TRD Medtronic Activa PC+S용 DBS

제목: 치료 저항성 우울증을 위한 심부 뇌 자극: Medtronic Activa PC+S "Brain Radio" 시스템을 사용한 LFP(Local Field Potentials) 탐색

주요 조사자: Helen Mayberg, MD

개요

모집: 전화 선별 선별: 적격성 평가 정보에 입각한 동의 수술 전 평가: 확증적 정신과 면담(수술 전 4-6주) 신경외과적 평가 행동 활성화 치료 평가(1-4 세션) 신경심리학적 검사 #1 활동 모니터링 및 GPS 경로 기록 EEG 녹화 고해상도 해부학적 MRI 확산 텐서 영상 휴식 BOLD fMRI 일차 결과를 포함한 주간 기분 평가 해밀턴 우울증 등급 척도(HDRS) 측정

모든 주간 세션의 시청각 기록 수술 절차: 수술 전 해부학적 MRI 양측 심부 뇌 자극 전극 이식 DBS 전극 접촉부의 수술 중 테스트

ActivaPC+S 기록: ActivaPC+S 시스템 이식/자극 OFF 수술 후 해부학적 MRI 실험 #1A: 즉각적인 수술 후 회복 및 이월 Activa PC+S 병원에서 이월의 LFP 및 두피 EEG 기록(48시간)

회복 기간: 자극 OFF(수술 후 4주) 주간 기분 평가 및 임상 평가 활동 모니터링, GPS 경로 로깅 고해상도 컴퓨터 단층 촬영(CT) 실험 #1B: 1개월 이월 매주 ActivaPC+S LFP/EEG 기록

활성 자극: 실험 #2: 급성 자극 파라미터 테스트(24주) 다양한 주파수 및 전류 설정 테스트 Activa PC+S LFP/EEG 기록(4시간)

실험 #3: 만성 자극; 자극 ON Activa PC+S LFP 기록 EEG(1, 3, 6개월) 활동 모니터링, GPS 경로 기록(1, 3, 6개월)

기분 평가 및 임상 평가 및 HDRS:

4주 동안 매주 다음 20주 동안 매주에서 격주로 모든 세션의 시청각 녹음 신경 심리학 테스트 #2(6개월) 행동 활성화 요법(최대 30회 세션)

자극 중단: 실험 #4: 짧은 자극 중단

(1주) 6개월 동안 7일 중단 매일 임상 평가 ActivaPC+S LFP/ EEG 기록

장기 자극: 실험 #5: 자연주의적 후속 조치; 자극 ON(10년) 배터리가 고갈될 때까지 ActivaPC+S LFP/ EEG 기록(6개월마다) 시중에서 판매되는 Medtronic Activa 시스템으로 IPG 배터리 교체(3년차 추정) 활동 모니터링, GPS 경로 기록(12, 24개월)

기분 등급 및 HDRS를 포함한 임상 평가:

매월 3개월 3개월 9개월 3-6개월 10년 임상 방문 중 시청각 녹음

장비

1. fMRI/MRI/DTI 준비
2. Activa PC+S는 수술 후 1일차부터 배터리가 고갈될 때까지 지속됩니다.
3. EEG 수술 전, 수술 후, 급성 검사, 1, 3, 6, dc, 12개월
4. 시청각 녹음 수술 전, 수술 후, 급성 검사, 1, 3, 6, dc, 12개월
5. Affectiva SCR, 액티그래프 수술 전, 수술 후, 급성 검사, 1, 3, 6, dc, 12개월
6. GPS/만보계 수술 전, 수술 후, 급성 검사, 1, 3, 6, dc, 12개월

1차 임상 결과 측정: 해밀턴 우울증 평가 척도(설명된 시점에서 측정된 HDRS.

