神経刺激療法における臨床意思決定支援システム (CDSS) (CDSS)
磁気共鳴から抽出されたイメージング バイオマーカーを使用した慢性疼痛患者への電気神経刺激装置の埋め込みの有効性の予測モデルの開発
慢性痛は、痛みの表現型に従って発達した脳の構造と機能の変化と相関しています。 今日でも、背中の手術失敗症候群 (FBSS) 患者の慢性腰痛に関する機能的結合 (FC) に関するデータは限られています。 脊髄刺激 (SCS) の理想的な候補の選択プロセスは、テストと機能変数の分析、および痛みの評価の結果に基づいています。 中長期の結果に間違いなく影響を与える患者の初期選択と試験段階の予測分析の難しさに加えて、外植片の割合は、適合性の分析における最も重要な関心事の 1 つです。移植候補の。 仮説は、イメージングバイオマーカーによって提供される構造的および機能的な定量的情報が、現在の臨床変数のみによる特徴付けと比較して患者の特徴付けを改善し、これにより、SCS 移植の有効性を改善し、人間を最適化する CDSS を確立できるようになるというものです。経済的および心理的資源。
私たちの大学病院の集学的疼痛管理部門で実施された、前向き、連続的、観察的、非盲検、単一施設研究。 合計69人の被験者が最初に研究に含まれました。 人口は 3 つのグループに分かれています。
- 介入群-SCSには、SCSインプラントで治療された背中の手術失敗症候群(FBSS)の35人の患者が含まれていました。
- 対照群には、痛みに対して従来の薬物療法（CM）で治療された慢性腰痛患者の23人の患者が含まれていました。
- 対照群には、研究への参加を志願した健康管理者として 11 人の被験者が含まれていました。
MR 画像は、1.5T MR システム (Ingenia、Philips、Best、オランダ) で 8 チャネル ヘッド コイルを使用して取得されました。 アドホック データベースは、社会人口学的変数 (年齢、性別、学習レベル、婚姻状況)、臨床変数 (不安、うつ病、睡眠時間、回復力、NRS、Pain Detect Questionnaire ( PD-Q)) 、および fMRI から得られた画像。
調査の概要
詳細な説明
主な目的: 磁気共鳴 (MR) 画像から客観的に抽出された定量的情報をニューロ イメージングすることにより、臨床意思決定支援システム (CDSS) フィードに統合された予測モデルを開発し、選択された患者に外科的に埋め込まれた電気刺激装置の適切な使用と有効性を最大化します。慢性の痛み。
探索目的:
- -慢性疼痛患者の機能的および解剖学的脳接続パターンを分析し、慢性疼痛患者に外科的に埋め込まれた神経刺激デバイスの有効性を最大化する定量的磁気共鳴神経画像に基づく予測モデルを開発します。
- -神経画像バイオマーカーと、各患者から取得したさまざまな臨床スケールおよび変数との関係を分析します (VAS、オスウェストリー障害指数、DN4、Pain Detect、Moss、SF12、対処スケール、楽観主義、レジリエンス、および HAD)。
試験装置：1.5 テスラ MR システム (フィリップス ヘルスケア、ベスト、オランダ) イルミナ 3D™ ソフトウェアと 32 コンタクトを備えたボストン サイエンティフィック ニューロモジュレーション (BSN) Precision Spectra™ 脊髄刺激システム。
デバイスの説明: Precision Spectra™ システム IPG は、複数の独立した電流制御パルス発生器であり、32 の接点を介して電流を供給することができます。 リードの解剖学的位置を考慮した 3D プログラミング ソフトウェアを搭載しています。 SCS リードの 2 つのモデルが提供され、直径 1.3 mm、コンタクト長 3 mm、コンタクト間隔 1、4、または 6 mm の 8 または 16 コンタクトが特徴です。 SCS 拡張機能の使用は、IPG を接続するためのオプションです。
fMR の説明: MR 実験は、ラベル上の要件と一致します。 ＭＲ手順は、バイアスを避けるために、デバイス移植の前に実行される。 さらに、食品医薬品局 (FDA) は、セキュリティ上の理由から、この種のデバイスを使用した患者の検査を推奨していません。
検査は、Quiron Hospital の 1'5 Tesla MR システム (Philips Healthcare、Best、オランダ) で実施されます。 磁場の決定は、検査の質に基づいており、埋め込みシステムとの相互作用については、ラベル製品と会社の承認に依存する必要があります。
8つの受信チャネルを持つヘッドコイルが使用されます。 患者がシステム内に配置されると、調査研究の MR シーケンスを適切に計画するために、最初の迅速なローカリゼーション画像が取得されます。
計画の後、静止状態の機能的 MR (rs-fMR) イメージング シーケンスが取得され、目を閉じて静かにして青空で考えるように患者に求めます。 取得パラメーターは、Echo Planar (EPI) 動的 T2* シーケンスで構成され、次のパラメーターを使用して脳全体をカバーします。TR = 2000 ミリ秒。 TE = 30 ミリ秒;ボクセルサイズ、1.8×1.8×3.5mm。フリップ角、90°。 40 軸スライス;取得時間 5:20 分。
DTI MR シーケンスは、白質の微細構造と次のパラメーターを使用してトラクトグラフィー技術による接続を分析するために取得されます。スピン エコー エコー平面イメージング (SE-EPI) シーケンス、シングル ショット。脳を完全にカバー。 64 のグラデーション方向。 b 値、1300 s/mm2。 TR=6200 ミリ秒; TE=67 ミリ秒;ボクセルサイズ、2 x 2 x 2 mm。 60 軸スライス;取得時間 9:40 分。
追加の解剖学的シーケンスにより、構造的および機能的な結果を覆い、さらに、各脳領域の体積値を取得できます。 シーケンス パラメーターは次のとおりです。T1 強調 3D グラディエント エコー シーケンス (GRE)、脳全体をカバー。 TR=11.6ms; TE=5.69;ボクセル サイズ、0.48 x 0.48 x 0.50 mm。フリップ角、8°。 280 軸スライス;取得時間 5:36 分。
