Estudo Intraoperatório Escalar de Circuito Fechado

O investigador medirá os potenciais evocados locais DBS (DLEPs) e/ou potenciais de campo local (LFPs) juntamente com sintomas motores (tremor e/ou bradicinesia) em resposta à estimulação cerebral profunda (DBS). O estudo será conduzido na sala de cirurgia do Duke University Medical Center. Os custos adicionais da sala de operação serão cobertos por recursos institucionais da Duke. O estudo será realizado em indivíduos submetidos à implantação do sistema DBS durante um procedimento estereotáxico acordado para DP.

O grupo sujeito incluirá apenas pacientes submetidos a um procedimento de implante DBS para DP. O procedimento cirúrgico prosseguirá conforme necessário para o tratamento da doença de Parkinson (DP), incluindo a implantação do eletrodo DBS (um em STN ou eletrodos duplos em STN e GPi/GPe) nas regiões-alvo do cérebro. Para esta pesquisa, os indivíduos receberão extensões percutâneas temporárias (~ 45 min) para o(s) eletrodo(s) de DBS e a cânula de eletrodo de DBS após a implantação. Essas extensões temporárias se conectarão ao nosso sistema de estimulação e gravação Duke ou ao sistema de gravação de teste Medtronic RC+S, alternando conforme necessário, para permitir a gravação e a comparação direta de respostas DLEP neurais e/ou LFPs usando os dois sistemas diferentes de estimulação/gravação. Detalhes do sistema de estimulação e registro são fornecidos na seção Intervenções do estudo. Após a conclusão do estudo, o segundo eletrodo DBS (se colocado) e as extensões percutâneas temporárias serão removidos. Em seguida, seguirá a conduta clínica ordinária do procedimento para tratamento do distúrbio de movimento do paciente.

O investigador medirá tremor e/ou bradicinesia em pessoas com DP durante DBS. Os participantes estarão familiarizados e serão capazes de praticar as tarefas de avaliação antes da preparação para a cirurgia. Além disso, eles serão solicitados a descontinuar o uso de medicamentos dopaminérgicos e/ou antitremor durante a noite anterior ao estudo (como é a rotina clínica), para reduzir a variabilidade dos sintomas motores devido ao curso do tempo dos medicamentos. O investigador conduzirá avaliações usando estimulação unilateral, com o membro contralateral ao lado da estimulação usado para medição dos sintomas motores. Os indivíduos também podem ser solicitados a classificar quaisquer efeitos colaterais que experimentem em uma escala de 0 a 10.

Os contatos no eletrodo DBS do sujeito serão usados ​​para estimulação e gravação. Os quatro contatos DBS são designados como 0-1-2-3 na direção ventral-dorsal. Para estimulação monopolar, será utilizado um único contato para estimulação catódica (1- ou 2-) e uma almofada condutora será colocada na pele do sujeito, fora do campo estéril, para servir como eletrodo de retorno. Os contatos de gravação serão dois outros contatos na derivação DBS. Para estimulação bipolar, os pulsos DBS serão aplicados entre dois contatos de eletrodos, e os contatos de registro serão os dois contatos livres restantes. A forma de onda do estímulo será um pulso bifásico de carga balanceada, com carga restrita a valores abaixo do limite estabelecido pelo fabricante, 30 µC/cm2. Outra almofada condutora será colocada no assunto para servir como referência de gravação. Para indivíduos submetidos à cirurgia de implantação de DBS, a cânula de eletrodo de DBS ou um retrator cirúrgico normalmente colocado no local da incisão craniana também pode ser usado como referência de registro ou eletrodo de retorno.

Em indivíduos com DP predominante de tremor, o investigador registrará tanto o tremor quanto as respostas DLEP e/ou LFP do eletrodo DBS. Vários ensaios serão conduzidos com diferentes amplitudes de estimulação, frequências (≤185 Hz), padrões temporais e configurações de contato. A amplitude de estimulação será menor do que aquela identificada como desconfortável ao sujeito ou que gera efeitos colaterais, conforme determinado por um neurologista e/ou neurocirurgião durante a fase inicial de testes após o implante. Os diferentes parâmetros de estimulação serão entregues em ordem aleatória e o sujeito não terá acesso aos parâmetros. As medições serão feitas durante tentativas de 2 minutos, nas quais a estimulação será desligada no primeiro minuto da tentativa e ligada no minuto restante. Aos 30 s nas fases desligada (linha de base) e ligada do teste, o tremor será medido por 20 s. A atividade neural também será medida a partir do eletrodo durante as fases desligada e ligada. O tempo total necessário para a coleta de dados será de cerca de 45 minutos.

O tremor será medido usando um acelerômetro colado nas costas da mão do sujeito e com o pulso estendido de forma que a mão fique paralela ao antebraço. O cotovelo pode ser apoiado ou não, dependendo de qual induz maior tremor (determinado antes de qualquer tentativa em cada sujeito). O tremor medido por um acelerômetro se correlaciona bem com as escalas clínicas de classificação de tremores [Elble et al, 2006].

Em indivíduos com doença de Parkinson que não apresentam sintomas de tremor dominante, o investigador registrará as respostas do teste de bradicinesia e os potenciais de DLEP e/ou LFP. Vários ensaios serão conduzidos com diferentes amplitudes de estimulação, frequências médias (≤185 Hz), padrões temporais e configurações de contato. A amplitude máxima fornecida será determinada conforme descrito acima. Os diferentes parâmetros de estimulação serão entregues em ordem aleatória e o sujeito não terá acesso aos parâmetros. As medições serão feitas em tentativas de 10 minutos, nas quais a estimulação será desligada nos primeiros cinco minutos da tentativa e ligada nos cinco minutos restantes. Em aproximadamente 90, 210 e 250 s nas fases off (baseline) e on do teste, a bradicinesia será medida por 20 s. A atividade neural também será medida a partir do eletrodo durante as fases desligada e ligada do teste. O tempo total necessário para a coleta de dados será de cerca de 45 minutos.

Para medições de bradicinesia, o sujeito será instruído a pressionar alternadamente os botões direito e esquerdo de um mouse de computador com o dedo indicador e médio da mão o mais rápida e regularmente possível. A bradicinesia será medida como o tempo de pressão alternada dos dedos, um teste validado de bradicinesia [Taylor-Tavares et al., 2005].

Antes da cirurgia DBS, os sintomas motores patológicos basais do sujeito podem ser avaliados no cenário pré-operatório, para familiarizar o paciente com a tarefa antes do procedimento de implante. O tremor ou a bradicinesia serão medidos usando a medição do acelerômetro descrita anteriormente ou a tarefa de clique do mouse, respectivamente. Esta tarefa levará cerca de 5 minutos e será executada na condição DBS-off. Nenhuma sedação será administrada até que isso tenha sido concluído.

Após a cirurgia DBS, a ressonância magnética pré-operatória do sujeito e as tomografias computadorizadas de alta resolução pós-operatórias podem ser usadas para determinar a localização dos contatos do eletrodo DBS dentro do cérebro. A colocação do eletrodo durante a cirurgia de implante DBS não será alterada pelo estudo de pesquisa.