Ontwikkeling van adaptieve diepe hersenstimulatie voor OCS (Phase Ib)

INSCHRIJVING: Een proefpersoon wordt beschouwd als ingeschreven na ondertekening van de geïnformeerde toestemming, die in aanmerking komt voor screening door de onderzoeker. Het proces van geïnformeerde toestemming kan besprekingen met de familie van de patiënt en de verwijzende arts omvatten. Medische dossiers die kunnen worden verkregen, zullen zorgvuldig worden beoordeeld om vast te stellen of eerdere behandelingen, waaronder cognitieve gedragstherapie (CGT), toereikend zijn.

Een proefpersoonidentificatienummer wordt toegewezen aan elke proefpersoon die toestemming ondertekent. Dit nummer wordt gebruikt om de proefpersoon te identificeren en moet gedurende de hele studie worden gebruikt op alle onderzoeksdocumentatie met betrekking tot die proefpersoon.

SCREENING: Potentiële proefpersonen die voldoen aan de opname-/uitsluitingscriteria en bereid zijn deel te nemen aan het onderzoek, zoals aangetoond door het ondertekenen van de geïnformeerde toestemming, zullen worden ingeschreven in het onderzoek en 2 screeningbezoeken ondergaan (Bezoek 1 en Bezoek 2) verspreid over een periode van ongeveer 1 maand. Diagnostische en screeningbeoordelingen worden voltooid, gevolgd door volledige medische, neurologische en neurochirurgische evaluaties. De definitieve selectie van kandidaten zal worden gemaakt bij consensus van het multidisciplinaire onderzoeksteam (projectadviescommissie).

Neuroimaging-methoden:

DBS-geïmplanteerde proefpersonen ondergaan 2-3T MRI-scans voorafgaand aan de operatie (1 onderzoeks-MRI bij CAMRI en 1 klinische MRI bij BSLMC). DBS-geïmplanteerde proefpersonen zullen in totaal minder dan 3 MEG's hebben.

Controlepersonen ondergaan een 1-3T MRI-scan (onderzoek MRI-scan bij CAMRI). Controlepersonen ondergaan ook 3 MEG-scans.

Het Center for Advanced MR Imaging (CAMRI) op de locatie van de hoofdcampus van Baylor College of zal de 3T MRI-scans voor onderzoek uitvoeren, die alleen voor alle onderwerpen (DBS en controle) zullen worden verzameld met behulp van de Prisma-scanner op dit project voor consistentie.

BEHANDELING: Proefpersonen die in aanmerking komen voor DBS-implantatie zullen bij baseline ook een aanvullende klinische, preoperatieve 3T MRI-scan ondergaan. Deze scan wordt uitgevoerd op een Philips-scanner in het Baylor St. Luke's Medical Center (BSLMC). Deze scan is nodig om personen met hersenafwijkingen die niet verenigbaar zijn met de operatie (bijv.

Alle proefpersonen (DBS en controle) ondergaan ook MEG-scans. Dit is ook nodig als basisbeoordeling, aangezien MEG-scans ook na implantatie na 2 weken en 6 maanden zullen worden uitgevoerd. Deze scans worden uitgevoerd op een MEG-scanner in het Texas Children's Hospital in het Houston Medical Center.

Er worden ook thoraxfoto's en ECG's gemaakt.

Op leeftijd/geslacht afgestemde niet-geïmplanteerde proefpersonen dienen als controles. Ze ondergaan 1-onderzoek 3T MRI- en 3 MEG-scans met hetzelfde beeldvormingsprotocol en op dezelfde tijdstippen als OCS-implantaten om te controleren op niet-DBS-effecten op rs-fc.

