Étude peropératoire en boucle fermée scalaire

L'investigateur mesurera les potentiels évoqués locaux DBS (DLEP) et/ou les potentiels de champ locaux (LFP) ainsi que les symptômes moteurs (tremblements et/ou bradykinésie) en réponse à la stimulation cérébrale profonde (DBS). L'étude sera menée dans la salle d'opération du Duke University Medical Center. Les coûts supplémentaires de la salle d'opération seront couverts par les ressources institutionnelles de Duke. L'étude sera réalisée sur des sujets qui subissent l'implantation du système DBS au cours d'une procédure stéréotaxique éveillée pour la MP.

Le groupe de sujets ne comprendra que les patients subissant une procédure d'implantation DBS pour la MP. La procédure chirurgicale se déroulera selon les besoins pour le traitement de la maladie de Parkinson (MP), y compris l'implantation de l'électrode DBS (une dans STN ou deux électrodes dans STN et GPi/GPe) dans les régions ciblées du cerveau. Pour cette recherche, les sujets recevront des extensions percutanées temporaires (~ 45 min) des électrodes DBS et de la canule de plomb DBS après l'implantation. Ces extensions temporaires se connecteront à la fois à notre système de stimulation et d'enregistrement Duke ou au système d'enregistrement de test Medtronic RC+S, en alternance selon les besoins, pour permettre l'enregistrement et la comparaison directe des réponses neuronales DLEP et/ou des LFP à l'aide des deux systèmes de stimulation/enregistrement différents. Les détails du système de stimulation et d'enregistrement sont fournis dans la section Interventions de l'étude. Une fois l'étude terminée, la deuxième électrode DBS (si elle est placée) et les extensions percutanées temporaires seront retirées. Ensuite, la conduite clinique ordinaire de la procédure se poursuivra pour le traitement du trouble du mouvement du patient.

L'investigateur mesurera les tremblements et/ou la bradykinésie chez les personnes atteintes de MP pendant la DBS. Les sujets seront familiarisés avec et capables de pratiquer les tâches d'évaluation avant la préparation à la chirurgie. En outre, il leur sera demandé d'arrêter l'utilisation de médicaments dopaminergiques et/ou anti-tremblements pendant la nuit précédant l'étude (comme c'est la routine clinique), afin de réduire la variabilité des symptômes moteurs due à l'évolution temporelle des médicaments. L'investigateur effectuera des évaluations en utilisant une stimulation unilatérale, avec le membre controlatéral au côté de la stimulation utilisée pour mesurer les symptômes moteurs. Les sujets peuvent également être invités à évaluer les effets secondaires qu'ils ressentent sur une échelle de 0 à 10.

Les contacts sur l'électrode DBS du sujet seront utilisés pour la stimulation et l'enregistrement. Les quatre contacts DBS sont désignés par 0-1-2-3 dans la direction ventrale-dorsale. Pour la stimulation monopolaire, un seul contact sera utilisé pour la stimulation cathodique (1- ou 2-) et un tampon conducteur sera placé sur la peau du sujet, en dehors du champ stérile, pour servir d'électrode de retour. Les contacts d'enregistrement seront deux autres contacts sur le fil DBS. Pour la stimulation bipolaire, les impulsions DBS seront appliquées entre deux contacts d'électrode, et les contacts d'enregistrement seront les deux contacts libres restants. La forme d'onde du stimulus sera une impulsion biphasique équilibrée en charge, avec une charge limitée à des valeurs inférieures à la limite fixée par le fabricant, 30 µC/cm2. Une autre pastille conductrice sera placée sur le sujet pour servir de référence d'enregistrement. Pour les sujets subissant la chirurgie d'implantation DBS, la canule de plomb DBS ou un écarteur chirurgical normalement placé sur le site d'incision crânienne peut également être utilisé comme référence d'enregistrement ou électrode de retour.

