Nieinwazyjny pomiar poziomu tlenu w mózgu u osób z głębokimi stymulatorami mózgu podwzgórza

Badacze zbadają wpływ stymulacji elektrycznej jądra podwzgórza na czołową perfuzję mózgową u 10 pacjentów z zaawansowaną chorobą Parkinsona, którzy już przeszli udaną operację STN DBS (Medtronic, Inc., Minneapolis, Minnesota), czego dowodem jest 20% lub większa poprawa w ich podskali motorycznej Unified Parkinson's Disease Rating Scale (UPDRS) (UPDRS-III) ze stymulacją włączoną vs wyłączoną, trzy lub więcej miesięcy po operacji. Skala UPDRS-III jest szeroko stosowaną i potwierdzoną skalą oceny nasilenia objawów choroby Parkinsona opartą na badaniu neurologicznym. Na potrzeby tego badania neurolog zajmujący się zaburzeniami ruchowymi przeprowadzi wszystkie oceny neurologiczne. Należy również wykazać, że pacjenci są nienaruszeni poznawczo, o czym świadczy punktacja Montreal Cognitive Assessment (MoCA) wynosząca 24 lub więcej.

Jest to badanie eksperymentalne, w którym porównamy czołową perfuzję mózgową (mierzoną nieinwazyjnie za pomocą urządzenia NIRS) i wyniki UPDRS-III (określone na podstawie badania neurologicznego) w czterech stanach klinicznych: odstawienie leków/odstawienie stymulacji; lek wyłączony/włączona stymulacja; włączenie leków/wyłączenie stymulacji; i włączone leki/stymulacja.

Podstawowe pytanie, na które należy odpowiedzieć, brzmi: czy możemy wykryć znaczące zmiany w perfuzji mózgowej za pomocą urządzenia NIRS w odpowiedzi na stymulację podwzgórza dostarczaną przez wszczepione urządzenia DBS?

To badanie pilotażowe zostanie przeprowadzone na 10 pacjentach z PD, którzy w przeszłości przeszli udaną operację DBS. Badanie zostanie ukończone w ciągu jednego dnia, jak opisano poniżej, i potrwa około 6 godzin.

Pacjenci przybędą do ośrodka zaburzeń ruchowych rano w dniu zaplanowanej wizyty w ramach badania po odstawieniu leków z poprzedniej nocy (12 godzin przerwy). Przyjadą z włączonymi stymulatorami i ustawionymi na parametry terapeutyczne. Dr Shih przeprowadzi badanie neurologiczne i określi punktację UPDRS-III w tym stanie wyłączonym/włączonym.

W celu wykonania pomiarów NIRS/perfuzji pacjent zostanie wyposażony w wieloczęściowy hełm z tworzywa sztucznego, który przytrzymuje pewną liczbę włókien optycznych na powierzchni głowy pacjenta. Ten kask zostanie dopasowany tak, aby był wygodny. Na palcach zostaną umieszczone dodatkowe sondy w celu monitorowania utlenowania krwi obwodowej (tj. pulsoksymetrię), aby upewnić się, że wszelkie obserwowane zmiany w perfuzji mózgowej wynikają ze zmian w fizjologii mózgu, a nie z ogólnego czynnika fizjologicznego. Włókna są połączone z 32 diodami laserowymi na podczerwień małej mocy. Moc emitowana przez te lasery jest znacznie niższa od typowego maksymalnego dopuszczalnego poziomu ekspozycji (MPE) dla narażenia skóry na wiązkę laserową, zgodnie ze wskazaniami American National Standards Institute, a badani nie odczują żadnego efektu. Światło lasera będzie skierowane na czubek ich głowy i nie będzie żadnego ryzyka dla ich oczu. Zostanie wykonany wstępny pomiar perfuzji mózgowej.

Urządzenia DBS pacjenta zostaną następnie wyłączone i pozwoli się upłynąć 60 minut, co pozwoli na wypłukanie zarówno klinicznych, jak i CBF efektów DBS. W tym czasie dotlenienie mózgu będzie monitorowane i dokumentowane co pięć minut. Pod koniec tego okresu zostanie określony i odnotowany wynik UPDRS-III (bez leków/bez stymulacji), potwierdzający wypłukanie efektów klinicznych. DBS zostanie następnie włączony z wykorzystaniem ustawień stosowanych w terapii, z wyjątkiem tego, że częstotliwość stymulacji zostanie ustawiona na 20 Hz, niską częstotliwość, o której wiadomo, że nie jest terapeutycznie skuteczna w PD. Wszystkie inne ustawienia zostaną zachowane. Ponownie, natlenienie mózgu będzie rejestrowane co 5 minut przez 60 minut, po czym zapisywany będzie wynik UPDRS-III. Następnie DBS zostanie przeprogramowany na ustawienia terapeutyczne pacjenta w stanie ustalonym, natlenienie mózgu będzie rejestrowane co 5 minut przez 60 minut , a pod koniec 60-minutowego okresu wynik UPDRS-III zostanie ponownie zarejestrowany, kończąc ocenę włączenia/odstawienia leku. Następnie pacjent zostanie poinstruowany, aby przyjął zwykłą dawkę leków i zostanie wysłany na godzinny lunch. Po obiedzie pacjent powróci do stanu przyjmowania leku/stymulacji, sondy NIRS i pulsoksymetryczne zostaną ponownie nałożone, a proces opisany dla stanu braku leczenia zostanie powtórzony w stanie przyjmowania leku. Po zakończeniu oceny leków pacjent zostanie odesłany do domu z włączonymi urządzeniami i ustawionymi parametrami terapeutycznymi.