O estudo STEREO-DBS ET: 7-Tesla MRI Brain Network Analysis para estimulação cerebral profunda em tremor essencial (STEREO-ET)

INTRODUÇÃO E FUNDAMENTAÇÃO

A estimulação cerebral profunda (DBS) é um tratamento eficaz no tremor essencial (ET), um distúrbio neurológico lentamente progressivo. O efeito do DBS depende da modulação de redes cerebrais com defeito, fornecendo pulsos elétricos dentro do tálamo. No entanto, a melhora individual após DBS permanece variável e 20% dos pacientes apresentam efeitos colaterais. 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 tálamo altamente conectado são baseadas em imagens de ressonância magnética 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.

Desde a década de 1980, DBS para ET visava o tálamo, um núcleo cerebral de substância cinzenta profundamente arraigado. A ênfase atual no campo do DBS está nas redes neurais, em vez de núcleos separados no cérebro. Vários estudos mostraram que o ET surge da atividade patológica da rede nas projeções cerebelares-talâmicas-corticais; trato dentato-rubro-talâmico. Nos últimos anos, vários grupos de DBS relataram o uso de ressonância magnética para visualizar a conectividade talâmica e o trato dentado-rubro-talâmico, em DBS para ET.

O tálamo faz parte de várias grandes redes cerebrais. O DBS é eficaz em melhorar o tremor e a qualidade de vida de pacientes com TE 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 -cerebelares-talâmicas-corticais usando ressonância magnética ponderada por difusão e conectividade probabilística).

Os pesquisadores, portanto, adicionaram 7T T2, FGATIR ​​(sequência rápida de recuperação de inversão da substância cinzenta) e sequências ponderadas por difusão no Spinoza Center e mostraram que análises probabilísticas da rede talâmica (segmentação talâmica) identificam com sucesso a área dentro do tálamo que tem a maior densidade de conexões com a rede motora em pacientes com TE. Em um estudo piloto recente, os investigadores mostraram que a implementação da segmentação talâmica 7T MRI é bem adequada ao fluxo de trabalho cirúrgico existente. Ao gerar uma ressonância magnética de 7 Tesla mostrando a subdivisão motora do tálamo (colorida), essa técnica visualizou claramente esse novo alvo DBS.

O tálamo e suas conexões serão visualizados usando 7T T2, FGATIR ​​e imagem ponderada por difusão. As principais projeções do tálamo serão visualizadas, incluindo projeções conectadas ao motor primário e ao córtex cerebral. A localização do eletrodo (usando tomografia computadorizada) será visualizada em relação às subdivisões segmentadas do tálamo.

O mapa de rede 7T MRI, gerado pela combinação de T2 e MRI ponderada por difusão, mostra as subdivisões do tálamo (coloridas) e suas projeções corticais. O resultado mostrará então em qual(is) subdivisão(ões) talâmica(s) o contato DBS-eletrodo está situado e para qual área cortical ele 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) e efeitos colaterais (fala, marcha). 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).

Nos 350 exames de ressonância magnética 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 tálamo. No estudo observacional atual, esta técnica será avaliada de forma prospectiva, introduzindo o DBS guiado pela rede cerebral específica do paciente para ET com a entrega de um tratamento e conjunto de dados únicos e até então indisponíveis: 7T MRI visualiza as conexões anatômicas do tálamo para cada contato individual do eletrodo DBS . Em vez de um modelo único para todos, as análises de rede personalizadas permitem modelagem de precisão personalizada em DBS.