Dynamiczny pomiar rozproszenia światła w oku w wykrywaniu demencji (DLS)

1. Rodzaj badań

   Jest to badanie kliniczne na ludziach, podczas którego dokonuje się nieinwazyjnego pomiaru oka pacjenta w celu ustalenia, czy istnieje ilościowa różnica w pomiarach pomiędzy pacjentami z rozpoznaną demencją i bez niej.

   Badania te nie są finansowane ze środków federalnych ani nie podlegają nadzorowi federalnemu.

2. Cel i cel badania

   Celem badania jest ustalenie, czy dynamiczna spektroskopia rozpraszania światła, znana również jako spektroskopia rozpraszania światła laserowego, lub spektroskopia korelacji fotonów, nieinwazyjna technika ilościowa, jest przydatna w diagnostyce demencji. Celem jest określenie, jakie rodzaje demencji i na jakim etapie można je najskuteczniej wykryć.

3. Tło badania

Uzasadnienie badania

Demencja jest częstą przyczyną zachorowalności i śmiertelności. Jest to spowodowane zmianami fizycznymi w mózgu, które powodują utratę zdolności umysłowych i pamięci, które wpływają na codzienne czynności. Rodzaje otępienia obejmują: chorobę Alzheimera, otępienie naczyniowe, otępienie z ciałami Lewy'ego, otępienie mieszane, chorobę Parkinsona, otępienie czołowo-skroniowe, chorobę Creutzfeldta-Jakoba, wodogłowie normalnego ciśnienia, chorobę Huntingtona, zespół Wernickego-Korsakowa itp.

Choroba Alzheimera jest powoli postępującą chorobą mózgu, która rozpoczyna się przed pojawieniem się objawów i stanowi około 60–80% przypadków demencji. Ostateczną diagnozę stawia się pośmiertnie wraz z odkryciem płytek beta-amyloidowych fragmentów białka i skręconych nici białka tau (splątań), prowadzących do uszkodzenia i śmierci komórek nerwowych.

Otępienie naczyniowe, wcześniej znane jako otępienie poudarowe lub otępienie wielozawałowe, diagnozuje się jedynie w około 10% przypadków otępienia. Rozwój ciał Lewy'ego w korze mózgowej może powodować demencję. Rodzaj agregatu może wskazywać na demencję z ciałami Lewy'ego lub chorobę Parkinsona.

Nieprawidłowości wynikające z więcej niż jednej przyczyny demencji mogą wystąpić jednocześnie w mózgu, powodując otępienie mieszane. W chorobie Parkinsona skupiska alfa-synukleiny zwykle występują w głębokich obszarach mózgu zwanych istotą czarną i uważa się, że wpływają na produkcję dopaminy.

W przypadku wodogłowia normalnego ciśnienia nieprawidłowy wzrost ilości płynu w mózgu prowadzi do demencji. Czasami można to skorygować poprzez umieszczenie zastawki w mózgu w celu odprowadzenia nadmiaru płynu. Nie ma wyraźnych różnic mikroskopowych obserwowanych we wszystkich przypadkach otępienia czołowo-skroniowego.

Choroba Creutzfeldta-Jakoba (choroba szalonych krów) jest spowodowana infekcją prionem. Choroba Huntingtona jest spowodowana wadliwym genem na chromosomie 4. Niedobór witaminy B-1 (tiaminy), zwykle powodowany alkoholizmem, jest przyczyną zespołu Wernickego-Korsakowa.

W przypadku braku etiologii otępienia, jak widać w chorobie Creutzfeldta-Jakoba, wodogłowiu normalnego ciśnienia, chorobie Huntingtona, zespole Wernickego-Korsakowa, prawdziwą diagnozę stawia się na ogół patologicznie, po śmierci pacjenta.

W ciągu ostatnich 15 lat przeprowadzono ponad 500 badań klinicznych środków terapeutycznych w leczeniu choroby Alzheimera, zarejestrowanych na stronie internetowej Narodowego Instytutu Zdrowia (Clinicaltrials.gov). W przypadku prób, których wyniki zostały zgłoszone, wskaźnik niepowodzeń wynosił prawie 100%. Chociaż większość badań trwa zazwyczaj od 1,5 do 3 lat, oszacowano, że w zależności od skuteczności interwencji terapeutycznej, czas trwania badania musiałby wynosić od 5 do 10 lat, aby można było wykryć efekt.

Dlatego potrzebna jest czuła, ilościowa technika, która umożliwia wykrycie początków lub wczesnego wystąpienia tych schorzeń przed wystąpieniem objawów.