Chez les sujets atteints de MP à dominante tremblement, l'investigateur enregistrera à la fois le tremblement et les réponses DLEP et/ou LFP de l'électrode DBS. Plusieurs essais seront menés avec différentes amplitudes de stimulation, fréquences (≤185 Hz), schémas temporels et configurations de contact. L'amplitude de stimulation sera inférieure à celle identifiée comme étant inconfortable pour le sujet ou générant des effets secondaires, telle que déterminée par un neurologue et/ou un neurochirurgien lors de la phase de test initiale suivant l'implantation. Les différents paramètres de stimulation seront livrés dans un ordre aléatoire, et le sujet sera aveuglé aux paramètres. Les mesures seront effectuées au cours d'essais de 2 minutes, au cours desquels la stimulation sera désactivée pendant la première minute de l'essai et activée pendant la minute restante. À 30 s dans les phases off (ligne de base) et on de l'essai, le tremblement sera mesuré pendant 20 s. L'activité neuronale sera également mesurée à partir de l'électrode pendant les phases d'arrêt et de marche. Le temps total nécessaire à la collecte des données sera d'environ 45 minutes.

Le tremblement sera mesuré à l'aide d'un accéléromètre fixé au dos de la main du sujet et avec le poignet tendu de telle sorte que la main soit parallèle à l'avant-bras. Le coude peut être soutenu ou non, selon ce qui induit un tremblement plus important (déterminé avant tout essai chez chaque sujet). Les tremblements mesurés par un accéléromètre sont bien corrélés avec les échelles cliniques d'évaluation des tremblements [Elble et al, 2006].

Chez les sujets atteints de la maladie de Parkinson qui ne présentent pas de symptômes de tremblement dominants, l'investigateur enregistrera à la fois les réponses aux tests de bradykinésie et les potentiels DLEP et/ou LFP. Plusieurs essais seront menés avec différentes amplitudes de stimulation, fréquences moyennes (≤185 Hz), schémas temporels et configurations de contact. L'amplitude maximale délivrée sera déterminée comme décrit ci-dessus. Les différents paramètres de stimulation seront livrés dans un ordre aléatoire, et le sujet sera aveuglé aux paramètres. Les mesures seront effectuées dans des essais de 10 minutes, au cours desquels la stimulation sera désactivée pendant les cinq premières minutes de l'essai et activée pendant les cinq minutes restantes. À environ 90, 210 et 250 s dans les phases d'arrêt (ligne de base) et d'activation de l'essai, la bradykinésie sera mesurée pendant 20 s. L'activité neuronale sera également mesurée à partir de l'électrode pendant les phases d'arrêt et de marche de l'essai. Le temps total nécessaire à la collecte des données sera d'environ 45 minutes.

Pour les mesures de bradykinésie, le sujet sera invité à appuyer alternativement sur les boutons droit et gauche d'une souris d'ordinateur avec l'index et le majeur de sa main aussi rapidement et régulièrement que possible. La bradykinésie sera mesurée par le rythme des pressions alternées des doigts, un test validé de la bradykinésie [Taylor-Tavares et al., 2005].

Avant la chirurgie DBS, les symptômes moteurs pathologiques de base du sujet peuvent être évalués dans le cadre préopératoire, afin de familiariser le patient avec la tâche avant la procédure d'implantation. Le tremblement ou la bradykinésie seront mesurés à l'aide de la mesure de l'accéléromètre décrite précédemment ou de la tâche de clic de souris, respectivement. Cette tâche prendra environ 5 minutes et sera effectuée dans l'état DBS désactivé. Aucune sédation ne sera administrée tant que celle-ci ne sera pas terminée.

Après la chirurgie DBS, l'IRM préopératoire du sujet et les tomodensitogrammes postopératoires à haute résolution peuvent être utilisés pour déterminer l'emplacement des contacts des électrodes DBS dans le cerveau. Le placement de l'électrode pendant la chirurgie d'implantation DBS ne sera pas modifié par l'étude de recherche.