Gezichtsveldtekorten verbeteren met niet-invasieve hersenstimulatie

Transcraniële stroomstimulatie Niet-invasieve transcraniële stroomstimulatie (tCS) wordt al tientallen jaren veilig bij de mens gebruikt. Niet-invasieve stroomstimulatietechnieken maken gebruik van stroomgeneratoren op batterijen die een ingebouwd circuit hebben om de stroom boven een bepaald niveau te beperken, meestal 2 mA (milliampère). tCS is de afgelopen tien jaar op grote schaal gebruikt en heeft een niet-significant risico voor deelnemers aangetoond (Antal et al., 2017; Brunoni et al., 2011; Iyer et al., 2005; Nitsche et al., 2008; Nitsche & Paulus, 2011 ) Deze studie gebruikt willekeurige ruis (d.w.z. tRNS) waardoor er minder netto lading wordt toegepast dan bij tDCS (transcraniële gelijkstroomstimulatie). Er is beperkte melding van bijwerkingen van tCS met behulp van wisselstromen (tACS) of willekeurige ruis (tRNS) in de literatuur. Studies die tACS hebben gebruikt, hebben ook nadelige effecten gemeld die vergelijkbaar zijn met effecten beschreven in de tDCS-literatuur, bijvoorbeeld hoofdpijn, sensaties onder de elektroden en visuele sensaties (Antal et al., 2017; Antal et al., 2008; Brignani et al., 2013). Bijwerkingen die in de tCS-literatuur zijn beschreven, worden hier beschreven om een ​​conservatieve beoordeling van mogelijke bijwerkingen te bieden. De meest voorkomende bijwerkingen van tCS volgens de meest recente beschikbare gegevens zijn: (Antal et al., 2017; Nitsche & Paulus, 2011; Feurra et al., 2013)

Sensaties gerapporteerd door proefpersonen onder de elektrode voor tDCS:

(Deze gewaarwordingen kunnen soms gedurende en voor een korte periode na voltooiing van de tCS aanhouden, maar verdwijnen meestal kort na de start van tCS)

Milde tintelingen (20-70%) Lichte jeuk (30-40%) Licht brandend gevoel (10-22%) Ongemak of lichte pijn (10-18%)

Gerapporteerde effecten die alleen optreden tijdens tCS:

Visuele sensatie tijdens het in- en uitschakelen van de stimulatie (11%)

Andere effecten die zowel tijdens als na tCS kunnen optreden, zijn onder meer:

Matige vermoeidheid (35%) Roodheid van de huid (30%) Hoofdpijn (10-15%) Concentratieproblemen (11%)

Bovendien zijn de volgende zeldzame bijwerkingen beschreven:

Misselijkheid (3%) Nervositeit (<5%) Oorsuizen (<1%) Hypomanie is gemeld bij enkele deelnemers die tDCS kregen voor bipolaire stoornis en depressie, maar nooit bij normale controles. Proefpersonen met een voorgeschiedenis van een psychiatrische stoornis zullen van het onderzoek worden uitgesloten.

Hoewel het nooit is gemeld bij tCS, vormen epileptische aanvallen een theoretisch risico. Een consensusdocument ondersteunt dat een tCS (inclusief tRNS gebruikt in dit protocol)-gerelateerde aanval nooit in de literatuur is gemeld, inclusief onderzoeken uitgevoerd bij oudere proefpersonen en proefpersonen na een beroerte (Antal et al., 2017).

tRNS-bezoeken: De tRNS-studiebezoeken zullen worden uitgevoerd bij BIDMC. Deelnemers mogen maximaal 15% van de bezoeken missen. Er zullen extra sessies worden toegevoegd om het verwachte aantal bezoeken te bereiken als dit binnen een redelijke tijdspanne is zoals bepaald door de onderzoeker.

Beoordeling van tRNS-bijwerkingen en bijwerkingen zal dagelijks voor en na stimulatie worden voltooid. Eventuele veranderingen in medicatie of medische voorgeschiedenis worden dagelijks beoordeeld.

Instellen voor tRNS, inclusief het plaatsen van een kap en/of band met elektroden op het hoofd van de deelnemer en het aanbrengen van gel onder de elektroden - stimulatie wordt gestart zodra het visuele trainingsprogramma is opgezet en klaar is om te worden gelanceerd (of onmiddellijk als de deelnemer dat niet doet). in visuele stim-groep) Stim/sham wordt toegediend. Dit duurt 20 - 30 minuten. Als de deelnemer in de visuele trainingsgroep zit, voert hij de computergebaseerde taak uit tijdens deze stimulatie/sham.