画像取得後、すべてのデータ セットは、La Fe Research Institute の Biomedical Imaging Research Group (GIBI230) の Imaging Biomarkers Platform に送信されます。
fMR 画像は、検査中の小さな患者の頭の動きを修正するために位置合わせされます。 そのために、オープン ソース SPM8 (統計パラメトリック マッピング、http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/) ソフトウェア ツールが使用されます。 動き補正後、スライス タイミングを最適化する一時的な補正が適用されます。 画像は、個人間の振動の研究を可能にするために、標準化された脳テンプレートに正規化されます。 このようなプロセスの後、被験者間の差異を最小限に抑えながら信号対雑音比 (SNR) を向上させるために、データは 3D-Gaussian カーネルによってフィルタリングされます。 最後に、独立成分分析 (ICA) アルゴリズムの適用により、取得中に被験者の脳活性化マップを抽出できます。
白質路の接続を抽出するための DTI MR データの分析は、オープン ソースの FSL ソフトウェア ツール (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/) を使用して実行されます。 わずかな画像の変位と形状の歪みを最小限に抑えるために、最初の渦電流補正が画像に適用されます。 次に、BET アルゴリズムを使用して脳をセグメント化し、すべての患者の脳データをグループベースの分析用の共通テンプレートに正規化します。 このプロセスの後、分数異方性 (FA)、拡散率 (D)、および方向マップが取得されます。
MR 画像が処理されると、関心領域 (ROI) から構造的および機能的な接続プロパティを抽出する必要があります。 これらの領域の位置は、デフォルト モード ネットワーク (DMN) に含まれるゾーンから取得されます。 DMN は、痛みの知覚において重要な役割を果たしている可能性があり、患者が説明する症状と高い相関関係を示しているため、このネットワークは、電気刺激の移植後の患者の反応を機能レベルまたは構造レベルで予測するのに役立ちます。
画像は共通のテンプレートに正規化されるため、自動領域ラベリング AAL ツールを使用して、DMN を複合し、内側側頭葉、前頭前皮質、後帯状回、楔前部によって形成される研究の関心領域を定義します。そして頭頂皮質。 これらの領域の接続パラメーターを測定した後、臨床変数 (各患者のスケールと症状) と神経画像情報を組み合わせて予測モデルを開発します。 これらのモデルは、最初に合計 30 人の患者 (トレーニング データ) で調整され、後で 30 人の患者のグループ (検証データ) で検証され、その後、特異性、感度、およびモデルの精度の結果が得られます。
研究の種類
入学 (実際)
段階
- 適用できない
参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
説明
包含基準:
- 6ヶ月以上持続する痛みを訴える患者
- -ベースラインでのVASスコア≥5
- 変性脊椎痛の患者。 非特異的腰痛、侵害受容性疼痛・混合性神経障害
- 術後の脊椎痛、背中の手術失敗症候群、混合痛
- 鎮痛薬および補助薬の消費量が少ない。
- 純粋神経根症
- 他の深刻な慢性疾患に苦しんでいません。
- 薬物やアルコールの使用歴はありません。
除外基準:
- ペースメーカー、刺激装置、または補聴器が MR イメージングと互換性がない場合。
- 精神疾患または重大な認知障害を呈している患者。
- 精神的不安定。
- アルコールと薬物の歴史。
- 重度の凝固障害。
- 保留中の手術。
研究計画
研究はどのように設計されていますか？
デザインの詳細
- 主な目的：ふるい分け
- 割り当て：非ランダム化
- 介入モデル：順次割り当て
- マスキング：なし（オープンラベル）
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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アクティブコンパレータ：研究会-SCS Impanted
検証研究および予測モデルの構築のために、Precision SpectraTM を移植した慢性疼痛患者 (少なくとも 6 か月) の 30 人の患者に、手術前および手術後の評価 (画像および臨床評価) を行いました。
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神経画像バイオマーカーと、各患者から取得されたさまざまな臨床スケールおよび変数との関係を分析する
他の名前：
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介入なし：比較慢性疼痛
変性脊椎痛を伴う慢性疼痛（少なくとも6か月）の20人の患者。
非特異的な腰痛、侵害受容性疼痛/混合神経障害。
これがコンパレータ グループになります。
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介入なし：コントロール健康なボランティア
疼痛または関連疾患のない 25 歳未満の 10 人のボランティアで、そのパターンが慢性疼痛群との比較対照として使用される対照群を確立します。
これはコントロール グループです。
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この研究は何を測定していますか？
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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SCS インプラントの患者候補を選択するための臨床意思決定支援システム (CDSS)
