Visuele functionele connectiviteit en visuele verbetering na TMS/verrekijkerbehandeling

Voorafgaand aan het onderzoek zullen oculaire uitlijningsafwijkingen en refractieafwijkingen worden gecorrigeerd. Deze correctie maakt deel uit van de standaard patiëntenzorg en is geen procedureel onderdeel van het huidige onderzoek.

Procedure Deelnemers ondergaan voorafgaand aan hun behandeling een structurele en functionele MRI van een uur. We zullen een tussentijdse analyse van de fMRI-resultaten uitvoeren zodra vijf amblyopische patiënten de fMRI-studie hebben voltooid. Als de gegevens significante verschillen laten zien in het visuele netwerk in rusttoestand bij amblyopiepatiënten in vergelijking met de bestaande normale visuele rusttoestand, zullen we de fMRI-studie voortzetten met de resterende 15 deelnemers. Een verkeerde uitlijning van de ogen wordt voorafgaand aan de deelname van een patiënt gecorrigeerd door prisma's te gebruiken (indien medisch geïndiceerd). Deze correctie maakt deel uit van de standaard patiëntenzorg en is geen procedureel onderdeel van de huidige studie. Deelnemers worden willekeurig toegewezen om in eerste instantie in de schijn- of de behandelingsgroep te zitten (10 patiënten in elke groep). Alle patiënten krijgen vijf dagen visuele binoculaire training van een uur door een speciaal ontworpen videogame met vallende blokken te spelen op een computerscherm dat voor elke persoon afzonderlijk wordt gekalibreerd. Groep 1 krijgt gedurende 5 dagen elke dag 18 minuten rTMS aan het begin van hun visuele training. Groep twee krijgt 18 minuten TMS, gevolgd door 5 dagen lang elke dag visuele training. Na vijf dagen wisselen de deelnemers van groep. Deelnemers zullen bij elke gelegenheid blind zijn of ze een schijnbehandeling of een echte verrekijkerbehandeling krijgen.

Een sensomotorisch visueel profiel, inclusief gezichtsscherpte, onderdrukking, stereovisie, binoculariteit, contrastgevoeligheid en ooguitlijning, zal voor elke patiënt worden voltooid bij aanvang, na vijf sessies en aan het einde van de behandeling. Dit profiel wordt ingevuld met behulp van het PVVAT-systeem, Worth-4-Dot-test, Randot-stereovisietest, anaglyfische dichoptische coherentie-bewegingsdrempel met rood-groene bril (met Psykinematix-zichtsysteem), cross-covertest met prismabalken. fMRI zal na de behandeling alleen worden herhaald voor personen die bij aanvang een abnormale fMRI vertoonden. Deze tweede scan zal onderzoeken of de behandeling het visuele netwerk in rusttoestand beïnvloedde en normaliseerde.

Functionele MRI:

Alle scans worden uitgevoerd op een 3,0 T Siemens Tim Trio-scanner die is uitgerust met een 12-kanaals hoofdspoel. Het scannen vindt plaats bij maximaal drie bezoeken: voorbehandeling (retinotopische mapping) en twee scans na de behandeling.

Voorbehandeling: structurele, rusttoestand en BOLD functionele MRI (fMRI) gegevens zullen worden verkregen. Aan het begin van elke MRI-sessie maken deelnemers een structurele MRI-scan. Dit is een driedimensionaal beeld met hoge resolutie van het hele brein (beeldvormingsparameters: MPRAGE, plakjes van 1 mm dik, nul tussenruimte tussen plakjes, TR = 1900 ms, TE = 2,2 ms, in vlakresolutie van 0,94 x 0,94, 256 x 256 matrixgrootte met een gezichtsveld van 24 cm, 176 volumes, resulterend in een scantijd van 8 minuten en 6 seconden.

Nadat het beeld met hoge resolutie is verkregen, worden de functionele MRI-gegevens in rusttoestand verkregen met de volgende parameters: Siemens echo planar imaging (EPI) sequentie, 3 mm dikke plakken, nul tussenruimte tussen plakken, herhalingstijd van 3000 ms, echo tijd van 30 ms, draaihoek van 90°, matrixgrootte van 64 x 64, gezichtsveld van 24 cm, 140 volumes, resulterend in een scantijd van 7 minuten en 9 seconden. Tijdens deze sessie zullen de patiënten hun ogen sluiten en rusten.

Na de rusttoestand fMRI-sessie zullen we taakgebaseerde en retinotopische mapping uitvoeren met behulp van standaard wig- en ringprotocollen om bloedzuurstofniveau-afhankelijke (BOLD) respons in de visuele cortex op te roepen. (Li X, Dumoulin SO, Mansouri B, Hess RF. De getrouwheid van de corticale retinotopische kaart bij menselijke amblyopie. Eur J Neurosci. 2007;25:1265-1277.29). Functionele gegevens zullen worden verkregen met behulp van een T2-gewogen gradiënt-echo-EPI-reeks (retinotopische mapping, TR = 1200 ms, TE = 30 ms, draaihoek = 65°, voxelresolutie 2,5 x 2,5 x 2,5 mm; scans na behandeling, TR = 2000 ms, TE = 30 ms, draaihoek = 90°, voxelresolutie = 3,0 x 3,0 x 3,0 mm). Stimuli worden monoculair gepresenteerd en elk oog wordt afzonderlijk in kaart gebracht. Grenzen van retinotopische gebieden en overeenkomstige interessegebieden zullen worden gedefinieerd met behulp van een gemiddelde kaart van het linker- en rechteroog van elke deelnemer. Tijdens fMRI krijgen deelnemers visuele prikkels te zien (bekeken op een MRI-compatibel wit scherm via een op een spoel gemonteerde spiegel) en voeren ze een reactietijdtaak uit waarbij ze eenvoudig op een knop drukken wanneer ze een verandering in het fixatiepunt detecteren. De taak zal niet gerelateerd zijn aan de gebruikte stimuli.

