O estudo STEREO-DBS: análise de rede cerebral de ressonância magnética de 7 Tesla para estimulação cerebral profunda (STEREO-DBS)

INTRODUÇÃO E FUNDAMENTAÇÃO

Estimulação cerebral profunda para a doença de Parkinson A estimulação cerebral profunda (DBS) é um tratamento eficaz na doença de Parkinson (DP), um distúrbio neurológico debilitante. O efeito do DBS depende da modulação de redes cerebrais com mau funcionamento, fornecendo pulsos elétricos dentro do núcleo subtalâmico, profundamente arraigado no tronco cerebral e do tamanho de alguns milímetros (STN; comparável ao tamanho de um grão de café). No entanto, a melhora individual após DBS permanece variável e 50% dos pacientes apresentam benefício insuficiente. Ao usar a conectividade de ressonância magnética estrutural de 7 Tesla (7T MRI) para visualizar redes com defeito, a colocação e a ativação do eletrodo DBS podem ser individualizadas.

A colocação atual do eletrodo DBS e as configurações no STN altamente conectado são baseadas em imagens de RM de 1,5 Tesla ou 3 Tesla. Essas modalidades de baixa resolução são incapazes de visualizar as múltiplas redes cerebrais para esse pequeno núcleo e impedem a ativação de eletrodos direcionados às suas projeções corticais. Mapas de rede estruturais integrados (7T MRI) permitirão DBS baseado em rede cerebral e específico do paciente, melhorando os sintomas motores e a qualidade de vida.

Análise da rede cerebral 7T MRI Desde a década de 1980, DBS para DP tem como alvo o STN, um núcleo cerebral profundo da substância cinzenta. A ênfase atual no campo do DBS está nas redes neurais, em vez de núcleos separados no cérebro. Vários estudos mostraram que a DP surge da atividade da rede patológica nas projeções corticais subtalâmicas. Nos últimos anos, vários grupos de DBS relataram o uso da conectividade de ressonância magnética para visualizar as projeções subtalâmicas-corticais, em DBS para DP.

O pequeno STN faz parte de várias grandes redes cerebrais. DBS é eficaz em melhorar UDPRS e qualidade de vida para pacientes com DP apenas modulando sua rede motora. Para melhorar a colocação e ativação do DBS, é essencial entender as redes e o efeito modulatório da estimulação. Até agora, a visualização dessas redes foi limitada devido à baixa resolução e à falta de conectividade estrutural (visualização de projeções subtalâmicas-corticais usando ressonância magnética ponderada por difusão e conectividade probabilística).

Os pesquisadores, portanto, adicionaram 7T T2 e sequências ponderadas por difusão no Spinoza Center e mostraram que análises probabilísticas da rede subtalâmica (segmentação STN) identificam com sucesso a área dentro do STN que tem a maior densidade de conexões com a rede motora em pacientes com DP. Em um estudo piloto recente, os investigadores mostraram que a implementação de 7T MRI para segmentação STN é bem adequada ao fluxo de trabalho cirúrgico existente. Ao gerar uma ressonância magnética de 7 Tesla mostrando a subdivisão motora STN (colorida), essa técnica visualizou claramente esse novo alvo DBS. A análise retrospectiva mostrou para estratégias convencionais de direcionamento de MRI apenas uma minoria de eletrodos DBS foram colocados no motor STN. Além disso, os eletrodos DBS que foram colocados no motor STN resultaram em uma melhora média significativamente maior (80% versus 50%, medido pelo escore UPDRS-III).

Gerando os mapas de rede 7T MRI para DBS O STN e suas conexões corticais serão visualizados usando imagens 7T ponderadas em T2 e ponderadas em difusão. Três projeções principais do STN serão visualizadas: projeções conectando-se ao córtex motor primário e suplementar (motor), projeções ao córtex pré-frontal (associativo) e projeções ao córtex basofrontal (límbico). A localização do eletrodo (usando tomografia computadorizada) será visualizada em relação às três subdivisões segmentadas do STN.

O mapa de rede 7T MRI, gerado pela combinação de T2 e MRI ponderada por difusão, mostra as subdivisões STN (coloridas) e suas projeções corticais. O resultado mostrará então em qual(is) subdivisão(ões) STN o contato DBS-eletrodo está situado e para qual área cortical a subdivisão STN se projeta. As pontuações dos testes clínicos do contato do eletrodo serão então correlacionadas com os mapas de rede. Parâmetros de estimulação baseados em mapas de rede 7T MRI são usados ​​para otimizar e prever resultados em termos de efeitos clínicos benéficos (supressão de tremor, bradicinesia, rigidez) e efeitos colaterais (fala, marcha, apatia). Como todos os mapas de rede são visualizados na ressonância magnética, isso permitirá prontamente análises individuais e de grupo (mapas de co-registro de vários pacientes).

Efeitos adversos Nos 350 exames de RM de 7T que os investigadores realizaram até o momento, raramente encontramos implantes incompatíveis ou claustrofobia grave. Todo paciente é submetido a triagem com um questionário de segurança de ressonância magnética e detector de metais de ressonância magnética (evitando a entrada de materiais ferromagnéticos na ressonância magnética). 7T MRI é uma técnica não invasiva que não causa dor e, mais importante, os campos eletromagnéticos não produzem nenhum tipo de dano tecidual conhecido. O sistema de RM pode fazer batidas fortes, batidas ou outros ruídos às vezes durante o procedimento. Tampões de ouvido são fornecidos para evitar problemas que possam estar associados ao ruído gerado pelo scanner. Em todos os momentos, o paciente será monitorado (visualmente) e poderá se comunicar com o técnico de ressonância magnética 7T usando um sistema de intercomunicação. O paciente pode (solicitar) interromper a aquisição a qualquer momento usando o botão de pressão (mantido pelo paciente continuamente).

Em suma, devido à implementação da análise da rede cerebral 7T MRI, agora é possível visualizar diretamente a parte motora do STN. No estudo observacional atual, esta técnica será avaliada de forma prospectiva, introduzindo o DBS guiado pela rede cerebral específica do paciente para DP com a entrega de um conjunto de dados único e até então indisponível: 7T MRI visualiza as conexões anatômicas do STN para cada contato individual do eletrodo DBS. Em vez de um modelo único para todos os DBS, as análises de rede personalizadas permitem modelagem de precisão personalizada em DBS.