Fase II adaptiv dyp hjernestimulering for tvangslidelser

PÅMELDING: Et forsøksperson anses som registrert ved å signere informert samtykke og anses som kvalifisert for å bli screenet av etterforskeren. Prosessen med informert samtykke kan omfatte diskusjoner med pasientens familie og henvisende kliniker. Medisinske journaler som kan skaffes vil bli nøye gjennomgått for å fastslå tilstrekkeligheten av tidligere behandlinger, inkludert kognitiv atferdsterapi (CBT).

Et emneidentifikasjonsnummer vil bli tildelt hvert forsøksperson som signerer samtykke. Dette nummeret vil bli brukt til å identifisere emnet og må brukes på all studiedokumentasjon relatert til emnet gjennom hele studiet.

SCREENING: Potensielle forsøkspersoner som oppfyller inklusjons-/eksklusjonskriteriene og er villige til å delta i studien, som vist ved å signere det informerte samtykket, vil bli registrert i studien og gjennomgå 2 screeningbesøk (besøk 1 og besøk 2) fordelt over en periode på omtrent 1 måned. Diagnostiske og screeningsvurderinger fullføres, etterfulgt av komplette medisinske, nevrologiske og nevrokirurgiske evalueringer. Endelig utvelgelse av kandidater vil bli gjort ved konsensus fra det tverrfaglige etterforskerteamet (Project Advisory Committee).

Nevroimaging metoder:

Core for Advanced MR Imaging (CAMRI) er en toppmoderne ressurs som huser 3 banebrytende MR-systemer for forskningsmiljøet i Houston, lokalisert på BCM Main Campus. CAMRI vil utføre forskningen 3T MR-skanninger, som vil bli samlet inn på alle forsøkspersoner (DBS og kontroll) ved hjelp av Prisma-skanneren for konsistens. Alle forsøkspersoner vil bli eskortert til CAMRI av studieteamet.

DBS-implanterte forsøkspersoner vil gjennomgå to 3T MR-skanninger før operasjonen (1 forsknings-MR ved CAMRI og 1 klinisk MR ved Baylor St. Luke's Medical Center (BSLMC). DBS implanterte forsøkspersoner vil under 4 Magnetoencefalografi (MEG) skanninger totalt.

Kontrollpersoner vil gjennomgå én 3T MR-skanning (forsknings-MR-skanning ved CAMRI). Kontrollpersoner vil også gjennomgå 4 MEG-skanninger.

BEHANDLING: Personer som er kvalifisert for DBS-implantasjon vil også få utført en ekstra klinisk, pre-kirurgisk 3T MR-skanning ved baseline. Denne skanningen vil bli utført på en Philips-skanner ved Baylor St. Luke's Medical Center (BSLMC). Denne skanningen er nødvendig for å potensielt screene ut individer som har hjerneabnormiteter som ikke ville være forenlig med operasjonen (f.eks. medfødte defekter, mangel på normale anatomiske korrelater) og for å hjelpe til med kirurgisk planlegging.

Alle forsøkspersoner (DBS og kontroll) vil også gjennomgå MEG-skanninger. Dette er også nødvendig som en grunnlinjevurdering, da MEG-skanninger også vil bli utført etter implantasjon etter 2 uker, 6 måneder og 12 måneder på en MEG-skanner ved Texas Childrens Hospital i Houston Medical Center.

Røntgen thorax og EKG vil også bli utført på OCD-personer som er kvalifisert for DBS.

Alders/kjønnsmatchede ikke-implanterte forsøkspersoner vil tjene som kontroller. De vil gjennomgå 1-forsknings 3T MR- og 4 MEG-skanninger ved bruk av samme bildebehandlingsprotokoll og på samme tidspunkt som OCD-implantatobjekter for kontroll for ikke-DBS-effekter på rs-fc.