De daaropvolgende fMRI-scansessies zullen worden uitgevoerd na twee weken van transcraniële magnetische stimulatie (TMS) en binoculaire behandeling, die het effect van rTMS plus schijn-/echte binoculaire behandeling op de reactie van de visuele cortex op input van de amblyopische versus mede-fixatie zal beoordelen. oog. We gebruiken de lokalisatie-informatie van de eerste sessie. De rusttoestand en taakgebaseerde fMRI worden herhaald.

1. Bezoek voor de behandeling:

A. Localizer om slice-plan te vinden (1-2 min) b. MPRAGE anatomisch (7-10 min) c. Rusttoestand - ogen dicht blijven wakker (7-10 min) d. Retinotopische mapping (48 min PLUS tijd om ooglap tussen runs af te wisselen) i. 4 scans van blokontwerp amblyopisch oog bedekt

1. 2 excentriciteit,
2. 2 polaire hoek,
3. 2 met de klok mee,
4. 2 tegen de klok in, ii. 4 scans van block design fellow die oogje bedekt

Een week van groep A) rTMS en zuivere binoculaire behandeling of groep B) rTMS en nep-verrekijkerbehandeling 2. Bezoek na de behandeling:

1. Lokalisator (1-2 min.)
2. MPRAGE anatomisch (7-10 min)
3. Rusttoestand - ogen dicht blijven wakker (
4. geen retinotopische mapping
5. fMRI-blokontwerp

i. schaakbordstimulus 4 scans per sessie per oog CROSS OVER-behandeling van één week Groep A) rTMS en sham binoculaire behandeling of groep B) rTMS en binoculaire behandeling fMRI-analyse Resting state fMRI-gegevens worden vooraf verwerkt om artefacten en ruisgerelateerde signaalcomponenten te verminderen . Na voorbewerking worden de gegevens op individueel niveau geanalyseerd met behulp van Independent Component Analysis. De individueel geanalyseerde gegevens zullen vervolgens worden gestandaardiseerd naar stereotactische ruimte met behulp van een Talairach-atlas. De gestandaardiseerde gegevens worden door een zelfgeorganiseerde gegroepeerde ICA geleid die de ICA-gegevens van alle deelnemers samenvat. Een variantieanalyse zal worden gebruikt om verschillen in functionele connectiviteit in hersengebieden tussen de groepen te beoordelen (pre- en post-rTMS-behandeling).

Potentiële nadelen en voordelen We hopen dat patiënten als gevolg van hun deelname aan dit onderzoek een verbetering zullen zien in veel aspecten van hun gezichtsvermogen, waaronder algehele gezichtsscherpte en contrastgevoeligheid.

Er is een kans dat verbetering van het gezichtsvermogen in het zwakke oog kan leiden tot dubbel zien als de positie van de ogen (uitlijning) niet optimaal is. Dit dubbelzien kan na verloop van tijd spontaan verdwijnen naarmate het trainingseffect afneemt (bij afwezigheid van verdere training). Als dubbelzien aanhoudt, moeten deelnemers mogelijk worden doorverwezen naar klinieken voor neurologie, optometrie of oogheelkunde voor symptoombeheer. Het kan nodig zijn om het zwakke oog te patchen om dubbel zien te elimineren, het gezichtsvermogen in het zwakke oog te verminderen in een poging om het gezichtsvermogen terug te brengen naar wat het was vóór deelname aan het onderzoek. Andere behandelingen voor dubbel zien zijn optische correctie met een bril die prisma's bevat of chirurgische ingrepen om de twee ogen op één lijn te brengen. De laatste methoden helpen in de meeste gevallen om beelden van de twee ogen samen te voegen.

De voor deze studie voorgestelde rTMS-procedures vallen ruimschoots binnen de aanbevolen veiligheidsrichtlijnen, dus het risico op bijwerkingen is klein. TMS kan tijdens stimulatie spiertrekkingen van de hoofdhuid of gezichtsspieren veroorzaken, wat onaangenaam kan zijn. Ongeveer 1 op de 10 proefpersonen meldt hoofdpijn na de TMS-meting, die meestal mild en van voorbijgaande aard is. Indien nodig kan de hoofdpijn worden behandeld met milde vrij verkrijgbare pijnstillers, zoals paracetamol/Tylenol. Het risico op aanvallen door rTMS is verhoogd bij personen met een voorgeschiedenis van epilepsie of een familiegeschiedenis van toevallen, en daarom zijn deze aandoeningen uitsluitingscriteria voor dit onderzoek.