Siatkówka jest widoczna w oku i składa się z 10 warstw histologicznych. Warstwa włókien nerwowych siatkówki jest przedłużeniem mózgu. Wczesne wykrycie uszkodzeń neurologicznych na poziomie mikroskopowym, gdy są one jeszcze potencjalnie odwracalne, jest warunkiem wstępnym opracowania potencjalnych metod leczenia. Wczesne wykrycie skuteczności leczenia pozwala na lepsze i skuteczniejsze leczenie.

Wykazano, że u pacjentów z chorobą Alzheimera warstwa włókien nerwowych siatkówki i warstwa komórek zwojowych siatkówki są ścieńczone na podstawie obrazów koherentnej tomografii oka (OCT) i pomiarów dokonanych w plamce żółtej i obszarach okołobrodawkowych. Jest to zgodne z danymi histopatologicznymi. Ścieńczenie wewnętrznej siatkówki zostało powiązane z ciężkością choroby. Może to być związane z obecnością amyloidu beta w siatkówce.

Wewnętrzne ścieńczenie siatkówki stwierdzono w innych chorobach neurodegeneracyjnych, w tym w stwardnieniu rozsianym, stwardnieniu zanikowym bocznym, otępieniu z ciałami Lewy'ego i zaniku wieloukładowym.

W porównaniu do ścieńczenia wewnętrznej siatkówki obserwowanego w chorobie Alzheimera, w zwyrodnieniu czołowo-skroniowym stwierdzono ścieńczenie fotoreceptorów lub ścieńczenie zewnętrznej siatkówki. U około 30% pacjentów, u których początkowo zdiagnozowano zwyrodnienie czołowo-skroniowe, podczas sekcji zwłok później rozpoznaje się chorobę Alzheimera.

Dynamiczne rozpraszanie światła (DLS) mierzy wahania natężenia światła rozproszonego wynikające z termicznego ruchu losowego (ruchy Browna). Stosowano ją do przewidywania rozwoju zaćmy u królików oraz wykrywania rozwoju zaćmy i cukrzycy u ludzi. Wyniki wykazały użyteczność DLS w nieinwazyjnej ocenie ilościowej subtelnych zmian na poziomie molekularnym.

Opracowano narzędzie do sprawdzania koncepcji służące do wykonywania pomiarów siatkówki. System zapewnia moc optyczną poniżej maksymalnej dopuszczalnej ekspozycji zalecanej przez normę ANSI Z136.1. Wykorzystywana jest minimalna ilość światła niezbędna do wykonania 5-sekundowego pomiaru. System detekcji jest połączony ze standardową kamerą dna oka. Wahania intensywności uśrednia się w ciągu 5 sekund, a metodę analizy kumulacyjnej stosuje się do analizy powstałej funkcji autokorelacji.

Przy użyciu tego urządzenia przebadano 17 pacjentów i nie zaobserwowano istotnej różnicy pomiędzy lewym i prawym okiem u pacjentów z prawidłowym badaniem wzroku. Ponadto wyniki uzyskane w okresie 6 miesięcy nie różniły się znacząco, co świadczy o powtarzalności.

Zdolność do ilościowego i obiektywnego wykrywania zmian molekularnych, zanim staną się zauważalne za pomocą standardowych technik obrazowania, pozwala na wczesne wykrywanie i monitorowanie pacjentów ze schorzeniami siatkówki, takimi jak demencja.

Dodatek A

Publikacje DLS

4. Wybór Uczestnika

A. Kryteria włączenia i wyłączenia

Włączenie:

Aby zakwalifikować się do badania, pacjenci muszą:

1. Mają udokumentowaną diagnozę demencji lub brak schorzeń neurologicznych pochodzenia mózgowego.
2. Nie mają historii okulistycznej patologii, z wyjątkiem wady refrakcji lub zaćmy.
3. Mieć ukończone 18 lat.
4. Bądź stabilny medycznie.

Ograniczenia:

1. Wszyscy pacjenci muszą być w stanie przeprowadzić odpowiednią ocenę i badania okulistyczne. Obejmuje to umiejętność współpracy przy badaniu, odpowiednią przejrzystość ośrodków (rogówka, soczewka, ciało szkliste) oraz wystarczające rozszerzenie źrenic.
2. Pacjenci muszą być w stanie wyrazić świadomą zgodę.
3. Pacjenci, których stan zdrowia nie jest stabilny lub którzy mogą być narażeni na znaczne ryzyko dla zdrowia, nie będą się kwalifikować.