BEHANDELING:

1. Tenzij verzameld vóór de dag van de operatie, wordt een CT-scan van het hoofd uitgevoerd op de ochtend van de operatie voor stereotactische planning.
2. Met behulp van lokale verdoving (met of zonder sedatie zoals klinisch geïndiceerd), wordt op de ochtend van de operatie in de operatiekamer een stereotactisch hoofdframe (Leksell Model G, Elekta Instruments, Atlanta, GA, VS) aan de schedel van de proefpersoon bevestigd.
3. Een 3D volumetrisch beeld (O-Arm 2, Medtronic Inc, Boulder, CO, VS) zal worden uitgevoerd om de volumetrische stereotactische headspace te definiëren.
4. De beelden worden geüpload naar een computerwerkstation (Stealth S7, Medtronic, Inc., Boulder, CO, VS) uitgerust met stereotactische planningsoftware (Cranial 3.0) om de operatie te plannen. De preoperatieve 3T MRI verkregen voorafgaand aan de chirurgische datum, zal worden gefuseerd met de CT-scan in het chirurgische planningsstation. Het initiële richtpunt in het ventrale striatum wordt gekozen op basis van de specifieke anatomie van de patiënt. Het chirurgische traject naar dit punt zal ook worden gepland om prominente vaten, de sulci en de ventrikels te vermijden. De computer genereert de X-, Y- en Z-coördinaten die op het frame moeten worden ingesteld, evenals de coronale en sagittale invalshoeken die nodig zijn om het gewenste traject en het gewenste doelpunt vast te stellen. Dit initiële richtpunt zal worden gewijzigd door de specifieke anatomie van de patiënt, zoals bepaald door de preoperatieve 3T-scan. Tijdens deze analyse worden de uiteindelijke doelcoördinaten bepaald.
5. Terwijl de chirurg de ingreep plant, ligt de patiënt in rugligging op de operatietafel. Er wordt een Foley-katheter ingebracht. Antibiotica worden intraveneus toegediend en de vitale functies worden gecontroleerd. Het stereotactische hoofdframe wordt voor de veiligheid van de proefpersoon aan de operatietafel bevestigd, met het hoofd omhoog voor het comfort van de proefpersoon. Er wordt een steriele voorbereiding en afdekdoek uitgevoerd.
6. De doelcoördinaten worden ingesteld op het stereotactische frame en brengen het doelpunt naar het midden van de operationele boog. Extra plaatselijke verdoving zal worden gegeven op het punt van incisie. Na de incisie wordt een boorgat van 14 mm gemaakt met behulp van een zelfsluitende perforator. De kap voor het boorgat die bij de DBS-kabel wordt geleverd, wordt met twee schroeven aan de schedel bevestigd. De dura wordt gecoaguleerd en ingesneden. Het pial-oppervlak wordt voorzichtig gecoaguleerd en er wordt een kleine incisie gemaakt om de elektrodegeleiders gemakkelijk te kunnen invoeren, die volgens het standaard stereotactische protocol in de hersenen worden ingebracht.
7. Een micro-elektrode (MER) sonde zal door de canule worden ingebracht en in stappen van minder dan een mm worden voortbewogen totdat het doel is bereikt. Intraoperatieve beeldgeleiding zal worden verkregen om ervoor te zorgen dat de MER-sonde niet mechanisch van het doel afwijkt. Als er een afwijking wordt vastgesteld, wordt het stereotactische hoofdframe dienovereenkomstig aangepast.
8. Zodra de bovenstaande aanpassingen zijn gemaakt, wordt de DBS quadripolaire elektrode (model 3387; Medtronic Inc., Minneapolis, MN, VS) door de geleidebuis naar het richtpunt ingebracht. Er zullen dradenkruisen aan het frame worden bevestigd en intraoperatieve beeldvorming zal worden gebruikt om te bevestigen dat de punt van de lead op het doel is gepositioneerd en om de aanwezigheid van een intracerebrale bloeding te beoordelen. De sedatie zal worden ingetrokken. Een verlengkabel wordt steriel op de lead aangesloten en het andere uiteinde wordt buiten het veld geleid om te worden aangesloten op een externe pulsgenerator, zodat teststimulatie kan worden uitgevoerd. Teststimulatie zal via elk contact worden uitgevoerd om 1) te beoordelen op door stimulatie veroorzaakte bijwerkingen en 2) te controleren op acute gedragsveranderingen met behulp van een Likert-schaal om angst, opwinding en stemming te beoordelen. Intra-operatieve gedragstesten van stimulatie zullen op video worden opgenomen
9. Intra-operatieve röntgenbeeldvorming kan naar behoefte worden uitgevoerd (tot 4 keer per kant) om ervoor te zorgen dat het juiste doel is bereikt.
10. Een post-implantatie 3D volumetrische scan zal worden uitgevoerd om de positie van de elektrode te bevestigen.
11. Stappen 5-9 hierboven zullen worden uitgevoerd om de tweede elektrode aan de andere kant van de hersenen in te brengen om de implantatie van beide elektroden te voltooien.
12. Als er geen onhoudbare bijwerkingen zijn, worden de elektroden met de boorgatkappen aan de schedel vastgemaakt. Het vrije uiteinde van de geleidingsdraden blijft in de subgaleale ruimte en de incisies worden in anatomische lagen gesloten.
13. Het hoofdframe wordt verwijderd en algemene anesthesie wordt geïnduceerd. De Olympus RC+S-pulsgenerator wordt vervolgens geïmplanteerd en via verlengkabels aangesloten op de hersenlead.
14. Voorafgaand aan het ontslag wordt een postoperatieve CT-scan uitgevoerd om er zeker van te zijn dat er geen intracerebrale bloeding is opgetreden.
15. De proefpersoon wordt voor postoperatieve monitoring naar de verkoeverkamer of de neurochirurgie-IC gebracht (zie hieronder) en wordt na ten minste één nacht observatie en wanneer klinisch stabiel uit het ziekenhuis ontslagen. Er kan een Basic Metabolic Panel (BMP) op het onderwerp worden uitgevoerd om te bevestigen dat ze klinisch stabiel zijn.
16. De proefpersoon zal terugkeren naar de neurochirurgische kliniek (bezoek 4) voor postoperatieve evaluatie volgens de normale klinische praktijk (ongeveer 1 week na de operatie). De wonden worden geïnspecteerd en de neurologische status van de proefpersoon wordt beoordeeld. Hechtingen worden verwijderd.

