Utveckling av en ny EEG-metod för tidig diagnos av demens

Deltagarrekrytering

15 personer med tidig AD kommer att rekryteras från Sheffield Teaching Hospital och Sheffield Health and Social Care NHS Trusts minneskliniker. STH-mottagningen är neurologiledd och tar emot patienter i arbetsför ålder (<65 år) medan SHSC-mottagningen ser en äldre (>65 år) befolkning. Över 1300 nya bedömningar görs varje år. Cirka 65-70 % får diagnosen demens.

Utredarna kommer att välja patienter med typiska neuropsykologiska profiler av AD. Alla patienter kommer tidigare att ha rekryterats till Virtual Physiological Human: Dementia Research som möjliggörs av IT. VPH-DARE@IT rekryterar 30-40 deltagare i var och en av de tre följande grupperna (mild AD, MCI och normala kontroller) och därför kommer våra deltagare att dras från denna grupp och alla kommer att ha redan existerande högupplöst 3D-struktur och volymetrisk bedömning plus fMRI-skanningar i vilotillstånd. Dessa fMRI-data i vilotillstånd kommer att analyseras för att undersöka DMN, vilket gör att vi direkt kan jämföra mått på hjärnanslutning mellan EEG och fMRI och kontrastera den diskriminerande förmågan hos de två metoderna.

10 friska kontroller kommer att åldersmatchas och rekryteras antingen från neurologiska kliniker eller vara makar till studiedeltagare. Utredarna kommer att sträva efter att rekrytera normala kontroller som har genomgått fMRI som en del av den akademiska neuroradiologiavdelningens kontrollpopulation för VPH-DARE@IT och andra studier.

Personer med AD och 10 friska kontroller kommer att ha ett upprepat EEG för att bedöma reproducerbarheten och robustheten hos EEG-måtten.

EEG tolereras normalt mycket väl och har som anges i bakgrunden använts hos många personer med demens. Klinisk neurofysiologi har mycket erfarenhet av att utföra EEG i alla patientpopulationer från nyfödda till mycket äldre.

Samtycke Deltagare kommer att identifieras av klinikerna som arbetar på minneskliniken eller genom affischer på minneskliniken och på andra universitetsplatser för att locka normala frivilliga. Ett informationsblad för deltagande (PIS) kommer att ges till dem antingen direkt eller via post. Deltagarna kommer att ha tillräckligt med tid att läsa PIS och kunna ställa frågor. PIS kommer att informera deltagarna om fördelarna och potentiella riskerna med att delta i denna studie. De kommer att göras medvetna om möjligheten att tillfälliga förändringar sällan upptäcks. Om detta ses skulle de informeras och vi skulle ordna lämplig hantering. Personen kommer att ge sitt samtycke när de kommer in för EEG-inspelningarna. Utredarna kommer att förklara för alla deltagare att de kommer att kunna lämna studien när som helst, inklusive under EEG-registreringen, och i de som vi planerar att upprepa EEG kan de tacka nej till det andra testet. Kliniska avdelningen för neurofysiologi har erfarenhet av att utföra EEG i alla åldrar inklusive de med demens och kognitiv funktionsnedsättning. Den demenssjukas vårdgivare eller familjemedlem kan komma till avdelningen och vara på rummet under hela tiden EEG-registreringen pågår.