時間枠：12ヶ月
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SCSインプラントの成功を予測する患者の特性を決定できる予測イメージングバイオマーカーを抽出するために、FBSS患者に関与する神経回路を分析する。
この情報は、慢性疼痛患者に外科的に埋め込まれた電気刺激デバイスの有効性を最大化するための CDSS の開発に使用される可能性があります。
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12ヶ月
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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慢性疼痛に関与する神経回路
時間枠：12ヶ月
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患者と対照被験者との比較により、慢性疼痛に関与する神経回路を説明する。 SCS の移植に成功した患者と、現在の基準に対応する試験段階に失敗した患者との間の神経回路の違いを特定する
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12ヶ月
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協力者と研究者
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Dworkin RH, O'Connor AB, Kent J, Mackey SC, Raja SN, Stacey BR, Levy RM, Backonja M, Baron R, Harke H, Loeser JD, Treede RD, Turk DC, Wells CD. Interventional management of neuropathic pain: NeuPSIG recommendations. Pain. 2013 Nov;154(11):2249-2261. doi: 10.1016/j.pain.2013.06.004. Epub 2013 Jun 6.
- Turner JA, Loeser JD, Deyo RA, Sanders SB. Spinal cord stimulation for patients with failed back surgery syndrome or complex regional pain syndrome: a systematic review of effectiveness and complications. Pain. 2004 Mar;108(1-2):137-47. doi: 10.1016/j.pain.2003.12.016.
- Simpson EL, Duenas A, Holmes MW, Papaioannou D, Chilcott J. Spinal cord stimulation for chronic pain of neuropathic or ischaemic origin: systematic review and economic evaluation. Health Technol Assess. 2009 Mar;13(17):iii, ix-x, 1-154. doi: 10.3310/hta13170.
- Borsook D, Sava S, Becerra L. The pain imaging revolution: advancing pain into the 21st century. Neuroscientist. 2010 Apr;16(2):171-85. doi: 10.1177/1073858409349902.
- Raichle ME, MacLeod AM, Snyder AZ, Powers WJ, Gusnard DA, Shulman GL. A default mode of brain function. Proc Natl Acad Sci U S A. 2001 Jan 16;98(2):676-82. doi: 10.1073/pnas.98.2.676.
- Taylor KS, Seminowicz DA, Davis KD. Two systems of resting state connectivity between the insula and cingulate cortex. Hum Brain Mapp. 2009 Sep;30(9):2731-45. doi: 10.1002/hbm.20705.
- Hodaie M, Chen DQ, Quan J, Laperriere N. Tractography delineates microstructural changes in the trigeminal nerve after focal radiosurgery for trigeminal neuralgia. PLoS One. 2012;7(3):e32745. doi: 10.1371/journal.pone.0032745. Epub 2012 Mar 6.
- Leal PRL, Roch JA, Hermier M, Souza MAN, Cristino-Filho G, Sindou M. Structural abnormalities of the trigeminal root revealed by diffusion tensor imaging in patients with trigeminal neuralgia caused by neurovascular compression: a prospective, double-blind, controlled study. Pain. 2011 Oct;152(10):2357-2364. doi: 10.1016/j.pain.2011.06.029. Epub 2011 Aug 10.