Proefpersonen wordt gevraagd om hun huidige medicatie constant te houden gedurende de eerste 6 maanden na de operatie, maar klinische omstandigheden die veranderingen vereisen, zijn toegestaan ​​en worden genoteerd als dit zich voordoet.

DBS-programmering:

In eerste instantie zal een monopolair onderzoek worden uitgevoerd met een frequentie ingesteld op 130 Hz en een pulsbreedte van 90 microseconden. Constante stroomamplitude zal worden gebruikt en stapsgewijs worden verhoogd, zoals wordt getolereerd en zonder de bovengrenzen van de stroomdichtheid te overschrijden. De constante stroominstelling is met name handig in de eerste weken tot maanden na de operatie wanneer de impedanties nog veranderen. Om een ​​vrolijke reactie op te wekken, moet de amplitude gedurende ongeveer 30 seconden terugkeren naar 0 microampère voordat de volgende verhoging wordt getest. Als bijvoorbeeld 2mA, C+1, 90usec, 130Hz niet effectief is, wordt de amplitude gedurende 30 seconden verlaagd tot 0mA en vervolgens snel verhoogd tot 4mA, C+1-, 90usec, 130Hz. Softstart moet worden uitgeschakeld. Bipolaire instellingen worden ook getest en moeten worden gebruikt tijdens rsfMRI. DBS-parameters zullen worden geoptimaliseerd/aangepast op basis van klinische evaluatie van stemming en angst en om bijwerkingen te minimaliseren. De volgende waargenomen effecten zullen worden geregistreerd via een schaal die in een eerder onderzoek is gebruikt: gezichtsuitdrukking, nervositeit, alertheid en positief of negatief affect. Gezichtsuitdrukking wordt gemeten met behulp van het AFAR-systeem. AFAR meet de maximale intensiteit en snelheid van de lachreactie in actie-eenheden. De gezichten van de deelnemers worden op video opgenomen terwijl hun stimulatie wordt verhoogd om de lachreactie op te wekken. Veranderingen in gezichtsuitdrukking met behulp van gezichtsspieren van orbicularis oris (spier die de mond omringt) zygomaticus (grote en kleine spieren van de mondhoek) zullen worden geregistreerd. Deze informatie wordt gebruikt om een ​​classificator te trainen om te herkennen dat de stimulatie-intensiteit te groot is. De onderzoekers zullen ook de proefpersoon zelfrapportage laten geven over veranderingen in stemming, angst, energie en bijwerkingen.