DBS dla TRD Medtronic Activa PC+S

TYTUŁ: Głęboka stymulacja mózgu w leczeniu depresji opornej na leczenie: badanie lokalnych potencjałów polowych (LFP) za pomocą systemu Medtronic Activa PC+S „Brain Radio”

GŁÓWNY BADACZ: Helen Mayberg, MD

SCHEMAT

Rekrutacja: Badanie telefoniczne Badanie przesiewowe: Ocena kwalifikacyjna Świadoma zgoda Ocena przedoperacyjna: Potwierdzająca rozmowa psychiatryczna (4-6 tygodni przed operacją) Ocena neurochirurgiczna Ocena terapii behawioralnej (1-4 sesje) Testy neuropsychologiczne nr 1 Monitorowanie aktywności i rejestrowanie trasy GPS EEG zapis anatomiczny MRI o wysokiej rozdzielczości Obrazowanie tensora dyfuzji Odpoczynek BOLD fMRI Cotygodniowe oceny nastroju, w tym pomiary pierwotnego wyniku Skala oceny depresji Hamiltona (HDRS)

Nagrania audiowizualne wszystkie sesje cotygodniowe Procedura chirurgiczna: Przedoperacyjny anatomiczny rezonans magnetyczny Wszczepienie obustronnych elektrod głębokiej stymulacji mózgu Śródoperacyjne badanie styków elektrod DBS

Nagrywanie ActivaPC+S: Wszczepienie systemu ActivaPC+S/Wyłączenie stymulacji Pooperacyjny anatomiczny rezonans magnetyczny Eksperyment nr 1A: Natychmiastowa rekonwalescencja po operacji i przeniesienie Activa PC+S LFP i rejestracja EEG skóry głowy w przypadku przeniesienia w szpitalu (48 godzin)

Okres rekonwalescencji: stymulacja WYŁĄCZONA (4 tygodnie po operacji) Cotygodniowe oceny nastroju i ocena kliniczna Monitorowanie aktywności, rejestrowanie trasy GPS Tomografia komputerowa wysokiej rozdzielczości (CT) Eksperyment nr 1B: 1 miesiąc przenoszenia ActivaPC+S Zapisy LFP/EEG co tydzień

Aktywna stymulacja: Eksperyment nr 2: Test parametrów ostrej stymulacji (24 tygodnie) Test różnych ustawień częstotliwości i prądu Activa PC+S Rejestracja LFP/EEG (4 godziny)

Eksperyment nr 3: Przewlekła stymulacja; Stymulacja ON Activa PC+S Zapisy LFP EEG (1, 3, 6 miesięcy) Monitorowanie aktywności, rejestracja tras GPS (1, 3, 6 miesięcy)

Oceny nastroju i ocena kliniczna oraz HDRS:

Co tydzień przez cztery tygodnie Co tydzień lub co dwa tygodnie przez następne 20 tygodni Nagranie audiowizualne wszystkich sesji Testy neuropsychologiczne nr 2 (6 miesięcy) Terapia aktywacji behawioralnej (do 30 sesji)

Przerwanie stymulacji: Eksperyment nr 4: Krótkie przerwanie stymulacji

(1 tydzień) 7-dniowa przerwa w 6. miesiącu Codzienne oceny kliniczne ActivaPC+S Zapisy LFP/EEG

Stymulacja długoterminowa: Eksperyment nr 5: Kontynuacja naturalistyczna; Stymulacja WŁĄCZONA (10 lat) ActivaPC+S Rejestracja LFP/EEG do wyczerpania baterii (co 6 miesięcy) IPG Wymiana baterii na dostępny na rynku system Medtronic Activa (szacunkowo na rok 3) Monitorowanie aktywności, rejestracja trasy GPS (12, 24 miesiące)

Oceny nastroju i ocena kliniczna, w tym HDRS:

co miesiąc przez 3 miesiące co 3 miesiące przez 9 miesięcy co 3-6 miesięcy 10 lat Nagrania audiowizualne podczas wizyt klinicznych

Sprzęt

1. Przygotowanie do fMRI/MRI/DTI
2. Activa PC+S nieprzerwanie od pierwszego dnia po operacji do wyczerpania baterii
3. EEG Przed operacją, po operacji, ostre badanie, 1, 3, 6, dc, 12 mies.
4. Nagranie audiowizualne Przed operacją, po operacji, ostre testy, 1, 3, 6, dc, 12 mies.
5. Affectiva SCR, actigraph Przed operacją, po operacji, ostre testy, 1, 3, 6, dc, 12 mies.
6. GPS/krokomierz

Podstawowy pomiar wyniku klinicznego: Skala oceny depresji Hamiltona (HDRS mierzona w określonych punktach czasowych.

