Forsøg med adaptiv dyb hjernestimulation

Parkinsons sygdom (PD) er den største neurologiske bevægelsesforstyrrelse med hensyn til både prævalens og sygelighed og i tilknyttede sundheds- og sociale omkostninger. I Det Forenede Kongerige er omkring 120.000 mennesker berørt, og de tilknyttede omkostninger anslås til 2 milliarder pund om året. Den nuværende guldstandardbehandling for PD er levodopaterapi, men dens anvendelse er begrænset af udviklingen af ​​motoriske komplikationer hos op til 80 % af patienterne over en 5-10 års periode. Dette har ført til en genopblussen af ​​funktionel neurokirurgi for PD i løbet af de sidste tre årtier.

Deep brain stimulation (DBS) er nu accepteret behandling for patienter med svær PD og støttes af Food and Drug Administration i USA og National Institute of Clinical Excellence i Storbritannien med forsøg, der giver bevis for, at det forbedrer livskvaliteten i forhold til den bedste medicinske behandling . Men på grund af delvis effekt og bivirkninger er dets potentiale relativt begrænset, og det har hidtil generelt været begrænset til patienter med alvorlig sygdom og ukontrollerbare motoriske komplikationer med medicinsk terapi.

I øjeblikket giver DBS kontinuerlig og fast stimulering, men denne konstante stimulering fremmer bivirkninger som taleforstyrrelser. Forskning fra efterforskerne har vist, at ved at kontrollere stimulationen og kun levere den, når det er nødvendigt, kan bivirkninger reduceres. For at vise dette udviklede efterforskerne en form for adaptiv DBS, hvor de kontrollerede, hvor meget stimulation der leveres ved direkte at registrere hjernens aktivitet fra elektroden, der blev brugt til hjernestimulering. Dette giver et feedbacksignal.

Men selvom adaptiv DBS virker i en akut forskningsindstilling, er der stadig flere spørgsmål, der skal besvares, før det kan oversættes til en holdbar terapimulighed. De vigtigste tilbageværende spørgsmål er, om bedring af Parkinsonsymptomer opretholdes over perioder længere end en time eller deromkring, og om den udløses, når ophidselse opstår under søvn. Sidstnævnte er vigtigt for at sikre, at mobiliteten bevares ved vending i sengen og under badeværelsesbesøg.

Efterforskerne vil gerne sammenligne konventionel (kontinuerlig) DBS med adaptiv DBS, når de samme patienter med Parkinsons behandles, mens de både er vågne og sover. Således kan de følge behandlingseffekter i løbet af dagen og om natten i søvn. Patienterne vil modtage de to typer stimulering i randomiseret rækkefølge. Patienterne vil ikke få at vide, hvilken form for stimulering, der anvendes, og de vigtigste foranstaltninger, der bruges til at evaluere resultatet af undersøgelsen, vil være videooptagelser på en række motoriske opgaver og videooptagelse af mobilitet under ophidselse og opvågninger fra søvn. Vurdering af videobånd er ønskelig, da bedømmere så kan være blinde for den behandling, der anvendes. Derfor bør vurderinger ikke være partiske.

Patienterne vil gennemgå vores standard 2-delt DBS-implantation. Forsøgene vil blive udført, mens patienterne er indlagte mellem de to operationer og vil derfor ikke kræve ekstra procedurer, ekstra hospitalsophold eller pådrage sig forsinkelse i opstart af terapeutisk DBS.

DBS-elektroden har fire kontakter, og elektroderne er bilateralt implanteret. Patienterne vil blive bedt om at tilbageholde deres sædvanlige medicin natten over, så de først bliver vurderet uden medicin hver morgen. Hver morgen starter vi med en screening. På den første dag vil dette involvere at finde den bedste kontakt til adaptiv stimulering på DBS-elektroden på de to sider. DBS-stimulering vil blive evalueret for at finde de bedste kontakt-, spændings- og stimulationsindstillinger for hver enkelt patient. Denne vurdering svarer til den kliniske standardprocedure, som patienter oplever, når de ses som ambulante patienter efter operation. Efterforskerne vil bekræfte, at indstillingerne forbliver passende under morgenscreeningen den næste dag.

Efterforskerne vil bruge vores specialbyggede eksternaliserede forskningssystem (ERS) til at tillade optagelser og stimulering. ERS vil blive fastgjort til emnet med klæbebånd eller en bandage. Enheden er lille og let og kommunikerer med en personlig computer. De elektriske forbindelser til DBS-ledningerne vil ske gennem midlertidige forlængelser med passende mekanisk slæk. De midlertidige extensions vil senere blive erstattet ved stimulatorimplantation med nye sterile extensions. For at muliggøre tilbagevenden af ​​stimulationen vil en ledende klemme til ERS-huset blive forbundet til en ledende (EKG) pude placeret over brystet. Periodiske impedanstjek vil sikre, at denne forbindelse er robust i løbet af eksperimentet. Patienten kan være ambulant, mens han bærer enheden. Sikkerheden af ​​ERS vil blive gennemgået uafhængigt før starten af ​​undersøgelsen.

Patienter vil blive randomiseret med hensyn til, om de modtager konventionel DBS eller adaptiv DBS og vil derefter gå over til den anden type stimulation. Alle procedurer vil blive gentaget i matchet form i de to behandlingsperioder. Patientens sædvanlige medicin vil blive påbegyndt, når hver screeningstest er afsluttet, og medicineringen fortsættes hele dagen.