Visuell funksjonell tilkobling og visuell forbedring etter TMS/kikkertbehandling

Før studien vil okulær feiljustering og refraksjonsavvik bli korrigert. Denne korreksjonen er en del av standard pasientbehandling i stedet for en prosedyrekomponent i den nåværende studien.

Prosedyre Deltakerne vil gjennomgå en times strukturell og funksjonell MR før behandlingen. Vi vil utføre en foreløpig analyse av fMRI-resultatene når fem amblyopiske pasienter har fullført fMRI-studien. Hvis dataene viser signifikante forskjeller i det visuelle nettverket i hviletilstand hos amblyopipasienter sammenlignet med den eksisterende normale visuelle hviletilstanden, vil vi forfølge fMRI-studien med de resterende 15 deltakerne. Feiljustering av øynene vil bli korrigert før pasienten deltar ved å bruke prismer (hvis medisinsk indisert). Denne korreksjonen er en del av standard pasientbehandling snarere enn en prosedyrekomponent i den nåværende studien. Deltakerne vil bli tilfeldig utnevnt til å være i enten sham- eller behandlingsgruppen (10 pasienter i hver gruppe). Alle pasienter vil motta fem dager med en times visuell kikkertopplæring ved å spille et spesialdesignet videospill med fallende blokker på en dataskjerm som vil bli individuelt kalibrert for hver person. Gruppe én vil motta 18 minutter med rTMS i begynnelsen av visuell trening hver dag i 5 dager. Gruppe to vil motta 18 minutter med TMS etterfulgt av falsk visuell trening hver dag i 5 dager. På slutten av fem dager vil deltakerne bytte gruppe. Deltakerne vil være blinde på om de får narre- eller ekte kikkertbehandling ved hver anledning.

En sensorimotorisk synsprofil, inkludert synsskarphet, undertrykkelse, stereosyn, kikkert, kontrastfølsomhet og øyejustering, vil bli fullført for hver pasient ved baseline, etter fem økter og ved slutten av behandlingen. Denne profilen vil bli fullført ved hjelp av PVVAT-systemet, Worth-4-Dot-test, Randot stereovision-test, anaglyfisk dikoptisk koherensbevegelsesterskel med rødgrønne briller (ved bruk av Psykinematix-synssystem), tverrdekketest med prismestenger. fMRI vil bare bli gjentatt etter behandling for personer som viste unormal fMRI ved baseline. Denne andre skanningen vil undersøke om behandlingen påvirket og normaliserte det visuelle nettverket i hviletilstand.

Funksjonell MR:

All skanning vil bli utført på en 3.0 T Siemens Tim Trio-skanner utstyrt med en 12-kanals hodespole. Skanning vil finne sted ved opptil tre besøk: Forbehandling (retinotopkartlegging), og to skanninger etter behandling.

Forbehandling: strukturell, hviletilstand og FET funksjonell MR (fMRI) data vil bli innhentet. Deltakerne vil fullføre en strukturell MR-skanning i begynnelsen av hver MR-økt. Dette er et høyoppløselig 3-dimensjonalt bilde av hele hjernen (bildeparametere: MPRAGE, 1 mm tykke skiver, null avstand mellom skiver, TR = 1900 ms, TE = 2,2 ms, i planoppløsning på 0,94 x 0,94, 256 x 256 matrisestørrelse med et synsfelt på 24 cm, 176 bind, noe som resulterer i en skannetid på 8 minutter og 6 sekunder.

Etter at høyoppløsningsbildet er innhentet, vil hviletilstands funksjonelle MR-data bli innhentet med følgende parametere: Siemens ekkoplanavbildning (EPI) sekvens, 3 mm tykke skiver, null avstand mellom skivene, repetisjonstid på 3000 ms, ekko tid på 30 ms, vippevinkel på 90°, 64 x 64 matrisestørrelse, 24 cm synsfelt, 140 volumer, noe som resulterer i en skannetid på 7 minutter og 9 sekunder. I løpet av denne økten vil pasientene lukke øynene og hvile.

Etter fMRI-økten i hviletilstand vil vi utføre oppgavebasert og retinotopisk kartlegging ved å bruke standard kile- og ringprotokoller for å fremkalle blodoksygennivåavhengig (FET) respons i den visuelle cortex. (Li X, Dumoulin SO, Mansouri B, Hess RF. Troskapen til det kortikale retinotopiske kartet i menneskelig amblyopi. Eur J Neurosci. 2007;25:1265-1277.29). Funksjonelle data vil bli innhentet ved hjelp av en T2-vektet gradient ekko EPI-sekvens (retinotopisk kartlegging, TR = 1200 ms, TE = 30 ms, flip-vinkel = 65°, voxel-oppløsning 2,5 x 2,5 x 2,5 mm; skanninger etter behandling, TR = 2000 ms, TE = 30 ms, vippevinkel = 90°, voxel-oppløsning = 3,0 x 3,0 x 3,0 mm). Stimuli vil bli presentert monokulært og hvert øye vil bli kartlagt separat. Grenser av retinotopiske områder og tilsvarende områder av interesse vil bli definert ved å bruke et gjennomsnittskart av venstre og høyre øye hos hver deltaker. Under fMRI vil deltakerne bli presentert for visuelle stimuli (sett over en MR-kompatibel hvit skjerm gjennom et spolemontert speil) og utføre en reaksjonstidsoppgave der de ganske enkelt trykker på en knapp når de oppdager en endring i fikseringspunktet. Oppgaven vil ikke være relatert til stimuli som brukes.