WSTĘP Głęboka stymulacja mózgu istoty białej podobojczykowej zakrętu obręczy (SCC25 DBS) została zbadana jako nowa strategia interwencyjna w leczeniu depresji lekoopornej (TRD). Oprócz coraz większej liczby dowodów na długoterminową skuteczność przeciwdepresyjną przy przewlekłej stymulacji, wielokrotnie obserwowano natychmiastowe zmiany nastroju, uwagi i szybkości psychomotorycznej podczas testów śródoperacyjnych. Te ostre, specyficzne dla kontaktu z elektrodami efekty behawioralne z powodzeniem kierowały wyborem optymalnego kontaktu dla przewlekłego DBS. Obecność śródoperacyjnych efektów behawioralnych jest często predyktorem długoterminowego wyniku. Oczywiste jest, że długotrwała stymulacja o wysokiej częstotliwości wydaje się być konieczna do utrzymania odpowiedzi przeciwdepresyjnej w dłuższej perspektywie, ponieważ odstawienie leku nawet po kilku latach remisji wiąże się z pogorszeniem i nawrotem objawów depresji w ciągu kilku tygodni. Badania obrazowe badające skutki przewlekłego SCC25 DBS za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) wykazują zmiany w przepływie krwi i metabolizmie zarówno w pobliżu celu DBS, jak i zdalnie w korze czołowej, prążkowiu brzusznym, podwzgórzu i ciele migdałowatym/hipokampie. Odkrycia te, w połączeniu z nowszymi badaniami obrazowania tensora dyfuzji (DTI), dostarczają dowodów na anatomiczny i funkcjonalny zakres regionalnych zmian pośredniczących w przeciwdepresyjnym działaniu DBS w czasie [5-6].

Nie są znane zmiany w mózgu pośredniczące w obserwowanych śródoperacyjnych zmianach zachowania lub nawrocie spowodowanym przerwaniem leczenia. Do tej pory żadne z badań nie było w stanie odnieść się do wyraźnych mechanizmów DBS dla TRD na poziomie neuronalnym podczas przewlekłej stymulacji. Dokonywanie pomiarów aktywności neuronów za pomocą dostępnych systemów rejestrujących jest możliwe tylko podczas badań śródoperacyjnych. Biorąc pod uwagę, że TRD wymaga przewlekłej stymulacji, aby osiągnąć pełną remisję, charakterystyka zmian aktywności nerwowej w czasie trwania stymulacji i rozwoju odpowiedzi terapeutycznej będzie nieoceniona w dalszym rozwoju i udoskonalaniu tej metody leczenia. Ponadto śledzenie zmian neuronalnych i ich behawioralnych korelacji z przewlekłą stymulacją i kontrolowanym przerwaniem leczenia pozwoliłoby na scharakteryzowanie markerów fizjologicznych do potencjalnego wykorzystania jako sygnały zwrotne do dalszego rozwoju i optymalizacji leczenia.

Ten zestaw nowych eksperymentów będzie opierał się na wcześniejszych doświadczeniach z wykorzystaniem SCC25 DBS u pacjentów z TRD w celu zbadania potencjalnych neuronalnych korelatów odpowiedzi przeciwdepresyjnej. Zostanie to wykonane za pomocą ActivaPC+S, który jest prototypowym systemem DBS opracowanym przez firmę Medtronic, który łączy konwencjonalne elektrody mózgowe DBS i generator impulsów z urządzeniem czujnikowym, które może stale odczytywać, rejestrować i pobierać elektryczną aktywność mózgu znaną jako lokalny potencjał pola (ang. Local Field Potential). LFP) w obszarze mózgu otaczającym elektrodę DBS. Nagrania te można pobrać z wszczepionego urządzenia za pomocą zewnętrznego urządzenia antenowego podobnego do urządzenia służącego do sterowania generatorem impulsów. Biorąc pod uwagę możliwość lokalnego zapisu LFP w mózgu i przesłania tych informacji do stacji odbiorczej, urządzenie ActivaPC+S jest określane mianem „Brain Radio”.

