Visuelle funktionelle Konnektivität und visuelle Verbesserung nach TMS/Binokularbehandlung

Vor der Studie werden Augenfehlausrichtung und Refraktionsanomalien korrigiert. Diese Korrektur ist eher Teil der Standardpatientenversorgung als eine Verfahrenskomponente der aktuellen Studie.

Verfahren Die Teilnehmer werden vor ihrer Behandlung einer einstündigen strukturellen und funktionellen MRT unterzogen. Wir werden eine Zwischenanalyse der fMRT-Ergebnisse durchführen, sobald fünf amblyopische Patienten die fMRT-Studie abgeschlossen haben. Wenn die Daten signifikante Unterschiede im visuellen Netzwerk im Ruhezustand bei Patienten mit Amblyopie im Vergleich zum bestehenden normalen visuellen Ruhezustand zeigen, werden wir die fMRT-Studie mit den verbleibenden 15 Teilnehmern fortsetzen. Fehlstellungen der Augen werden vor einer Patientenbeteiligung durch den Einsatz von Prismen korrigiert (sofern medizinisch indiziert). Diese Korrektur ist eher Teil der Standardpatientenversorgung als eine Verfahrenskomponente der aktuellen Studie. Die Teilnehmer werden nach dem Zufallsprinzip ausgewählt, um zunächst entweder in der Schein- oder der Behandlungsgruppe (10 Patienten in jeder Gruppe) zu sein. Alle Patienten erhalten fünf Tage lang ein einstündiges visuelles binokulares Training, indem sie ein speziell entwickeltes Videospiel mit fallenden Blöcken auf einem Computerbildschirm spielen, der für jede Person individuell kalibriert wird. Gruppe eins erhält 5 Tage lang jeden Tag 18 Minuten rTMS zu Beginn ihres visuellen Trainings. Gruppe zwei erhält 18 Minuten TMS, gefolgt von 5 Tagen täglich einem Schein-Sehtraining. Am Ende der fünf Tage wechseln die Teilnehmer die Gruppen. Die Teilnehmer wissen nicht, ob sie bei jeder Gelegenheit eine Schein- oder eine echte binokulare Behandlung erhalten.

Ein sensomotorisches Sehprofil, einschließlich Sehschärfe, Unterdrückung, Stereovision, Binokularität, Kontrastempfindlichkeit und Augenausrichtung, wird für jeden Patienten zu Studienbeginn, nach fünf Sitzungen und am Ende der Behandlung erstellt. Dieses Profil wird unter Verwendung des PVVAT-Systems, des Worth-4-Dot-Tests, des Random-Stereovisionstests, der anaglyphischen dichoptischen Kohärenzbewegungsschwelle mit Rot-Grün-Brille (unter Verwendung des Psykinematix-Sichtsystems), des Cross-Cover-Tests mit Prismenstäben vervollständigt. Die fMRT wird nach der Behandlung nur bei Personen wiederholt, die zu Studienbeginn eine anormale fMRT zeigten. Dieser zweite Scan untersucht, ob die Behandlung das visuelle Netzwerk im Ruhezustand beeinflusst und normalisiert.

Funktionelle MRT:

Alle Scans werden auf einem 3,0-T-Siemens-Tim-Trio-Scanner durchgeführt, der mit einer 12-Kanal-Kopfspule ausgestattet ist. Das Scannen findet bei bis zu drei Besuchen statt: Vor der Behandlung (Retinotopen-Mapping) und zwei Scans nach der Behandlung.

Vorbehandlung: Struktur-, Ruhezustands- und BOLD-Funktions-MRT (fMRI)-Daten werden erfasst. Die Teilnehmer führen zu Beginn jeder MRT-Sitzung einen strukturellen MRT-Scan durch. Dies ist ein hochauflösendes 3-dimensionales Bild des gesamten Gehirns (Bildgebungsparameter: MPRAGE, 1 mm dicke Scheiben, Nullabstand zwischen den Scheiben, TR = 1900 ms, TE = 2,2 ms, in einer Ebenenauflösung von 0,94 x 0,94, 256 x 256 Matrixgröße mit einem Sichtfeld von 24 cm, 176 Volumina, was zu einer Scanzeit von 8 Minuten und 6 Sekunden führt.