Metodik EEG-datainsamling

• Deltagarna kommer att gå på institutionen för klinisk neurofysiologi och en medlem av forskargruppen kommer att ta sitt samtycke. Två erfarna EEG-tekniker kommer att placera elektroderna och förklara proceduren. Vi kommer att spela in vilotillstånds-EEG. Deltagarna kommer att bli tillsagda att ligga stilla med slutna ögon. Det kommer att förklaras att även om deras ögon är stängda måste de förbli vakna. Deltagarna kommer att övervakas kontinuerligt och om de blir dåsiga kommer de att stimuleras igen och tiden för dåsighet kommer att registreras. Denna instruktion och övervakning är densamma som den som användes i tidigare EEG- och fMRI-studier som tittade på paradigm för vilotillstånd.
• Det 10-10 internationella systemet för elektrodplacering kommer att användas för EEG-inspelningar i hårbotten med en flerkanalig hög samplingsfrekvensförstärkare (2 KHz). Detta ger standard 10/20 elektrodpositioner (F3, F4, F7, F8, C3, C4, Fz, Cz, T3, T4, T5, T6, P3, P4, O1, O2 och Oz-elektroder) som initialt kommer att vara används för att upptäcka de mer betydande spatiotemporala mätningarna/fenomenen samtidigt som vi erbjuder möjligheten att utveckla den rumsliga och frekvensupplösningen av våra fynd i ett senare skede. Periokulär EOG-elektroddata kommer också att registreras för att upptäcka ögonrörelserelaterad långsam vågaktivitet. Utredarna kommer därför att kunna undvika falska uppskattningar av långsam vågaktivitet i de främre EEG-regionerna.
• Artefaktfria epoker inom lämpligt tillstånd (vaken utan uppgift ögon stängda) kommer att väljas ut och exporteras för ytterligare kvantitativ EEG-analys.
• Den exporterade datan kommer att lagras på en extern krypterad enhet.
• Alla analyser kommer att utföras på skräddarsydd intern programvara på en högteknologisk dator placerad inom säkra kontor inlåsta inom Dr Sarrigannis kontor inrymt på avdelningen för klinisk neurofysiologi.

EEG-dataanalyser • Metoden för felreduktionsförhållande och kausalitet kommer att användas för att beräkna synkroniseringsnivåer. Standard EEG 10-20 elektroderna, inklusive alla möjliga sammanhängande elektrodkombinationer i par om två (t.ex. höger frontocentral kontra parietoccipital) kommer att användas i vår pilotutforskning för att bedöma 95 % konfidensintervallnivåer för synkronisering och avgöra om de tillåter robust separation mellan friska frivilliga och patienter med Alzheimers sjukdom.

Övriga data

• Kvalitativ datainsamling: Utredarna kommer att samla in frågeformulär om toleransen av att genomgå EEG-undersökning (vänligen se bifogat frågeformulär).

Etiskt övervägande Modern neuro-avbildning med MRT är mycket känslig och kan upptäcka tillfälliga fynd. Våra nya EEG-analyser har också potential att upptäcka tillfälliga fynd. Det är välkänt att spikar under ett interiktalt EEG har begränsad klinisk betydelse. Men de ses oftare hos personer som har en risk, eller sänkt tröskel, för epilepsi. Om någon oro tas upp angående EEG-fynden kommer deltagaren att granskas av Dr Blackburn och vid behov hänvisas till en annan neurologisk kollega. Alla tillfälliga fynd som upptäcks av MRT kommer att remitteras till en NHS-neurolog genom VPH-DARE@IT-projektets forskare. Patientinformationsbladet och samtycket kommer att göra deltagarna medvetna om dessa risker innan de deltar i studien.

Statistik Detta pilotprojekt kommer att utforska EEG-data för att undersöka den frekvens- och tidsdomänmätning som skulle vara mest lämplig för klinisk användning. Utredarna vet inte om detta kommer att involvera linjär eller icke-linjär interaktion och därför kan vi inte avgöra vilket som är det mest lämpliga statistiska testet. Analysen av liknande EEG-datauppsättningar med hjälp av parametriska metoder har utforskat detta mer i detalj.

Effektberäkningar Eftersom detta är en proof-of-concept, pilotstudie för att undersöka robustheten hos en ny metod, är det olämpligt att göra en formell effektberäkning. Våra första resultat kommer att avgöra om våra EEG-analyser upptäcker funktionella anslutningskorrelater av synkroniseringen av främre och bakre nätverk identifierade av fMRI BOLD-signal under skanning i vilotillstånd. Utredarna kommer också att undersöka om våra data är jämförbara med tidigare publicerade kvantitativa EEG på personer med AD. Utredarna kommer att undersöka vilka åtgärder från våra data som kan skilja personer med Alzheimers sjukdom från friska kontroller. Dessa initiala resultat ger oss troliga effektstorlekar och gör det möjligt för oss att utföra mer exakta effektberäkningar än vad som är möjligt för närvarande. Detta kommer att användas för att fastställa urvalsstorleken i en större studie av personer med demens.