Dynaaminen valonsironnan silmämittaus dementian havaitsemisessa (DLS)

1. Tutkimuksen tyyppi

   Tämä on kliininen ihmistutkimus, jossa tehdään noninvasiivinen mittaus potilaan silmästä sen määrittämiseksi, onko mittauksissa kvantitatiivisia eroja potilaiden välillä, joilla on ja joilla ei ole dementiadiagnoosia.

   Tämä tutkimus ei ole liittovaltion rahoittama eikä liittovaltion valvonnan alainen.

2. Tutkimuksen tarkoitus ja tavoite

   Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, onko dynaamisella valonsirontaspektroskopialla, joka tunnetaan myös nimellä laservalonsirontaspektroskopia, tai fotonikorrelaatiospektroskopialla, ei-invasiivisella kvantitatiivisella tekniikalla, käyttöä dementian diagnosoinnissa. Tavoitteena on selvittää, mitkä dementiatyypit ja missä vaiheissa ne voidaan havaita tehokkaimmin.

3. Tutkimuksen tausta

Tutkimuksen perustelut

Dementia on yleinen sairastuvuuden ja kuolleisuuden syy. Se johtuu aivojen fyysisistä muutoksista, jotka aiheuttavat henkisten kykyjen ja muistin menetystä, jotka vaikuttavat päivittäiseen elämään. Dementiatyyppejä ovat: Alzheimerin tauti, vaskulaarinen dementia, dementia Lewyn kappaleilla, sekamuotoinen dementia, Parkinsonin tauti, frontotemporaalinen dementia, Creutzfeldt-Jakobin tauti, normaalipaineinen vesipää, Huntingtonin tauti, Wernicke-Korsakoffin oireyhtymä jne.

Alzheimerin tauti on hitaasti etenevä aivosairaus, joka alkaa ennen oireiden ilmaantumista ja on noin 60-80 % dementiatapauksista. Lopullinen diagnoosi tehdään postuumisti, kun löydetään proteiinifragmentti beeta-amyloidiplakkeja ja tau-proteiinin kiertyneitä juosteita (taktumia), jotka aiheuttavat hermosolujen vaurioita ja kuolemaa.

Verisuonidementia, joka tunnettiin aiemmin nimellä aivohalvauksen jälkeinen tai usean infarktin aiheuttama dementia, diagnosoidaan vain noin 10 prosentissa dementiatapauksista. Lewyn kappaleiden kehittyminen aivokuoressa voi aiheuttaa dementiaa. Aggregaattikuvion tyyppi voi viitata Lewyn ruumiisiin liittyvään dementiaan tai Parkinsonin tautiin.

Useamman kuin yhden dementian aiheuttamia poikkeavuuksia voi esiintyä samanaikaisesti aivoissa, mikä aiheuttaa sekamuotoisen dementian. Parkinsonin taudissa alfa-synukleiinimöhkäleitä esiintyy yleensä syvällä aivojen alueella, jota kutsutaan substantia nigraksi, ja niiden uskotaan vaikuttavan dopamiinin tuotantoon.

Normaalipaineisessa vesipäässä nesteen epänormaali lisääntyminen aivoissa johtaa dementiaan. Tämä voidaan joskus korjata sijoittamalla aivoihin shuntti ylimääräisen nesteen poistamiseksi. Kaikissa frontotemporaalisen dementian tapauksissa ei ole havaittavissa selkeitä erottavia mikroskooppisia poikkeavuuksia.

Creutzfeldt-Jakobin tauti (hullun lehmän tauti) johtuu prionin aiheuttamasta infektiosta. Huntingtonin taudin aiheuttaa viallinen geeni kromosomissa 4. B-1-vitamiinin puutos (tiamiini), joka yleensä johtuu alkoholismista, on syy Wernicke-Korsakoffin oireyhtymään.

Dementian etiologian puuttuessa, kuten havaitaan Creutzfeldt-Jakobin taudissa, normaalipaineisessa vesipäässä, Huntingtonin taudissa, Wernicke-Korsakoffin oireyhtymässä, todellinen diagnoosi tehdään yleensä patologisesti, kun potilas on vanhentunut.

Viimeisten 15 vuoden aikana on tehty yli 500 kliinistä tutkimusta Alzheimerin taudin hoitoaineista, jotka on rekisteröity National Institute of Health -verkkosivustolle, Clinicaltrials.gov. Niissä kokeissa, joissa on raportoitu tulokset, epäonnistumisprosentti on ollut lähes 100 %. Vaikka useimmat tutkimukset kestävät tyypillisesti 1,5–3 vuotta, on arvioitu, että terapeuttisen toimenpiteen tehokkuudesta riippuen tutkimuksen keston tulisi olla 5–10 vuotta vaikutuksen havaitsemiseksi.

