Entwicklung einer neuen EEG-Methode zur Früherkennung von Demenz

Teilnehmerrekrutierung

15 Personen mit früher Alzheimer-Krankheit werden aus dem Sheffield Teaching Hospital und den Gedächtniskliniken des Sheffield Health and Social Care NHS Trust rekrutiert. Die STH-Klinik wird von der Neurologie geleitet und betreut Patienten im erwerbsfähigen Alter (<65 Jahre), während die SHSC-Klinik eine ältere Bevölkerung (>65 Jahre) betreut. Jährlich werden über 1300 neue Gutachten durchgeführt. Bei etwa 65–70 % wird Demenz diagnostiziert.

Die Forscher werden Patienten mit typischen neuropsychologischen Profilen von AD auswählen. Alle Patienten wurden zuvor für die durch IT ermöglichte Virtual Physiological Human: Dementia Research rekrutiert. VPH-DARE@IT rekrutiert 30–40 Teilnehmer in jeder der drei folgenden Gruppen (milde AD, MCI und normale Kontrollen). Daher werden unsere Teilnehmer aus dieser Gruppe ausgewählt und alle verfügen über bereits vorhandene hochauflösende 3D-Struktur- und ... volumetrische Beurteilung plus fMRT-Scans im Ruhezustand. Diese fMRT-Daten im Ruhezustand werden analysiert, um das DMN zu untersuchen. Dadurch können wir Messungen der Gehirnkonnektivität zwischen EEG und fMRT direkt vergleichen und die Unterscheidungsfähigkeit der beiden Methoden gegenüberstellen.

10 gesunde Kontrollpersonen werden altersentsprechend ausgewählt und entweder aus neurologischen Kliniken rekrutiert oder sind Ehepartner von Studienteilnehmern. Die Forscher werden sich bemühen, normale Kontrollpersonen zu rekrutieren, die sich einer fMRT im Rahmen der Kontrollpopulation der akademischen Abteilungen für Neuroradiologie für VPH-DARE@IT und andere Studien unterzogen haben.

Bei Menschen mit AD und 10 gesunden Kontrollpersonen wird ein wiederholtes EEG durchgeführt, um die Reproduzierbarkeit und Robustheit der EEG-Messungen zu beurteilen.

EEG wird normalerweise sehr gut vertragen und wurde, wie im Hintergrund aufgeführt, bei vielen Menschen mit Demenz eingesetzt. Die Abteilung für klinische Neurophysiologie verfügt über große Erfahrung in der Durchführung von EEGs bei allen Patientenpopulationen, vom Neugeborenen bis zum sehr alten Patienten.

Einwilligung: Die Teilnehmer werden von den in der Gedächtnisklinik tätigen Ärzten oder durch Plakate in der Gedächtnisklinik und an anderen Universitätsstandorten identifiziert, um normale Freiwillige anzulocken. Ein Teilnahmeinformationsblatt (PIS) wird ihnen entweder direkt oder per Post zugesandt. Die Teilnehmer haben ausreichend Zeit, das PIS zu lesen und Fragen zu stellen. Das PIS informiert den Teilnehmer über die Vorteile und potenziellen Risiken, die mit der Teilnahme an dieser Studie verbunden sind. Sie werden auf die Möglichkeit aufmerksam gemacht, dass zufällige Änderungen selten erkannt werden. Wenn dies festgestellt wird, werden sie informiert und wir werden eine entsprechende Verwaltung veranlassen. Die Person wird eingewilligt, wenn sie für die EEG-Aufzeichnungen erscheint. Die Prüfer werden allen Teilnehmern erklären, dass sie die Studie jederzeit verlassen können, auch während der EEG-Aufzeichnung, und dass sie bei denjenigen, bei denen wir planen, das EEG zu wiederholen, den zweiten Test ablehnen können. Die klinische Abteilung für Neurophysiologie verfügt über Erfahrung in der Durchführung von EEGs in allen Altersgruppen, einschließlich Menschen mit Demenz und kognitiven Beeinträchtigungen. Der Betreuer oder Angehörige der Person mit Demenz kann in die Abteilung kommen und sich während der gesamten Dauer der EEG-Aufzeichnung im Raum aufhalten.