- Lutz J, Jager L, de Quervain D, Krauseneck T, Padberg F, Wichnalek M, Beyer A, Stahl R, Zirngibl B, Morhard D, Reiser M, Schelling G. White and gray matter abnormalities in the brain of patients with fibromyalgia: a diffusion-tensor and volumetric imaging study. Arthritis Rheum. 2008 Dec;58(12):3960-9. doi: 10.1002/art.24070.
- Ruscheweyh R, Deppe M, Lohmann H, Stehling C, Floel A, Ringelstein BE, Knecht S. Pain is associated with regional grey matter reduction in the general population. Pain. 2011 Apr;152(4):904-911. doi: 10.1016/j.pain.2011.01.013. Epub 2011 Feb 5.
- Gustin SM, Peck CC, Wilcox SL, Nash PG, Murray GM, Henderson LA. Different pain, different brain: thalamic anatomy in neuropathic and non-neuropathic chronic pain syndromes. J Neurosci. 2011 Apr 20;31(16):5956-64. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5980-10.2011.
- Deer TR, Grider JS, Lamer TJ, Pope JE, Falowski S, Hunter CW, Provenzano DA, Slavin KV, Russo M, Carayannopoulos A, Shah JM, Harned ME, Hagedorn JM, Bolash RB, Arle JE, Kapural L, Amirdelfan K, Jain S, Liem L, Carlson JD, Malinowski MN, Bendel M, Yang A, Aiyer R, Valimahomed A, Antony A, Craig J, Fishman MA, Al-Kaisy AA, Christelis N, Rosenquist RW, Levy RM, Mekhail N. A Systematic Literature Review of Spine Neurostimulation Therapies for the Treatment of Pain. Pain Med. 2020 Nov 7;21(7):1421-1432. doi: 10.1093/pm/pnz353. Erratum In: Pain Med. 2021 Feb 4;22(1):236.
- De Andres J, Navarrete-Rueda F, Fabregat G, Garcia-Gutierrez MS, Monsalve-Dolz V, Harutyunyan A, Minguez-Marti A, Rodriguez-Lopez R, Manzanares J. Differences in Gene Expression of Endogenous Opioid Peptide Precursor, Cannabinoid 1 and 2 Receptors and Interleukin Beta in Peripheral Blood Mononuclear Cells of Patients With Refractory Failed Back Surgery Syndrome Treated With Spinal Cord Stimulation: Markers of Therapeutic Outcomes? Neuromodulation. 2021 Jan;24(1):49-60. doi: 10.1111/ner.13111. Epub 2020 Feb 6.
- De Andres J, Monsalve-Dolz V, Fabregat-Cid G, Villanueva-Perez V, Harutyunyan A, Asensio-Samper JM, Sanchis-Lopez N. Prospective, Randomized Blind Effect-on-Outcome Study of Conventional vs High-Frequency Spinal Cord Stimulation in Patients with Pain and Disability Due to Failed Back Surgery Syndrome. Pain Med. 2017 Dec 1;18(12):2401-2421. doi: 10.1093/pm/pnx241.
- Oakley JC, Krames ES, Stamatos J, Foster AM. Successful long-term outcomes of spinal cord stimulation despite limited pain relief during temporary trialing. Neuromodulation. 2008 Jan;11(1):66-73. doi: 10.1111/j.1525-1403.2007.00145.x.
- North RB, Calodney A, Bolash R, Slavin KV, Creamer M, Rauck R, Vahedifar P, Fox I, Ozaktay C, Panchal S, Vanquathem N. Redefining Spinal Cord Stimulation "Trials": A Randomized Controlled Trial Using Single-Stage Wireless Permanent Implantable Devices. Neuromodulation. 2020 Jan;23(1):96-101. doi: 10.1111/ner.12970. Epub 2019 Jun 3.
- Eldabe S, Gulve A, Thomson S, Baranidharan G, Duarte R, Jowett S, Sandhu H, Chadwick R, Brookes M, Tariq A, Earle J, Bell J, Kansal A, Rhodes S, Taylor RS. Does a Screening Trial for Spinal Cord Stimulation in Patients with Chronic Pain of Neuropathic Origin have Clinical Utility and Cost-Effectiveness? (TRIAL-STIM Study): study protocol for a randomised controlled trial. Trials. 2018 Nov 16;19(1):633. doi: 10.1186/s13063-018-2993-9. Erratum In: Trials. 2019 Oct 28;20(1):610.
