Langsigtet transkutan stimulering og essentiel tremor: En PET-undersøgelse

Hypotese:

Det primære forskningsspørgsmål er, om skræddersyet mønstret transkutan afferent elektrisk stimulation til median- og radialnerverne via Cala TWO-armbåndsenheden signifikant reducerer håndrystelser hos personer diagnosticeret med essentiel tremor, der er blevet godkendt som kandidater til dyb hjernestimulation (DBS) kirurgi . Et andet forskningsspørgsmål er, om tre måneders behandling med Cala TWO-apparatet fører til væsentlige ændringer i den regionale hjernemetabolisme, der er forbundet med terapeutisk effekt.

Mål, formål eller mål:

Mål 1: Bestem den kliniske effektivitet af Cala TWO-anordningen til forbigående at reducere håndrystelser i den behandlede hånd hos forsøgspersoner med essentiel tremor (n=20) over en tre måneders behandlingsperiode, før de gennemgår DBS-kirurgi til behandling af essentiel tremor på Mayo Klinik.

Mål 2: Sammenlign regional hjernemetabolisme mellem baseline, efter akut stimulering med Cala TWO-apparatet og ved afslutning 3 måneder efter terapeutisk behandling med Cala TWO-apparatet. 18Ffluorodeoxyglucose (FDG) Positron Emission Tomography (PET)/Computerized Tomography (CT) scanninger vil blive anvendt i en undergruppe (n=10) af essentielle tremorpersoner for at evaluere ændringer i hjernevævets metaboliske aktivitet svarende til regional glucoseoptagelse.

Mål 1 metoder:

Design af Cala TWO enhedsundersøgelsen: Forsøgspersoner vil udelukkende blive rekrutteret fra voksne essentiel tremor (ET) patienter, der er blevet godkendt af Mayo Clinic Deep Brain Stimulation Group (bestående af neurokirurger, neurologer, psykiatere og radiologer) til at gennemgå dyb hjernestimuleringskirurgi på Mayo Clinic - Rochester til behandling af ET. Som sådan forventes forsøgspersoner, der giver samtykke til denne undersøgelse, uden videre at opfylde de forudspecificerede inklusionskriterier, der er anført nedenfor for deltagelse i undersøgelsen.

Uanset hvad vil alle forsøgspersoner blive forhåndsscreenet mod inklusions-/eksklusionskriterierne gennem ansigt-til-ansigt interviews. Derudover vil baseline-funktion og tremors sværhedsgrad blive indsamlet i den første besøgsfase af undersøgelsen. Forsøgspersoner, der allerede tager medicin mod ET, vil få tilladelse til disse medikamenter under undersøgelsen uden ændringer i medicintype eller dosis.

Alle forsøgspersoner vil blive udstyret med en Cala TWO-enhed baseret på forsøgspersonens håndledsomkreds (lille, medium eller stor) og stimuleringshånd (højre eller venstre) i begyndelsen af ​​studiebesøget. Stimuleringshånden vil være hånden med mere alvorlig tremor (eller den dominerende hånd, hvis begge hænder havde samme tremor-sværhed) som bestemt af TETRAS-opgaven, der blev udført under basislinjeevalueringen og præ-kirurgisk klinisk evaluering af Mayo Clinic DBS-gruppen. Når Cala TWO-enheden er blevet monteret på forsøgspersonens hånd, vil der blive udført en frekvenskalibreringsprocedure, hvor forsøgspersonens tremorfrekvens bestemmes, mens forsøgspersonen udfører en fremadrettet postural holdopgave. Denne frekvens vil derefter blive inkorporeret i den terapeutiske stimuleringsbølgeform.

Stimulering vil bestå af en række ladningsbalancerede bifasiske impulser leveret med en frekvens på 150 Hz, 300 µs pulsbredde og 50 µs inter-pulsperiode. Stimuleringen vil blive vekslet mellem mediannerven og radialisnerven med en frekvens svarende til tremorfrekvensen (dvs. for en målt 5 Hz tremorfrekvens vil stimulation blive påført over medianusnerven i 200 msek og derefter vekslet til at blive påført over radialisnerven i 200 msek). For at bestemme stimuleringsamplituden vil stedundersøgelsesneurologen øge stimulationsniveauet med 0,25 mA-trin, indtil forsøgspersonen rapporterer fornemmelse af stimulus i områder i hånd- eller fingerområdet. Den endelige stimuleringsamplitude vil blive valgt til at være det højeste niveau af stimulation under muskelkontraktion, som forsøgspersonen finder behageligt (gennemsnit: 5,4 mA +/- 2,9). Når det maksimalt tolerable stimuleringsniveau er blevet identificeret, vil forsøgspersonerne modtage stimulation på dette niveau under den 40-minutters stimuleringssession. Bivirkninger vil blive indsamlet før, under og efter hver stimulationssession. Forsøgspersonerne vil derefter modtage enhedstræning og instruktioner fra undersøgelsespersonale på stedet for at udføre daglige hjemmestimuleringssessioner.