Siksi tarvitaan herkkä, määrällinen tekniikka, joka voi havaita näiden tilojen alkamisen tai varhaisen alkamisen ennen oireiden kehittymistä.

Verkkokalvo näkyy silmän sisällä ja koostuu 10 histologisesta kerroksesta. Verkkokalvon hermosäikekerros on aivojen jatke. Neurologisten vaurioiden varhainen havaitseminen mikroskooppisella tasolla, kun se on vielä mahdollisesti palautuva, on edellytys mahdollisten parannuskeinojen kehittymiselle. Hoidon tehokkuuden varhainen havaitseminen mahdollistaa parempia ja tehokkaampia hoitoja.

On osoitettu, että Alzheimerin tautia sairastavilla potilailla on verkkokalvon hermosäikekerroksen ja verkkokalvon gangliosolukerroksen ohenemista silmäkoherenssitomografialla (OCT) ja makulan ja peripapillaarialueiden läpi otetuilla mittauksilla. Tämä on yhdenmukainen histopatologisten tietojen kanssa. Verkkokalvon sisäisen ohenemisen on korreloitu sairauden vaikeusasteen kanssa. Tämä voi liittyä amyloidi-beetan esiintymiseen verkkokalvossa.

Verkkokalvon sisäistä ohenemista on havaittu muissa neurodegeneratiivisissa sairauksissa, mukaan lukien multippeliskleroosi, amyotrofinen lateraaliskleroosi, Lewyn kappaleiden dementia ja multippelijärjestelmän atrofia.

Verrattuna Alzheimerin taudissa havaittuun verkkokalvon sisäiseen ohenemiseen, fotoreseptorin ohenemista tai verkkokalvon ulkoisen ohenemista on havaittu frontotemporaalisessa rappeutumassa. Noin 30 prosentilla potilaista, joilla on alun perin diagnosoitu frontotemporaalinen rappeuma, diagnosoidaan myöhemmin Alzheimerin tauti ruumiinavauksessa.

Dynaaminen valonsironta (DLS) mittaa sironneen valon intensiteetin vaihteluita, jotka johtuvat lämpösatunnaisesta liikkeestä (Brownian liike). Sitä on käytetty ennustamaan kaihien kehittymistä kaneilla ja havaitsemaan kaihien muodostumista ja diabetes mellituksen kehittymistä ihmisillä. Tulokset osoittivat DLS:n hyödyn hienovaraisten muutosten kvantitoinnissa ei-invasiivisesti molekyylitasolla.

Verkkokalvon mittausten tekemiseen on kehitetty proof-of-concept-instrumentti. Järjestelmän optinen teho on alle ANSI Z136.1 -standardin suositteleman suurimman sallitun altistuksen. Käytetään vähimmäismäärää valoa, joka tarvitaan 5 sekunnin mittaukseen. Havaintojärjestelmä on liitetty tavalliseen kliiniseen silmänpohjakameraan. Intensiteettivaihteluista lasketaan keskiarvo 5 sekunnin ajalta ja kumulanttianalyysimenetelmää käytetään tuloksena olevan autokorrelaatiofunktion analysointiin.

17 potilasta testattiin tällä laitteella, eikä merkitsevää eroa havaittu vasemman ja oikean silmän välillä potilailla, joilla oli normaali silmätutkimus. Lisäksi 6 kuukauden ajanjakson tulokset eivät olleet merkittävästi erilaisia, mikä osoitti toistettavuuden.

Kyky havaita kvantitatiivisesti ja objektiivisesti molekyylimuutoksia, ennen kuin ne tulevat havaittaviksi tavanomaisilla kuvantamistekniikoilla, mahdollistaa sellaisten potilaiden varhaisen havaitsemisen ja seurannan, joilla on verkkokalvoon vaikuttavia sairauksia, kuten dementia.

Liite A

DLS-julkaisut

4. Osallistujan valinta

A. Sisällyttämis- ja poissulkemiskriteerit

Sisällytä:

Voidakseen osallistua tutkimukseen potilaiden tulee:

1. Sinulla on joko dokumentoitu dementiadiagnoosi tai ei aivoperäistä neurologista tilaa.
2. Sinulla ei ole silmän patologiaa, paitsi taittovirhe tai kaihi.
3. Olla yli 18-vuotias.
4. Ole lääketieteellisesti vakaa.

Rajoitukset:

1. Kaikkien potilaiden on kyettävä suorittamaan riittävä oftalminen arviointi ja testaus. Tämä sisältää kyvyn yhteistyöhön tutkimuksessa, riittävän kirkkaan väliaineen (sarveiskalvo, linssi, lasiainen) ja riittävän pupillien laajentumisen.
2. Potilaiden on kyettävä antamaan tietoinen suostumus.
3. Potilaat, jotka eivät ole lääketieteellisesti vakaat tai joilla saattaa olla merkittävä riski terveydelleen, eivät ole tukikelpoisia.

