Langfristige transkutane Stimulation und essentieller Tremor: Eine PET-Studie

Hypothese:

Die primäre Forschungsfrage lautet, ob eine angepasste gemusterte transkutane afferente elektrische Stimulation der N. medianus und radialis über das Cala TWO-Armbandgerät das Zittern der Hand bei Personen, bei denen ein essentieller Tremor diagnostiziert wurde und die als Kandidaten für eine Operation zur tiefen Hirnstimulation (THS) zugelassen wurden, signifikant reduziert . Eine zweite Forschungsfrage ist, ob eine dreimonatige Behandlung mit dem Cala TWO-Gerät zu signifikanten Veränderungen im regionalen Gehirnstoffwechsel führt, die mit der therapeutischen Wirksamkeit verbunden sind.

Ziele, Zweck oder Ziele:

Ziel 1: Bestimmung der klinischen Wirksamkeit des Cala TWO-Geräts zur vorübergehenden Reduzierung von Handzittern in der behandelten Hand von Probanden mit essentiellem Tremor (n=20) über einen dreimonatigen Behandlungszeitraum vor ihrer THS-Operation zur Behandlung von essentiellem Tremor bei Mayo Klinik.

Ziel 2: Vergleichen Sie den regionalen Hirnstoffwechsel zwischen dem Ausgangswert, nach akuter Stimulation mit dem Cala TWO-Gerät und am Ende 3 Monate nach der therapeutischen Behandlung mit dem Cala TWO-Gerät. 18FFluordeoxyglucose (FDG) Positronenemissionstomographie (PET)/Computertomographie (CT)-Scans werden bei einer Untergruppe (n=10) von Patienten mit essentiellem Tremor angewendet, um Veränderungen der Stoffwechselaktivität des Gehirngewebes zu bewerten, die der regionalen Glukoseaufnahme entsprechen.

Ziel 1 Methoden:

Design der Cala TWO-Gerätestudie: Die Probanden werden ausschließlich aus erwachsenen Patienten mit essentiellem Tremor (ET) rekrutiert, die von der Deep Brain Stimulation Group der Mayo Clinic (bestehend aus Neurochirurgen, Neurologen, Psychiatern und Radiologen) für eine Operation zur tiefen Hirnstimulation zugelassen wurden in der Mayo Clinic – Rochester für die Behandlung von ET. Daher wird von den Probanden, die dieser Studie zustimmen, erwartet, dass sie die unten angegebenen vordefinierten Einschlusskriterien für die Teilnahme an der Studie problemlos erfüllen.

Unabhängig davon werden alle Probanden anhand der Einschluss-/Ausschlusskriterien durch persönliche Interviews vorab überprüft. Darüber hinaus werden in der ersten Besuchsphase der Studie die Ausgangsfunktion und der Schweregrad des Tremors erfasst. Probanden, die bereits Medikamente gegen ET einnehmen, dürfen diese Medikamente während der Studie ohne Änderungen der Art oder Dosierung der Medikamente einnehmen.

Alle Probanden werden zu Beginn des Studienbesuchs mit einem Cala TWO-Gerät ausgestattet, das auf dem Handgelenkumfang (klein, mittel oder groß) und der Stimulationshand (rechts oder links) des Probanden basiert. Die Stimulationshand ist die Hand mit stärkerem Tremor (oder die dominante Hand, wenn beide Hände die gleiche Tremorschwere aufwiesen), wie durch die TETRAS-Aufgabe bestimmt, die während der Grundlinienbewertung und der klinischen Bewertung vor der Operation durch die DBS-Gruppe der Mayo Clinic durchgeführt wurde. Sobald das Cala TWO-Gerät an der Hand des Probanden angebracht wurde, wird ein Frequenzkalibrierungsverfahren durchgeführt, bei dem die Tremorfrequenz des Probanden bestimmt wird, während der Proband eine Halteaufgabe nach vorne ausführt. Diese Frequenz wird dann in die Wellenform der therapeutischen Stimulation integriert.

Die Stimulation besteht aus einer Reihe von ladungsausgeglichenen zweiphasigen Impulsen, die mit einer Frequenz von 150 Hz, einer Impulsbreite von 300 µs und einer Impulspause von 50 µs abgegeben werden. Die Stimulation wird abwechselnd zwischen dem N. medianus und dem N. radialis mit einer Frequenz gleich der Tremorfrequenz durchgeführt (d. h. bei einer gemessenen Tremorfrequenz von 5 Hz wird die Stimulation 200 ms lang über dem N. medianus und dann abwechselnd über dem N. radialis angewendet). 200 ms). Um die Stimulationsamplitude zu bestimmen, erhöht der Neurologe der Standortstudie den Stimulationspegel um 0,25-mA-Schritte, bis der Proband ein Gefühl des Stimulus in Bereichen im Hand- oder Fingerbereich meldet. Die endgültige Stimulationsamplitude wird so gewählt, dass sie das höchste Stimulationsniveau unterhalb der Muskelkontraktion ist, das der Proband als angenehm empfindet (Mittelwert: 5,4 mA +/- 2,9). Sobald das maximal tolerierbare Stimulationsniveau identifiziert wurde, erhalten die Probanden während der 40-minütigen Stimulationssitzung eine Stimulation auf diesem Niveau. Unerwünschte Ereignisse werden vor, während und nach jeder Stimulationssitzung erfasst. Die Probanden erhalten dann eine Geräteschulung und Anweisungen vom Studienpersonal vor Ort zur Durchführung täglicher Stimulationssitzungen zu Hause.

