非侵襲的脳刺激による視野欠損の改善

経頭蓋電流刺激 非侵襲的な経頭蓋電流刺激 (tCS) は、何十年にもわたって人間に安全に使用されてきました。 非侵襲的な電流刺激法では、電流を特定のレベル (通常は 2 mA (ミリアンペア)) 以上に制限する回路が組み込まれたバッテリ駆動の電流発生装置を使用します。 tCS は、過去 10 年間に広く使用されており、参加者への重大ではないリスクを示しています (Antal et al., 2017; Brunoni et al., 2011; Iyer et al., 2005; Nitsche et al., 2008; Nitsche & Paulus, 2011 ) この調査では、ランダム ノイズ (つまり、 tRNS) により、tDCS (経頭蓋直流刺激) よりも適用される正味電荷が少なくなります。 文献では、交流 (tACS) またはランダム ノイズ (tRNS) を使用した tCS による副作用の報告は限られています。 tACS を使用した研究では、tDCS の文献に記載されている効果と本質的に類似した副作用、たとえば頭痛、電極下の感覚、視覚感覚なども報告されています (Antal et al., 2017; Antal et al., 2008; Brignianiら、2013)。 tCS の文献に記載されている副作用をここで説明し、起こりうる副作用の控えめな評価を提供します。 入手可能な最新のデータによると、tCS に関連する最も一般的な副作用は次のとおりです。

tDCS の電極の下の被験者によって報告された感覚:

(これらの感覚は、tCS の完了後も短時間持続することがありますが、通常は tCS の開始後すぐに解消されます)

軽度のうずき (20-70%) 軽いかゆみ (30-40%) 軽い灼熱感 (10-22%) 不快感または軽度の痛み (10-18%)

tCS 中にのみ発生すると報告された効果:

刺激のオン/オフ切り替え時の視覚 (11%)

tCS 中および tCS 後の両方で発生する可能性があるその他の影響には、次のものがあります。

中程度の疲労 (35%) 皮膚の赤み (30%) 頭痛 (10-15%) 集中力の低下 (11%)

さらに、次のようなまれな副作用が報告されています。

吐き気 (3%) 神経質 (<5%) 耳鳴り (<1%) 軽躁病は、双極性障害およびうつ病の tDCS を受けた少数の参加者で報告されていますが、正常なコントロールでは決して報告されていません。 精神障害の病歴のある被験者は研究から除外されます。

tCS で報告されたことはありませんが、発作は理論上のリスクです。 コンセンサス ペーパーは、tCS (現在のプロトコルで使用される tRNS を含む) 関連の発作は、高齢の被験者や脳卒中後の被験者で実施された研究を含め、文献で報告されたことがないことを支持しています (Antal et al., 2017)。

tRNS 訪問: tRNS 研究訪問は BIDMC で実施されます。 参加者は、訪問の最大 15% を逃すことができます。 調査員が決定した合理的な時間枠内であれば、予想される訪問数に達するように追加のセッションが追加されます。

tRNSの副作用と有害事象のレビューは、刺激の前後に毎日完了します。 投薬または病歴の変化は、毎日評価されます。

参加者の頭に電極付きのキャップおよび/またはバンドを配置し、電極の下にゲルを適用することを含む tRNS のセットアップ - 視覚トレーニング プログラムがセットアップされ、起動する準備ができたら (または参加者がいない場合はすぐに) 刺激が開始されます。視覚刺激グループで) 刺激/偽が投与されます。 これは 20 ～ 30 分間続きます。 参加者がビジュアル トレーニング グループにいる場合、彼らはこの刺激/偽の間にコンピューター ベースのタスクを実行します。

各グループ内で、コホートの半分は tRNS で刺激され、残りの半分は偽刺激されます。 VFD被験者のV1損傷脳半球と健康な半球の相同領域が対象となります。 tRNS の場合、20 ～ 30 分の 1.0 mA 電流が、O1/O2 の上に両側に配置された電極に供給されます (Herpich et al., 2019)。 電流方向は、高周波範囲 (101 ～ 640Hz) 内でランダムに振動します。 偽の場合、刺激装置が 1.0 mA まで 20 秒のランプアップ後にオフになるようにプログラムされることを除いて、アクティブな状態と同じ刺激パラメーターが使用されます。 この「フェードイン」手順では、参加者は実際の刺激と偽の刺激の両方で同様の頭皮感覚を報告します。 刺激に使用されるすべてのデバイスには、研究者と参加者が刺激の種類を知らされない「ブラインド モード」があります。

モニタリングと安全性 計画 有害作用は、実験プロトコルの開始から研究参加の終了まで収集されます。 すべての有害事象は、tRNS への帰属または事前/事後評価に関係なく、収集され、標準の有害事象フォームを使用して記録されます。 参加者は、そのようなイベントの存在について、自由回答形式で毎日尋ねられます。 各有害事象の強度は、軽度、中等度、または重度に分類されます。 予期しないイベントが発生した場合 (例: 研究プロトコルに記載されていない)、それは認知または視覚のベースラインからの変化を示し、および/または発作などの即時の注意が必要な場合、研究 MD (または担当研究者)イベントを評価し、参加者の緊急ケアについてアドバイスし、必要な報告手順を決定するために、リアルタイムで通知されます。 研究計画に記載されているリスクと比較して、その性質、重症度または頻度が重大または予想外である事象は、主治医によってレビューされ、事象と研究との関係が判断されます。 報告可能なイベントは、決定されたポリシーに従って BIDMC に提出されます。