1. Med mindre det samles inn før operasjonsdagen, vil en hode-CT utføres om morgenen operasjonen for stereotaktisk planlegging.
2. Ved å bruke lokalbedøvelse (med eller uten sedasjon som klinisk indisert), vil en stereotaktisk hoderamme (Leksell Model G, Elekta Instruments, Atlanta, GA, USA) festes til forsøkspersonens hodeskalle om morgenen operasjonen på operasjonssalen.
3. Et 3D volumetrisk bilde (O-Arm 2, Medtronic Inc, Boulder, CO, USA) vil bli utført for å definere det volumetriske stereotaktiske headspace.
4. Bildene vil bli lastet opp til en datamaskinarbeidsstasjon (Stealth S7, Medtronic, Inc., Boulder, CO, USA) utstyrt med stereotaktisk planleggingsprogramvare (Cranial 3.0) med det formål å planlegge operasjonen. Den preoperative 3T MR oppnådd før operasjonsdatoen vil bli smeltet sammen med CT-skanningen i den kirurgiske planleggingsstasjonen. Det innledende målpunktet i det ventrale striatum vil bli valgt basert på den spesifikke anatomien av emnet. Den kirurgiske banen til dette punktet vil også planlegges for å unngå fremtredende kar, sulci og ventriklene. Datamaskinen vil generere X-, Y- og Z-koordinatene for å sette på rammen, samt de koronale og sagittale innfallsvinklene som kreves for å etablere ønsket bane og målpunkt. Dette innledende målpunktet vil bli modifisert av den spesifikke anatomien av forsøkspersonen som bestemt av de preoperative 3T-skanningene. De endelige målkoordinatene vil bli bestemt under denne analysen.
5. Mens kirurgen planlegger prosedyren, vil pasienten bli liggende på operasjonsbordet. Et Foley-kateter vil bli satt inn. Antibiotika vil bli administrert intravenøst ​​og vitale tegn vil bli overvåket. Den stereotaktiske hoderammen vil bli festet til operasjonsbordet for motivets sikkerhet, med hodet hevet for motivets komfort. En steril forberedelse og drapering vil bli utført.
6. Målkoordinatene vil bli satt på den stereotaktiske rammen som bringer målpunktet til midten av operasjonsbuen. Ytterligere lokalbedøvelse vil bli gitt ved snittet. Etter snittet vil det lages et 14 mm borehull ved å bruke en selvstoppende perforator. Gradhullhetten som følger med DBS-ledningen vil festes til skallen med to skruer. Duraen vil bli koagulert og innskåret. Pial-overflaten vil bli forsiktig koagulert og et lite snitt vil bli gjort for å tillate enkel innføring av elektrodeføringene, som vil bli satt inn i hjernen i henhold til standard stereotaktisk protokoll.
7. Når justeringene ovenfor er gjort, vil den kvadripolare DBS-elektroden (modell 3387; Medtronic Inc., Minneapolis, MN, USA) settes inn gjennom føringsrøret til målpunktet. Retikler vil bli festet til rammen og intraoperativ avbildning vil bli brukt for å bekrefte at elektrodespissen er plassert ved målet og vurdere forekomsten av intracerebral blødning. Sedasjon vil bli trukket tilbake. En skjøtekabel kobles sterilt til ledningen og den andre enden føres ut av feltet for å kobles til en ekstern pulsgenerator slik at teststimulering kan utføres. Teststimulering vil bli utført via hver kontakt for å 1) vurdere for stimuleringsinduserte bivirkninger og 2) overvåke for akutte endringer i atferd ved å bruke en Likert-skala for å vurdere angst, opphisselse og humør. Intraoperativ atferdstesting av stimulering vil bli videofilmet.
8. Fase II tillegg av ECoG. For å oppnå optimal dekning av den orbitofrontale cortex (OFC) regionen, vil etterforskerne plassere en subdural kortikal stripeelektrode over denne regionen av cortex. Det er veletablert presedens for bruk av stripeelektroder over OFC kortikale overflate, både i subakutt (<1 måned) og kronisk (år/permanent) kliniske settinger. OFC-strimmelelektroder har ofte blitt plassert via et borehull i den nedre frontale regionen for epilepsiovervåking. Elektrodene som brukes i disse applikasjonene er vanligvis 4 til 8 kontakter, med en avstand på 1 cm fra hverandre. Dette er vanligvis subakutte plasseringer som varer fra dager til uker, og denne praksisen har vært vanlig over hele USA og verden i flere tiår. Stripeelektroder som dekker OFC har også blitt brukt som permanente implantater i det responsive neurostimuleringssystemet (RNS), som er FDA-godkjent og klinisk standard for behandling for behandling av medisinsk refraktær epilepsi. Strimmelelektrodene som brukes i dette tilfellet er 4 kontakter med en avstand på 1 cm. I kommunikasjon med RNS-apparatprodusenten anslår etterforskerne at 100-vis av slike elektroder er plassert hos pasienter her i landet. Plasseringsprosedyren vår vil være svært lik den som brukes for RNS OFC-strimmelelektroder. Etterforskerne vil bruke 09130 Subdural Quadripolar Paddle Lead, som også er 4 kontakter med en avstand på 1 cm fra hverandre. Etterforskerne vil lage et borehull i den nedre frontale regionen. Etterforskerne vil bruke standard rammeløs navigasjon for å velge en plassering av borehullet som muliggjør en direkte siktlinje langs det horisontale gulvet i den fremre kraniale fossaen som ligger innenfor OFC-regionen. Etterforskerne vil lage et kosmetisk akseptabelt snitt omtrent samme størrelse som det som brukes for den tradisjonelle DBS-bly. Etterforskerne vil bruke monopolar kauterisering for å utdype snittet forbi temporalismuskelen og lage et borehull i standardstørrelse. Etterforskerne vil åpne duraen og visualisere den nedre frontallappen og gulvet i den fremre kraniale fossa. Under direkte syn vil etterforskerne plassere stripeelektroden ved bruk av skylling for å tillate jevn plassering, og være nøye med å ikke skade kortikal vaskulatur. Brovener mellom dura og cortex er ekstremt sjeldne i denne regionen, og øker dermed sikkerhetsprofilen til prosedyren. Når elektroden er på plass, vil etterforskerne suturere halen til duraen i borehullet for å gi et ankerpunkt. Etterforskerne vil deretter bruke en liten metallplate for å feste elektrodehalen til den ytre delen av skallen nær borehullet for å forankre elektroden ytterligere. Etterforskerne vil bruke en liten lengde av plastrør tilgjengelig i elektrodesettet som en støtdemper rundt elektrodehalen ved dette fikseringspunktet for å unngå kronisk mekanisk skade på elektrodehalen fra kontakt med platen. Etterforskerne plasserer fibrinlim i borehullet for å forhindre lekkasje av cerebrospinalvæske. Etterforskerne vil lukke muskelen med oppløselige suturer, tunnelere halen til DBS blyborehullet og lukke snittet på standard måte. Fra stedet for DBS-ledningsborehullet, vil de to elektrodehalene (en for DBS-ledningen og den andre for OFC-strimmelelektroden) bli tunnelert mot det ipsilaterale IPG-stedet på standard måte.
9. Intraoperativ røntgenavbildning kan utføres etter behov (opptil 4 ganger per side) for å sikre at riktig mål er nådd.
10. En post-implantasjon 3D volumetrisk skanning vil bli utført for å bekrefte elektrodeposisjonen.
11. Trinn 5-9 ovenfor vil bli utført for å sette inn den andre DBS-elektroden og ECoG-elektroden i den andre halvkulen for å fullføre implantasjonen av alle elektrodene.
12. Hvis det ikke er noen uholdbare bivirkninger, vil ledningene festes til skallen med borehullhettene. Den frie enden av ledningene vil bli liggende i det sub-galeale rommet og snittene vil bli lukket i anatomiske lag.
13. Hoderammen vil bli fjernet og generell anestesi vil bli indusert. To Olympus RC+S pulsgeneratorer vil deretter implanteres i den subklavikulære regionen og kobles til den dype hjernen og kortikale ledninger via skjøteledninger (to IPG-er, hver driver en kortikal og en subkortikal ledning).
14. En postoperativ CT-skanning vil bli utført før utskrivning for å sikre at det ikke har oppstått en intracerebral blødning.
15. Pasienten vil bli ført til utvinningsrommet eller nevrokirurgisk intensivavdeling for postoperativ overvåking (se nedenfor) og vil bli utskrevet fra sykehuset etter minst én natts observasjon og når den er klinisk stabil. Et Basic Metabolic Panel (BMP) kan kjøres på emnet for å bekrefte at de er klinisk stabile.
16. Pasienten vil returnere til nevrokirurgisk klinikk (besøk 4) for postoperativ vurdering i henhold til vanlig klinisk praksis (ca. 1 uke etter operasjon). Sårene vil bli inspisert og forsøkspersonens nevrologiske status vil bli vurdert. Suturer vil bli fjernet.