4. Kobiety w wieku rozrodczym nie mogą być w ciąży w momencie badania.

   B. Płeć – bez ograniczeń. Kobiety w wieku rozrodczym kwalifikują się, ale nie mogą być w ciąży w momencie leczenia.

   C. Pochodzenie rasowe/etniczne – bez ograniczeń.

   D. Wrażliwe populacje – żadna podatna na zagrożenia populacja nie będzie się kwalifikować.

   E. Wiek – do badania nie należy włączać pacjentów poniżej 18. roku życia. Dla osób, które ukończyły 18 lat, nie będzie żadnych ograniczeń wiekowych.

   F. Całkowita liczba uczestników, którzy mają zostać zapisani: 50 25 pacjentów ze zdiagnozowaną demencją 25 pacjentów w dobranym wieku bez patologii mózgu

5. PROJEKT BADANIA / METODA / PROCEDURY A. Podsumowanie projektu badania

   Jest to badanie przeprowadzane w biurze. Z pacjentami skierowanymi przez dr Ebera lub współpracowników w celu włączenia do badania zostaną przeprowadzeni wywiady. Zostanie pobrany wywiad okulistyczny. Jeżeli pacjent zostanie zakwalifikowany do udziału w badaniu, zostanie poddany farmakologicznemu rozszerzeniu jednego oka. Oko rozszerzone zostanie wybrane przez pacjenta. Stosowane będą standardowe krople do oczu stosowane w leczeniu rozszerzenia źrenic. Po około 10 - 15 minutach zostanie wykonany pomiar DLS. Szacuje się, że ukończenie całego testu zajmie 5 minut. Pacjent zostanie poinstruowany, że rozszerzenie ustąpi w ciągu około 2–3 godzin.

   B. Wykonywanie pomiarów

   Urządzenie do dynamicznego rozpraszania światła (DLS) – pacjent skupia nierozszerzone oko na świetle zewnętrznym. Standardowa, dostępna na rynku kamera dna oka skupia się na siatkówce. Światło DLS jest parafokalne w przypadku kamery dna oka. Operator DLS (dr. Weiss) naciska przycisk i wykonywany jest pomiar trwający 5 sekund.

   C. Ogólne skutki uboczne

   Zabieg obejmuje podanie standardowych leków okulistycznych w celu rozszerzenia źrenicy. Istnieje bardzo małe prawdopodobieństwo, że może to prowadzić do jaskry zamykającego się kąta. Jest to mało prawdopodobne i nie zaobserwowano tego w ciągu ponad 30-letniej kariery okulisty dr Weissa.

   D. Gromadzenie i wykorzystywanie danych:

   Pacjenci wyrażają zgodę na wykorzystanie ich informacji medycznych do celów własnej opieki oraz do wszelkich publikacji, prezentacji lub komunikacji publicznej na temat zabiegu i wyników. W przypadku niebezpośredniej komunikacji dotyczącej opieki nad pacjentem imię i nazwisko pacjenta oraz dane kontaktowe będą traktowane jako poufne i nie będą ujawniane w celu ochrony prywatności. Jeśli jednak wymaga tego prawo, agencje stanowe lub federalne mogą uzyskać dostęp do pełnego imienia i nazwiska, danych, dokumentacji medycznej i informacji. Dostęp zostanie przyznany Instytucjonalnej Komisji Rewizyjnej, jeśli będzie ona wymagana w celu monitorowania badania.

6. Analiza wyników badania Dane zostaną zebrane i przeanalizowane pod kątem istotności. Zastosowana zostanie standardowa metodologia statystyczna.

   A. Przechowywanie danych Dane będą przechowywane w plikach papierowych i będą dostępne dla dr Weissa, jego personelu i współpracowników. Będzie ona przechowywana w zwykły sposób, jak inna dokumentacja medyczna, i przez okres wymagany przez prawo.

   B. Poufność danych Wszystkie dane będą przechowywane w sposób poufny, taki sam jak inne dane i dokumentacja medyczna.

7. Ocena ryzyka/korzyści Ryzyko i dyskomfort są uważane za „ryzyko minimalne”. Rozszerzanie źrenic jest normalną częścią standardowego badania wzroku. Światło pomiarowe jest znacznie słabsze niż światło stosowane podczas standardowego badania wzroku.

