Ocena neurofizjologiczna pacjentów z ET leczonych przez Vima DBS

Drżenie samoistne (ET) jest przewlekłą, postępującą chorobą neurologiczną charakteryzującą się symetrycznym drżeniem kinetycznym o częstotliwości 4-12 Hz, które stale dotyka dłonie i ramiona. Drżenie może również obejmować szyję, kończynę dolną, głos, usta, język lub inne okolice ciała. ET jest jednym z najczęstszych zaburzeń ruchowych, z szacowaną częstością występowania na 0,9% światowej populacji. Podczas gdy drżenie może być łagodne na początku choroby, większość pacjentów doświadcza pogorszenia drżenia w miarę upływu czasu. Ostatecznie postęp choroby może prowadzić do ciężkiej niepełnosprawności, wpływając na zdolność pacjentów do pracy, aw najcięższych przypadkach na aktywność w życiu codziennym. Chociaż ET jest częstym schorzeniem wyniszczającym, wciąż istnieje niewiele opcji terapeutycznych dla najbardziej niepełnosprawnych pacjentów. Oceniono kilka procedur chirurgicznych w ET, w tym głęboką stymulację mózgu (DBS) jądra pośredniego wzgórza brzusznego (Vim) lub w obrębie tylnego obszaru podwzgórza, talamotomię chirurgiczną, nóż gamma lub, ostatnio, talamotomię zogniskowaną ultradźwiękową pod kontrolą MRI. Podczas gdy nóż Gamma i skoncentrowana talamotomia ultradźwiękowa mogą być bezpieczniejsze ze względu na brak kraniotomii, Vim-DBS pozostaje obecnie leczeniem referencyjnym i najczęściej stosowaną procedurą w przypadku medycznie opornego na leczenie ET.

Oprócz wczesnych skutków ubocznych Vim-DBS, takich jak powikłania krwotoczne, niedokrwienne i infekcyjne występujące bezpośrednio po zabiegu implantacji elektrod, późne skutki uboczne, takie jak objawy móżdżkowe, w tym ataksja chodu lub kończyn górnych, parestezje, dyzartria, dysfagia i trudności poznawcze są dość częste. Te długoterminowe konsekwencje stymulacji mogą radykalnie wpłynąć na jakość życia pacjentów cierpiących na ET lata po operacji i złagodzić korzyści z tej interwencji. Biorąc pod uwagę ataksję chodu, doniesiono, że powikłanie to może dotyczyć do 37% pacjentów z ET po operacji Vim-DBS i wydaje się występować częściej u pacjentów, którzy mieli przedoperacyjne zaburzenia chodu, większą ciężkość choroby, starszy wiek i kiedy DBS odbywał się dwustronnie. Częsta jest również ataksja kończyn górnych, charakteryzująca się występowaniem lub paradoksalnym nasileniem drżenia zamiarowego wraz z asynerią, dyschronometrią i dysdiadochokinezą. Wykazano, że ta ostatnia może być indukowana przez stymulację nadprogową.

Jedną z głównych zalet Vim-DBS w porównaniu z talamotomią chirurgiczną pozostaje jego zdolność do stałego dostosowywania prądu dostarczanego przez elektrody poprzez zmianę parametrów stymulacji. Za pomocą tradycyjnego Implantable Pulse Generator (IPG) możliwa jest modyfikacja trybu stymulacji (stymulacja monopolarna lub bipolarna), amplitudy, częstotliwości i szerokości impulsu oraz modyfikacja styków elektrod dostarczających prąd. Jednak pomimo tego, że DBS jest leczeniem szeroko dostępnym na całym świecie, a także częścią rutynowej opieki nad drżeniem opornym na leczenie, tylko nieliczne badania oceniały wpływ różnych ustawień DBS na objawy móżdżkowe występujące u pacjentów cierpiących na drżenie samoistne i stymulowane w Vim. Istnieją doniesienia, że ​​drżenie najlepiej reaguje na amplitudę, którą zwykle zwiększa się aż do całkowitego ustąpienia drżenia. Zwiększenie szerokości impulsu stymulacyjnego daje podobny efekt kliniczny i może pomóc w złagodzeniu drżenia. Co ciekawe, ostatnio wykazano, że zmniejszenie szerokości impulsu może poprawiać zaburzenia chodu, poszerzać okno terapeutyczne i zmniejszać skutki uboczne DBS. To odkrycie kliniczne jest poparte niedawnym rozbiorem sieci neuronalnej leżącej u podstaw odpowiedzi klinicznej Vim DBS, które sugerują, że tłumienie drżenia może być spowodowane stymulacją przewodu zębowo-rubro-wzgórzowego, podczas gdy ataksja chodu i kończyn może być promowana przez stymulację móżdżku-rubro -rdzeniowym i przewodzie rubro-oliwkowo-móżdżkowym, co oznacza możliwość korygowania tych skutków ubocznych poprzez dokładną optymalizację parametrów DBS.

