Synfunktionell anslutning och visuell förbättring efter TMS/kikarbehandling

Före studien kommer okulär feljustering och refraktionsavvikelser att korrigeras. Denna korrigering är en del av vanlig patientvård snarare än en procedurkomponent i den aktuella studien.

Procedur Deltagarna kommer att genomgå en timmes strukturell och funktionell MRT före sin behandling. Vi kommer att utföra en interimsanalys av fMRI-resultaten när fem amblyopiska patienter har slutfört fMRI-studien. Om data visar signifikanta skillnader i det visuella nätverket i vilotillståndet hos patienter med amblyopi jämfört med det befintliga normala visuella vilotillståndet, kommer vi att fortsätta fMRI-studien med de återstående 15 deltagarna. Felinriktning av ögonen kommer att korrigeras innan patienten deltar med hjälp av prismor (om medicinskt indicerat). Denna korrigering är en del av standardpatientvård snarare än en procedurkomponent i den aktuella studien. Deltagarna kommer att utses slumpmässigt för att initialt vara i antingen sken- eller behandlingsgruppen (10 patienter i varje grupp). Alla patienter kommer att få fem dagars en timmes visuell kikare träning genom att spela ett speciellt designat videospel med fallande block på en datorskärm som kommer att kalibreras individuellt för varje person. Grupp ett kommer att få 18 minuters rTMS i början av sin visuella träning varje dag i 5 dagar. Grupp två kommer att få 18 minuters TMS följt av skenträning varje dag i 5 dagar. Efter fem dagar byter deltagarna grupp. Deltagarna kommer att vara blinda för om de får skenbehandling eller riktig kikarebehandling vid varje tillfälle.

En sensorimotorisk synprofil, inklusive synskärpa, dämpning, stereovision, binocularitet, kontrastkänslighet och ögoninriktning, kommer att slutföras för varje patient vid baslinjen, efter fem sessioner och i slutet av behandlingen. Denna profil kommer att kompletteras med PVVAT-systemet, Worth-4-Dot-test, Randot stereovision-test, anaglyfisk dikoptisk koherensrörelsetröskel med rödgröna glasögon (med Psykinematix visionsystem), tvärtäckningstest med prismastänger. fMRI kommer att upprepas efter behandling endast för individer som visade onormal fMRI vid baslinjen. Denna andra skanning kommer att undersöka om behandlingen påverkade och normaliserade det visuella nätverket i vilotillståndet.

Funktionell MR:

All skanning kommer att utföras på en 3.0 T Siemens Tim Trio-skanner utrustad med en 12-kanals huvudspole. Skanning kommer att ske vid upp till tre besök: Förbehandling (retinotopkartläggning) och två skanningar efter behandling.

Förbehandling: strukturell, vilotillstånd och BOLD funktionell MRI (fMRI) data kommer att inhämtas. Deltagarna kommer att genomföra en strukturell MR-undersökning i början av varje MR-session. Detta är en högupplöst 3-dimensionell bild av hela hjärnan (avbildningsparametrar: MPRAGE, 1 mm tjocka skivor, noll avstånd mellan skivor, TR = 1900 ms, TE = 2,2 ms, i planupplösning på 0,94 x 0,94, 256 x 256 matrisstorlek med 24 cm synfält, 176 volymer, vilket resulterar i en skanningstid på 8 minuter och 6 sekunder.

Efter att den högupplösta bilden har förvärvats, kommer funktionella MRI-data i vilotillståndet att inhämtas med följande parametrar: Siemens echo planar imaging (EPI) sekvens, 3 mm tjocka skivor, noll avstånd mellan skivor, upprepningstid på 3000 ms, eko tid på 30 ms, vändvinkel på 90°, 64 x 64 matrisstorlek, 24 cm synfält, 140 volymer, vilket resulterar i en 7 minuter och 9 sekunders skanningstid. Under denna session kommer patienterna att blunda och vila.

Efter fMRI-sessionen i vilotillstånd kommer vi att utföra uppgiftsbaserad och retinotopisk kartläggning med hjälp av standard wedge- och ringprotokoll för att framkalla blodsyrenivåberoende (BOLD) svar i den visuella cortex. (Li X, Dumoulin SO, Mansouri B, Hess RF. Troheten hos den kortikala retinotopiska kartan i mänsklig amblyopi. Eur J Neurosci. 2007;25:1265-1277.29). Funktionella data kommer att inhämtas med hjälp av en T2-vägd gradienteko EPI-sekvens (retinotopkartering, TR = 1200 ms, TE = 30 ms, vändvinkel = 65°, voxelupplösning 2,5 x 2,5 x 2,5 mm; efterbehandlingsskanningar, TR = 2000 ms, TE = 30 ms, vändvinkel = 90°, voxelupplösning = 3,0 x 3,0 x 3,0 mm). Stimuli kommer att presenteras monokulärt och varje öga kommer att kartläggas separat. Gränser för retinotopiska områden och motsvarande regioner av intresse kommer att definieras med hjälp av en genomsnittlig karta över vänster och höger öga i varje deltagare. Under fMRI kommer deltagarna att presenteras för visuella stimuli (sedda över en MRI-kompatibel vit skärm genom en spolemonterad spegel) och utföra en reaktionstidsuppgift där de helt enkelt trycker på en knapp när de upptäcker en förändring i fixeringspunkten. Uppgiften kommer inte att vara relaterad till de stimuli som används.

