Fase II Adaptiv Deep Brain Stimulation til obsessiv-kompulsiv lidelse

TILMELDING: Et forsøgsperson betragtes som tilmeldt ved underskrivelse af informeret samtykke og anses for berettiget til at blive screenet af efterforskeren. Processen med informeret samtykke kan omfatte diskussioner med patientens familie og henvisende kliniker. Lægejournaler, der kan fås, vil blive omhyggeligt gennemgået for at bestemme tilstrækkeligheden af ​​tidligere behandlinger, herunder kognitiv adfærdsterapi (CBT).

Et emneidentifikationsnummer vil blive tildelt hvert forsøgsperson, der underskriver samtykke. Dette nummer vil blive brugt til at identificere emnet og skal bruges på al undersøgelsesdokumentation relateret til emnet under hele undersøgelsen.

SCREENING: Potentielle forsøgspersoner, der opfylder inklusions-/eksklusionskriterier og villige til at deltage i undersøgelsen, som vist ved at underskrive det informerede samtykke, vil blive tilmeldt undersøgelsen og gennemgå 2 screeningsbesøg (besøg 1 og besøg 2) fordelt over en periode på cirka 1 måned. Diagnostiske og screeningsvurderinger afsluttes, efterfulgt af komplette medicinske, neurologiske og neurokirurgiske evalueringer. Den endelige udvælgelse af kandidater vil blive foretaget efter konsensus mellem det tværfaglige efterforskerhold (projektrådgivende udvalg).

Neuroimaging metoder:

Core for Advanced MR Imaging (CAMRI) er en state-of-the-art ressource, der rummer 3 banebrydende MRI-systemer til Houston-forskningssamfundet, placeret på BCM Main Campus. CAMRI vil udføre de forskningsmæssige 3T MR-scanninger, som vil blive indsamlet på alle forsøgspersoner (DBS og kontrol) ved hjælp af Prisma-scanneren for konsistens. Alle forsøgspersoner vil blive eskorteret til CAMRI af undersøgelsesholdet.

DBS-implanterede forsøgspersoner vil gennemgå to 3T MR-scanninger før operation (1 forsknings-MR på CAMRI og 1 klinisk MR på Baylor St. Luke's Medical Center (BSLMC). DBS implanterede forsøgspersoner vil under 4 Magnetoencephalography (MEG) scanninger i alt.

Kontrolpersoner vil gennemgå én 3T MR-scanning (forsknings-MR-scanning ved CAMRI). Kontrolpersoner vil også gennemgå 4 MEG-scanninger.

BEHANDLING: Forsøgspersoner, der er kvalificerede til DBS-implantation, vil også få udført en yderligere klinisk, præ-kirurgisk 3T MR-scanning ved baseline. Denne scanning vil blive udført på en Philips-scanner på Baylor St. Luke's Medical Center (BSLMC). Denne scanning er nødvendig for potentielt at frasortere personer, der har hjerneabnormiteter, som ikke ville være forenelige med operationen (f.eks. medfødte defekter, mangel på normale anatomiske korrelater) og for at hjælpe med kirurgisk planlægning.

Alle forsøgspersoner (DBS og kontrol) vil også gennemgå MEG-scanninger. Dette er også nødvendigt som en baseline vurdering, da MEG-scanninger også vil blive udført efter implantation efter 2 uger, 6 måneder og 12 måneder på en MEG-scanner på Texas Childrens Hospital i Houston Medical Center.

Røntgen af ​​thorax og EKG vil også blive udført på OCD-personer, der er berettiget til DBS.

Alders/kønsmatchede ikke-implanterede forsøgspersoner vil fungere som kontroller. De vil gennemgå 1-forsknings 3T MRI og 4 MEG scanninger ved hjælp af den samme billeddannelsesprotokol og på samme tidspunkter som OCD-implantater, der skal kontrolleres for ikke-DBS-effekter på rs-fc.