Nachdem das hochauflösende Bild erfasst wurde, werden die funktionellen MRT-Daten im Ruhezustand mit den folgenden Parametern erfasst: Siemens Echo Planar Imaging (EPI)-Sequenz, 3 mm dicke Schichten, Nullabstand zwischen den Schichten, Repetitionszeit von 3000 ms, Echo Zeit von 30 ms, Kippwinkel von 90°, 64 x 64 Matrixgröße, 24 cm Sichtfeld, 140 Volumina, was zu einer Scanzeit von 7 Minuten und 9 Sekunden führt. Während dieser Sitzung schließt der Patient die Augen und ruht sich aus.

Nach der fMRT-Sitzung im Ruhezustand führen wir eine aufgabenbasierte und retinotopische Kartierung unter Verwendung von Standardkeil- und Ringprotokollen durch, um eine vom Blutsauerstoffgehalt abhängige (BOLD) Reaktion im visuellen Kortex hervorzurufen. (Li X, Dumoulin SO, Mansouri B, Hess RF. Die Genauigkeit der kortikalen Retinotopenkarte bei menschlicher Amblyopie. Eur J Neurosci. 2007;25:1265-1277.29). Funktionsdaten werden mit einer T2-gewichteten Gradientenecho-EPI-Sequenz erfasst (retinotopische Kartierung, TR = 1200 ms, TE = 30 ms, Kippwinkel = 65°, Voxelauflösung 2,5 x 2,5 x 2,5 mm; Scans nach der Behandlung, TR = 2000 ms, TE = 30 ms, Flipwinkel = 90°, Voxelauflösung = 3,0 x 3,0 x 3,0 mm). Stimuli werden monokular präsentiert und jedes Auge wird separat abgebildet. Grenzen von retinotopen Bereichen und entsprechenden interessierenden Regionen werden unter Verwendung einer gemittelten Karte des linken und rechten Auges bei jedem Teilnehmer definiert. Während der fMRT werden den Teilnehmern visuelle Reize präsentiert (über einen MRT-kompatiblen weißen Bildschirm durch einen an einer Spule montierten Spiegel betrachtet) und sie führen eine Reaktionszeitaufgabe durch, bei der sie einfach einen Knopf drücken, wenn sie eine Änderung des Fixationspunkts feststellen. Die Aufgabe steht in keinem Zusammenhang mit den verwendeten Stimuli.

Die anschließenden fMRT-Scansitzungen werden nach zwei Wochen transkranieller Magnetstimulation (TMS) und binokularer Behandlung durchgeführt, bei denen die Wirkung von rTMS plus Schein-/echte binokulare Behandlung auf die Reaktion des visuellen Kortex auf Eingaben von der amblyopischen versus anderen Fixierung bewertet wird Auge. Wir werden die Lokalisierungsinformationen aus der ersten Sitzung verwenden. Der Ruhezustand und die aufgabenbasierte fMRT werden wiederholt.

1. Besuch vor der Behandlung:

A. Localizer zum Auffinden des Schnittplans (1-2 min) b. MPRAGE anatomisch (7-10 min) c. Ruhezustand - Augen geschlossen bleiben wach (7-10 min) d. Retinotope Kartierung (48 min PLUS Zeit zum Wechseln der Augenklappe zwischen den Läufen) i. 4 Scans des Blockdesigns amblyopisches Auge bedeckt

1. 2 Exzentrizität,
2. 2 Polarwinkel,
3. 2 im Uhrzeigersinn,
4. 2 gegen den Uhrzeigersinn, ii. 4 Scans von Blockdesign-Kollegen, die das Auge bedeckten