Methodik EEG-Datenerfassung

• Die Teilnehmer besuchen die Abteilung für klinische Neurophysiologie und ein Mitglied des Forschungsteams wird die Einwilligung einholen. Zwei erfahrene EEG-Techniker platzieren die Elektroden und erklären den Vorgang. Wir werden ein Ruhezustands-EEG aufzeichnen. Den Teilnehmern wird gesagt, sie sollen still liegen und die Augen schließen. Es wird erklärt, dass sie trotz geschlossener Augen wach bleiben müssen. Die Teilnehmer werden kontinuierlich überwacht und wenn sie schläfrig werden, werden sie erneut stimuliert und der Zeitpunkt der Schläfrigkeit wird aufgezeichnet. Diese Anleitung und Überwachung ist die gleiche wie die, die in früheren EEG- und fMRT-Studien verwendet wurde, die sich mit Ruhezustandsparadigmen befassten.
• Das 10-10 International-System zur Elektrodenplatzierung wird für die EEG-Aufzeichnungen der Kopfhaut mit einem Mehrkanalverstärker mit hoher Abtastrate (2 kHz) verwendet. Dadurch werden zunächst 10/20 Standardelektrodenpositionen (F3-, F4-, F7-, F8-, C3-, C4-, Fz-, Cz-, T3-, T4-, T5-, T6-, P3-, P4-, O1-, O2- und Oz-Elektroden) bereitgestellt Wird verwendet, um die wichtigeren räumlich-zeitlichen Messungen/Phänomene zu erfassen und bietet gleichzeitig die Möglichkeit, die räumliche und Frequenzauflösung unserer Ergebnisse zu einem späteren Zeitpunkt zu verfeinern. Es werden auch periokulare EOG-Elektrodendaten aufgezeichnet, um die langsame Wellenaktivität im Zusammenhang mit Augenbewegungen zu erkennen. Forscher können daher falsche Schätzungen der Slow-Wave-Aktivität in den vorderen EEG-Regionen vermeiden.
• Artefaktfreie Epochen innerhalb eines geeigneten Zustands (wach, keine Aufgabe, Augen geschlossen) werden ausgewählt und für die weitere quantitative EEG-Analyse exportiert.
• Die exportierten Daten werden auf einem externen verschlüsselten Laufwerk gespeichert.
• Alle Analysen werden mit maßgeschneiderter, hauseigener Software auf einem High-Tech-Computer durchgeführt, der sich in sicheren Büros befindet, die im Büro von Dr. Sarrigannis in der Abteilung für klinische Neurophysiologie abgeschlossen sind.

EEG-Datenanalysen: Zur Berechnung des Synchronisationsgrads wird die Fehlerreduktionsverhältnis-Kausalitäts-Methode verwendet. Die Standard-EEG-10-20-Elektroden, einschließlich aller möglichen zusammenhängenden Elektrodenkombinationen in Zweierpaaren (z. B. rechts frontozentral versus parietokzipital) werden in unserer Pilotstudie verwendet, um die 95 %-Konfidenzintervallniveaus der Synchronisation zu bewerten und festzustellen, ob sie eine robuste Trennung zwischen gesunden Freiwilligen und Patienten mit Alzheimer-Krankheit ermöglichen.

Andere Daten

• Qualitative Datenerhebung: Die Prüfer sammeln Fragebögen zur Verträglichkeit einer EEG-Untersuchung (bitte finden Sie den beiliegenden Fragebogen).

Ethische Überlegungen Die moderne Neurobildgebung mittels MRT ist hochempfindlich und kann Zufallsbefunde erkennen. Unsere neuartigen EEG-Analysen haben auch das Potenzial, Zufallsbefunde zu erkennen. Es ist bekannt, dass Spitzen während eines interiktalen EEG nur eine begrenzte klinische Bedeutung haben. Sie treten jedoch häufiger bei Menschen auf, die anfällig für Epilepsie sind oder eine niedrigere Epilepsieschwelle haben. Wenn Bedenken hinsichtlich der EEG-Befunde bestehen, wird der Teilnehmer von Dr. Blackburn überprüft und gegebenenfalls an einen anderen neurologischen Kollegen überwiesen. Alle durch MRT entdeckten Zufallsbefunde werden über die VPH-DARE@IT-Projektforscher an einen NHS-Neurologen überwiesen. Das Patienteninformationsblatt und die Einwilligung machen die Teilnehmer auf diese Risiken aufmerksam, bevor sie an der Studie teilnehmen.

Statistik In diesem Pilotprojekt werden EEG-Daten untersucht, um die Frequenz- und Zeitbereichsmessung zu untersuchen, die für den klinischen Einsatz am besten geeignet wäre. Die Forscher wissen nicht, ob es sich dabei um eine lineare oder nichtlineare Interaktion handelt, und daher können wir nicht bestimmen, welcher statistische Test am besten geeignet ist. Die Analyse ähnlicher EEG-Datensätze mit parametrischen Methoden hat dies genauer untersucht.

Leistungsberechnungen Da es sich um eine Proof-of-Concept-Pilotstudie zur Untersuchung der Robustheit einer neuartigen Methodik handelt, ist es unangemessen, eine formale Leistungsberechnung durchzuführen. Unsere ersten Ergebnisse werden bestimmen, ob unsere EEG-Analysen funktionelle Konnektivitätskorrelate der Synchronisation von anterioren und posterioren Netzwerken erkennen, die durch das fMRI BOLD-Signal während des Ruhezustandsscans identifiziert werden. Die Forscher werden auch untersuchen, ob unsere Daten mit zuvor veröffentlichten quantitativen EEG-Daten von Menschen mit AD vergleichbar sind. Die Forscher werden untersuchen, welche Maßnahmen aus unseren Daten Menschen mit Alzheimer-Krankheit von gesunden Kontrollpersonen unterscheiden können. Diese ersten Ergebnisse werden uns wahrscheinliche Effektgrößen liefern und es uns ermöglichen, genauere Leistungsberechnungen durchzuführen, als dies derzeit möglich ist. Dies wird verwendet, um die Stichprobengröße einer größeren Studie an Menschen mit Demenz zu bestimmen.