Misurazione non invasiva dei livelli di ossigeno cerebrale nelle persone con stimolatori cerebrali subtalamici profondi

I ricercatori studieranno gli effetti della stimolazione elettrica nel nucleo subtalamico sulla perfusione cerebrale frontale in 10 pazienti con PD avanzato che hanno già subito un intervento chirurgico STN DBS (Medtronic, Inc., Minneapolis, MN) di successo come evidenziato da un miglioramento del 20% o superiore nel sottopunteggio motorio (UPDRS-III) della scala di valutazione della malattia di Parkinson unificata (UPDRS) con stimolazione attivata o disattivata, tre o più mesi dopo l'intervento chirurgico. L'UPDRS-III è una scala di valutazione ampiamente utilizzata e convalidata della gravità dei sintomi della malattia di Parkinson che si basa sull'esame neurologico. Ai fini di questo studio, un neurologo dei disturbi del movimento eseguirà tutte le valutazioni neurologiche. I pazienti devono anche dimostrare di essere cognitivamente intatti, come evidenziato da un punteggio Montreal Cognitive Assessment (MoCA) di 24 o superiore.

Questo è uno studio sperimentale in cui confronteremo la perfusione cerebrale frontale (misurata in modo non invasivo con il dispositivo NIRS) e i punteggi UPDRS-III (determinati dall'esame neurologico) in quattro stati clinici: farmaci spenti/stimolazione spenta; farmaco disattivato/stimolazione attivata; farmaci on/stimolazione off; e farmaci attivati/stimolazione attivata.

La domanda principale a cui rispondere è: possiamo rilevare cambiamenti significativi nella perfusione cerebrale con il dispositivo NIRS in risposta alla stimolazione subtalamica erogata tramite dispositivi DBS impiantati?

Questo studio pilota sarà condotto su 10 pazienti con PD che sono stati sottoposti con successo a un intervento di DBS in passato. Lo studio sarà completato in un giorno come descritto di seguito e richiederà circa 6 ore per essere completato.

I pazienti arriveranno al centro per i disturbi del movimento la mattina della loro visita di studio programmata dopo aver interrotto i farmaci dalla sera prima (12 ore di pausa"). Arriveranno con i loro stimolatori accesi e impostati sui parametri terapeutici. Il dottor Shih eseguirà un esame neurologico e determinerà il punteggio UPDRS-III in questo stato di off med/on stim.

Per eseguire le misurazioni NIRS/perfusione, il soggetto sarà dotato di un elmetto di plastica multicomponente, che trattiene un numero di fibre ottiche contro la superficie della testa del soggetto. Questo casco sarà regolato per adattarsi comodamente. Ulteriori sonde saranno posizionate sulle dita per monitorare l'ossigenazione del sangue periferico (es. pulsossimetria) per garantire che qualsiasi cambiamento osservato nella perfusione cerebrale sia dovuto a cambiamenti nella fisiologia del cervello, non a un fattore fisiologico generale. Le fibre sono collegate a 32 diodi laser a infrarossi a bassa potenza. La potenza emessa da questi laser è molto al di sotto del tipico livello di esposizione massima consentita (MPE) per l'esposizione della pelle a un raggio laser, come indicato dall'American National Standards Institute, e i soggetti non ne sentiranno alcun effetto. La luce laser sarà puntata sulla sommità della testa e non ci saranno rischi per gli occhi. Verrà effettuata la misurazione iniziale della perfusione cerebrale.

I dispositivi DBS del paziente verranno quindi spenti e verranno lasciati passare 60 minuti, consentendo l'eliminazione degli effetti clinici e CBF della DBS. Durante questo periodo, l'ossigenazione cerebrale sarà monitorata e documentata ogni cinque minuti. Al termine di questo periodo verrà determinato e registrato il punteggio UPDRS-III (off meds/off stim), a conferma del venir meno degli effetti clinici. La DBS verrà quindi attivata utilizzando le impostazioni utilizzate per la terapia, tranne per il fatto che la frequenza di stimolazione sarà impostata su 20Hz, una bassa frequenza nota per non essere terapeuticamente efficace nel PD. Tutte le altre impostazioni verranno mantenute costanti. Ancora una volta, l'ossigenazione cerebrale verrà registrata ogni 5 minuti per 60 minuti, dopodiché verrà registrato il punteggio UPDRS-III. La DBS verrà quindi riprogrammata in base alle impostazioni terapeutiche dello stato stazionario del paziente, l'ossigenazione cerebrale verrà registrata ogni 5 minuti per 60 minuti , e alla fine del periodo di 60 min verrà registrato nuovamente il punteggio UPDRS-III, completando la valutazione on stimolazione/off farmaco. Il paziente verrà quindi istruito ad assumere la sua dose abituale di farmaci e verrà inviato a pranzo per un'ora. Dopo pranzo, il paziente ritornerà nello stato di terapia/stimolazione attiva, le sonde NIRS e pulsossimetria verranno riapplicate e il processo descritto per lo stato di terapia non farmacologica verrà ripetuto nello stato di terapia farmacologica. Dopo che le valutazioni sui farmaci sono state completate, il paziente verrà rimandato a casa con i suoi dispositivi accesi e impostati sui parametri terapeutici.