Försök med adaptiv djup hjärnstimulering

Parkinsons sjukdom (PD) är den största neurologiska rörelsestörningen i termer av både prevalens och sjuklighet, och i associerade hälso- och sjukvårdskostnader. I Storbritannien är cirka 120 000 människor drabbade och relaterade kostnader uppskattas till 2 miljarder pund per år. Den nuvarande guldstandardbehandlingen för PD är levodopaterapi, men dess användning begränsas av utvecklingen av motoriska komplikationer hos upp till 80 % av patienterna under en 5-10 års period. Detta har lett till en återväxt inom funktionell neurokirurgi för PD under de senaste tre decennierna.

Djup hjärnstimulering (DBS) är nu accepterad behandling för patienter med svår PD och stöds av Food and Drug Administration i USA och National Institute of Clinical Excellence i Storbritannien med försök som ger bevis för att det förbättrar livskvaliteten jämfört med bästa medicinska behandling . På grund av partiell effekt och biverkningar är dess potential dock relativt begränsad och den har hittills i allmänhet varit begränsad till patienter med allvarlig sjukdom och okontrollerbara motoriska komplikationer med medicinsk terapi.

För närvarande ger DBS kontinuerlig och fast stimulering, men denna konstanta stimulering främjar biverkningar som talstörningar. Forskning av utredarna har visat att genom att kontrollera stimuleringen och endast leverera den när det behövs kan biverkningar minskas. För att visa detta utvecklade forskarna en form av adaptiv DBS där de kontrollerade hur mycket stimulering som levereras genom att direkt registrera hjärnans aktivitet från elektroden som används för hjärnstimulering. Detta ger en återkopplingssignal.

Men även om adaptiv DBS fungerar i en akut forskningsmiljö, finns det fortfarande flera frågor som ska besvaras innan det kan översättas till ett hållbart terapialternativ. De viktigaste återstående frågorna är om förbättringen av Parkinsonsymtomen bibehålls under längre perioder än en timme eller så, och om den utlöses när upphetsningar inträffar under sömnen. Det senare är viktigt för att säkerställa att rörligheten bibehålls vid vändning i sängen och vid badrumsbesök.

Utredarna skulle vilja kontrastera konventionell (kontinuerlig) DBS med adaptiv DBS när samma patienter med Parkinsons behandlas både när de är vakna och sover. Således kan de följa behandlingseffekter under dagen och på natten, i sömnen. Patienterna kommer att få de två typerna av stimulering i randomiserad ordning. Patienterna kommer inte att få veta vilken form av stimulering som tillämpas och de huvudsakliga måtten som används för att utvärdera resultatet av studien kommer att vara videofilmade prestationer på ett antal motoriska uppgifter och videofilmning av rörlighet under upphetsningar och uppvaknanden från sömn. Bedömning av videoband är önskvärt eftersom bedömare då kan bli blinda för den behandling som tillämpas. Bedömningar bör därför inte vara partiska.

Patienterna kommer att genomgå vår standard tvådelade DBS-implantation. Experimenten kommer att utföras medan patienterna är slutna mellan de två operationerna och kommer därför inte att kräva några extra ingrepp, extra sjukhusvistelse eller försena start av terapeutisk DBS.

DBS-elektroden har fyra kontakter, och elektroderna är bilateralt implanterade. Patienterna kommer att uppmanas att hålla inne sin vanliga medicinering över natten så att de först utvärderas från medicinering varje morgon. Varje morgon börjar vi med lite visning. På den första dagen kommer detta att innebära att hitta den bästa kontakten för adaptiv stimulering på DBS-elektroden på båda sidorna. DBS-stimulering kommer att utvärderas för att hitta de bästa kontakt-, spännings- och stimuleringsinställningarna för varje enskild patient. Denna bedömning liknar den vanliga kliniska procedur som patienter upplever när de ses som polikliniska patienter efter operation. Utredarna kommer att bekräfta att inställningarna förblir lämpliga under morgonvisningen nästa dag.

Utredarna kommer att använda vårt specialbyggda externa forskningssystem (ERS) för att möjliggöra inspelningar och stimulering. ERS kommer att fästas på motivet med tejp eller ett bandage. Enheten är liten och lätt och kommunicerar med en persondator. De elektriska anslutningarna till DBS-ledningarna kommer att ske genom tillfälliga förlängningar med lämpligt mekaniskt slack. De tillfälliga förlängningarna kommer senare att ersättas vid stimulatorimplantat med nya sterila förlängningar. För att möjliggöra stimuleringsåtergång kommer en ledande klämma till ERS-fodralet att anslutas till en ledande (EKG) dyna placerad över bröstet. Periodiska impedanskontroller säkerställer att denna anslutning är robust under experimentets gång. Patienten kan vara ambulant medan han bär enheten. Säkerheten för ERS kommer att granskas oberoende innan studien påbörjas.

Patienterna kommer att randomiseras om de får konventionell DBS eller adaptiv DBS och kommer sedan att gå över till den andra typen av stimulering. Alla procedurer kommer att upprepas i matchad form under de två behandlingsperioderna. Patientens vanliga medicinering kommer att påbörjas när varje screeningtest är avslutat och medicineringen fortsatte under hela dagen.