Estimulación cerebral profunda adaptativa de fase II para el trastorno obsesivo-compulsivo

INSCRIPCIÓN: Un sujeto se considera inscrito al firmar el consentimiento informado y se considera elegible para ser evaluado por el investigador. El proceso de consentimiento informado puede incluir conversaciones con la familia del paciente y el médico remitente. Los registros médicos que se puedan obtener se revisarán cuidadosamente para determinar la idoneidad de los tratamientos anteriores, incluida la terapia conductual cognitiva (CBT).

Se asignará un número de identificación de sujeto a cada sujeto que firme el consentimiento. Este número se usará para identificar al sujeto y debe usarse en toda la documentación del estudio relacionada con ese sujeto durante todo el estudio.

SELECCIÓN: Los sujetos potenciales que cumplan con los criterios de inclusión/exclusión y estén dispuestos a participar en el estudio, según se demuestre mediante la firma del consentimiento informado, se inscribirán en el estudio y se someterán a 2 visitas de selección (Visita 1 y Visita 2) espaciadas durante un período aproximado de 1 mes. Se completan las calificaciones de diagnóstico y detección, seguidas de evaluaciones médicas, neurológicas y neuroquirúrgicas completas. La selección final de candidatos se realizará por consenso del equipo multidisciplinario de investigadores (Comité Asesor del Proyecto).

Métodos de neuroimagen:

El Core for Advanced MR Imaging (CAMRI) es un recurso de última generación que alberga 3 sistemas de resonancia magnética de última generación para la comunidad de investigación de Houston, ubicado en el campus principal de BCM. CAMRI realizará las exploraciones de resonancia magnética 3T de investigación, que se recopilarán en todos los sujetos (DBS y control) utilizando el escáner Prisma para mantener la coherencia. Todos los sujetos serán acompañados a CAMRI por el equipo de estudio.

Los sujetos implantados con DBS se someterán a dos resonancias magnéticas 3T antes de la cirugía (1 resonancia magnética de investigación en CAMRI y 1 resonancia magnética clínica en el centro médico Baylor St. Luke's (BSLMC). Los sujetos implantados con DBS tendrán menos de 4 escaneos de magnetoencefalografía (MEG) en total.

Los sujetos de control se someterán a una resonancia magnética 3T (resonancia magnética de investigación en CAMRI). Los sujetos de control también se someterán a 4 escaneos MEG.

TRATAMIENTO: A los sujetos elegibles para la implantación de DBS también se les realizará una resonancia magnética 3T prequirúrgica clínica adicional al inicio del estudio. Esta exploración se realizará en un escáner Philips en el Centro Médico Baylor St. Luke's (BSLMC). Esta exploración es necesaria para descartar potencialmente a las personas que presenten anomalías cerebrales que no serían compatibles con la cirugía (p. ej., defectos congénitos, falta de correlatos anatómicos normales) y para ayudar con la planificación quirúrgica.

Todos los Sujetos (DBS y control) también se someterán a escaneos MEG. Esto también es necesario como una evaluación de referencia, ya que las exploraciones MEG también se realizarán después de la implantación a las 2 semanas, 6 meses y 12 meses en un escáner MEG en el Texas Childrens Hospital en el Houston Medical Center.

También se realizarán radiografías de tórax y electrocardiogramas en sujetos con TOC elegibles para DBS.

Los sujetos no implantados de la misma edad/género servirán como controles. Se someterán a una resonancia magnética 3T de 1 investigación y 4 exploraciones MEG utilizando el mismo protocolo de imágenes y en los mismos puntos de tiempo que los sujetos con implante de OCD para controlar los efectos que no son DBS en rs-fc.