De efterföljande fMRI-skanningssessionerna kommer att utföras efter två veckors transkraniell magnetisk stimulering (TMS) och binokulär behandling, som kommer att bedöma effekten av rTMS plus sken-/äkta binokulär behandling på responsen från den visuella cortexen på input från den amblyopiska kontra andra fixering öga. Vi kommer att använda lokaliseringsinformationen från den första sessionen. Vilotillståndet och uppgiftsbaserad fMRI kommer att upprepas.

1. Förbehandlingsbesök:

a. Lokaliserare för att hitta skivplan (1-2 min) b. MPRAGE anatomisk (7-10 min) c. Viloläge - slutna ögon håll dig vaken (7-10 min) d. Retinotopkartering (48 min PLUS tid för att växla ögonlapp mellan körningarna) i. 4 skanningar av blockdesignat amblyopiskt öga täckt

1. 2 excentricitet,
2. 2 polar vinkel,
3. 2 medurs,
4. 2 moturs, ii. 4 skanningar av blockdesignkollegan som fästöga täckt

En vecka av antingen grupp A) rTMS och äkta kikarebehandling eller grupp B) rTMS och skenkikarbehandling 2. Besök efter behandling:

1. Localizer (1-2 min)
2. MPRAGE anatomisk (7-10 min)
3. Viloläge - slutna ögon håll dig vaken (
4. inte retinotopkartering
5. fMRI-blockdesign

i. schackbrädestimulus 4 skanningar per session per öga En veckas CROSS OVER-behandling Grupp A) rTMS och sken-kikarbehandling eller grupp B) rTMS och kikarebehandling fMRI-analys FMRI-data i vilotillstånd kommer att förbehandlas för att minska artefakter och brusrelaterade signalkomponenter . Efter förbearbetning kommer data att analyseras på individnivå med hjälp av oberoende komponentanalys. De individuellt analyserade data kommer sedan att standardiseras till stereotaktisk utrymme med hjälp av en Talairach-atlas. Den standardiserade informationen kommer att köras genom en självorganiserad grupperad ICA som kommer att sammanfatta ICA-data från alla deltagare. En variansanalys kommer att användas för att bedöma skillnader i funktionell anslutning i hjärnregioner mellan grupperna (pre- och post-rTMS-behandling).

Potentiella skador och fördelar Det är vår förhoppning att patienter som ett resultat av deras deltagande i denna studie kommer att se en förbättring i många aspekter av sin syn, inklusive övergripande synskärpa och kontrastkänslighet.

Det finns en chans att förbättrad syn i det svaga ögat kan resultera i dubbelseende om ögonens position (inriktning) är suboptimal. Denna dubbelseende kan spontant avta med tiden när träningseffekten avtar (i avsaknad av ytterligare träning). Om dubbelseende kvarstår, kan deltagarna behöva remitteras till neurologiska, optometriska eller oftalmologiska kliniker för symtomhantering. Plåster över det svaga ögat kan krävas för att eliminera dubbelseendet, minskande syn på det svaga ögat i ett försök att återställa synen till vad den var innan deltagandet i studien. Andra behandlingar för dubbelseende inkluderar optisk korrigering med glasögon som innehåller prismor eller kirurgiskt ingrepp för att rikta in de två ögonen. De senare metoderna hjälper i de flesta fall samman bilder från de två ögonen.

De rTMS-procedurer som föreslås för denna studie ligger väl inom rekommenderade säkerhetsriktlinjer, så risken för biverkningar är liten. TMS kan orsaka ryckningar i hårbotten eller ansiktsmusklerna under stimulering, vilket kan vara obehagligt. Ungefär 1 av 10 försökspersoner rapporterar huvudvärk efter TMS-mätningen, som vanligtvis är mild och övergående. Vid behov kan huvudvärken behandlas med milda receptfria smärtstillande medel, som paracetamol/Tylenol. Risken för anfall från rTMS är förhöjd hos individer med epilepsi i anamnesen eller familjehistoria av anfall, varför dessa tillstånd är uteslutningskriterier för denna studie.