Power Statement: Dette er et pilotstudie med en unik fagkohorte.

Dataanalyseplan:

En analyse af kovariansmodel (ANCOVA) vil blive brugt til at vurdere den statistiske signifikans af forskellen i den gennemsnitlige ændring i tremor før og efter behandling.

Effektiviteten vil blive målt som ændringen i TETRAS-skalamålet for tremor i øvre lemmer efter stimulering sammenlignet med præstimulering. Yderligere analyser vil omfatte Bain & Findley 4-punkts skalavurderingen af ​​typiske aktiviteter i dagliglivet (ADL) og Patient Global Impression - Severity (PGI-S) 7-punkts skalaen af ​​forsøgspersonernes personlige vurdering af, hvor meget deres tremorniveau forbedret eller forværret i forhold til deres baseline-tilstand før stimulationssessionen.

Det primære sikkerhedsendepunkt vil være en analyse af uønskede hændelsers typer og rater for alle tilmeldte forsøgspersoner, hvor bivirkningsfrekvensen vil blive beregnet som procentdelen af ​​det samlede antal forsøgspersoner med en bivirkning.

Mål 2 metoder:

Efterforskerne foreslår at rekruttere forsøgspersoner (n=10; alder 21-70) fra populationen af ​​forsøgspersoner, der har tilmeldt sig Cala TWO-enheden, som er en 3-måneders behandlingsvarighedsundersøgelse med Cala TWO-enheden forud for forsøgspersonens planlagte dybe hjernestimulering kirurgi. Denne valgfri komponent i denne undersøgelse vil udføre tre standard PET/CT-sessioner om disse emner på Mayo Clinic Molecular Research Imaging Facility for at evaluere ændringer i hjernevævets metaboliske aktivitet som et resultat af 3 måneders behandling med enheden. Den avancerede kliniske PET-scanner PET/CT vil blive brugt i denne undersøgelse, udstyret med digitale siliciumfotomultiplikatordetektorer.

Første session: Finder sted ved en forsøgspersons deltagelse i Cala TWO-undersøgelsen (start af måned 1) og før enhver behandling med Cala-apparatet.

Anden session: Foregår den følgende dag efter en 40 minutters behandlingsperiode med Cala-apparatet.

Tredje session: Finder sted i slutningen af ​​den tredje måneds brug af enheden.

Minimering af strålingsrisikoen: Ved at bruge en avanceret klinisk PET-scanner, udstyret med digitale siliciumfotomultiplikatordetektorer, vil efterforskerne bruge en reduceret intravenøs afgivet dosis af FDG (8 mCi).

Dæmpningskorrektionsscanninger: For PET/CT vil en lavdosis CT-fusionskallescanning (~1 min) blive erhvervet til dæmpningskorrektion og anatomisk co-registrering.

Trin-for-trin tidsplan:

FDG-scanningspladserne er tilgængelige kl. 7:30, 8:00, 8:30 og 10:30. Deltagere med hovedrysten ville give problemer med at opnå kvalitetsscanninger. Hvis dette er tilfældet, vil en hovedsikker procedure blive inkluderet.

1. En 4 timers faste er påkrævet før FDG-injektion. Patienterne får instruktioner om at forblive godt hydrerede og have en diæt med lavt kulhydratindhold 18 timer før deres aftale.
2. Intet betydeligt alkohol- eller koffeinforbrug og ingen brug af Cala TWO-enheden inden for 8 timer efter en PET-session.
3. Blodsukkerniveauet vil blive kontrolleret ved en blodprøve med fingerstik. Fastende blodsukker bør være under 200 mg/dL.
4. Kvinder i den fødedygtige alder vil gennemgå en urin-graviditetstest, medmindre der er bevis for negative resultater inden for 48 timer før eksamen.
5. 8 mCi FDG-injektion gennem IV og hvil i optagelsesrummet (øjne åbne i et svagt oplyst rum).
6. Ved 30 minutters optagelsestid udføres en PET/CT-scanning i 15 min. Et 1 min CT-fusionskallebillede vil blive erhvervet til dæmpningskorrektion og anatomisk co-registrering.

Power Statement: Dette er et pilotstudie med en unik fagkohorte.

Dataanalyseplan:

CortexID (GE Medical Systems, LLC) og MIMneuro (MIM Software Inc.) vil blive brugt til at bekræfte kvalitetskontrol af PET-billedet. Yderligere kvantitativ analyse af PET-billeder vil blive udført ved hjælp af SPM, FSL og Analyse. CortexID. Denne kvantificeringsprocedure bruger et patientspecifikt FDG z-score-kort udledt ved at sammenligne overfladeprojektionskortet (z-SPM) med en alders- og kønsmatchet normal kontrol FDG-database.