DBS programmering:

I første omgang skal det gjennomføres en monopolar undersøkelse med frekvens satt til 150 Hz og pulsbredde til 90 mikrosekunder. Konstant strømamplitude vil bli brukt og øket på en trinnvis måte som tolerert og uten å overskride øvre grenser for strømtettheten. Den konstante strøminnstillingen er spesielt nyttig i de første ukene til månedene etter operasjonen når impedansene fortsatt endrer seg. For å fremkalle en gledesrespons, må amplituden gå tilbake til 0 mikroampere i ca. 30 sekunder før du tester neste trinn. For eksempel, hvis 2mA, C+1, 90usec, 150Hz er ineffektivt, reduseres amplituden til 0mA i 30 sekunder og økes deretter raskt til 4mA, C+1-, 90usec, 150Hz. Myk start må slås av. Bipolare innstillinger vil også bli testet og må brukes under rsfMRI. DBS parametere vil bli optimalisert/justert basert på klinisk evaluering av humør og angst og for å minimere bivirkninger. Følgende observerte effekter vil bli registrert via en skala brukt i en tidligere studie: ansiktsuttrykk, nervøsitet, årvåkenhet og positiv eller negativ påvirkning. Ansiktsuttrykk vil bli målt ved hjelp av AFAR-systemet. AFAR vil måle maksimal intensitet og hastighet på smileresponsen i handlingsenheter. Deltakernes ansikter vil bli tatt opp på video ettersom stimuleringen deres økes for å fremkalle gledesresponsen. Endringer i ansiktsuttrykk ved bruk av ansiktsmuskler av orbicularis oris (muskel som omkranser munnen) zygomaticus (større og mindre muskler i munnvinkelen) vil bli registrert. Denne informasjonen vil bli brukt til å trene en klassifiserer til å gjenkjenne at stimuleringsintensiteten er for høy. Etterforskerne vil også ha faget selvrapportering om endringer i humør, angst, energi og bivirkninger.