소개 뇌량하 대상 백질(SCC25 DBS)의 심부 뇌 자극은 치료 저항성 우울증(TRD)에 대한 새로운 개입 전략으로 조사되었습니다. 만성 자극에 의한 장기간의 항우울제 효능에 대한 증거가 증가하는 것 외에도 수술 중 테스트 중 기분, 주의력 및 정신 운동 속도의 즉각적인 변화가 반복적으로 관찰되었습니다. 이러한 급성 전극 접촉 특정 행동 효과는 만성 DBS에 대한 최적의 접촉 선택을 성공적으로 안내했습니다. 수술 중 행동 효과의 존재는 종종 장기적인 결과를 예측합니다. 지속적인 고주파 자극은 항우울제 반응을 장기적으로 유지하는 데 필요한 것으로 보이는데, 이는 수년간의 차도 후에도 중단하면 몇 주에 걸쳐 우울증 증상이 악화 및 재발하는 것과 관련이 있기 때문입니다. 양전자 방출 단층 촬영(PET)을 사용하여 만성 SCC25 DBS의 효과를 조사하는 이미징 연구는 DBS 표적 부근과 전두엽 피질, 복측 선조체, 시상 하부 및 편도체/해마에서 원격으로 혈류와 대사의 변화를 보여줍니다. 보다 최근의 DTI(확산 텐서 이미징) 연구와 결합된 이러한 결과는 시간이 지남에 따라 DBS의 항우울제 효과를 매개하는 국소 변화의 해부학적 및 기능적 범위에 대한 증거를 제공합니다[5-6].

관찰된 수술 중 행동 변화 또는 중단으로 인한 재발을 매개하는 뇌 변화는 알려져 있지 않습니다. 지금까지 어떤 연구도 만성 자극 동안 신경 수준에서 TRD에 대한 DBS의 명시적 메커니즘을 다룰 수 없었습니다. 수술 중 테스트 중에만 사용 가능한 기록 시스템으로 신경 활동을 측정할 수 있습니다. TRD가 완전한 관해를 달성하기 위해 만성 자극이 필요하다는 점을 감안할 때, 자극 기간 동안 신경 활동의 변화를 특성화하고 치료 반응을 개발하는 것은 이 치료 양식을 추가로 개발하고 개선하는 데 매우 중요할 것입니다. 또한, 신경 변화의 추적 및 그들의 행동은 만성 자극 및 통제된 중단과 상관 관계가 있어 추가 치료 개발 및 최적화를 위한 피드백 신호로 잠재적으로 사용하기 위한 생리학적 마커의 특성화를 허용할 것입니다.

이 새로운 실험 세트는 항우울제 반응의 잠재적인 신경 상관 관계를 탐색하기 위해 TRD 환자에게 SCC25 DBS를 사용한 과거 경험을 기반으로 합니다. 이것은 Medtronic이 개발한 프로토타입 DBS 시스템인 ActivaPC+S를 사용하여 수행될 것입니다. 이 시스템은 기존의 DBS 뇌 전극과 펄스 발생기를 로컬 필드 전위(Local Field Potential)로 알려진 전기적 뇌 활동을 만성적으로 읽고 기록하고 다운로드할 수 있는 감지 장치와 결합합니다. LFP) DBS 전극을 둘러싼 뇌 영역에서. 이러한 기록은 펄스 발생기를 제어하는 ​​데 사용되는 장치와 유사한 외부 안테나 장치가 있는 이식 장치에서 다운로드할 수 있습니다. LFP를 뇌에 로컬로 기록하고 이 정보를 수신 스테이션으로 전송하는 능력을 감안할 때 ActivaPC+S 장치를 "뇌 라디오"라고 합니다.