   A. Zdarzenia niepożądane Wszelkie zdarzenia niepożądane (AE) lub poważne zdarzenia niepożądane (SAE) będą zarządzane przez dr Weissa w momencie wystąpienia zdarzenia. Zdarzenie niepożądane zostanie zdefiniowane jako zdarzenie związane z zabiegiem, które wiąże się z wysokim ryzykiem spowodowania trwałej utraty wzroku lub zdrowia pacjenta. Zostaną one zgłoszone do IRB w ciągu 60 dni od dokumentacji. Poważne zdarzenie niepożądane definiuje się jako trwałą utratę wzroku lub trwały uraz medyczny pacjenta w wyniku zabiegu i zostanie zgłoszone do IRB w ciągu 45 dni roboczych od ich udokumentowania.

   B. Korzyści Pacjenci biorący udział w tym badaniu nie otrzymają żadnych bezpośrednich korzyści poza możliwością pomocy w diagnozowaniu innych pacjentów z demencją.

8. Rekrutacja uczestników i świadoma zgoda A. Rekrutacja O rekrutacji potencjalnych pacjentów poinformujemy poprzez ogłoszenia ogłaszane przez gabinet doktora Ebera. Rekrutacja będzie prowadzona do momentu zapisania się 50 pacjentów. Nie będzie stosowany żaden przymus. W trakcie przekazywania informacji o badaniu zostanie przekazana informacja, że ​​pacjenci będą uczestniczyć w badaniu klinicznym prowadzonym zgodnie z protokołem zatwierdzonym przez IRB.

B. Długość badania Badanie rozpocznie się w dniu zatwierdzenia przez IRB i będzie kontynuowane do momentu rekrutacji 50 pacjentów do badania.

C. Świadoma zgoda / Zgoda Patrz Świadoma zgoda

Dodatek A

1. Weissa JN. Rozpraszanie światła laserowego w ludzkich soczewkach in vivo. Jestem J. Oftalmol. (List do Redakcji) 1982; 94:683.
2. Weissa JN. Urządzenie laserowe postrzegane jako pomoc we wczesnym wykrywaniu zaćmy. Czasy oftalmolowe. (Wywiad) 1982; grudnia 1:1.
3. Weissa JN. Nowa technika laserowa wykrywa choroby oczu, biuletyn Joslin Diabetes Center. 1983; 11, 4:8.
4. Weiss JN, Rand LI, Gleason RE, Soeldner JS. Spektroskopia rozpraszania światła laserowego ludzkich soczewek in vivo. Zainwestuj Ophtalmol Vis Sci. 1984; 25:594-598.
5. Nishio I, Weiss JN, Tanaka T, Clark JI, Giblin FJ, Reddy VN, Benedek GB. Obserwacja in vivo dyfuzyjności białek soczewki w soczewkach królików normalnych i napromienianych promieniami rentgenowskimi. Rozdzielczość oka Exp. 1984; 39;61-68.
6. Bursell SE, Weiss JN, Eichold BH. Diagnostyczna spektroskopia rozpraszania światła laserowego dla ludzkiego oka. Materiały z Międzynarodowego Kongresu Zastosowań Lasera i Elektrooptyki. 1984; 43:61-67.
7. Weiss JN, Bursell SE, Gleason RE, Eichold BH. Spektroskopia korelacji fotonów ludzkiej rogówki in vivo. Rogówka. 5(1):19-24, 1986.
8. Bursell SE, Baker RS, Weiss JN, Haughton JF, Rand LI. Kliniczna ocena spektroskopii korelacji fotonów ludzkich soczewek cukrzycowych. Do potęgi. Rozdzielczość oka 49:241-58, 1989.
9. Bursell SE, Karalekas DP, Craig MS. Wpływ ostrych zmian poziomu glukozy we krwi na soczewki u osób chorych na cukrzycę i osób bez cukrzycy przy użyciu quasi-elastycznej spektroskopii rozpraszania światła. Aktualne badania oczu. 8:821-834, 1989. Bursell SE, Weiss JN, Karalekas DP, Craig MS. Informacja o korekcie — aktualne badania oczu. 11(5):479, 1992.
10. Weiss JN, List do redakcji – Początki technologii DLS. Przegląd okulistyki. 16;12:11-12, 2009.
11. Weiss JN, Technika dynamicznego rozpraszania światła pokazuje potencjał w pomiarze skutków leczenia AMD. Wiadomości z chirurgii oka, wydanie siatkówkowe. 31;8:57, 2013.
12. Weiss JN, Levy S. Dynamiczna spektroskopia rozpraszania światła siatkówki – nieinwazyjna technika ilościowa służąca do obiektywnego dokumentowania poprawy widzenia po leczeniu komórkami macierzystymi oka. Badanie komórek macierzystych. 2019;6:8 doi 10.21037/sci.2019.03.01.