Icke-invasiv mätning av hjärnans syrenivåer hos personer med subtalamiska djupa hjärnstimulatorer

Utredarna kommer att studera effekterna av elektrisk stimulering vid subtalamuskärnan på frontal cerebral perfusion hos 10 patienter med avancerad PD som redan har genomgått framgångsrik STN DBS (Medtronic, Inc., Minneapolis, MN) kirurgi, vilket framgår av en förbättring på 20 % eller mer. i deras Unified Parkinsons sjukdom betygsskala (UPDRS) motoriska sub-poäng (UPDRS-III) med stimulering på vs av, tre eller fler månader efter operationen. UPDRS-III är en allmänt använd och validerad klassificeringsskala av Parkinsons sjukdomssymptom som är baserad på den neurologiska undersökningen. För syftet med denna studie kommer en neurolog med rörelsestörningar att utföra alla neurologiska bedömningar. Patienter måste också bevisas vara kognitivt intakta, vilket framgår av ett Montreal Cognitive Assessment (MoCA)-poäng på 24 eller högre.

Detta är en experimentell studie där vi kommer att jämföra frontal cerebral perfusion (mätt icke-invasivt med NIRS-enheten) och UPDRS-III-poäng (som fastställts genom neurologisk undersökning) i fyra kliniska tillstånd: medicinering av/stimulation av; medicinering av/stimulering på; medicinering på/av stimulering; och mediciner på/stimulering på.

Den primära frågan som ska besvaras är: Kan vi upptäcka signifikanta förändringar i cerebral perfusion med NIRS-enheten som svar på subtalamisk stimulering som levereras via implanterade DBS-enheter?

Denna pilotstudie kommer att genomföras på 10 PD-patienter som har genomgått framgångsrik DBS-operation tidigare. Studien kommer att slutföras på en dag enligt nedan och kommer att ta cirka 6 timmar att slutföra.

Patienter kommer att anlända till rörelsestörningscentret på morgonen för det planerade studiebesöket efter att ha avbrutit sina mediciner från kvällen innan (12 timmars ledighet"). De kommer att anlända med sina stimulatorer på och inställda på de terapeutiska parametrarna. Dr. Shih kommer att utföra en neurologisk undersökning och fastställa UPDRS-III-poängen i detta, det avstängda med/på-stim-tillståndet.

För att utföra NIRS/perfusionsmätningarna kommer försökspersonen att förses med en flerdelad plasthjälm, som håller ett antal optiska fibrer mot ytan av försökspersonens huvud. Denna hjälm kommer att justeras för att passa bekvämt. Ytterligare sonder kommer att placeras på fingrarna för att övervaka perifer blodsyresättning (dvs. pulsoximetri) för att säkerställa att eventuella förändringar som observeras i cerebral perfusion beror på förändringar i hjärnans fysiologi, inte en allmän fysiologisk faktor. Fibrerna är anslutna till 32 lågeffekts infraröda laserdioder. Effekten som avges av dessa lasrar är långt under den typiska maximala tillåtna exponeringsnivån (MPE) för hudexponering för en laserstråle, som indikeras av American National Standards Institute, och försökspersoner kommer inte att känna någon effekt av dem. Laserljuset kommer att riktas mot toppen av deras huvud, och det kommer inte att vara någon risk för deras ögon. Den första cerebrala perfusionsmätningen kommer att göras.

Patientens DBS-enheter kommer sedan att stängas av och 60 minuter kommer att tillåtas passera, vilket möjliggör tvättning av både de kliniska och CBF-effekterna av DBS. Under denna tid kommer cerebral syresättning att övervakas och dokumenteras var femte minut. Vid slutet av denna period kommer UPDRS-III-poängen att bestämmas (av meds/av stimulans) och registreras, vilket bekräftar en utspolning av de kliniska effekterna. DBS kommer sedan att slås på med användning av inställningarna som används för terapi förutom att stimuleringsfrekvensen kommer att ställas in på 20Hz, en låg frekvens som är känd för att inte vara terapeutiskt effektiv vid PD. Alla andra inställningar kommer att bibehållas konstanta. Återigen kommer den cerebrala syresättningen att registreras var 5:e minut i 60 min, varefter UPDRS-III-poängen kommer att registreras. DBS kommer sedan att omprogrammeras till patientens terapeutiska inställningar för steady state, den cerebrala syresättningen kommer att registreras var 5:e minut under 60 min. , och i slutet av 60-minutersperioden kommer UPDRS-III-poängen att registreras igen, vilket slutför utvärderingen av på stimulering/avstängd medicin. Patienten kommer sedan att instrueras att ta sin vanliga dos av mediciner och skickas på lunch i en timme. Efter lunch kommer patienten att återvända i på medicinering/på stimuleringstillstånd, NIRS och pulsoximetriproberna kommer att appliceras på nytt, och den process som beskrivs för avstängd medicinering kommer att upprepas i på medicinering. Efter att läkemedelsbedömningarna är klara kommer patienten att skickas hem med sina enheter på och inställda på sina terapeutiska parametrar.