1. A menos que se recopile antes del día de la cirugía, se realizará una TC de la cabeza en la mañana de la cirugía para la planificación estereotáctica.
2. Empleando anestesia local (con o sin sedación según lo indicado clínicamente), se colocará un marco de cabeza estereotáctico (Leksell Model G, Elekta Instruments, Atlanta, GA, EE. UU.) en el cráneo de los sujetos la mañana de la cirugía en el quirófano.
3. Se realizará una imagen volumétrica 3D (O-Arm 2, Medtronic Inc, Boulder, CO, EE. UU.) con el fin de definir el espacio de cabeza estereotáctico volumétrico.
4. Las imágenes se cargarán en una estación de trabajo informática (Stealth S7, Medtronic, Inc., Boulder, CO, EE. UU.) equipada con un software de planificación estereotáctica (Cranial 3.0) con el fin de planificar la cirugía. La resonancia magnética 3T preoperatoria obtenida antes de la fecha quirúrgica se fusionará con la tomografía computarizada en la estación de planificación quirúrgica. El punto de destino inicial dentro del cuerpo estriado ventral se elegirá en función de la anatomía específica de los sujetos. También se planificará el trayecto quirúrgico hasta este punto para evitar los vasos prominentes, los surcos y los ventrículos. La computadora generará las coordenadas X, Y y Z para establecer en el marco, así como los ángulos de aproximación coronal y sagital necesarios para establecer la trayectoria deseada y el punto objetivo. Este punto objetivo inicial será modificado por la anatomía específica de los sujetos según lo determinado por las exploraciones 3T preoperatorias. Las coordenadas finales del objetivo se determinarán durante este análisis.
5. Mientras el cirujano planifica el procedimiento, el sujeto se colocará en decúbito supino sobre la mesa de operaciones. Se insertará un catéter de Foley. Se administrarán antibióticos por vía intravenosa y se controlarán los signos vitales. El marco de la cabeza estereotáctica se fijará a la mesa de operaciones para la seguridad del sujeto, con la cabeza elevada para la comodidad del sujeto. Se realizará una preparación y un paño estériles.
6. Las coordenadas del objetivo se establecerán en el marco estereotáctico llevando el punto del objetivo al centro del arco operativo. Se administrará anestesia local adicional en el punto de la incisión. Después de la incisión, se hará un agujero de trepanación de 14 mm empleando un perforador autoblocante. La tapa del agujero de trepanación provista con el cable DBS se asegurará al cráneo con dos tornillos. La dura será coagulada y cortada. La superficie pial se coagulará suavemente y se realizará una pequeña incisión para permitir la entrada fácil de las guías de electrodos, que se insertarán en el cerebro de acuerdo con el protocolo estereotáctico estándar.
7. Una vez realizados los ajustes anteriores, se insertará el electrodo cuadripolar DBS (modelo 3387; Medtronic Inc., Minneapolis, MN, EE. UU.) a través del tubo guía hasta el punto objetivo. Se unirán retículas al marco y se emplearán imágenes intraoperatorias para confirmar que la punta del cable está colocada en el objetivo y evaluar la presencia de hemorragia intracerebral. Se retirará la sedación. Se conectará un cable de extensión al cable de forma estéril y el otro extremo se pasará fuera del campo para conectarlo a un generador de impulsos externo para que se pueda realizar la estimulación de prueba. La estimulación de prueba se realizará a través de cada contacto para 1) evaluar los efectos secundarios inducidos por la estimulación y 2) controlar los cambios agudos en el comportamiento utilizando una escala tipo Likert para evaluar la ansiedad, la excitación y el estado de ánimo. Se grabarán en video las pruebas conductuales intraoperatorias de estimulación.
8. Fase II adición de ECoG. Para lograr una cobertura óptima de la región de la corteza orbitofrontal (OFC), los investigadores colocarán un electrodo de tira cortical subdural sobre esta región de la corteza. Existe un precedente bien establecido para el uso de electrodos de tira sobre la superficie cortical de la OFC, tanto en entornos clínicos subagudos (<1 mes) como crónicos (años/permanentes). Los electrodos de tira OFC se han colocado comúnmente a través de un agujero de trepanación en la región frontal inferior para el control de la epilepsia. Los electrodos utilizados en estas aplicaciones suelen ser de 4 a 8 contactos, separados por 1 cm. Por lo general, se trata de ubicaciones subagudas que duran días o semanas, y esta práctica ha sido común en los EE. UU. y el mundo durante décadas. Los electrodos de tira que cubren OFC también se han utilizado como implantes permanentes en el sistema de neuroestimulación sensible (RNS), que está aprobado por la FDA y es el estándar clínico de atención para el tratamiento de la epilepsia médicamente refractaria. Los electrodos de tira utilizados en este caso son 4 contactos separados por 1 cm. En comunicaciones con el fabricante del dispositivo RNS, los investigadores estiman que se han colocado cientos de esos electrodos en pacientes en este país. Nuestro procedimiento de colocación será muy similar al utilizado para los electrodos de tira RNS OFC. Los investigadores utilizarán el cable de paleta cuadripolar subdural 09130, que también tiene 4 contactos separados por 1 cm. Los investigadores crearán un agujero de trepanación en la región frontal inferior. Los investigadores utilizarán la navegación sin marco estándar para elegir una ubicación del orificio de trepanación que facilite una línea de visión directa a lo largo del piso horizontal de la fosa craneal anterior dentro de la cual se encuentra la región OFC. Los investigadores harán una incisión cosméticamente aceptable de aproximadamente el mismo tamaño que la utilizada para el cable DBS tradicional. Los investigadores usarán cauterización monopolar para profundizar la incisión más allá del músculo temporal y crear un agujero de trepanación de tamaño estándar. Los investigadores abrirán la duramadre y visualizarán el lóbulo frontal inferior y el piso de la fosa craneal anterior. Bajo visión directa, los investigadores colocarán la tira de electrodos mediante irrigación para permitir una colocación suave, prestando especial atención a no dañar la vasculatura cortical. Los puentes entre las venas de la duramadre y la corteza son extremadamente raros en esta región, lo que aumenta el perfil de seguridad del procedimiento. Una vez que el electrodo esté en su lugar, los investigadores suturarán su cola a la duramadre en el agujero de trepanación para proporcionar un punto de anclaje. Luego, los investigadores usarán una pequeña placa de metal para fijar la cola del electrodo a la parte externa del cráneo cerca del orificio de trepanación para anclar aún más el electrodo. Los investigadores utilizarán un pequeño tramo de tubo de plástico disponible en el kit de electrodos como amortiguador alrededor de la cola del electrodo en este punto de fijación para evitar daños mecánicos crónicos en la cola del electrodo por el contacto con la placa. Los investigadores colocan pegamento de fibrina dentro del agujero de trepanación para evitar la fuga de líquido cefalorraquídeo. Los investigadores cerrarán el músculo con suturas solubles, harán un túnel en la cola hasta el orificio de trepanación del cable DBS y cerrarán la incisión de la manera estándar. Desde el sitio del orificio de rebaba del cable DBS, las dos colas de los electrodos (una para el cable DBS y la otra para el electrodo de tira OFC) se canalizarán hacia el sitio ipsolateral del GII de manera estándar.
9. Se pueden realizar imágenes de rayos X intraoperatorias según sea necesario (hasta 4 veces por lado) para garantizar que se haya alcanzado el objetivo adecuado.
10. Se realizará una exploración volumétrica 3D posterior a la implantación para confirmar la posición del electrodo.
11. Se realizarán los pasos 5 a 9 anteriores para insertar el segundo cable DBS y la pala ECoG en el otro hemisferio para completar la implantación de todos los electrodos.
12. Si no hay efectos secundarios insostenibles, los cables se asegurarán al cráneo con las tapas de los orificios de trepanación. El extremo libre de los cables se dejará en el espacio subgaleal y las incisiones se cerrarán en planos anatómicos.
13. Se quitará el marco de la cabeza y se inducirá la anestesia general. A continuación, se implantarán dos generadores de pulsos Olympus RC+S en la región subclavicular y se conectarán a los cables corticales y del cerebro profundo a través de cables de extensión (dos IPG, cada uno de los cuales controlará un cable cortical y otro subcortical).
14. Se realizará una tomografía computarizada posoperatoria antes del alta para garantizar que no haya ocurrido una hemorragia intracerebral.
15. El sujeto será llevado a la Sala de Recuperación oa la UCI de Neurocirugía para el control posoperatorio (Ver más abajo) y será dado de alta del hospital después de al menos una noche de observación y cuando esté clínicamente estable. Se puede ejecutar un panel metabólico básico (BMP) en el sujeto para confirmar que es clínicamente estable.
16. El sujeto regresará a la clínica de neurocirugía (Visita 4) para evaluación postoperatoria de acuerdo con la práctica clínica normal (aproximadamente 1 semana después de la cirugía). Se inspeccionarán las heridas y se evaluará el estado neurológico de los sujetos. Se quitarán las suturas.

