운동 장애에 대한 심부 뇌 자극의 새로운 패러다임

실험 설계에는 각 특정 목표를 해결하기 위한 절차가 포함되며, 대부분은 다음에서 파생된 종속 변수를 포함하여 신경 기능에 대한 다양한 수준의 치료(예: 치료 없음, 전통적인 DBS, 새로운 DBS)의 효과를 조사하는 개체 내 접근 방식을 포함합니다. 운동 및인지 기능 테스트. 이 접근 방식은 전기생리학적 데이터에도 적용됩니다. 여기서 자발적(예: 휴식 베타 및 감마 밴드 전력) 및 작업 관련(즉, 유발 또는 이벤트 관련 잠재 잠복기 및 진폭 특성) 대뇌 리듬에 대한 각 치료 수준의 상대적 효과가 각 대상에 대해 정량화되고 추가로 그룹 수준 효과를 특성화하기 위해 집계되었습니다(아래 데이터 분석 참조).

수술 전에 참가자는 수술 리드 배치 및 대뇌 피질 동안 표적이 될 뇌 영역의 해부학적 및 기능적 연결성을 특성화하기 위해 추가 뇌 영상 절차를 거치게 됩니다. 추가 이미징 세트에는 DTI 및 휴식 상태의 기능적 MRI 스캔이 포함되며, 이는 수술 전 임상 MR 절차의 표준 치료에 추가로 30-45분을 추가합니다.

표적 뇌 영역 내 DBS 리드(들)의 치료 표준 배치에 따라 연구 관련 활동을 위한 리드에 대한 액세스는 피하, 두개외에 박힌 리드의 끝에 일회용 연장을 부착함으로써 달성됩니다. 그런 다음 영구적으로 이식된 하드웨어의 오염 위험을 최소화하기 위해 일회용 익스텐션을 수술 부위와 멀리 떨어진 부위로 터널링합니다. 기록 장비는 외부화된 확장에 연결되어 연구 관련 DBS 전달 및 대상 뇌 영역에서 로컬 필드 전위(LFP) 기록을 가능하게 합니다.

연구 관련 활동은 환자가 임플란트 시술에서 회복할 수 있는 시간을 허용하기 위해 DBS 수술 후 3일째 아침에 시작됩니다(임상진료팀과의 상담을 통해 추가 회복이 타당하다고 판단되는 경우 시작이 지연될 수 있음). 연구 테스트는 이식 후 9일까지 계속될 것으로 예상되며, 이식 후 10일에 두 번째 관리 DBS 임플란트 수술이 수행됩니다. 외부화 기간 동안 피험자는 하루 최대 8시간 동안 일일 데이터 수집 작업에 참여하고 연구 관련 활동은 오전과 오후 세션으로 나누어 짧은 세그먼트로 수행됩니다. 운영상 정의된 약물 OFF 상태에서 테스트가 완료되면 환자는 평소 복용량의 약물을 복용할 수 있으며 테스트는 계속됩니다. 피로 효과를 최소화하고 데이터 품질을 향상시키기 위해 각 테스트 블록 내에 빈번한 휴식 시간이 포함됩니다. 전기생리학적 기록은 환자가 실험실에 없을 때(잠자는 동안 포함) 휴대형 기록 장비와 홀스터 장치와 유사한 활동 모니터를 사용하여 수행할 수도 있습니다. 기록은 각 실험 세션 동안 일시적으로 배치되는 상업적으로 이용 가능한 캡 전극 시스템을 사용하거나 표준 방법(즉, 콜로디온 또는 전극 페이스트)을 사용하여 두피에 부착된 표준 컵 전극을 사용하여 이루어집니다. 콜로디온 전극을 사용하는 경우, 콜로디온 전극은 외부화 기간 동안 연속으로 며칠 동안 환자에게 남아 있게 됩니다. 전극 인터페이스의 무결성을 보장하기 위해 일일 점검이 수행되며 필요에 따라 전극이 다시 겔화되거나 다시 적용됩니다.

실험실 내 일일 학습 관련 활동에는 1) 환자가 휴식을 취한 상태에서 자발적인 기록, 2) 운동 및 인지 작업 동기화 기록, 3) 체감각 유발 전위, 4) 심부의 직접적인 자극에 의해 유도된 유발 전위가 포함됩니다. 뇌 표적 부위. 테스트 첫날에 표준 관리 임상 DBS 프로그래밍의 일부로 수행되는 것과 유사한 단극 역치 검토가 수행될 수 있습니다. 여기에는 감각 운동 및 기타 부작용에 대한 임계값을 결정하기 위해 DBS 리드를 통해 전달되는 전기 자극 설정의 신중한 적정이 포함되며 실험 절차의 일부로 전달되는 자극의 상한을 설정하는 데 도움이 됩니다. 또한, 이 프로세스는 DBS에서 파생된 치료 이점을 특성화하는 데 사용될 것입니다. 모든 경우에 자극은 승인된 전하 밀도 안전 한도인 상당 30마이크로쿨롱/cm2 미만으로 제한됩니다. 도파민성 약물이 실험 반응에 미치는 영향을 특성화하기 위해 특정 날짜에 환자에게 항PD 약물 복용을 금식한 후 검사 장소에 도착하도록 요청할 수 있습니다. 마지막으로, 일일 일정은 환자의 피로와 잠재적인 일정 충돌(예: MRI 또는 ​​MEG 가용성)에 따라 변경될 수 있으며 환자가 외부화되는 총 일수는 필요를 포함하여 수술 팀의 재량에 따라 단축될 수 있습니다. 수술실 일정을 수용합니다.

수술 후 최소 6개월 후 참가자는 치료 결과를 평가하기 위해 약 4시간 동안 후속 연구 방문을 위해 돌아와야 합니다. 구체적으로, 환자는 항파킨슨병 약물을 밤새 금식한 후 메인 캠퍼스 실험실로 돌아가도록 요청받을 것입니다. 해당 방문 동안 환자의 치료 표준 DBS 프로그래밍 설정(즉, 치료 의사가 일상적인 수술 후 임상 치료의 일부로 설정한 설정)의 효능은 MDS의 하위 척도를 사용하여 맹검 채점을 통해 평가됩니다. - 통합 파킨슨병 등급 척도(MDS-UPDRS).