Behandling af post-hjernerystelse syndrom med TMS: Brug af FNIRS som en biomarkør for respons

Årligt oplever op til 280.000 mennesker i Canada og 42 millioner på verdensplan en mild traumatisk hjerneskade (mTBI). Hos patienter med mTBI forsvinder symptomer oplevet efter skade normalt inden for 3 måneder. Dog vil op til 25 % af patienterne opleve vedvarende post-hjernerystelse symptomer (PPCS), som kan fortsætte op til 1 år efter skaden. Almindelige symptomer omfatter hovedpine, svimmelhed, træthed, irritabilitet, depression, angst, følelsesmæssig labilitet, koncentrations- eller hukommelsesbesvær, søvnløshed og nedsat alkoholtolerance (ICD-10 diagnostiske kriterier for post-hjernerystelse syndrom). Til dato er der ingen "kur" mod PPCS, og den nuværende behandling indebærer forsøg og fejl med adfærdsstyring, miljøændringer og medicin. Derfor er der et betydeligt behov for nye tilgange til symptomhåndtering for at hjælpe med at forbedre funktionsnedsættelse og sygdomsbyrde forbundet med PPCS. Transkraniel magnetisk stimulation (TMS) er blevet undersøgt som en intervention for mange mentale helbred og neurologiske tilstande, herunder svær depression og migræne, og har vist et indledende lovende for PPCS. Vi har til hensigt at studere effektiviteten af ​​TMS til PPCS yderligere i et randomiseret sham-kontrolleret forsøg.

Mild traumatisk skade betragtes som en risikofaktor i udviklingen af ​​posttraumatisk stresslidelse. Som sådan opstår posttraumatisk stresslidelse og mild traumatisk hjerneskade ofte sammen og deler lignende symptomer, såsom irritabilitet, posttraumatisk hukommelsestab, søvnforstyrrelser, koncentrationsbesvær og kognitive processeringsmangler. Adskillige undersøgelser har foreslået effektiviteten og sikkerheden af ​​rTMS til behandling af PTSD; der findes dog et hul i litteraturen vedrørende behandling af komorbid posttraumatisk stresslidelse og PPCS efter mild traumatisk hjerneskade. For at studere potentielle forskelle i respons på behandling mellem individer, der oplever PPCS med eller uden co-morbid posttraumatisk stresslidelse, har vi til hensigt at måle PTSD-symptomer for dem med en klinisk diagnose posttraumatisk stresslidelse. Sporing af PTSD-symptomer giver mulighed for indsigt i, om tilstedeværelsen af ​​PTSD-symptomer påvirker rTMS-behandlingsresultater hos personer, der oplever PPCS.

FORSKNINGSSPØRGSMÅL OG MÅL

Det overordnede mål er at studere anvendelsen af ​​rTMS-behandling til venstre dorsale laterale præfrontale cortex (DLPFC) hos patienter med PPCS for at forbedre den overordnede symptombyrde og udforske biomarkører for respons, specifikt funktionel nær infrarød spektroskopi (fNIRS).

Konkret er målene:

1. Primært mål: at bestemme ændringer i hjernens fysiologi forbundet med rTMS-behandling som registreret af fNIRS.
2. Sekundært mål: at bestemme, om patienter med PPCS har signifikant forbedring i forhold til en 20-dages højfrekvent rTMS-behandlingsprotokol for venstre DLPFC sammenlignet med patienter med PPCS, der modtager en sham rTMS-protokol målt ved Rivermead post-hjernerystelse symptom spørgeskema ved 1 og 3 måneder efter behandlingen.
3. Tredje mål: At bestemme, hvilke udforskende resultater såsom livskvalitet, hovedpine, angst, depression, søvn og somatiske symptomer også forbedres med TMS-behandling hos personer, der lider af PPCS. Livskvalitet vil blive målt via Quality of Life after Brain Injury-spørgeskemaet (QOLIBRI), hovedpineintensitet vil blive målt via Hovedpineintensitetstesten - 6 (HIT-6), følelse af depression vil blive målt via Patient Health Questionnaire -9 (PHQ-9), angst via den generaliserede angstlidelse -7 (GAD-7), søvn via søvn- og hjernerystelsesspørgeskemaet og somatiske symptomer, der almindeligvis er til stede ved funktionelle neurologiske lidelser via SOMS-CD og Patient Health Questionnaire-15 ( PHQ-15). Da funktionel neurologisk lidelse ofte er forbundet med tidligere traumer, vil traumehistorien blive vurderet via Brief Trauma Questionnaire (BTQ) og Life Stress Questionnaire (LSQ).
4. For at afgøre, om personer med PPCS og PTSD reagerer forskelligt på rTMS, og hvilken effekt dette har på deres PTSD-symptomer målt via Clinician-Administered PTSD Scale for DSM-5 (CAPS-5) og Montgomery-Asberg Depression Rating Scale. Deltagere med PTSD vil blive identificeret som dem med scorer højere end 33 i PCL-5 og en klinisk diagnose af PTSD af en læge.
5. At undersøge potentielle blodbiomarkører for post-hjernerystelse syndrom og posttraumatisk stresslidelse.