Spośród efektów klinicznych różnych typów parametrów, częstotliwość stymulacji była z pewnością najmniej szczegółowo badana w przypadku drżenia samoistnego. Na pierwszy rzut oka jest to dość zaskakujące, biorąc pod uwagę, że zmniejszenie częstotliwości stymulacji jądra podwzgórzowego (STN) jest cenną opcją terapeutyczną w chorobie Parkinsona, zwłaszcza u pacjentów z objawami opornymi na dopa, takimi jak zamrożenie chodu lub zaburzenia mowy. Wykazano również, że stymulacja o niższej częstotliwości jest korzystna dla niektórych pacjentów cierpiących na dystonię i zasugerowano, że tę trwałą poprawę kliniczną uzyskano poprzez unikanie stymulacji struktury odpowiedzialnej za skutki uboczne.

Dla porównania, bardzo mała liczba badań koncentrowała się na konsekwencjach stymulacji o niższej częstotliwości na drżenie. Na uwagę zasługuje fakt, że większość z nich wskazała, że ​​tłumienie drżenia było lepiej osiągane dla częstotliwości około 100 Hz, z niewielkimi dowodami na niewielki dodatkowy efekt terapeutyczny dla częstotliwości powyżej 130 Hz. I odwrotnie, częstotliwość 50 Hz lub niższa wydaje się nie tłumić drżenia, a nawet może je nasilać lub wywoływać drgawki miokloniczne. Na podstawie tych danych klinicznych dopuszcza się obecnie inicjowanie stymulacji częstotliwością 130 Hz i zwiększanie jej do 180 Hz, jeśli efekt terapeutyczny drżenia pozostaje niezadowalający pomimo jednoczesnej wysokiej amplitudy i dużej szerokości impulsu. Niedawna seria małych przypadków w interesujący sposób wykazała, że ​​u niektórych pacjentów z zaburzeniami równowagi wiele lat po operacji Vim DBS ich problemy uległy poprawie, gdy częstotliwość stymulacji została zmniejszona do 130 Hz. Ponadto istnieją dowody na to, że podobnie jak w przypadku stymulacji o krótkiej szerokości impulsu, zmniejszenie częstotliwości do 100 Hz może pomóc w optymalizacji drżenia posturalnego lub drżenia intencji oraz kontroli skutków ubocznych DBS poprzez poszerzenie okna terapeutycznego. Podsumowując, odkrycia te sugerują, że podobnie jak krótsza szerokość impulsu, niższa częstotliwość stymulacji może być interesującym podejściem terapeutycznym dla pacjentów z ET cierpiących na zaburzenia równowagi lub ataksję kończyn górnych promowaną przez Vim-DBS. Jednakże, ponieważ wszystkie wyżej wymienione badania były odślepione i nierandomizowane, poziom dowodów wspierających taką strategię pozostaje słaby. Ponadto żadna z tych prac nie miała na celu oceny wpływu zmniejszania częstotliwości DBS na chód i równowagę, ani za pomocą testów klinicznych, ani za pomocą pomiarów ilościowych, takich jak analiza ruchu 3D lub komputerowa ocena postawy.

Z tych powodów celem niniejszego badania będzie zbadanie wpływu zmiennej częstotliwości Vim-DBS na cechy móżdżku, w tym chód i ataksję kończyn górnych w ET, za pomocą nieinwazyjnych ilościowych narzędzi fizjologicznych, a mianowicie skomputeryzowanej analizy testu spiralnego, 3D podczerwieni analiza ruchu chodu, pomiar równowagi z analizą zaburzeń siły i okulografia.

Pacjenci z ET leczeni stymulacją Vim-DBS przez ponad 3 miesiące, a następnie hospitalizowani w National Hospital of Neurology and Neurosurgery, University College London Hospital, Londyn, Wielka Brytania, zostaną uwzględnieni.

Jeśli chodzi o procedurę, badacze najpierw ocenią okno terapeutyczne, szacując progi terapeutyczne i progi skutków ubocznych dla trzech różnych częstotliwości (80 Hz-130 Hz-180 Hz). Dodatkowo badacze będą następnie analizować równowagę i chód za pomocą systemu analizy ruchu 3D, drżenie za pomocą tabletu połączonego z komputerowym oprogramowaniem do analizy spirali oraz ruchy gałek ocznych za pomocą okulografii dla trzech różnych ustawień i przy wyłączonym DBS.

Ostatecznie badacze zlokalizują pozycję elektrod i wymodelują objętość aktywowanej tkanki za pomocą oprogramowania do planowania DBS Guide-XT® oraz przed i pooperacyjnego MRI mózgu.