- Patel SK, Gozal YM, Saleh MS, Gibson JL, Karsy M, Mandybur GT. Spinal cord stimulation failure: evaluation of factors underlying hardware explantation. J Neurosurg Spine. 2019 Oct 4:1-6. doi: 10.3171/2019.6.SPINE181099. Online ahead of print.
- Pahapill PA, Chen G, Arocho-Quinones EV, Nencka AS, Li SJ. Functional connectivity and structural analysis of trial spinal cord stimulation responders in failed back surgery syndrome. PLoS One. 2020 Feb 19;15(2):e0228306. doi: 10.1371/journal.pone.0228306. eCollection 2020.
- Malfliet A, Coppieters I, Van Wilgen P, Kregel J, De Pauw R, Dolphens M, Ickmans K. Brain changes associated with cognitive and emotional factors in chronic pain: A systematic review. Eur J Pain. 2017 May;21(5):769-786. doi: 10.1002/ejp.1003. Epub 2017 Feb 1.
- Abraham A, Pedregosa F, Eickenberg M, Gervais P, Mueller A, Kossaifi J, Gramfort A, Thirion B, Varoquaux G. Machine learning for neuroimaging with scikit-learn. Front Neuroinform. 2014 Feb 21;8:14. doi: 10.3389/fninf.2014.00014. eCollection 2014.
- Deogaonkar M, Sharma M, Oluigbo C, Nielson DM, Yang X, Vera-Portocarrero L, Molnar GF, Abduljalil A, Sederberg PB, Knopp M, Rezai AR. Spinal Cord Stimulation (SCS) and Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI): Modulation of Cortical Connectivity With Therapeutic SCS. Neuromodulation. 2016 Feb;19(2):142-53. doi: 10.1111/ner.12346. Epub 2015 Sep 16.
- Amirdelfan K, Webster L, Poree L, Sukul V, McRoberts P. Treatment Options for Failed Back Surgery Syndrome Patients With Refractory Chronic Pain: An Evidence Based Approach. Spine (Phila Pa 1976). 2017 Jul 15;42 Suppl 14:S41-S52. doi: 10.1097/BRS.0000000000002217.
- Sivanesan E, Maher DP, Raja SN, Linderoth B, Guan Y. Supraspinal Mechanisms of Spinal Cord Stimulation for Modulation of Pain: Five Decades of Research and Prospects for the Future. Anesthesiology. 2019 Apr;130(4):651-665. doi: 10.1097/ALN.0000000000002353.
- Bentley LD, Duarte RV, Furlong PL, Ashford RL, Raphael JH. Brain activity modifications following spinal cord stimulation for chronic neuropathic pain: A systematic review. Eur J Pain. 2016 Apr;20(4):499-511. doi: 10.1002/ejp.782. Epub 2015 Oct 1.
- Kolesar TA, Bilevicius E, Kornelsen J. Salience, central executive, and sensorimotor network functional connectivity alterations in failed back surgery syndrome. Scand J Pain. 2017 Jul;16:10-14. doi: 10.1016/j.sjpain.2017.01.008. Epub 2017 Feb 20.
- De Groote S, Goudman L, Peeters R, Linderoth B, Van Schuerbeek P, Sunaert S, De Jaeger M, De Smedt A, De Andres J, Moens M. The influence of High Dose Spinal Cord Stimulation on the descending pain modulatory system in patients with failed back surgery syndrome. Neuroimage Clin. 2019;24:102087. doi: 10.1016/j.nicl.2019.102087. Epub 2019 Nov 12.
- Yu CX, Ji TT, Song H, Li B, Han Q, Li L, Zhuo ZZ. Abnormality of spontaneous brain activities in patients with chronic neck and shoulder pain: A resting-state fMRI study. J Int Med Res. 2017 Feb;45(1):182-192. doi: 10.1177/0300060516679345. Epub 2017 Jan 25.
- De Groote S, Goudman L, Peeters R, Linderoth B, Vanschuerbeek P, Sunaert S, De Jaeger M, De Smedt A, Moens M. Magnetic Resonance Imaging Exploration of the Human Brain During 10 kHz Spinal Cord Stimulation for Failed Back Surgery Syndrome: A Resting State Functional Magnetic Resonance Imaging Study. Neuromodulation. 2020 Jan;23(1):46-55. doi: 10.1111/ner.12954. Epub 2019 Apr 11.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
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Precision SpectraTM を移植した SCSの臨床試験
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Boston Scientific Corporation完了
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Jan Biziel University Hospital No 2 in Bydgoszczわからない