Vim DBS:n hoitamien ET-potilaiden neurofysiologinen arviointi

Essentiaalinen vapina (ET) on krooninen, etenevä neurologinen sairaus, jolle on ominaista symmetrinen 4-12 Hz:n kineettinen vapina, joka vaikuttaa jatkuvasti käsiin ja käsivarsiin. Vapina voi koskea myös kaulaa, alaraajoja, ääntä, suuta, kieltä tai muita kehon alueita. ET on yksi yleisimmistä liikehäiriöistä, ja sen esiintyvyyden arvioidaan olevan 0,9 % maailman väestöstä. Vaikka vapina voi olla lievästi vammauttavaa taudin alussa, useimmat potilaat kokevat vapinansa pahenevan ajan myötä. Lopulta taudin eteneminen voi johtaa vakavaan vammaan, mikä vaikuttaa potilaan työkykyyn ja vaikeimmissa tapauksissa päivittäiseen elämään. Vaikka ET on usein heikentävä sairaus, vammaisille potilaille on edelleen vähän hoitovaihtoehtoja. Useita kirurgisia toimenpiteitä on arvioitu ET:ssä, mukaan lukien thalamic Ventral intermediate nucleus (Vim) syväaivostimulaatio (DBS) tai takaosan subtalamuksen alueella, kirurginen talamotomia, Gamma-veitsi tai viime aikoina MRI-ohjattu fokusoitu ultraäänitalamotomia. Vaikka Gamma-veitsi ja fokusoitu ultraäänitalamotomia voivat olla turvallisempia kraniotomian puuttumisen vuoksi, Vim-DBS on tällä hetkellä viitehoito ja lääketieteellisesti tulenkestävän ET:n eniten käytetty menetelmä.

Vim-DBS:n varhaisten sivuvaikutusten, kuten verenvuotojen, iskeemisten ja tarttuvien komplikaatioiden, jotka ilmenevät välittömästi elektrodien implantoinnin jälkeen, lisäksi myöhäiset sivuvaikutukset, kuten pikkuaivojen oireet, kuten kävely tai yläraajojen pikkuaivojen ataksia, parestesia, dysartria, dysfagia ja kognitiiviset vaikeudet ovat melko yleisiä. Nämä stimulaation pitkäaikaiset seuraukset voivat vaikuttaa dramaattisesti ET-potilaiden elämänlaatuun vuosia leikkauksen jälkeen ja lieventää tämän toimenpiteen etuja. Kävelyataksia huomioon ottaen on raportoitu, että tämä komplikaatio voi vaikuttaa jopa 37 %:iin ET-potilaista Vim-DBS-leikkauksen jälkeen ja näyttää esiintyvän useammin potilailla, joilla oli ennen leikkausta kävelyvamma, sairauden vakavuus, vanhempi ikä ja kun DBS. suoritettiin kahdenvälisesti. Yläraajojen ataksia on myös yleinen, ja sille on ominaista aikomustavapinan esiintyminen tai paradoksaalinen paheneminen yhdessä asynergian, dyskronometrian ja dysdiadokokinesian kanssa. On osoitettu, että tämä jälkimmäinen voidaan indusoida ylikynnyksen stimulaatiolla.

Yksi Vim-DBS:n tärkeimmistä eduista kirurgiseen talamotomiaan verrattuna on edelleen sen kyky mukauttaa tasaisesti elektrodien toimittamaa virtaa muuttamalla stimulaatioparametreja. Perinteisellä implantoitavalla pulssigeneraattorilla (IPG) on mahdollista muokata stimulaatiotilaa (monopolaarinen tai bipolaarinen stimulaatio), amplitudia, taajuutta ja pulssin leveyttä sekä muokata virtaa antavien elektrodien koskettimia. Huolimatta siitä, että DBS on laajalti saatavilla oleva hoitomuoto maailmanlaajuisesti ja se on osa lääketieteellisesti refraktorisen vapinan rutiinihoitoa, vain harvat tutkimukset ovat arvioineet vaihtelevien DBS-asetusten vaikutuksia pikkuaivojen oireisiin, joita esiintyy ET:stä kärsivillä ja Vimissä stimuloituneilla potilailla. On raportoitu, että vapina reagoi parhaiten amplitudiin, jota yleensä lisätään, kunnes vapina on hävinnyt täydellisesti. Stimulaatiopulssin leveyden lisääminen tuottaa samanlaisen kliinisen vaikutuksen ja voi auttaa lievittämään vapinaa. Mielenkiintoista on, että hiljattain on osoitettu, että pulssin leveyden pienentäminen voi parantaa kävelyhäiriöitä, laajentaa terapeuttista ikkunaa ja vähentää DBS:n aiheuttamia sivuvaikutuksia. Tätä kliinistä löytöä tukee Vim DBS:n kliinisen vasteen taustalla olevan hermosoluverkoston äskettäinen dissektio, joka viittaa siihen, että vapina voi johtua dentato-rubro-talamuksen stimulaatiosta, kun taas pikkuaivo-rubron stimulaatio voi edistää kävelyä ja raajojen ataksiaa. -spinaalinen ja rubro-olivo-pikkuaivotie tarkoittaa mahdollisuutta korjata näitä sivuvaikutuksia optimoimalla DBS-parametrit tarkasti.