ActivaPC+S, "Brain Radio" 장치는 현재 FDA에서 승인하지 않은 실험 시스템입니다. 이 장치는 ActivaPC 시스템을 기반으로 하며 파킨슨병, 본태성 떨림에 사용하도록 FDA 승인을 받았으며 근긴장 이상에 대한 HDE(Humanitarian Device Exemption)가 있습니다. ActivaPC에는 난치성 강박 장애(OCD)에 사용하기 위한 HDE도 있습니다. Brain Radio는 승인된 장치의 표준 자극 용량 외에 감지 기술을 갖추고 있어 활성 자극 동안과 자극이 꺼져 있을 때 모두 전극의 해부학적 위치에서 LFP를 실시간으로 기록할 수 있습니다. 이와 같이 이것은 만성 DBS에 대한 항우울제 반응과 관련된 신경 변화의 조사를 용이하게 하는 매우 강력한 연구 도구입니다. 이것은 치료 저항성 우울증이 있는 인간 환자에게 이 독특한 최첨단 시스템을 처음으로 사용하게 될 것이며 우울 질환 및 항우울제 반응의 기초가 되는 근본적인 신경 프로세스에 대한 전례 없는 통찰력을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

가설 1: SCC-전두엽 회로의 비정상적인 진동이 TRD 환자에게 존재합니다. SCC25 DBS는 이러한 네트워크 역학을 변경하여 치료 효과를 발휘합니다. SCC25 DBS로 치료받은 TRD 환자의 행동 개선은 급성 및 만성적으로 특정 DBS 전극 접촉에서 식별 가능한 LFP 변화와 관련이 있습니다.

가설 2: 지속적인 항우울제 반응을 위해서는 자극 유발 LFP 변화의 안정적인 유지가 필요하며, 이러한 변화의 소실은 임박한 우울증 재발을 예고합니다.

이 연구는 만성 SCC25 DBS 과정 전반에 걸쳐 ActivaPC+S 시스템으로 LFP 기록을 통해 10명의 TRD 환자에서 이러한 가설을 테스트합니다. SCC LFP 진동 활동의 측정은 항우울제 반응의 임상 측정 및 두피 EEG 신호와 상관 관계가 있습니다.

목표 실험 #1: 전기생리학적 변화를 정량화하기 위해, 자극기가 꺼졌을 때 이식 다음 달의 행동 상관 관계 및 EEG 변화.

실험 #1A: 수술 후 48시간 동안 이식 절차 동안 환자가 받는 짧은 급성 자극에 대한 LFP 변화를 특성화하기 위해 실험 #1B: 이식 후 한 달 동안 LFP 패턴의 변화를 특성화하고 기준선을 설정하기 위해 만성 자극이 시작되기 전에. Activa PC+S 시스템은 프로토콜의 이 단계에서 LFP를 기록하는 데 활용됩니다.

실험 #2: 이식 후 1개월 후에 자극기를 켭니다. 이 실험은 자극 개시일에 진행됩니다. 임상 데이터가 기록되고 LFP 변경 사항이 Activa PC+S 시스템과 두피 EEG에 의해 캡처됩니다. 자극기는 LFP가 기록되는 동안 일련의 다른 주파수 및 전류 설정을 통해 순환됩니다.

실험 #3: 만성 고주파 SCC25 자극에 대한 LFP 변화를 정량화하고 변화 패턴을 장기간 항우울제 반응 및 EEG 패턴과 연관시키기 위해. 자극은 이식 후 1개월 후에 시작되고 이후 6개월 동안 만성적으로 유지됩니다. 임상 평가, LFP 및 두피 EEG는 이 6개월 기간 동안 일상적으로 기록됩니다.

실험 #4: 6개월의 만성 자극 후 자극이 잠시 중단(1주)될 때 LFP 변화를 정량화하기 위해. LFP, 임상적/증상적 변화 및 EEG 패턴 간의 상관관계가 만들어질 것입니다.

실험 #5: 만성 고주파 SCC25 자극에 장기간 노출된 동안 LFP 변화를 정량화하기 위해. 임상 반응 및 EEG 패턴은 6개월마다 기록되고 ActivaPC+S 시스템의 배터리 수명 동안 LFP와 비교됩니다. 현재 자극 시작 후 3~5년으로 추정됩니다.

주요 임상 결과 메트릭은 Hamilton Depression Rating Scale입니다.