Nieuwe paradigma's van diepe hersenstimulatie voor bewegingsstoornissen

De experimentele opzet omvat procedures om elk specifiek doel aan te pakken, waarbij de meeste een benadering binnen de proefpersoon omvatten die het effect onderzoekt van verschillende behandelingsniveaus (bijv. geen therapie, traditionele DBS, nieuwe DBS) op de neurologische functie, inclusief afhankelijke variabelen afgeleid van testen van de motorische en cognitieve functie. Deze benadering zal zich ook uitstrekken tot de elektrofysiologische gegevens; waarbij het relatieve effect van elk behandelingsniveau op spontane (bijv. rustende bèta- en gammabandkracht) en taakgerelateerde (d.w.z. opgewekte of gebeurtenisgerelateerde potentiële latentie- en amplitudekarakteristieken) cerebrale ritmen zal worden gekwantificeerd voor elke proefpersoon en verder geaggregeerd om effecten op groepsniveau te karakteriseren (zie gegevensanalyse hieronder).

Voorafgaand aan de operatie ondergaan deelnemers aanvullende procedures voor beeldvorming van de hersenen om de anatomische en functionele connectiviteit van het hersengebied te karakteriseren dat moet worden aangevallen tijdens de plaatsing van de chirurgische lead en de hersenschors. De aanvullende beeldvormingssets omvatten DTI en functionele MRI-scans in rusttoestand die 30-45 minuten extra toevoegen aan de preoperatieve klinische MR-procedure.

Na standaardzorgplaatsing van de DBS-lead(s) in het beoogde hersengebied, zal toegang tot de lead voor studiegerelateerde activiteiten worden verkregen door een wegwerpverlengstuk te bevestigen aan het uiteinde van de lead dat subcutaan, extracraniaal wordt geplaatst. De wegwerpbare extensie wordt vervolgens via een tunnel naar een locatie ver van de operatiekamer geleid om het risico op besmetting van de permanent geïmplanteerde hardware te minimaliseren. De opnameapparatuur wordt vervolgens aangesloten op de externe extensie, waardoor studiegerelateerde DBS-afgifte en de opname van lokale veldpotentialen (LFP) uit het beoogde hersengebied mogelijk wordt.

Studiegerelateerde activiteiten beginnen de derde ochtend na de DBS-operatie om de patiënt de tijd te geven om te herstellen van de implantatieprocedure (de start kan worden uitgesteld als aanvullend herstel gerechtvaardigd wordt geacht in overleg met het klinische zorgteam). Verwacht wordt dat het testen van de studie zal doorgaan tot en met dag 9 na implantatie, waarbij de tweede standaardzorg DBS-implantatiechirurgie zal worden uitgevoerd op dag 10 na implantatie. Tijdens de externalisatieperiode nemen proefpersonen maximaal 8 uur per dag deel aan dagelijkse gegevensverzamelingstaken, waarbij studiegerelateerde activiteiten worden uitgevoerd in korte segmenten, verdeeld over ochtend- en middagsessies. Zodra het testen is voltooid in de operationeel gedefinieerde medicatie UIT-status, mogen patiënten hun gebruikelijke dosis medicatie innemen en wordt het testen voortgezet. Binnen elk testblok zullen frequente rustperioden worden opgenomen om vermoeidheidseffecten te minimaliseren en de gegevenskwaliteit te verbeteren. Elektrofysiologische opnames kunnen ook worden uitgevoerd wanneer de patiënt niet in het laboratorium is, ook 's nachts tijdens de slaap, met behulp van draagbare opnameapparatuur en activiteitsmonitors die op een holster lijken. Opnames zullen worden gemaakt met behulp van een in de handel verkrijgbaar kapelektrodesysteem dat tijdelijk wordt geplaatst tijdens elke experimentele sessie of met behulp van standaardkopelektroden die op de hoofdhuid worden bevestigd met behulp van standaardmethoden (d.w.z. collodion of elektrodepasta). Als collodiumelektroden worden gebruikt, blijven collodiumelektroden meerdere dagen achtereen op de patiënt zitten tot aan de duur van de externalisatieperiode. Er zullen dagelijkse controles worden uitgevoerd om de integriteit van de elektrode-interface te waarborgen en de elektroden zullen indien nodig opnieuw worden gegeleerd of opnieuw worden aangebracht.

Dagelijkse studiegerelateerde activiteiten in het laboratorium omvatten 1) spontane opnames gemaakt met de patiënt in rust, 2) motorische en cognitieve taak-gesynchroniseerde opnames, en 3) somatosensorische evoked potentials, en 4) evoked potentials opgewekt door directe stimulatie van de diepte doelgebied van de hersenen. Op de eerste testdag kan een monopolaire drempelbeoordeling worden uitgevoerd, vergelijkbaar met wat wordt uitgevoerd als onderdeel van de standaard zorg voor klinische DBS-programmering. Dit omvat een zorgvuldige titratie van de instellingen van de elektrische stimulatie die via de DBS-lead wordt afgegeven om drempels voor sensomotorische en andere bijwerkingen te bepalen en zal helpen om de bovengrenzen van de stimulatie die als onderdeel van de experimentele procedures wordt afgegeven, in te stellen. Bovendien zal dit proces worden gebruikt om de therapeutische voordelen van DBS te karakteriseren. In alle gevallen zal de stimulatie worden beperkt tot minder dan de goedgekeurde veiligheidslimiet voor ladingsdichtheid van 30 microcoulombs/cm2 per fase. Op bepaalde dagen kunnen patiënten worden gevraagd om naar de testlocatie te komen na een nacht vasten van hun anti-PD-medicatie om het effect van dopaminerge medicatie op experimentele reacties te karakteriseren. Ten slotte kunnen dagelijkse schema's worden gewijzigd op basis van vermoeidheid van de patiënt en mogelijke planningsconflicten (bijv. MRI- of MEG-beschikbaarheid) en kan het totale aantal dagen dat de patiënt is geëxternaliseerd naar goeddunken van het chirurgisch team worden ingekort, inclusief de noodzaak om rekening houden met de planning van de operatiekamer.

Minimaal zes maanden na de operatie zullen de deelnemers worden gevraagd om terug te komen voor een vervolgonderzoek van ongeveer 4 uur om de therapeutische resultaten te evalueren. In het bijzonder zullen patiënten worden gevraagd om terug te keren naar het laboratorium op de hoofdcampus na een nacht vasten van hun antiparkinsonmedicatie. Tijdens dat bezoek zal de doeltreffendheid van de standaard DBS-programmeringsinstellingen van de patiënt (d.w.z. de instellingen die door hun behandelend arts zijn ingesteld als onderdeel van hun routinematige, postoperatieve klinische zorg) worden geëvalueerd door middel van geblindeerde scores met behulp van subschalen van de MDS. -Geünificeerde beoordelingsschaal voor de ziekte van Parkinson (MDS-UPDRS).