Eine Woche entweder Gruppe A) rTMS und echte Binokularbehandlung oder Gruppe B) rTMS und Schein-Binokularbehandlung 2. Besuch nach der Behandlung:

1. Lokalisierer (1-2 Min.)
2. MPRAGE anatomisch (7-10 min)
3. Ruhezustand - Augen geschlossen bleiben wach (
4. nicht retinotope Kartierung
5. fMRT-Blockdesign

ich. Schachbrett-Stimulus 4 Scans pro Sitzung pro Auge Eine Woche CROSS OVER-Behandlung Gruppe A) rTMS und binokulare Scheinbehandlung oder Gruppe B) rTMS und binokulare Behandlung fMRI-Analyse Ruhezustands-fMRI-Daten werden vorverarbeitet, um Artefakte und rauschbedingte Signalkomponenten zu reduzieren . Nach der Vorverarbeitung werden die Daten mithilfe der unabhängigen Komponentenanalyse auf individueller Ebene analysiert. Die individuell analysierten Daten werden dann mit einem Talairach-Atlas auf den stereotaktischen Raum standardisiert. Die standardisierten Daten werden durch einen selbstorganisierten gruppierten ICA geleitet, der die ICA-Daten aller Teilnehmer zusammenfasst. Eine Varianzanalyse wird verwendet, um Unterschiede in der funktionellen Konnektivität in Gehirnregionen zwischen den Gruppen (vor und nach der rTMS-Behandlung) zu bewerten.

Potenzielle Schäden und Vorteile Wir hoffen, dass die Patienten als Ergebnis ihrer Teilnahme an dieser Studie eine Verbesserung in vielen Aspekten ihres Sehvermögens feststellen werden, einschließlich der allgemeinen Sehschärfe und Kontrastempfindlichkeit.

Es besteht die Möglichkeit, dass die Verbesserung des Sehvermögens auf dem schwachen Auge zu Doppelbildern führen kann, wenn die Position der Augen (Ausrichtung) suboptimal ist. Diese Doppelbilder können mit der Zeit spontan nachlassen, wenn der Trainingseffekt nachlässt (ohne weiteres Training). Wenn Doppelbilder bestehen bleiben, müssen die Teilnehmer möglicherweise zur Symptombehandlung an Kliniken für Neurologie, Optometrie oder Augenheilkunde überwiesen werden. Ein Pflaster über dem schwachen Auge kann erforderlich sein, um das Doppeltsehen zu beseitigen, wodurch das Sehvermögen des schwachen Auges verringert wird, um das Sehvermögen wieder auf den Stand vor der Teilnahme an der Studie zu bringen. Andere Behandlungen für Doppeltsehen umfassen die optische Korrektur mit einer Brille, die Prismen enthält, oder einen chirurgischen Eingriff, um die beiden Augen auszurichten. Die letzteren Methoden helfen in den meisten Fällen, Bilder von den beiden Augen zu verschmelzen.

Die für diese Studie vorgeschlagenen rTMS-Verfahren liegen gut innerhalb der empfohlenen Sicherheitsrichtlinien, sodass das Risiko unerwünschter Ereignisse gering ist. TMS kann während der Stimulation ein Zucken der Kopfhaut oder der Gesichtsmuskeln verursachen, was unangenehm sein kann. Etwa 1 von 10 Probanden berichtet nach der TMS-Messung über Kopfschmerzen, die normalerweise leicht und vorübergehend sind. Bei Bedarf können die Kopfschmerzen mit milden rezeptfreien Schmerzmitteln wie Paracetamol/Tylenol behandelt werden. Das Anfallsrisiko durch rTMS ist bei Personen mit einer Vorgeschichte von Epilepsie oder einer Familienanamnese mit Anfällen erhöht, weshalb diese Erkrankungen Ausschlusskriterien für diese Studie sind.