4. Hedelmällisessä iässä olevat naiset eivät saa olla raskaana tutkimushetkellä.

   B. Sukupuoli - ei rajoituksia. Hedelmällisessä iässä olevat naiset ovat tukikelpoisia, mutta he eivät saa olla raskaana hoidon aikana.

   C. Rotu/etninen alkuperä – ei rajoituksia.

   D. Haavoittuvat väestöryhmät - mikään haavoittuva väestö ei ole tukikelpoinen.

   E. Ikä- Alle 18-vuotiaita potilaita ei voida ottaa mukaan. 18-vuotiaille ja sitä vanhemmille ei ole ikärajoituksia.

   F. Ilmoittautuvien osallistujien kokonaismäärä: 50 25 potilasta, joilla on diagnosoitu dementia 25 samanikäistä potilasta, joilla ei ole aivopatologiaa

5. TUTKIMUSSUUNNITTELU / MENETELMÄ / MENETTELYT A. Yhteenveto tutkimussuunnittelusta

   Tämä on toimistopohjainen tutkimus. Potilaita, jotka tohtori Eber tai hänen työtoverinsa on lähettänyt tutkimukseen osallistumista varten, haastatellaan. Silmähistoria otetaan. Jos potilas on kelvollinen osallistumaan tutkimukseen, hänelle tehdään farmakologinen yhden silmän laajeneminen. Laajentuneen silmän valitsee potilas. Käytetään mydriaasin hoitoon käytettäviä tavallisia silmätippoja. Noin 10 - 15 minuutin kuluttua suoritetaan DLS-mittaus. Koko testin suorittamiseen kuluu arviolta 5 minuuttia. Potilaalle kerrotaan, että laajentuminen häviää noin 2-3 tunnissa.

   B. Mittausten suoritus

   Dynamic Light Scattering (DLS) -laite – Potilas kiinnittyy avautumattomalla silmällään ulkoiseen valoon. Tavallinen, kaupallisesti saatavilla oleva silmänpohjakamera on kohdistettu verkkokalvolle. DLS-valo on parfokaalinen silmänpohjakameran kanssa. DLS-operaattori (Dr. Weiss) painaa painiketta ja 5 sekunnin mittaus suoritetaan.

   C. Yleiset sivuvaikutukset

   Toimenpide sisältää tavanomaisten silmälääkkeiden antamisen pupillin laajentamiseksi. On hyvin pieni mahdollisuus, että tämä voi johtaa sulkukulmaglaukoomaan. Tämä on epätodennäköistä, eikä sitä ole nähty tohtori Weissin yli 30-vuotisen silmälääkärin uran aikana.

   D. Tietojen kerääminen ja käyttö:

   Potilaat antavat luvan käyttää lääketieteellisiä tietojaan omaan hoitoon ja kaikkiin toimenpiteitä ja tuloksia koskevaan julkaisuun, esittelyyn tai julkiseen viestintään. Ei-suorassa potilashoitoviestinnässä potilaan nimi ja yhteystiedot säilytetään luottamuksellisina eikä niitä luovuteta yksityisyyden suojaamiseksi. Lain niin vaatiessa osavaltion tai liittovaltion virastoille voidaan kuitenkin antaa pääsy koko nimeen, tietoihin, lääketieteellisiin asiakirjoihin ja tietoihin. Institutionaaliselle arviointilautakunnalle myönnetään pääsy tutkimuksen seurantaa varten.

6. Tutkimustulosten analyysi Tiedot kerätään ja analysoidaan niiden merkityksen suhteen. Käytetään vakiomuotoista tilastomenetelmää.

   V. Tietojen säilytys Tiedot tallennetaan paperitiedostoihin, ja ne ovat tri Weissin, hänen henkilöstönsä ja työtovereidensa käytettävissä. Näitä säilytetään tavalliseen tapaan kuten muitakin lääketieteellisiä asiakirjoja ja lain edellyttämän ajan.

   B. Tietojen luottamuksellisuus Kaikki tiedot säilytetään luottamuksellisesti samalla tavalla kuin muut lääketieteelliset tiedot ja tietueet.

7. Riski-hyötyarvio Riskit ja epämukavuudet katsotaan "minimaalisiksi riskeiksi". Pupillien laajentuminen on normaali osa normaalia silmätutkimusta. Mittausvalo on paljon heikompi kuin tavallisessa silmätutkimuksessa käytetyt valot.