De påfølgende fMRI-skanningsøktene vil bli utført etter to uker med transkraniell magnetisk stimulering (TMS) og kikkertbehandling, som vil vurdere effekten av rTMS pluss falsk/ekte kikkertbehandling på responsen til den visuelle cortex på input fra amblyopisk versus medfiksering øye. Vi vil bruke lokaliseringsinformasjonen fra den første økten. Hviletilstanden og oppgavebasert fMRI vil bli gjentatt.

1. Besøk før behandling:

en. Lokalisator for å finne skiveplan (1-2 min) b. MPRAGE anatomisk (7-10 min) c. Hviletilstand - lukkede øyne hold deg våken (7-10 min) d. Retinotopkartlegging (48 min PLUSS tid til å veksle øyelapp mellom løpene) i. 4 skanninger av blokkdesign amblyopisk øye dekket

1. 2 eksentrisitet,
2. 2 polar vinkel,
3. 2 med klokken,
4. 2 mot klokken, ii. 4 skanninger av blokkdesign med festeøye dekket

En uke med enten gruppe A) rTMS og ekte kikkertbehandling eller gruppe B) rTMS og falsk kikkertbehandling 2. Besøk etter behandling:

1. Lokalisering (1–2 min)
2. MPRAGE anatomisk (7–10 min)
3. Hviletilstand - lukkede øyne hold deg våken (
4. ikke retinotopisk kartlegging
5. fMRI-blokkdesign

Jeg. sjakkbrettstimulus 4 skanninger per økt per øye Én uke med CROSS OVER-behandling Gruppe A) rTMS og sham kikkertbehandling eller gruppe B) rTMS og kikkertbehandling fMRI-analyse Hviletilstand fMRI-data vil bli forhåndsbehandlet for å redusere artefakter og støyrelaterte signalkomponenter . Etter forbehandling vil data analyseres på individnivå ved hjelp av uavhengig komponentanalyse. De individuelt analyserte dataene vil deretter bli standardisert til stereotaktisk rom ved hjelp av et Talairach-atlas. De standardiserte dataene vil bli kjørt gjennom en selvorganisert gruppert ICA som vil oppsummere ICA-dataene fra alle deltakerne. En variansanalyse vil bli brukt for å vurdere forskjeller i funksjonell tilkobling i hjerneregioner mellom gruppene (pre- og post-rTMS-behandling).

Potensielle skader og fordeler Det er vårt håp at pasientene som et resultat av deres deltakelse i denne studien vil se en forbedring i mange aspekter av synet, inkludert generell synsskarphet og kontrastfølsomhet.

Det er en sjanse for at forbedring av synet i det svake øyet kan resultere i dobbeltsyn hvis posisjonen til øynene (justering) er suboptimal. Dette dobbeltsynet kan spontant avta over tid ettersom treningseffekten avtar (i mangel av videre trening). Hvis dobbeltsyn vedvarer, kan deltakerne måtte henvises til nevrologiske, optometriske eller oftalmologiske klinikker for symptombehandling. Lapper over det svake øyet kan være nødvendig for å eliminere dobbeltsynet, redusert syn i det svake øyet i et forsøk på å returnere synet til det det var før deltagelse i studien. Andre behandlinger for dobbeltsyn inkluderer optisk korreksjon med briller som inneholder prismer eller kirurgisk inngrep for å justere de to øynene. De sistnevnte metodene hjelper i de fleste tilfeller sammen bilder fra de to øynene.

rTMS-prosedyrene som er foreslått for denne studien er godt innenfor anbefalte sikkerhetsretningslinjer, så risikoen for uønskede hendelser er liten. TMS kan forårsake rykninger i hodebunnen eller ansiktsmusklene under stimulering, noe som kan være ubehagelig. Omtrent 1 av 10 forsøkspersoner rapporterer om hodepine etter TMS-målingen, som vanligvis er mild og forbigående. Ved behov kan hodepinen behandles med mildt reseptfritt smertestillende legemiddel, som paracetamol/Tylenol. Risikoen for anfall fra rTMS er forhøyet hos personer med en historie med epilepsi eller en familiehistorie med anfall, og det er derfor disse tilstandene er eksklusjonskriterier for denne studien.