Binnen elke groep wordt de helft van het cohort gestimuleerd met tRNS en de andere helft met schijnstimulatie. De V1-beschadigde hersenhelft bij VFD-proefpersonen en het homologe gebied in de gezonde hemisfeer zullen worden aangevallen. Voor tRNS wordt 20 - 30 min stroom van 1,0 mA geleverd aan elektroden die bilateraal boven O1/O2 zijn geplaatst (Herpich et al., 2019). De stroomrichting zal willekeurig oscilleren binnen een hoogfrequent bereik (101-640Hz). Voor schijnvertoning worden dezelfde stimulatieparameters gebruikt als in de actieve toestand, behalve dat de stimulator wordt geprogrammeerd om uit te schakelen na een oploop van 20 seconden tot 1,0 mA. Met deze "fade-in"-procedure rapporteren deelnemers een vergelijkbare hoofdhuidsensatie voor zowel echte stimulatie als schijnstimulatie. Alle apparaten die voor stimulatie worden gebruikt, hebben "blinde modi", waarbij de onderzoeker en deelnemer blind zijn voor het type stimulatie.

Monitoring en veiligheidsplan Bijwerkingen worden verzameld vanaf het begin van het experimentele protocol tot het einde van de studiedeelname. Alle ongewenste voorvallen, ongeacht de toeschrijving aan tRNS of pre-/postbeoordelingen, worden verzameld en geregistreerd met behulp van een standaardformulier voor ongewenste voorvallen. Deelnemers zullen dagelijks op een open manier worden gevraagd naar de aanwezigheid van dergelijke evenementen. De intensiteit van elke bijwerking wordt beoordeeld als mild, matig of ernstig. Als zich een gebeurtenis voordoet die niet wordt verwacht (bijv. niet beschreven in het onderzoeksprotocol), die wijst op een verandering ten opzichte van de uitgangswaarde in cognitie of gezichtsvermogen, en/of onmiddellijke aandacht vereist, zoals een aanval, de onderzoeksarts (of behandelend onderzoeker) wordt in real time geïnformeerd om de gebeurtenis te beoordelen, advies te geven over de onmiddellijke verzorging van de deelnemer en om de nodige rapportagestappen te bepalen. Gebeurtenissen die ernstig of onverwacht van aard, ernst of frequentie zijn in vergelijking met de risico's beschreven in het studieplan, zullen door de hoofdonderzoeker worden beoordeeld om de relatie tussen de gebeurtenis en de studie te bepalen. Rapporteerbare gebeurtenissen worden ingediend bij BIDMC volgens bepaald beleid.

Tijdens alle tRNS-bezoeken bij BIDMC zal een bevoegde arts, gediplomeerd bij BIDMC, per semafoon beschikbaar zijn. Bovendien is de persoon die tRNS toepast, getraind om deelnemers tijdens sessies voortdurend te beoordelen op ongemak, om vroege symptomen van syncope te identificeren (bijv. zweten, bleekheid) en herkenning van toevallen. Daarnaast zijn alle medewerkers getraind in het toepassen van basismaatregelen om de veiligheid van de deelnemers te waarborgen. Als een deelnemer bijvoorbeeld pre-syncopale symptomen of een syncope-gebeurtenis ervaart, zal onmiddellijke zorg worden geboden om de symptomen te verlichten (ze zullen bijvoorbeeld in een liggende positie worden geplaatst). Daarnaast zijn de onderzoeksverpleegkundigen in het centrum beschikbaar om te helpen met een snelle beoordeling van de deelnemer, implementatie van herstelmaatregelen en monitoring indien nodig.

Werving Patiënten met een beroerte worden geworven op de afdeling Beroerte van het Beth Israel Deaconess Medical Center. Een eerste triage zal het oorspronkelijke niveau van gezichtsvelddeficiëntie in de acute fase bepalen door retrospectief de grafieken van de deelnemers te inspecteren en te kijken naar de items van de NIH Stroke Scale (NIHSS) voor visuele tekorten. Patiënten die gezichtsveldstoornissen vertonen en voldoen aan de inclusie- en exclusiecriteria, zullen worden gecontacteerd en uitgenodigd om deel te nemen.

Individuen die geïnteresseerd zijn in de studie wordt verzocht contact op te nemen met het Centrum voor Niet-invasieve Hersenstimulatie van het BIDMC. Een onderzoeksassistent licht het doel en de opzet van het onderzoek toe. Als de deelnemer geïnteresseerd is in het onderzoek, zal een telefonisch interview worden afgenomen om enkele uitsluitingscriteria uit te sluiten. Als de deelnemer in aanmerking komt voor de studie, wordt hij of zij uitgenodigd voor BIDMC, waar de studie opnieuw in detail zal worden uitgelegd en de deelnemer wordt gevraagd om het schriftelijke toestemmingsformulier zorgvuldig te lezen en uiteindelijk te ondertekenen voordat hij aan de studie deelneemt. De deelnemer wordt aangemoedigd om vragen te stellen.