Power Statement: Dies ist eine Pilotstudie mit einer einzigartigen Probandenkohorte.

Datenanalyseplan:

Ein Kovarianzanalysemodell (ANCOVA) wird verwendet, um die statistische Signifikanz des Unterschieds in der mittleren Veränderung des Tremors vor und nach der Behandlung zu bewerten.

Die Wirksamkeit wird als Veränderung des Tremors der oberen Extremitäten auf der TETRAS-Skala nach der Stimulation im Vergleich zur Vorstimulation gemessen. Zusätzliche Analysen umfassen die 4-Punkte-Skala von Bain & Findley zur Bewertung typischer Aktivitäten des täglichen Lebens (ADL) und die 7-Punkte-Skala Patient Global Impression - Severity (PGI-S) der persönlichen Einschätzung der Probanden, wie stark ihr Zittern ist im Vergleich zu ihrem Ausgangszustand vor der Stimulationssitzung verbessert oder verschlechtert.

Der primäre Sicherheitsendpunkt ist eine Analyse der Arten und Häufigkeiten unerwünschter Ereignisse für alle aufgenommenen Probanden, wobei die Rate unerwünschter Ereignisse als Prozentsatz aller Probanden mit einem unerwünschten Ereignis berechnet wird.

Ziel 2 Methoden:

Die Forscher schlagen vor, Probanden (n=10; Alter 21-70) aus der Population von Probanden zu rekrutieren, die sich für das Cala TWO-Gerät angemeldet haben, bei dem es sich um eine dreimonatige Behandlungsdauerstudie mit dem Cala TWO-Gerät vor der geplanten tiefen Hirnstimulation des Probanden handelt Operation. Diese optionale Komponente dieser Studie führt drei Standard-PET/CT-Sitzungen zu diesen Themen in der Mayo Clinic Molecular Research Imaging Facility durch, um Veränderungen der Stoffwechselaktivität des Gehirngewebes als Ergebnis einer 3-monatigen Behandlung mit dem Gerät zu bewerten. In dieser Studie wird der fortschrittliche klinische PET-Scanner PET/CT verwendet, der mit digitalen Silizium-Photomultiplier-Detektoren ausgestattet ist.

Erste Sitzung: Findet beim Eintritt eines Probanden in die Cala TWO-Studie (Beginn von Monat 1) und vor jeder Behandlung mit dem Cala-Gerät statt.

Zweite Sitzung: Findet am Folgetag nach einer 40-minütigen Behandlungszeit mit dem Cala-Gerät statt.

Dritte Sitzung: Findet am Ende des dritten Monats der Nutzung des Geräts statt.

Minimierung des Strahlenrisikos: Durch die Verwendung eines fortschrittlichen klinischen PET-Scanners, der mit digitalen Silizium-Photomultiplier-Detektoren ausgestattet ist, verwenden die Forscher eine reduzierte intravenös verabreichte Dosis von FDG (8 mCi).

Schwächungskorrektur-Scans: Für PET/CT wird ein Niedrigdosis-CT-Fusionsschädelscan (~ 1 Minute) zur Schwächungskorrektur und anatomischen Koregistrierung erfasst.

Schritt-für-Schritt-Plan:

Die FDG-Scan-Slots sind um 7:30 Uhr, 8:00 Uhr, 8:30 Uhr und 10:30 Uhr verfügbar. Teilnehmer mit Kopfzittern würden Probleme bei der Erlangung qualitativ hochwertiger Scans haben. Wenn dies der Fall ist, wird ein kopfsicheres Verfahren eingeschlossen.

1. Vor der FDG-Injektion ist ein 4-stündiges Fasten erforderlich. Die Patienten werden angewiesen, 18 Stunden vor ihrem Termin gut hydriert zu bleiben und sich kohlenhydratarm zu ernähren.
2. Kein signifikanter Alkohol- oder Koffeinkonsum und keine Verwendung des Cala TWO-Geräts innerhalb von 8 Stunden nach einer PET-Sitzung.
3. Der Blutzuckerspiegel wird durch einen Fingerstich-Bluttest überprüft. Der Nüchternblutzucker sollte unter 200 mg/dL liegen.
4. Frauen im gebärfähigen Alter werden einem Urin-Schwangerschaftstest unterzogen, es sei denn, innerhalb von 48 Stunden vor der Untersuchung wird ein negatives Ergebnis nachgewiesen.
5. 8 mCi FDG-Injektion durch IV und Ruhe im Aufnahmeraum (offene Augen in einem schwach beleuchteten Raum).
6. Führen Sie bei einer Aufnahmezeit von 30 Minuten einen 15-minütigen PET/CT-Scan durch. Ein 1-minütiges CT-Fusionsschädelbild wird zur Schwächungskorrektur und anatomischen Koregistrierung erfasst.

Power Statement: Dies ist eine Pilotstudie mit einer einzigartigen Probandenkohorte.

Datenanalyseplan:

CortexID (GE Medical Systems, LLC) und MIMneuro (MIM Software Inc.) werden verwendet, um die Qualitätskontrolle des PET-Bildes zu bestätigen. Eine zusätzliche quantitative Analyse von PET-Bildern wird mit SPM, FSL und Analyse durchgeführt. CortexID. Dieses Quantifizierungsverfahren verwendet eine patientenspezifische FDG-z-Score-Karte, die durch Vergleich der Oberflächenprojektionskarte (z-SPM) mit einer alters- und geschlechtsangepassten normalen Kontroll-FDG-Datenbank abgeleitet wird.