DBS-Bildgebungsbasierte vs. Schwellenwertbewertungsbasierte Programmierung (DBS-ITAP)

Begründung:

Die tiefe Hirnstimulation (DBS) des Nucleus subthalamicus (STN) ist eine etablierte Behandlung zur Beeinträchtigung der motorischen Symptome der Parkinson-Krankheit (PD). Die richtige Programmierung der DBS-Einstellungen zur Bereitstellung einer optimalen Stimulation innerhalb der Zielregion ist entscheidend für ein erfolgreiches klinisches Ergebnis. Bisher basiert die Programmierung der DBS-Einstellungen auf der Auswahl von Kontaktpunkten und Stimulationsparametern mit standardisierten Schwellenbewertungen: Für jeden Kontaktpunkt wird der Strom in kleinen Schritten erhöht und bei jedem Kontaktpunkt werden die Schwere der motorischen Symptome und mögliche Nebenwirkungen bewertet Schritt. Dieser Prozess ist aufgrund der Vielzahl möglicher Parameterkombinationen anspruchsvoll und zeitaufwändig. Darüber hinaus müssen individuelle Unterschiede in der Anatomie des Patienten, der Platzierung von DBS-Elektroden und dem Auftreten von Nebenwirkungen berücksichtigt werden. Dies führt zu langen Programmiersitzungen, die für die Patienten ermüdend sein können und aufgrund von Müdigkeit häufig zu nicht eindeutigen Ergebnissen führen. Bildgebende Verfahren wurden im Laufe der Jahre stark verbessert und könnten für die Programmierung von DBS-Einstellungen basierend auf der patientenspezifischen Anatomie nützlich sein.

Zielsetzung:

Das Ziel dieser Studie besteht darin, festzustellen, ob die bildgebende DBS-Programmierung zur Behandlung motorischer Parkinson-Symptome bei STN-DBS der aktuellen Standardpraxis der auf klinischer Schwellenwertbeurteilung basierenden DBS-Programmierung nicht unterlegen ist.

Studiendesign:

Bei der Studie handelt es sich um eine prospektive, randomisierte, offene klinische Studie mit verblindetem Endpunkt (PROBE-Design) an einem einzigen Zentrum. Nach der Operation zur DBS-Implantation werden insgesamt 132 Patienten im Verhältnis 1:1 randomisiert einer anfänglichen bildgebungsbasierten DBS-Programmierung (Bildgebungsgruppe) oder einer DBS-Programmierung basierend auf einer anfänglichen Schwellenbewertung (Schwellengruppe) zugeteilt. Die Nachuntersuchung dauert sechs Monate und besteht aus drei Studienbesuchen.

Studienpopulation:

Patienten sind für die Studie geeignet, wenn sie an der Amsterdam UMC eine bilaterale STN-DBS wegen motorischer Parkinson-Symptome erhalten.

Interventionen:

In beiden Gruppen (d. h. Bildgebung und Schwelle) beginnt die DBS-Programmierung zwei bis drei Wochen nach der DBS-Operation. Für die DBS-Programmierung werden Patienten einen Tag lang im Krankenhaus aufgenommen, während sie keine Parkinson-Medikamente einnehmen.

Bildgebungsgruppe:

Durch den Einsatz bildgebender Verfahren sind Forscher in der Lage, die Position der DBS-Elektrode innerhalb der segmentierten Anatomie des Individuums und das Volumen des aktivierten Gewebes (VTA; d. h. das in einer Isofläche der Aktivierungsfunktion eingeschlossene Gewebe) zu visualisieren. Dies könnte möglicherweise dazu führen Verbesserung der Programmierung der Stimulationsparameter und -ergebnisse. Hierzu wird der postoperative CT-Scan verwendet, um die DBS-Ableitungen zu lokalisieren, und die umliegenden anatomischen Strukturen werden mit dem präoperativen MRT-Scan des Patienten rekonstruiert. Basierend auf der patientenspezifischen Anatomie können die DBS-Einstellungen (geeignete Kontakte, Amplitude und Impulsbreite) bestimmt werden, die den idealen VTA innerhalb des Ziels erzeugen und die Stimulation der umgebenden Strukturen minimieren. Diese Einstellungen können dann als Ausgangspunkt für die Programmierung der Stimulationsparameter verwendet werden.

Schwellengruppe:

Jede DBS-Elektrode verfügt nahe der Spitze über vier bis 16 Kontaktpunkte, von denen aus elektrischer Strom abgegeben werden kann. Bei der Programmierung von DBS werden der für die Stimulation verwendete Kontaktpunkt oder die Kombination von Kontaktpunkten und die optimalen elektrischen Stimulationsparameter ausgewählt. Zwei bis drei Wochen nach der Operation schaltet der Arzt das DBS ein. Zu diesem Zweck wird der Patient ins Krankenhaus eingeliefert und für jeden Kontaktpunkt eine erste Schwellenbewertung durchgeführt. Ein entscheidender Schritt in diesem Prozess besteht darin, für jeden einzelnen Kontaktpunkt die Strommenge zu bestimmen, die zur Erzielung einer symptomatischen Verbesserung erforderlich ist, und die Strommenge, die nachteilige Auswirkungen hervorruft. Um diese Schwellenwerte zu bestimmen, wird der Strom nacheinander für jeden Kontaktpunkt in Schritten von 0,5 Milliampere (mA) von 0 auf etwa 5,0 mA erhöht, und bei jedem Schritt werden die Schwere der Parkinson-Symptome und mögliche Nebenwirkungen bewertet. Für diese Schwellenbewertung müssen die Patienten keine Parkinson-Medikamente mehr einnehmen (OFF-Drug-Phase). Basierend auf den Schwellenwerten werden die aktiven Kontaktpunkte und Stimulationsparameter ausgewählt. Der DBS-Strom wird in der Regel schrittweise über Wochen bis Monate mit entsprechenden Anpassungen der pharmakologischen Behandlung erhöht. Bei Patienten mit beidseitigem DBS und vier Kontaktpunkten an jeder Elektrode dauert die Schwellenwertbestimmung etwa drei Stunden.

Es besteht eine Chance von 50 %, dass der Patient in die anfängliche bildgebungsbasierte DBS-Programmierung (d. h. Bildgebungsgruppe) randomisiert wird. Der erwartete Vorteil für diese Gruppe besteht darin, dass sie die Schwellenwertbeurteilung nicht benötigen und daher aufgrund weniger Krankenhausbesuche für die Programmierung eine geringere Belastung haben. Mit der Teilnahme an dieser Studie sind keine zusätzlichen Risiken verbunden. Wenn die Stimulationsparameter, die nur mit bildgebungsbasierter Programmierung ermittelt wurden, in der Bildgebungsgruppe keine ausreichende Wirkung erzielen, können die medizinischen Fachkräfte die Schwellenwertbeurteilung für diese Patienten durchführen.

Auswirkungen:

Die Ergebnisse der Studie können durchaus dazu beitragen, die Belastung durch die DBS-Behandlung zu verringern. Wenn die bildgebende Programmierung der auf der Schwellenwertbeurteilung basierenden Programmierung nicht unterlegen ist, kann dies zu effizienteren Programmiersitzungen mit kürzerer Programmierzeit (geringerer Einsatz von Gesundheitsressourcen) und weniger Beschwerden für die Patienten führen.