1. Medmindre det indsamles før operationsdagen, vil en hoved-CT blive udført om morgenen efter operationen til stereotaktisk planlægning.
2. Ved at anvende lokalbedøvelse (med eller uden sedation som klinisk indiceret), vil en stereotaktisk hovedramme (Leksell Model G, Elekta Instruments, Atlanta, GA, USA) blive fastgjort til forsøgspersonens kranium om morgenen efter operationen på operationsstuen.
3. Et 3D volumetrisk billede (O-Arm 2, Medtronic Inc, Boulder, CO, USA) vil blive udført med det formål at definere det volumetriske stereotaktiske headspace.
4. Billederne vil blive uploadet til en computerarbejdsstation (Stealth S7, Medtronic, Inc., Boulder, CO, USA) udstyret med stereotaktisk planlægningssoftware (Cranial 3.0) med det formål at planlægge operationen. Den præoperative 3T MR opnået før den kirurgiske dato vil blive fusioneret med CT-scanningen i den kirurgiske planlægningsstation. Det indledende målpunkt inden for det ventrale striatum vil blive valgt baseret på emnets specifikke anatomi. Den kirurgiske bane til dette punkt vil også blive planlagt for at undgå fremtrædende kar, sulci og ventriklerne. Computeren genererer X-, Y- og Z-koordinaterne, der skal indstilles på rammen, samt de koronale og sagittale tilgangsvinkler, der kræves for at etablere den ønskede bane og målpunkt. Dette indledende målpunkt vil blive modificeret af forsøgspersonens specifikke anatomi som bestemt af de præoperative 3T-scanninger. De endelige målkoordinater vil blive bestemt under denne analyse.
5. Mens kirurgen planlægger proceduren, vil forsøgspersonen blive anbragt liggende på operationsbordet. Et Foley-kateter vil blive indsat. Antibiotika vil blive administreret intravenøst, og vitale tegn vil blive overvåget. Den stereotaktiske hovedramme vil blive fastgjort til operationsbordet af hensyn til motivets sikkerhed, med hovedet hævet for motivets komfort. En steril forberedelse og afdækning vil blive udført.
6. Målkoordinaterne vil blive sat på den stereotaktiske ramme, der bringer målpunktet til midten af ​​operationsbuen. Yderligere lokalbedøvelse vil blive givet ved snittet. Efter incision laves et 14 mm grathul ved hjælp af en selvstoppende perforator. Den grathulshætte, der følger med DBS-ledningen, vil blive fastgjort til kraniet med to skruer. Duraen vil blive koaguleret og indskåret. Pial-overfladen vil blive forsigtigt koaguleret, og der vil blive lavet et lille snit for at tillade let adgang til elektrodestyrene, som vil blive indsat i hjernen i henhold til standard stereotaktisk protokol.
7. Når ovenstående justeringer er foretaget, vil den kvadripolære DBS-elektrode (model 3387; Medtronic Inc., Minneapolis, MN, USA) blive indsat gennem styrerøret til målpunktet. Sigtekor vil blive fastgjort til rammen, og intraoperativ billeddannelse vil blive anvendt for at bekræfte, at spidsen af ​​ledningen er placeret ved målet og vurdere for tilstedeværelsen af ​​intracerebral blødning. Sedation vil blive trukket tilbage. Et forlængerkabel tilsluttes sterilt til ledningen, og den anden ende føres ud af feltet for at blive tilsluttet en ekstern impulsgenerator, så teststimulering kan udføres. Teststimulering vil blive udført via hver kontakt for at 1) vurdere for stimulationsinducerede bivirkninger og 2) monitorere for akutte ændringer i adfærd ved hjælp af en Likert-skala til at vurdere angst, ophidselse og humør. Intraoperativ adfærdstest af stimulation vil blive videofilmet.
8. Fase II tilføjelse af ECoG. For at opnå optimal dækning af den orbitofrontale cortex (OFC) region, vil efterforskerne placere en subdural cortical strip elektrode over denne region af cortex. Der er veletableret præcedens for brug af stripelektroder over OFC kortikale overflade, både i subakutte (<1 måned) og kroniske (år/permanente) kliniske indstillinger. OFC-strimmelelektroder er almindeligvis blevet placeret via et borehul i den nedre frontale region til epilepsiovervågning. Elektroderne, der bruges i disse applikationer, er normalt 4 til 8 kontakter, med en afstand på 1 cm fra hinanden. Disse er typisk subakutte anbringelser, der varer fra dage til uger, og denne praksis har været almindelig i USA og verden i årtier. Stripelektroder, der dækker OFC, er også blevet brugt som permanente implantater i det responsive neurostimulation (RNS) system, som er FDA godkendt og klinisk standard for behandling til behandling af medicinsk refraktær epilepsi. De anvendte strimmelelektroder i dette tilfælde er 4 kontakter med en afstand på 1 cm fra hinanden. I kommunikation med RNS-enhedsproducenten anslår efterforskerne, at 100-vis af sådanne elektroder er blevet placeret i patienter i dette land. Vores placeringsprocedure vil være meget lig den, der bruges til RNS OFC-strimmelelektroder. Efterforskerne vil bruge 09130 Subdural Quadripolar Paddle Lead, som også er 4 kontakter med en afstand på 1 cm fra hinanden. Efterforskerne vil skabe et borehul i den nedre frontale region. Efterforskerne vil bruge standard rammeløs navigation til at vælge en placering af borehullet, der letter en direkte synslinje langs det vandrette gulv af den forreste kraniefossa, inden for hvilken OFC-regionen ligger. Efterforskerne vil lave et kosmetisk acceptabelt snit af omtrent samme størrelse som det, der bruges til det traditionelle DBS-bly. Efterforskerne vil bruge monopolær kauterisering til at uddybe snittet forbi temporalismusklen og skabe et burrhul i standardstørrelse. Efterforskerne vil åbne duraen og visualisere den nedre frontallap og gulv af den forreste kraniale fossa. Under direkte syn vil efterforskerne placere strimmelelektroden ved hjælp af skylning for at tillade jævn placering, idet de er omhyggelig opmærksomme på ikke at beskadige den kortikale vaskulatur. Brovener mellem dura og cortex er ekstremt sjældne i denne region, hvilket øger procedurens sikkerhedsprofil. Når elektroden er på plads, vil efterforskerne sy dens hale til duraen i borehullet for at give et ankerpunkt. Efterforskerne vil derefter bruge en lille metalplade til at fastgøre elektrodehalen til det ydre aspekt af kraniet nær borehullet for yderligere at forankre elektroden. Efterforskerne vil bruge en lille længde af plastikslange, der er tilgængelig i elektrodesættet, som støddæmper rundt om elektrodehalen ved dette fikseringspunkt for at undgå kronisk mekanisk skade på elektrodehalen fra kontakt med pladen. Efterforskerne placerer fibrinlim i grathullet for at forhindre lækage af cerebrospinalvæske. Efterforskerne vil lukke musklen med opløselige suturer, tunnelere halen til DBS blyborerhullet og lukke snittet på standardmåde. Fra stedet for DBS ledningsborthullet vil de to elektrodehaler (den ene til DBS-ledningen og den anden til OFC-strimmelelektroden) blive tunneleret mod det ipsilaterale IPG-sted på standardmåde.
9. Intraoperativ røntgenbilleddannelse kan udføres efter behov (op til 4 gange pr. side) for at sikre, at det rigtige mål er nået.
10. En post-implantation 3D volumetrisk scanning vil blive udført for at bekræfte elektrodepositionen.
11. Trin 5-9 ovenfor udføres for at indsætte den anden DBS-ledning og ECoG-paddle i den anden halvkugle for at fuldføre implantationen af ​​alle elektroder.
12. Hvis der ikke er nogen uholdbare bivirkninger, vil ledningerne blive fastgjort til kraniet med grathulshætterne. Den frie ende af ledningerne efterlades i det sub-galeale rum, og snittene lukkes i anatomiske lag.
13. Hovedrammen vil blive fjernet, og generel anæstesi vil blive induceret. To Olympus RC+S-pulsgeneratorer vil derefter blive implanteret i den subclavikulære region og forbundet til den dybe hjerne og kortikale ledninger via forlængerkabler (to IPG'er, der hver driver en kortikal og en subkortikal ledning).
14. En postoperativ CT-scanning vil blive udført før udskrivelsen for at sikre, at der ikke er opstået en intracerebral blødning.
15. Forsøgspersonen vil blive bragt til opvågningsrummet eller neurokirurgisk ICU til postoperativ overvågning (se nedenfor) og vil blive udskrevet fra hospitalet efter mindst én nats observation, og når den er klinisk stabil. Et Basic Metabolic Panel (BMP) kan køres på emnet for at bekræfte, at de er klinisk stabile.
16. Forsøgspersonen vil vende tilbage til neurokirurgisk klinik (besøg 4) til postoperativ evaluering i henhold til normal klinisk praksis (ca. 1 uge efter operationen). Sårene vil blive inspiceret, og forsøgspersonernes neurologiske status vil blive vurderet. Suturer vil blive fjernet.