Erityyppisten parametrien kliinisistä vaikutuksista stimulaatiotaajuus on varmasti ollut vähemmän laajasti tutkittu ET:ssä. Tämä on ensi silmäyksellä varsin yllättävää, kun otetaan huomioon, että subtalamisen tuman (STN) stimulaatiotaajuuden vähentäminen on arvokas terapeuttinen vaihtoehto Parkinsonin taudissa erityisesti potilaille, joilla on dopa-refraktorisia oireita, kuten kävelyn jäätymistä tai puheen heikkenemistä. Alhaisemman taajuuden stimulaatio on myös osoittautunut hyödylliseksi joillekin dystoniasta kärsiville potilaille, ja on ehdotettu, että tämä jatkuva kliininen parannus saavutettiin välttämällä sivuvaikutuksista vastuussa olevan rakenteen stimulaatiota.

Vertailun vuoksi hyvin pieni määrä tutkimuksia on keskittynyt matalataajuisen stimulaation seurauksiin vapinassa. Huomionarvoista on se tosiasia, että useimmat heistä ovat huomauttaneet, että vapinan vaimennus saavutettiin paremmin noin 100 Hz:n taajuudella, mutta vain vähän todisteita pienestä lisäterapeuttisesta vaikutuksesta yli 130 Hz:n taajuuksilla. Sitä vastoin 50 Hz tai sitä alhaisempi taajuus ei näytä tukahduttavan vapinaa ja saattaa jopa pahentaa sitä tai aiheuttaa myoklonisia nykäyksiä. Näiden kliinisten löydösten perusteella on tällä hetkellä sallittua aloittaa stimulaatio 130 Hz:n taajuudella ja nostaa se 180 Hz:iin, jos terapeuttinen vaikutus vapinaan pysyy epätyydyttävänä huolimatta samanaikaisesta suuresta amplitudista ja suuresta pulssin leveydestä. Äskettäinen pieni tapaussarja on mielenkiintoisella tavalla osoittanut, että joidenkin potilaiden, joilla oli tasapainohäiriö vuosia Vim DBS -leikkauksen jälkeen, ongelmat paranivat, kun stimulaatiotaajuus laskettiin 130 Hz:iin. Lisäksi on olemassa todisteita siitä, että lyhyen pulssinleveyden stimulaation tavoin taajuuden vähentäminen 100 Hz:iin voi auttaa optimoimaan asento- tai aikomustapinaa ja DBS-sivuvaikutusten hallintaa laajentamalla terapeuttista ikkunaa. Yhdessä nämä havainnot viittaavat siihen, että lyhyemmän pulssin leveyden tavoin alhaisempi stimulaatiotaajuus voisi olla mielenkiintoinen terapeuttinen lähestymistapa ET-potilaille, jotka kärsivät Vim-DBS:n edistämästä tasapainohäiriöstä tai yläraajojen ataksiasta. Koska kaikki edellä mainitut tutkimukset olivat kuitenkin sokkoutumattomia ja satunnaistettuja, tällaista strategiaa tukeva näyttö on edelleen heikko. Mikään näistä töistä ei myöskään ole pyrkinyt arvioimaan DBS-taajuuden pienenemisen vaikutusta kävelyyn ja tasapainoon, ei käyttämällä kliinisiä testejä tai käyttämällä kvantitatiivisia mittauksia, kuten 3D-liikeanalyysiä tai tietokoneistettua asennon arviointia.

Näistä syistä tämän tutkimuksen tavoitteena on tutkia Vim-DBS-taajuuden vaihtelun vaikutusta pikkuaivojen ominaisuuksiin, mukaan lukien kävelyyn ja yläraajojen ataksiaan ET:ssä käyttämällä ei-invasiivisia kvantitatiivisia fysiologisia työkaluja, nimittäin tietokoneistettua spiraalitestianalyysiä, 3D-infrapunaa. kävelyn liikeanalyysi, tasapainomittaus voimahäiriöiden analyysiin ja okulografiaan.

Mukaan otetaan potilaat, joilla on ET:tä hoidettu Vim-DBS-stimulaatiolla yli 3 kuukauden ajan ja joita seurasi National Hospital of Neurology and Neurosurgery, University College London Hospital, Lontoo, Yhdistynyt kuningaskunta.

Toimenpiteeseen liittyen tutkijat arvioivat ensin terapeuttisen ikkunan arvioimalla terapeuttiset ja sivuvaikutusten kynnykset kolmelle eri taajuudelle (80 Hz - 130 Hz - 180 Hz). Lisäksi tutkijat analysoivat myöhemmin tasapainoa ja kävelyä käyttämällä 3D-liikeanalyysijärjestelmää, vapinaa tabletilla, joka on yhdistetty tietokoneistettuun spiraalianalyysiohjelmistoon, ja silmien liikkeitä käyttämällä silmäntutkimusta kolmelle eri asetukselle ja DBS:n ollessa pois päältä.

Lopulta tutkijat paikantavat elektrodien sijainnin ja mallintavat kudostilavuuden käyttämällä DBS-suunnitteluohjelmistoa Guide-XT® ja leikkausta edeltävää ja postoperatiivista aivojen magneettikuvausta.