Programación DBS:

Inicialmente, se realizará un estudio monopolar con una frecuencia establecida en 150 Hz y un ancho de pulso de 90 microsegundos. Se usará una amplitud de corriente constante y se incrementará en forma escalonada según se tolere y sin exceder los límites superiores de densidad de corriente. El ajuste de corriente constante es particularmente útil en las primeras semanas o meses después de la cirugía cuando las impedancias todavía están cambiando. Para provocar una respuesta de júbilo, la amplitud debe volver a 0 microamperios durante unos 30 segundos antes de probar el siguiente incremento. Por ejemplo, si 2mA, C+1, 90useg, 150Hz no es efectivo, la amplitud se reduce a 0mA durante 30 segundos y luego aumenta rápidamente a 4mA, C+1-, 90usec, 150Hz. El arranque suave debe desactivarse. Los ajustes bipolares también se probarán y deberán usarse durante la rsfMRI. Los parámetros de DBS se optimizarán/ajustarán en función de la evaluación clínica del estado de ánimo y la ansiedad y para minimizar los efectos secundarios. Los siguientes efectos observados se registrarán a través de una escala utilizada en un estudio anterior: expresión facial, nerviosismo, estado de alerta y afecto positivo o negativo. La expresión facial se medirá mediante el sistema AFAR. AFAR medirá la intensidad y velocidad máximas de la respuesta de la sonrisa en unidades de acción. Los rostros de los participantes se grabarán en video a medida que aumenta su estimulación para provocar la respuesta de alegría. Se registrarán los cambios en la expresión facial utilizando los músculos faciales orbicularis oris (músculo que rodea la boca) zygomaticus (músculos mayor y menor del ángulo de la boca). Esta información se utilizará para entrenar a un clasificador para que reconozca que la intensidad de la estimulación es demasiado grande. Los investigadores también pedirán al sujeto un autoinforme sobre los cambios en el estado de ánimo, la ansiedad, la energía y los efectos secundarios.