   A. Haittatapahtumat Kaikki haittatapahtumat (AE) tai vakavat haittatapahtumat (SAE) hallitsevat tohtori Weiss tapahtumahetkellä. Haittatapahtumaksi määritellään toimenpiteeseen liittyvä tapahtuma, jolla on suuri riski aiheuttaa pysyvän näön tai terveyden menetyksen potilaalle. Ne raportoidaan IRB:lle 60 päivän kuluessa asiakirjoista. Vakava haittatapahtuma määritellään potilaan pysyväksi näönmenetykseksi tai pysyväksi lääketieteelliseksi vammaksi toimenpiteen seurauksena, ja siitä ilmoitetaan IRB:lle 45 arkipäivän kuluessa niiden dokumentoinnista.

   B. Hyödyt Tähän tutkimukseen osallistuvat potilaat eivät saa muita suoria etuja kuin mahdollista apua muiden dementiapotilaiden diagnosoinnissa.

8. Osallistujien rekrytointi ja tietoinen suostumus A. Rekrytointi Rekrytointi saatetaan mahdollisten potilaiden tietoon tohtori Eberin toimiston tekemien ilmoitusten kautta. Rekrytointi jatkuu, kunnes 50 potilasta on ilmoittautunut. Pakkoa ei käytetä. Tutkimusta koskevien tietojen toimittamisen yhteydessä ilmoitetaan, että potilaat osallistuvat kliiniseen tutkimukseen, joka suoritetaan IRB-hyväksytyn protokollan mukaisesti.

B. Tutkimuksen kesto Tutkimus alkaa IRB-hyväksyntäpäivänä ja jatkuu, kunnes 50 potilasta on värvätty tutkimukseen.

C. Ilmoitettu suostumus / suostumus Katso Ilmoitettu suostumus

Liite A

1. Weiss JN. In vivo -ihmisen linssien laservalon sironta. Olen J. Ophthalmol. (Kirje toimittajalle) 1982; 94:683.
2. Weiss JN. Laserlaite nähdään apuna kaihien varhaisessa havaitsemisessa. Ophthalmol Times. (Haastattelu) 1982; joulukuuta 1:1.
3. Weiss JN. Uusi lasertekniikka havaitsee silmäsairaudet, Joslin Diabetes Centerin uutiskirje. 1983; 11, 4:8.
4. Weiss JN, Rand LI, Gleason RE, Soeldner JS. In vivo -ihmisen linssien laservalonsirontaspektroskopia. Invest Ophthalmol Vis Sei. 1984; 25:594-598.
5. Nishio I, Weiss JN, Tanaka T, Clark JI, Giblin FJ, Reddy VN, Benedek GB. Linssiproteiinin diffuusiivisuuden in vivo havainnointi normaaleissa ja X-säteilytetyissä kanin linsseissä. Exp Eye Res. 1984; 39;61-68.
6. Bursell SE, Weiss JN, Eichold BH. Diagnostinen laservalonsirontaspektroskopia ihmissilmille. Laser- ja sähköoptiikan sovelluksia käsittelevän kansainvälisen kongressin julkaisut. 1984; 43:61-67.
7. Weiss JN, Bursell SE, Gleason RE, Eichold BH. Ihmisen sarveiskalvon in vivo fotonikorrelaatiospektroskopia. Sarveiskalvo. 5(1):19-24, 1986.
8. Bursell SE, Baker RS, Weiss JN, Haughton JF, Rand LI. Ihmisen diabeettisten linssien kliininen fotonikorrelaatiospektroskopia. Exp. Eye Res. 49:241-58, 1989.
9. Bursell SE, Karalekas DP, Craig MS. Verensokerin akuuttien muutosten vaikutus linsseihin diabeettisilla ja ei-diabeettisilla koehenkilöillä kvasielastisella valonsirontaspektroskopialla. Nykyinen silmätutkimus. 8:821-834, 1989. Bursell SE, Weiss JN, Karalekas DP, Craig MS. Korjausilmoitus - Nykyinen silmätutkimus. 11(5):479, 1992.
10. Weiss JN, Kirje toimittajalle - DLS Technology Origins. Katsaus oftalmologiaan. 16;12:11-12, 2009.
11. Weiss JN, Dynamic Light Scattering Technique näyttää potentiaalin AMD-hoidon vaikutusten mittaamisessa. Ocular Surgery News, Retinal Edition. 31; 8:57, 2013.
12. Weiss JN, Levy S. Verkkokalvon dynaaminen valonsirontaspektroskopia – Ei-invasiivinen kvantitatiivinen tekniikka, jolla dokumentoidaan objektiivisesti näön paraneminen silmän kantasoluhoidon jälkeen. Kantasolututkimus. 2019;6:8 doi 10.21037/sci.2019.03.01.