Gerichte echografie met lage intensiteit bij personen met een bewustzijnsstoornis of traumatisch hersenletsel

Traumatisch hersenletsel (TBI) is een belangrijk wereldwijd gezondheidsprobleem. Naar schatting zullen jaarlijks ongeveer 70 miljoen mensen een traumatisch hersenletsel (TBI) oplopen. Ernstige TBI's voor ziekenhuisopname of overlijden zijn jaarlijks minstens 10 miljoen.

Recentelijk hebben vorderingen in neurokritische zorg geleid tot een toename van het aantal ernstige TBI-patiënten die hun cognitieve en fysieke functie herstellen en uiteindelijk terugkeren naar een onafhankelijk leven. Sommige van de ernstige TBI-patiënten slagen er echter niet in om volledig bij bewustzijn te komen. Deze aandoening wordt bewustzijnsstoornis (DoC) genoemd. Ze herstellen van coma en behouden de slaap-waakcyclus, maar hebben een verminderd bewustzijn van zichzelf en hun omgeving. Deze toestanden worden niet-reagerend waaksyndroom of minimaal bewuste toestand genoemd. Deze omstandigheden zorgen ervoor dat patiënten alle autonomie verliezen en een zware emotionele en financiële last voor hun families veroorzaken. Naast deze verwoestende effecten, is het bekend dat deze aandoeningen de burn-outcijfers bij zorgverleners verhogen.

In het verleden werden patiënten met posttraumatische DoC beschouwd als "niets te doen". Behandelingen zoals sensorische stimulatie, fysiotherapie en medicatie zijn echter recentelijk gebruikt en bestudeerd. Sensorische stimulatie is gebaseerd op het idee dat verrijkte stimulaties neurale plasticiteit en herstel ten goede komen. De meeste onderzoeken naar zintuiglijke stimulatie zijn casusrapporten, met weinig gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken. Fysiotherapie omvat voornamelijk bewegingsbereik, houdingsveranderingen, enzovoort. Vrijwel alle ziekenhuizen bieden fysiotherapie aan, maar er is nog onvoldoende bewijs om te concluderen dat het effectief is voor patiënten met posttraumatische DoC. Studies naar farmacologische behandelingen bij patiënten met DoC hebben voornamelijk betrekking op dopaminerge middelen, omdat dopaminerge middelen het reticulaire activeringssysteem kunnen stimuleren om waakzaamheid en aandacht te verbeteren. Onder hen is bewezen dat amantadine een effectieve behandeling is door middel van een grote gerandomiseerde gecontroleerde klinische studie bij patiënten met posttraumatische DoC. Hoewel amantadine effectief is in het versnellen van het hersteltempo, is er een beperking dat het effect op de langetermijnresultaten onbekend blijft.

Naarmate een wetenschappelijk begrip van het bewustzijn groeit, zijn er veel onderzoeken uitgevoerd om het bewustzijn te herstellen door middel van neuromodulatietechnieken, zoals mediane zenuwstimulatie, dorsale kolomstimulatie, transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS), repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) en diepe hersenstimulatie. stimulatie (DBS). Mediane zenuwstimulatie werd geprobeerd om sensorische stimulatie naar de hersenen te leiden. Het is echter ineffectief gebleken in een kleine gerandomiseerde gecontroleerde studie. Er zijn pogingen ondernomen om de dorsale kolom van het ruggenmerg rechtstreeks te stimuleren. Omdat het echter een invasieve procedure is, zijn er geen gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken uitgevoerd.

In de afgelopen 10 jaar heeft neurostimulatie zoals tDCS, rTMS en DBS, als herstellende behandeling van het bewustzijn na TBI, meer aandacht gekregen. In een dubbelblinde, schijngecontroleerde crossover-ontwerpstudie, Thibaut et al. hebben de werkzaamheid van tDCS onderzocht bij 55 DOC-patiënten. Significante gedragsveranderingen werden waargenomen na tDCS bij MCS-patiënten, maar na 1 jaar hield het effect niet aan. DBS is over het algemeen gebruikt bij de ziekte van Parkinson, maar het is ook uitgevoerd bij patiënten met DoC omdat het de thalamus direct kan stimuleren. Verbeterde het bewustzijn nadat DBS is gemeld, maar het bewijs is nog steeds niet voldoende en het risico is te hoog om te worden toegediend aan patiënten met posttraumatische DoC.

Gefocusseerde echografie met lage intensiteit (LIFU) is onlangs voorgesteld als een techniek om de beperkingen van bestaande neurostimulatietechnieken te overwinnen. LIFU heeft een ruimtelijke resolutie van slechts 2-5 mm en een penetratiediepte van meer dan 10-15 cm. Zo kan het door de schedel gaan om het diepe hersenweefsel te stimuleren en kan het ook fijn stimuleren.

De afgelopen jaren hebben we ons gericht op onderzoeken naar het stimuleren van zenuwweefsel met behulp van een gericht ultrasoon stimulatiesysteem. Er werd gemeld dat activering en remming van het motorische en visuele zenuwstelsel bij konijnen kan worden bereikt met behulp van een gefocusseerd ultrasoon stimulatiesysteem. We meldden ook dat de thalamus van verdoofde ratten werd gestimuleerd met een gericht ultrasoon stimulatiesysteem, wat resulteerde in een kortere hersteltijd van anesthesie. Het beeldgeleide navigatiesysteem met behulp van MRI maakte het mogelijk om de ultrasone stimulatie met hoge nauwkeurigheid op het doelpunt van de hersenen te richten. In 2018 werd een draagbaar FUS-hoofddeksel voor een rattenmodel ontwikkeld en werd het effect van langetermijnveranderingen van de hersenfunctie door gerichte ultrasone stimulatie gerapporteerd, waarmee de mogelijkheid van neuroplasticiteit met behulp van LIFU werd geïdentificeerd.

In 2016 hebben Monti et al. meldde een klinisch geval van herstel van het bewustzijn bij een verkeersongevalpatiënt die ongeveer 20 dagen in coma had gelegen. Het centrale thalamische gebied van de patiënt werd elke dag gedurende 5-10 minuten met LIFU gestimuleerd, waarbij het bewustzijn vanaf de derde dag hersteld werd en op de vijfde dag begonnen werd met lopen. Dit resultaat wordt ondersteund door de relatie tussen centrale thalamus en bewustzijn. Bovendien is het vergelijkbaar met het geval dat stimulatie van de centrale thalamus met behulp van DBS bij de patiënt die MCS had gedurende 6 jaar na TBI, de gedragsreacties van de patiënt moduleerde.

Op basis van bovenstaande resultaten is het doel van deze studie om het therapeutische effect van herstel van DoC en de veiligheid van LIFU-stimulatie in het thalamische gebied te evalueren bij patiënten met posttraumatische DoC.