Bildgebungsgeführter fokussierter Ultraschall mit niedriger Intensität (LIFU) (LIFU)

Das aktuelle Projekt wird einen neuartigen Neurostimulationsansatz untersuchen, den niedrigintensiven fokussierten Ultraschall (LIFU), der Nicht-Invasivität und einen scharfen räumlichen Fokus in tiefen Hirnregionen kombiniert. Diese offene frühe Machbarkeitsstudie wird an 20 Patienten mit Zwangsstörungen in zwei Zentren, dem Baylor College of Medicine (BCM) und dem Massachusetts General Hospital (MGH), durchgeführt. Geeignete Probanden müssen ERP und mindestens zwei SRI-Studien nicht bestanden haben.

Die Studie wird ein MR-kompatibles transkraniales Gerät von Brainsonix (Pulsar 1002) verwenden, das einen luftunterstützten LIFU-Schallkopf mit einem einzigen Element und einem Durchmesser von 61 mm und einer Fokustiefe von entweder 65 mm oder 80 mm enthält und bei einer Grundfrequenz von 650 kHz arbeitet . Die Auswahl eines 65-mm- oder 80-mm-Schallkopfs (sowie eines 0- oder 5-Gelkissens) hängt von der Kopfgröße/Gehirnanatomie des einzelnen Patienten ab, um das VS optimal anzuvisieren. Der Wandler ist in einem Kopfhalter aus Kunststoff und einem Ultraschall-Gelkissen montiert. LIFU wird im Siemens Prisma 3T MR-Scanner verabreicht, um ein präzises Targeting des ventralen Striatum (VS) zu ermöglichen.

Jeder Proband erhält zwei Wochen lang 3 LIFUP-Sitzungen pro Woche (insgesamt = 6 bildgeführte Behandlungen). Die LIFU-Intensität liegt bei oder unter der FDA-Sicherheitsgrenze von 720 mW/cm^2 Ispta, was zu einer IRB/FDA-Bestimmung des nicht signifikanten Risikos (NSR) in unserer Studie über LIFU führte, die auf VS bei gesunden Probanden abzielt. Ergebnismaße umfassen Sicherheit (z. B. Vitalfunktionen, Meldung unerwünschter Ereignisse, Verträglichkeit usw.), standardisierte Symptomskalen (z. B. Änderung der YBOCS gegenüber dem Ausgangswert zur Beurteilung des Schweregrads der Zwangsstörung) sowie Ersatzmaße (z. B. Verhaltensaufgaben, die zentrale Konstrukte bewerten). zu Zwangsstörungen). Die Probanden werden 8 Wochen lang wöchentlich und dann monatlich für insgesamt 6 Monate klinisch bewertet. Zu Beginn und am Ende der zweiwöchigen Studie wird fMRT im Ruhezustand durchgeführt, um die durch die LIFU-Behandlung induzierten Veränderungen der funktionellen Konnektivität zu beurteilen.

Insgesamt 20 Beschallungen werden an einer Seite des Kopfes mit einer herabgesetzten (basierend auf dem FDA-Standard von 0,3 dB/cm-MHz) räumlichen Spitzenzeitdurchschnittsintensität (d. h. Ispta) von jeweils etwa 720 mW/cm2 verabreicht Dauer 30 s, getrennt durch 30 s Pausenintervalle. Somit beträgt die Gesamtdauer der Beschallung 10 Minuten, die gleiche wie in unserer Studie von VS LIFU bei gesunden Probanden. Die Beschallung wird innerhalb eines 3T-Siemens-Prisma-Scanners durchgeführt. Während der Beschallung verwenden die Ermittler die 20-Kanal-Kopfspule, da die 32- oder 64-Kanal-Spule nicht genügend Platz für den Schallkopf bietet.

Sobald der Patient in die MR-Suite gebracht wurde, werden die Untersucher eine Ausgangs-BOLD-MRT im Ruhezustand ohne den Schallkopf in der Spule aufnehmen. Dann wird der Teilnehmer aus dem Scanner herausgenommen, und der Wandler wird manuell platziert und an einer Seite des Kopfes des Patienten über der Ausdünnung des Schläfenbeins befestigt. Unter Verwendung einer T1-MPRAGE mit geringerer Auflösung/schnellerer Erfassung in einer 3D-MPR-Ansicht navigieren die Untersucher zur Mitte des Schallkopfs in einem der Fenster (sagittal). Dann bewegen die Untersucher sowohl in der koronalen als auch in der axialen Ansicht die Achsen so, dass eine parallel zur Vorderseite des Schallkopfs und die andere Achse senkrecht dazu positioniert ist. Die Ermittler verfolgen dann die Bahn der beiden senkrechten Achsen bis zur entsprechenden Fokustiefe. Die Ermittler werden dann feststellen, ob die Ermittler am Ziel sind oder nicht, schätzen, wie viel angepasst werden muss, falls erforderlich, ziehen das Subjekt heraus, passen es nach Bedarf an und wiederholen den Vorgang. Sobald die Ermittler zufrieden sind, dass die Positionierung zufriedenstellend ist, werden die Ermittler mit einer Pilotstimulation fortfahren, die von zwei ASL-Perfusions-MRT-Scans zu Beginn und nach der Stimulation und BOLD fMRI mit gleichzeitiger LIFU-Stimulation überspannt wird. Dann wird das Subjekt erneut aus dem Scanner entfernt, der Schallkopf wird entfernt und es werden fMRT im Ruhezustand nach der Stimulation, hochauflösende anatomische Scans (zur Bildregistrierung) und Diffusions-MRT gesammelt. Die LIFUP-Installation umfasst einen 10-MHz-Tiefpassfilter zur Begrenzung von HF-Störungen.

Zusammenfassend wird die gesamte Folge von 20 Beschallungen, die jeweils 30 Sekunden dauern, getrennt durch 30-sekündige Pausenintervalle, über 20 Minuten für eine Gesamtdauer der Beschallung von 10 Minuten verabreicht. Während der gesamten Zeit verbleibt ein Arzt im MR-Raum. Das Subjekt erhält einen Quetschballschalter für den Notfall, und die Ermittler werden zwischen den Scans regelmäßig mit dem Subjekt kommunizieren. Das Subjekt bleibt nach der Behandlung mindestens 30 Minuten in der Klinik. Vitalfunktionen, unerwünschte Ereignisse und Selbstberichte zu Stimmung und Angst werden aufgezeichnet.

Das Massachusetts General Hospital wird für seinen Teil dieser Studie die lokale IRB-Zulassung erhalten