METODER

Denne undersøgelse vil være et dobbeltblindt, sham-kontrolleret, skjult tildeling, randomiseret klinisk forsøg.

Kliniske vurderinger: Der vil blive indsamlet demografiske oplysninger før studiestart, herunder alder, køn, uddannelse, hovedpinehistorie, hjernerystelseshistorie, tidligere sygehistorie, medicinbrug og familiens sygehistorie. Baseline spørgeskemaer vil blive udfyldt, herunder Headache Impact Test - 6 (HIT-6), Rivermead PPCS spørgeskema, British Columbia post-hjernerystelse symptom inventory (BC-PSI), livskvalitet efter hjerneskade spørgeskema (QOLIBRI), patientsundhedsspørgeskema-9 (PHQ-9), generaliseret angstlidelse skala-7 (GADS-7), St. Louis University Mental Examination Tool (SLUMS), spørgeskemaet til screening for somatoforme symptomer (SOMS-CD), tjeklisten for posttraumatisk stresslidelse for DSM -5 (PCL-5), Brief Trauma Questionniare (BTQ), Life Stress Questionnaire (LSQ), Patient Health Questionnaire-15 (PHQ-15) og Sleep and Concustion Questionnaire (SCQ). De, der er identificeret som havende en PCL-5-score på mere end 33, udover en klinisk diagnose af posttraumatisk stresslidelse, vil også gennemføre LEC-5, CAPS-5, MADRS og Columbia Suicide Severity Rating Scale. Patienterne vil blive revurderet ved afslutningen af ​​deres rTMS-behandling og 1 og 3 måneder efter behandlingen. Spørgeskemaerne, der vil blive udfyldt ved alle opfølgningsbesøg, omfatter Rivermead PPCS-spørgeskemaet, HIT-6, BC-PSI, QOLIBRI, PHQ-9, GAD-7, PCL-5, SLUMS, SOMS-CD, PHQ-15 og spørgeskemaet om søvn og hjernerystelse. For søvn- og hjernerystelsesspørgeskemaet vil det indledende screeningsafsnit ikke blive udfyldt ved opfølgninger. Deltagere i PTSD-undergruppen vil også gennemføre MADRS, CAPS-5 og Columbia Suicide Severity Rating Scale ved 1-måneders og 3-måneders opfølgningsbesøg.

TMS-protokol: Patienterne vil deltage i en fire-ugers behandlingsprotokol (20 behandlinger). Dette blev valgt, da det er midtpunktet mellem typiske varigheder af depression og migræneprotokollen. En standardiseret atlashjerne med Montreal Neurologic Institute (MNI) koordinater vil blive brugt til navigation. DLPFC vil blive lokaliseret gennem MNI-koordinater (-50, 30, 36). Intensiteten af ​​rTMS vil være 100-120% af hvilemotorens tærskelamplitude, med en frekvens på 10 Hz, 10 tog på 60 impulser/tog (i alt 600 impulser) og inter-tog interval på 45s. I sham-tilstanden vil en sham-spole blive påført hovedbunden, efter at hvilemotorens tærskel er bestemt. Patienter vil være i stand til at høre lyden og føle vibrationerne fra en falsk spole, men vil ikke opleve nogen effektiv stimulering. Tidligere simulerede undersøgelser har vist effektiviteten af ​​blindingsmetoden.

Billeddannelse: Funktionel nær infrarød spektroskopi (fNIRS) målinger vil blive registreret ved baseline, umiddelbart efter rTMS, og ved en måned og 3-måneders opfølgninger efter rTMS for at undersøge ændringer i hjernens fysiologi forbundet med rTMS-behandling. fNIRS-data vil blive optaget over frontoparietal cortex med en samplingshastighed på 3,91 Hz ved hjælp af TechEn fNIRS-systemet (TechEn Inc., Milford, MA USA). Hver optagelse vil bestå af en 5 minutters hvileperiode, efterfulgt af en fingertapøvelse og en gradueret arbejdshukommelsesopgave, tidligere beskrevet af Hocke et al (2018). fNIRS-dataene vil blive behandlet og analyseret for opgavefremkaldt aktivering ved hjælp af en almindelig mindste kvadraters metode til generel lineær modellering, som implementeret i NIRS Brain AnalyzIR Toolbox.

Blodprøver: Blodprøver vil blive indsamlet fra en certificeret phlebotomist på Heritage Medical Research Clinic beliggende i Cal Wenzel Precision Health-bygningen på Foothills Medical Center Campus. Analyse vil fokusere på blodbiomarkører for inflammation og CNS-skade.

Statistisk analyse: Udfaldsparametre inden for hver specifik gruppe (rTMS, sham, køn, PTSD-diagnose) vil blive analyseret ved en envejs gentaget variansanalyse (RM-ANOVA).