Opracowanie nowej metody EEG do wczesnego diagnozowania demencji

Rekrutacja uczestników

Zrekrutowanych zostanie 15 osób z wczesnym AD ze Szpitala Klinicznego w Sheffield oraz klinik pamięci Sheffield Health and Social Care NHS Trusts. Klinika STH jest prowadzona przez neurologów i przyjmuje pacjentów w wieku produkcyjnym (<65 lat), natomiast klinika SHSC przyjmuje pacjentów w wieku powyżej 65 lat. Co roku przeprowadza się ponad 1300 nowych ocen. U około 65–70% chorych rozpoznaje się demencję.

Badacze wybiorą pacjentów o typowym profilu neuropsychologicznym AD. Wszyscy pacjenci zostaną wcześniej zrekrutowani do programu Virtual Physiological Human: Dementia Research, który umożliwia IT. VPH-DARE@IT prowadzi rekrutację 30–40 uczestników w każdej z trzech następujących grup (łagodna AD, MCI i normalna grupa kontrolna), w związku z czym nasi uczestnicy zostaną wybrani z tej grupy i wszyscy będą mieli wcześniej istniejące obrazy strukturalne i strukturalne 3D w wysokiej rozdzielczości ocena wolumetryczna plus skany fMRI w stanie spoczynku. Dane fMRI w stanie spoczynku zostaną przeanalizowane w celu zbadania DMN, co umożliwi nam bezpośrednie porównanie pomiarów łączności mózgowej między EEG i fMRI oraz zestawienie zdolności różnicującej obu metodologii.

10 zdrowych osób kontrolnych zostanie dobranych pod względem wieku i rekrutowanych albo z klinik neurologicznych, albo z małżonków uczestników badania. Badacze dołożą wszelkich starań, aby pozyskać normalne osoby z grupy kontrolnej, które przeszły badanie fMRI w ramach populacji kontrolnej akademickich oddziałów neuroradiologii do badań VPH-DARE@IT i innych.

U osób chorych na AD i 10 zdrowych osób z grupy kontrolnej zostanie wykonane powtórne badanie EEG w celu oceny powtarzalności i wiarygodności pomiarów EEG.

EEG jest zwykle bardzo dobrze tolerowany i, jak wspomniano w tle, był stosowany u wielu osób z demencją. Oddział Neurofizjologii Klinicznej ma duże doświadczenie w wykonywaniu EEG we wszystkich populacjach pacjentów, od noworodków po osoby w podeszłym wieku.

Zgoda Uczestnicy zostaną zidentyfikowani przez klinicystów pracujących w klinice pamięci lub za pomocą plakatów w klinice pamięci i innych placówkach Uniwersytetu, aby przyciągnąć zwykłych ochotników. Karta Informacji Uczestnictwa (PIS) zostanie im przekazana bezpośrednio lub pocztą. Uczestnicy będą mieli wystarczająco dużo czasu na zapoznanie się z PIS i możliwość zadawania pytań. PIS poinformuje uczestnika o korzyściach i potencjalnym ryzyku związanym z wzięciem udziału w tym badaniu. Zostaną uświadomieni, że przypadkowe zmiany są rzadko wykrywane. Jeśli zostanie to zauważone, zostaną o tym poinformowani, a my zapewnimy odpowiednie zarządzanie. Osoba ta uzyska zgodę, gdy przyjdzie na zapisy EEG. Badacze wyjaśnią wszystkim uczestnikom, że będą mogli opuścić badanie w dowolnym momencie, także podczas rejestracji EEG, a w przypadku tych, które planujemy powtórzyć, EEG może odmówić przystąpienia do drugiego badania. Oddział Kliniczny Neurofizjologii posiada doświadczenie w wykonywaniu EEG u osób w każdym wieku, w tym także u osób z demencją i zaburzeniami funkcji poznawczych. Na oddział może przyjść opiekun lub członek rodziny osoby chorej na demencję i przebywać na sali przez cały czas trwania badania EEG.

