående. Om nødvendigt kan hovedpinen behandles med mild håndkøbsmedicin, såsom acetaminophen/Tylenol. Risikoen for anfald fra rTMS er forhøjet hos personer med en historie med epilepsi eller en familiehistorie med anfald, hvorfor disse tilstande er eksklusionskriterier for denne undersøgelse.