Steekproefgrootte en cohortsplitsingen Deze studie is opgezet om het volgende te testen: (1) het nut van verschillende visuele tests, waaronder typische psychofysische tests, bij de evaluatie van visuele stoornissen na visuele corticale schade bij volwassenen; en (2) het effect van visuele omscholing in combinatie met niet-invasieve hersenstimulatie bij het herstellen van visuele perceptie na visuele corticale schade bij volwassen deelnemers. Op basis van voorlopige resultaten worden 92 deelnemers met gezichtsvelddefecten ingeschreven. Deze cijfers zijn gebaseerd op een berekening van de steekproefomvang op basis van gepubliceerde resultaten, waarbij de incidentie van deelnemers die positief reageerden 60% was (Herpich et al., 2019). Verwacht wordt dat de onderzoeksgroep een incidentie van 75% zal laten zien, met een alfa van 0,05 en een vermogen van 80%. De geschatte steekproefomvang is 78. Gezien de potentieel hoge uitval (15%) zullen er echter 92 deelnemers worden ingeschreven.

Er zullen 92 door ischemische beroerte veroorzaakte VFD-deelnemers worden gerekruteerd om rekening te houden met uitval/screen-outs met als doel 78 evalueerbare proefpersonen te voltooien (15% uitvalpercentage). Voor beide groepen worden chronische en subacute VFD-deelnemers geworven. Binnen Groep 1 (Training + Stimulatie) komen er 36 chronische en 10 subacute proefpersonen. Binnen groep 2 (alleen stimulatie) zullen er 36 chronische en 10 subacute proefpersonen zijn. Binnen alle subgroepen hebben proefpersonen 50% kans op echte versus schijnstimulatie. Subacuut wordt gedefinieerd als minder dan 6 maanden na een beroerte voorafgaand aan deelname aan het onderzoek. Chronisch wordt gedefinieerd als meer dan 6 maanden na een beroerte voorafgaand aan deelname aan het onderzoek.

Statistische analyse De Student's t-teststatistieken en multifactoriële ANOVA-ontwerpen zullen worden gebruikt om de significantie van de effecten aan te tonen. Op basis van vergelijkbare experimenten bij dieren en normale mensen, en gezien de wetenschappelijke doelen, is de steekproefomvang passend en voldoende. Het primaire eindpunt is: verbetering van de bewegingsonderscheidingstaak na training binnen het deficiënte gezichtsveld. Secundaire eindpunten zijn: (a) verbetering in The National Eye Institute 25-Item Visual Function Questionnaire (NEI-VFQ-25); (b) verkleining van het blinde gebied in de gezichtsvelden zoals gemeten met Humphrey-perimetrie. Analyse zal worden uitgevoerd met behulp van MATLAB. Gegevens worden opgeslagen in de R-schijf bij de BIDMC. EEG-gegevensanalyse: offline inspectie en verwijdering van alle EEG-tijdperken met artefacten (bijv. oogknipperingen en oogbewegingen) zal worden uitgevoerd voorafgaand aan het middelen. Er zullen 60-100 herhalingen zijn van elke aandoening met <15% afgewezen proeven bij alle proefpersonen. Gemiddelden worden berekend voor elk onderwerp voor elke elektrode en elke stimulusconditie. Gemiddelde reacties zullen worden gebruikt om golfvormcomponenten van belang te identificeren (P1, N1, N2, P2 en late pieken). Piekamplitudes en latenties van de N200-component ten opzichte van het begin van de beweging zullen afzonderlijk worden geanalyseerd voor horizontale (links, rechts) en radiale (in, uit) stimuli. Piek N200-amplituden en -latenties van alle locaties zullen worden ingevoerd in ANOVA-ontwerpen met gemengde metingen met groep als factor tussen proefpersonen, en elektrodelocatie (bijv. Fz, FCz, Cz, CPz, Pz, Oz) als een factor binnen het onderwerp. Greenhouse-Geisser-aanpassing voor de vrijheidsgraden zal worden gebruikt voor de opnameplaatsfactor vanwege de inherente schendingen van de aannames van herhaalde metingen van sfericiteit. Waar nodig zullen post-hoc analyses worden uitgevoerd met behulp van Tukey's HSD-testen en een type I-foutenpercentage van 0,05 voor het hele gezin.

Gegevensveiligheid en controle Om de vertrouwelijkheid en privacy van beschermde gezondheidsinformatie te waarborgen, krijgt elke proefpersoon een uniek codenummer toegewezen. Een afzonderlijk logboek dat de naam van de deelnemer koppelt aan het studienummer en de identificatienummers wordt bewaard in een met een wachtwoord beveiligd gegevensbestand, dat alleen toegankelijk is voor de onderzoekers van het onderzoek. Namen zullen niet worden verstrekt aan andere externe bronnen dan het personeel van het Center for Brain Science MRI-protocol zodra de proefpersonen hun toestemming hebben ondertekend en ermee hebben ingestemd om indien nodig aan het onderzoek deel te nemen. Er worden geen identificerende gegevens gepubliceerd waarin een deelnemer zou kunnen worden onderscheiden. Gegevens van dit onderzoek zullen worden ingevoerd en opgeslagen op een beveiligde schijf die beschikbaar is voor onderzoekers van het onderzoek achter de BIDMC-firewall. Alle informatie die nodig is in een ander centrum wordt verstrekt via beveiligde e-mail en/of beveiligde bestandsoverdracht.