Urządzenie ActivaPC+S, „Brain Radio”, jest systemem eksperymentalnym, który obecnie nie jest zatwierdzony przez FDA. To urządzenie jest oparte na systemie ActivaPC, który posiada aprobatę FDA do stosowania w chorobie Parkinsona, drżeniu samoistnym i ma zwolnienie dla urządzeń humanitarnych (HDE) dla dystonii. ActivaPC ma również HDE do stosowania w nieuleczalnym zaburzeniu obsesyjno-kompulsyjnym (OCD). Brain Radio posiada technologię wykrywania oprócz standardowej zdolności stymulacji zatwierdzonego urządzenia, która pozwala na rejestrację LFP w czasie rzeczywistym w anatomicznym miejscu elektrody zarówno podczas aktywnej stymulacji, jak i wtedy, gdy stymulacja jest wyłączona. Jako takie jest to bardzo potężne narzędzie badawcze, które ułatwi badanie zmian neuronalnych związanych z reakcją przeciwdepresyjną na przewlekły DBS. Będzie to pierwsze w historii zastosowanie tego wyjątkowego, najnowocześniejszego systemu u pacjentów z depresją oporną na leczenie i może zapewnić bezprecedensowy wgląd w podstawowe procesy neuronalne leżące u podstaw choroby depresyjnej i odpowiedzi na leki przeciwdepresyjne.

Hipoteza 1: Nieprawidłowe oscylacje w obwodzie SCC-przedczołowym występują u pacjentów z TRD. SCC25 DBS wywiera działanie terapeutyczne poprzez zmianę dynamiki tej sieci. Poprawa zachowania u pacjentów z TRD leczonych SCC25 DBS będzie skorelowana z zauważalnymi zmianami LFP w określonych kontaktach elektrod DBS, zarówno ostrych, jak i przewlekłych.

Hipoteza 2: Stabilne utrzymanie wywołanych stymulacją zmian LFP jest wymagane do trwałej odpowiedzi przeciwdepresyjnej, a utrata tych zmian zwiastuje zbliżający się nawrót depresji.

To badanie przetestuje te hipotezy u 10 pacjentów z TRD poprzez rejestrację LFP za pomocą systemu ActivaPC+S w trakcie przewlekłego SCC25 DBS. Miary aktywności oscylacyjnej SCC LFP będą skorelowane z klinicznymi pomiarami odpowiedzi przeciwdepresyjnej i sygnałami EEG skóry głowy.

CELE Eksperyment nr 1: Określenie ilościowe zmian elektrofizjologicznych, korelatów behawioralnych i zmian EEG w miesiącu następującym po implantacji, kiedy stymulator jest WYŁĄCZONY.

Eksperyment nr 1A: Charakterystyka zmian LFP w ciągu 48 godzin po operacji w odpowiedzi na krótką, ostrą stymulację, jaką pacjent otrzymuje podczas zabiegu implantacji Eksperyment nr 1B: Charakterystyka zmian wzorców LFP w miesiącu po implantacji i ustalenie linii bazowej przed rozpoczęciem przewlekłej stymulacji. System Activa PC+S zostanie wykorzystany do rejestracji LFP podczas tej fazy protokołu.

Eksperyment nr 2: Stymulator zostanie włączony 1 miesiąc po implantacji. Eksperyment ten odbędzie się w dniu rozpoczęcia stymulacji. Dane kliniczne będą rejestrowane, a zmiany LFP rejestrowane przez system Activa PC+S i EEG skóry głowy. Stymulator będzie cyklicznie przechodził przez szereg różnych ustawień częstotliwości i prądu podczas rejestrowania LFP.

Eksperyment nr 3: Aby określić ilościowo zmiany LFP w odpowiedzi na przewlekłą stymulację SCC25 o wysokiej częstotliwości i skorelować wzorce zmian z długoterminową odpowiedzią na leki przeciwdepresyjne i wzorcami EEG. Stymulacja zostanie rozpoczęta miesiąc po implantacji i utrzymana przewlekle przez kolejne 6 miesięcy. Oceny kliniczne, LFP i EEG skóry głowy będą rutynowo rejestrowane w tym 6-miesięcznym okresie.

Eksperyment nr 4: Aby określić ilościowo zmiany LFP, gdy stymulacja zostanie na krótko zatrzymana (1 tydzień) po 6 miesiącach przewlekłej stymulacji. Dokonana zostanie korelacja między LFP, zmianami klinicznymi/objawowymi i wzorcami EEG.

Eksperyment nr 5: Aby określić ilościowo zmiany LFP w przedłużonym okresie ekspozycji na przewlekłą stymulację SCC25 o wysokiej częstotliwości. Odpowiedź kliniczna i wzorce EEG będą rejestrowane co 6 miesięcy i porównywane z LFP przez cały okres eksploatacji baterii systemu ActivaPC+S; obecnie szacuje się na 3 do 5 lat po rozpoczęciu stymulacji.

Podstawowym wskaźnikiem wyniku klinicznego jest Skala Oceny Depresji Hamiltona.