DBS programmering:

I første omgang vil der blive udført en monopolær undersøgelse med frekvens sat til 150 Hz og pulsbredde til 90 mikrosekunder. Konstant strømamplitude vil blive brugt og øget på en trinvis måde som tolereret og uden at overskride de øvre grænser for strømtætheden. Den konstante strømindstilling er særlig nyttig i de tidlige uger til måneder efter operationen, når impedanserne stadig ændrer sig. For at fremkalde en glædesreaktion skal amplituden vende tilbage til 0 mikroampere i ca. 30 sekunder, før den næste stigning testes. For eksempel, hvis 2mA, C+1, 90usec, 150Hz er ineffektiv, reduceres amplituden til 0mA i 30 sekunder og øges derefter hurtigt til 4mA, C+1-, 90usec, 150Hz. Blød start skal slås fra. Bipolære indstillinger vil også blive testet og skal bruges under rsfMRI. DBS parametre vil blive optimeret/justeret baseret på klinisk evaluering af humør og angst og for at minimere bivirkninger. Følgende observerede effekter vil blive registreret via en skala brugt i en tidligere undersøgelse: ansigtsudtryk, nervøsitet, årvågenhed og positiv eller negativ påvirkning. Ansigtsudtryk vil blive målt ved hjælp af AFAR-systemet. AFAR vil måle den maksimale intensitet og hastighed af smileresponsen i handlingsenheder. Deltageres ansigter vil blive optaget på video, efterhånden som deres stimulering øges for at fremkalde munterreaktionen. Ændringer i ansigtsudtryk ved brug af ansigtsmuskler i orbicularis oris (muskel, der omkranser munden) zygomaticus (større og mindre muskler i mundvinklen) vil blive registreret. Denne information vil blive brugt til at træne en klassifikator til at erkende, at stimuleringsintensiteten er for høj. Efterforskerne vil også have emnet selvrapportering om ændringer i humør, angst, energi og bivirkninger.