Metodologia Rejestracja danych EEG

• Uczestnicy będą uczęszczać do oddziału neurofizjologii klinicznej, a członek zespołu badawczego wyrazi na to zgodę. Dwóch doświadczonych techników EEG umieści elektrody i wyjaśni procedurę. Będziemy rejestrować stan spoczynkowy EEG. Uczestnicy zostaną poproszeni o leżenie nieruchomo z zamkniętymi oczami. Zostanie wyjaśnione, że chociaż ich oczy są zamknięte, muszą pozostać przytomni. Uczestnicy będą stale monitorowani, a jeśli staną się senni, zostanie poddana ponownej stymulacji, a czas wystąpienia senności będzie rejestrowany. Niniejsza instrukcja i monitorowanie są takie same, jak te stosowane w poprzednich badaniach EEG i fMRI dotyczących paradygmatów stanu spoczynku.
• Do rejestracji EEG skóry głowy za pomocą wielokanałowego wzmacniacza o wysokiej częstotliwości próbkowania (2 kHz) zastosowany zostanie międzynarodowy system umieszczania elektrod 10-10. Zapewni to standardowe pozycje elektrod 10/20 (elektrody F3, F4, F7, F8, C3, C4, Fz, Cz, T3, T4, T5, T6, P3, P4, O1, O2 i Oz), które będą początkowo wykorzystywane do wykrywania bardziej znaczących pomiarów/zjawisk czasoprzestrzennych, oferując jednocześnie możliwość opracowania rozdzielczości przestrzennej i częstotliwościowej naszych ustaleń na późniejszym etapie. Rejestrowane będą także dane z okołoocznej elektrody EOG w celu wykrycia aktywności fal wolnofalowych związanej z ruchem gałek ocznych. Badacze będą zatem mogli uniknąć fałszywych szacunków aktywności fal wolnofalowych w przednich obszarach EEG.
• Epoki wolne od artefaktów w odpowiednim stanie (stan czuwania i zamknięte oczy) zostaną wybrane i wyeksportowane do dalszej ilościowej analizy EEG.
• Wyeksportowane dane zostaną zapisane na zewnętrznym zaszyfrowanym dysku.
• Wszystkie analizy zostaną przeprowadzone przy użyciu własnego oprogramowania, wykonanego na zamówienie, na zaawansowanym technologicznie komputerze, zlokalizowanym w bezpiecznych biurach zamkniętych w gabinecie doktora Sarrigannisa mieszczącym się na oddziale neurofizjologii klinicznej.

Analizy danych EEG • Do obliczenia poziomów synchronizacji zostanie zastosowana metoda redukcji błędów i przyczynowości. Standardowe elektrody EEG 10-20, łącznie ze wszystkimi możliwymi kombinacjami sąsiadujących elektrod w parach po dwie (np. prawy czołowo-centralny w porównaniu z ciemieniowo-potylicznym) zostaną wykorzystane w naszych pilotażowych badaniach w celu oceny 95% poziomów przedziału ufności synchronizacji i ustalenia, czy pozwalają one na solidną separację pomiędzy zdrowymi ochotnikami a pacjentami z chorobą Alzheimera.

Inne dane

• Gromadzenie danych jakościowych: Badacze będą zbierać kwestionariusze dotyczące tolerancji poddania się badaniu EEG (proszę znaleźć załączony kwestionariusz).

Względy etyczne Współczesne neuroobrazowanie za pomocą rezonansu magnetycznego jest bardzo czułe i pozwala wykryć przypadkowe odkrycia. Nasze nowatorskie analizy EEG mogą również wykrywać przypadkowe ustalenia. Powszechnie wiadomo, że skoki ciśnienia podczas międzynapadowego EEG mają ograniczone znaczenie kliniczne. Jednakże częściej obserwuje się je u osób podatnych na padaczkę lub z obniżonym progiem zachorowania na padaczkę. Jeżeli pojawią się jakiekolwiek wątpliwości dotyczące wyników EEG, uczestnik zostanie zbadany przez dr Blackburna i, jeśli to konieczne, skierowany do innego neurologa. Wszelkie przypadkowe zmiany wykryte w badaniu MRI zostaną skierowane do neurologa NHS za pośrednictwem badaczy projektu VPH-DARE@IT. Karta informacyjna pacjenta i zgoda uświadomią uczestnikom te zagrożenia przed wzięciem udziału w badaniu.

Statystyki W ramach tego projektu pilotażowego zbadane zostaną dane EEG w celu zbadania pomiaru w dziedzinie częstotliwości i czasu, który byłby najodpowiedniejszy do zastosowania klinicznego. Badacze nie wiedzą, czy będzie to obejmować interakcję liniową czy nieliniową, dlatego nie możemy określić, który test statystyczny jest najodpowiedniejszy. Bardziej szczegółowo zbadano tę kwestię w analizie podobnych zestawów danych EEG przy użyciu metod parametrycznych.

Obliczenia mocy Ponieważ jest to pilotażowe badanie sprawdzające koncepcję, mające na celu sprawdzenie solidności nowej metodologii, przeprowadzanie formalnych obliczeń mocy jest niewłaściwe. Nasze wstępne ustalenia pozwolą określić, czy nasze analizy EEG wykryją korelaty łączności funkcjonalnej synchronizacji sieci przedniej i tylnej zidentyfikowanej za pomocą sygnału fMRI BOLD podczas skanowania stanu spoczynku. Badacze sprawdzą także, czy nasze dane są porównywalne z wcześniej opublikowanymi ilościowymi zapisami EEG dotyczącymi osób chorych na AD. Badacze zbadają, które wskaźniki na podstawie naszych danych mogą odróżnić osoby chore na chorobę Alzheimera od osób zdrowych. Te wstępne wyniki dadzą nam prawdopodobne rozmiary efektów i pozwolą nam przeprowadzić dokładniejsze obliczenia mocy, niż jest to obecnie możliwe. Posłuży to do określenia wielkości próby w większym badaniu osób chorych na demencję.