BIDMCで資格を取得した認可された医師は、BIDMCでのすべてのtRNS訪問中にポケットベルで利用できます。 さらに、tRNS を適用する人は、セッション中に参加者を継続的に評価して不快感を監視し、失神の初期症状を特定するように訓練されています (例: 発汗、蒼白）および発作の認識。 さらに、すべてのスタッフは、参加者の安全を確保するための基本的な対策を適用するように訓練されています。 例えば、参加者が失神前症状または失神イベントを経験した場合、症状を緩和するために即時のケアが提供されます (例: リクライニングポジションに配置されます)。 さらに、センターの研究看護師は、参加者の迅速な評価、回復措置の実施、および必要に応じた監視を支援するために利用できます。

募集 脳卒中患者は、ベス イスラエル ディーコネス メディカル センターの脳卒中ユニットから募集されます。 最初のトリアージでは、参加者のカルテを遡及的に検査し、NIH ストローク スケール (NIHSS) 項目で視覚障害を調べることにより、急性期の視野障害の元のレベルを決定します。 視野欠損を呈し、包含基準および除外基準を順守する患者に連絡し、参加するよう招待します。

この研究に関心のある個人は、BIDMC の非侵襲的脳刺激センターに連絡するよう求められます。 リサーチアシスタントが、研究の目的とデザインについて説明します。 参加者が研究に興味を持っている場合は、いくつかの除外基準を除外するために電話インタビューが行われます。 参加者が研究に適格である場合、彼または彼女は BIDMC に招待され、そこで研究が再度詳細に説明され、参加者は研究に参加する前に書面による同意書を注意深く読み、最終的に署名するよう求められます。 参加者は質問することが奨励されます。

サンプル サイズとコホートの分割 この研究は、以下をテストするように設計されています。 （2）成人参加者の視覚皮質損傷後の視覚の回復における非侵襲的脳刺激と組み合わせた視覚再訓練の効果。 予備的な結果に基づいて、視野欠損を持つ 92 人の参加者が登録されます。 これらの数値は、公開された結果からのサンプル サイズの計算に基づいており、参加者の肯定的な回答率は 60% でした (Herpich et al., 2019)。 研究グループは、0.05 のアルファと 80% の検出力で 75% の発生率を示すと予想されます。 推定サンプル サイズは 78 です。 ただし、中退率が高い可能性があるため (15%)、92 人の参加者が登録されます。

92 の虚血性脳卒中誘発 VFD 参加者は、78 の評価可能な被験者 (15% の減少率) を完了することを目的として、減少/スクリーニング アウトを説明するために採用されます。 慢性および亜急性VFD参加者は、両方のグループに採用されます。 グループ 1 (トレーニング + 刺激) には、36 人の慢性被験者と 10 人の亜急性被験者がいます。 グループ 2 (刺激のみ) には、36 人の慢性被験者と 10 人の亜急性被験者がいます。 すべてのサブグループ内で、被験者は本物の刺激と偽の刺激の 50% の確率を持ちます。 亜急性は、研究に参加する前の脳卒中後6か月未満と定義されます。 慢性は、研究に参加する前の脳卒中後6ヶ月以上と定義されています。

統計分析 スチューデントの t 検定統計と多因子​​ ANOVA デザインを使用して、効果の有意性を実証します。 動物と正常な人間での同様の実験に基づいており、科学的な目標を考えると、サンプル サイズは適切かつ十分です。 主要なエンドポイントは次のとおりです。欠損した視野内でのトレーニング後の運動識別タスクの改善。 副次評価項目は次のとおりです。 (b) ハンフリー視野計で測定した視野のブラインド エリアの減少。 分析はMATLABを使用して実行されます。 データは BIDMC の R ドライブに保存されます。 EEG データ分析: 平均化の前に、アーティファクト (まばたきや眼球運動など) を含むすべての EEG エポックのオフライン検査と除去が実行されます。 各条件の 60 ～ 100 回の繰り返しがあり、すべての被験者で 15% 未満の試行が拒否されます。 平均は、各電極および各刺激条件の各被験者について計算されます。 平均化された応答は、対象の波形コンポーネント (P1、N1、N2、P2、および後期ピーク) を識別するために使用されます。 モーション開始に対する N200 コンポーネントのピーク振幅とレイテンシは、水平 (左、右) および放射状 (イン、アウト) 刺激について個別に分析されます。 すべてのサイトからのピーク N200 振幅とレイテンシは、被験者間因子としてのグループと電極サイト (例: Fz、FCz、Cz、CPz、Pz、Oz) を被験者内因子として使用します。 自由度の温室-ガイサー調整は、球面性の反復測定仮定の固有の違反により、記録サイト係数に使用されます。 必要に応じて、Tukey の HSD テストおよび家族単位のタイプ I エラー率 0.05 を使用して事後分析を実施します。

データの安全性と監査 保護された健康情報の機密性とプライバシーを保護するために、各研究対象者には固有のコード番号が割り当てられます。 参加者の名前と研究番号および識別子を関連付ける別のログは、パスワードで保護されたデータ ファイルに保存され、研究担当者のみがアクセスできます。 被験者が同意に署名し、必要に応じて研究に参加することに同意すると、脳科学MRIプロトコルセンターのスタッフ以外の外部ソースには名前が提供されません。 参加者を識別できる識別情報は公開されません。 この研究からのデータは、BIDMC ファイアウォールの背後にある研究で研究者が利用できる安全なドライブに入力され、保存されます。 別のセンターで必要なすべての情報は、安全な電子メールおよび/または安全なファイル転送を介して提供されます。