Imaging-Guided Low Intensity Focused Ultrasound (LIFU) (LIFU)

Het huidige project onderzoekt een nieuwe neurostimulatiebenadering, gefocusseerde echografie met lage intensiteit (LIFU), die non-invasiviteit combineert met een scherpe ruimtelijke focus in diepe hersengebieden. Deze open-label vroege haalbaarheidsstudie zal worden uitgevoerd bij 20 proefpersonen met OCS in twee centra, Baylor College of Medicine (BCM) en Massachusetts General Hospital (MGH). In aanmerking komende proefpersonen moeten ERP hebben gefaald en ten minste twee proeven met SRI's.

De studie zal gebruik maken van een MR-compatibel Brainsonix (Pulsar 1002) transcraniaal apparaat met een single-element, air-backed, sferische doorsnede LIFU-transducer met een diameter van 61 mm en een brandpuntsafstand van 65 mm of 80 mm, werkend op een fundamentele frequentie van 650 kHz. . De keuze van een transducer van 65 mm of 80 mm (evenals 0 of 5 gelpad) hangt af van de grootte van het hoofd/de anatomie van de hersenen van de individuele patiënt om de VS optimaal te richten. De transducer is gemonteerd in een plastic kophouder en ultrasoon gelkussen. LIFU zal worden toegediend in de Siemens Prisma 3T MR-scanner om nauwkeurig richten op het ventrale striatum (VS) mogelijk te maken.

Elke proefpersoon krijgt 3 LIFUP-sessies per week gedurende twee weken (totaal = 6 beeldgeleide behandelingen). De LIFU-intensiteit zal op of onder de FDA-veiligheidslimiet van 720 mW/cm^2 Ispta liggen, wat resulteerde in een IRB/FDA-bepaling van niet-significant risico (NSR) in ons onderzoek naar LIFU gericht op de VS bij gezonde proefpersonen. Uitkomstmaten omvatten veiligheid (bijv. vitale functies, melding van bijwerkingen, verdraagbaarheid, etc.), gestandaardiseerde symptoomschalen (bijv. verandering in YBOCS ten opzichte van baseline om de ernst van OCS te beoordelen) en surrogaatmaatregelen (bijv. gedragstaken die constructen beoordelen tot ocs). Proefpersonen zullen gedurende 8 weken wekelijks klinisch worden beoordeeld en daarna maandelijks gedurende in totaal 6 maanden. Resting-state fMRI zal worden uitgevoerd bij baseline en aan het einde van de twee weken durende studie om veranderingen in functionele connectiviteit veroorzaakt door LIFU-behandeling te beoordelen.

Er zullen in totaal 20 sonicaties worden toegediend aan één kant van het hoofd, met een verlaagde (gebaseerd op FDA-standaard van 0,3 dB/cm-MHz) ruimtelijke-piek temporeel-gemiddelde intensiteit (d.w.z. Ispta) van ongeveer 720 mW/cm2, elk duurt 30 s, gescheiden door pauzes van 30 s. De totale duur van de sonicatie zal dus 10 minuten zijn, hetzelfde als gebruikt in onze studie van VS LIFU bij gezonde proefpersonen. Sonicatie zal worden toegediend in een 3T Siemens Prisma-scanner. Tijdens de sonicatie gebruiken de onderzoekers de 20-kanaals hoofdspoel omdat de 32- of 64-kanaals spoel niet genoeg ruimte biedt voor de transducer.

Zodra de patiënt naar de MR-suite is gebracht, verkrijgen de onderzoekers BOLD-MRI in de basislijn in rusttoestand zonder de transducer in de spoel. Vervolgens wordt de deelnemer uit de scanner gehaald en wordt de transducer handmatig geplaatst en vastgezet aan één kant van het hoofd van de patiënt, over het dunner wordende tijdelijke bot. Met een lagere resolutie/snellere acquisitie T1 MPRAGE in een 3D MPR-weergave, navigeren de onderzoekers naar het midden van de transducer in een van de vensters (sagittaal). Vervolgens zullen de onderzoekers, zowel in de coronale als in de axiale weergave, de assen zo verplaatsen dat de ene as evenwijdig is aan het oppervlak van de transducer en vervolgens de andere as er loodrecht op wordt geplaatst. De onderzoekers volgen dan het traject van beide loodrechte assen naar de juiste brandpuntsafstand. De onderzoekers zullen dan bepalen of de onderzoekers op het doel zitten of niet, inschatten hoeveel ze indien nodig moeten aanpassen, de proefpersoon eruit halen, indien nodig aanpassen en het proces herhalen. Zodra de onderzoekers ervan overtuigd zijn dat de positionering bevredigend is, gaan de onderzoekers verder met een proefstimulatie verspreid over een paar basislijn- en post-stimulatie ASL-perfusie-MRI-scans en BOLD fMRI met gelijktijdige LIFU-stimulatie. Vervolgens wordt de proefpersoon weer uit de scanner gehaald, de transducer verwijderd en post-stimulatie rusttoestand fMRI, anatomische scans met hoge resolutie (voor beeldregistratie) en diffusie-MRI worden verzameld. De LIFUP-installatie bevat een 10 MHz laagdoorlaatfilter om RF-ruisinterferentie te beperken.

Samenvattend zal de gehele reeks van 20 sonificaties, die elk 30 seconden duren, gescheiden door pauzes van 30 seconden, gedurende 20 minuten worden toegediend voor een totale duur van de sonificatie gelijk aan 10 minuten. Een arts blijft de hele tijd in de MR-suite. De proefpersoon krijgt een knijpbalschakelaar voor gebruik in noodgevallen, en de onderzoekers zullen tussen de scans door regelmatig met de proefpersoon communiceren. De patiënt blijft na de behandeling ten minste 30 minuten in de kliniek. Vitale functies, bijwerkingen en zelfgerapporteerde metingen van stemming en angst worden geregistreerd.

Massachusetts General Hospital zal lokale IRB-goedkeuring verkrijgen voor hun deel van deze studie