Fas II adaptiv djup hjärnstimulering för tvångssyndrom

REGISTRERING: En försöksperson anses vara inskriven vid undertecknandet av informerat samtycke och anses vara berättigad att screenas av utredaren. Processen för informerat samtycke kan innefatta diskussioner med patientens familj och remitterande läkare. Medicinska journaler som kan erhållas kommer att granskas noggrant för att fastställa lämpligheten av tidigare behandlingar inklusive kognitiv beteendeterapi (KBT).

Ett ämnesidentifikationsnummer kommer att tilldelas varje försöksperson som undertecknar samtycke. Detta nummer kommer att användas för att identifiera ämnet och måste användas på all studiedokumentation relaterad till ämnet under hela studien.

SCREENING: Potentiella försökspersoner som uppfyller inklusions-/exkluderingskriterierna och som är villiga att delta i studien, vilket framgår av att underteckna det informerade samtycket, kommer att registreras i studien och genomgå 2 screeningbesök (besök 1 och besök 2) fördelade över en period på ungefär en månad. Diagnostiska och screeningbetyg slutförs, följt av fullständiga medicinska, neurologiska och neurokirurgiska utvärderingar. Det slutliga urvalet av kandidater kommer att göras i samförstånd av det tvärvetenskapliga utredarteamet (rådgivande projektkommittén).

Neuroimaging metoder:

Core for Advanced MR Imaging (CAMRI) är en toppmodern resurs som rymmer 3 banbrytande MRI-system för forskarsamhället i Houston, beläget på BCM Main Campus. CAMRI kommer att utföra forskningen 3T MRI-skanningar, som kommer att samlas in på alla ämnen (DBS och kontroll) med Prisma-skannern för konsekvens. Alla försökspersoner kommer att eskorteras till CAMRI av studieteamet.

DBS-implanterade försökspersoner kommer att genomgå två 3T MRI-skanningar före operationen (1 forsknings-MR vid CAMRI och 1 klinisk MRT vid Baylor St. Luke's Medical Center (BSLMC). DBS-implanterade försökspersoner kommer att undersöka 4 Magnetoencefalografi (MEG) totalt.

Kontrollpersoner kommer att genomgå en 3T-MR-undersökning (forsknings-MR-undersökning vid CAMRI). Kontrollpersoner kommer också att genomgå 4 MEG-skanningar.

BEHANDLING: Försökspersoner som är kvalificerade för DBS-implantation kommer också att få en ytterligare klinisk, prekirurgisk 3T-MR-undersökning utförd vid baslinjen. Denna skanning kommer att utföras på en Philips-skanner vid Baylor St. Luke's Medical Center (BSLMC). Denna skanning är nödvändig för att potentiellt screena bort individer som uppvisar hjärnavvikelser som inte skulle vara förenliga med operationen (t.ex. medfödda defekter, brist på normala anatomiska korrelat) och för att hjälpa till med kirurgisk planering.

Alla försökspersoner (DBS och kontroll) kommer också att genomgå MEG-skanningar. Detta behövs också som en baslinjebedömning eftersom MEG-skanningar också kommer att utföras efter implantation vid 2 veckor, 6 månader och 12 månader på en MEG-skanner vid Texas Childrens Hospital i Houston Medical Center.

Bröströntgen och EKG kommer också att utföras på OCD-personer som är kvalificerade för DBS.

Ålders-/könsmatchade icke-implanterade försökspersoner kommer att fungera som kontroller. De kommer att genomgå 1-forsknings 3T MRI och 4 MEG skanningar med samma avbildningsprotokoll och vid samma tidpunkter som OCD-implantatobjekt för kontroll för icke-DBS-effekter på rs-fc.

1. Om inte insamlat före operationsdagen kommer en huvud-CT att utföras på operationsmorgonen för stereotaktisk planering.
2. Med hjälp av lokalbedövningsmedel (med eller utan sedering enligt klinisk indikation) kommer en stereotaktisk huvudram (Leksell Model G, Elekta Instruments, Atlanta, GA, USA) att fästas på patientens skalle på morgonen för operationen i operationssalen.
3. En 3D-volymetrisk bild (O-Arm 2, Medtronic Inc, Boulder, CO, USA) kommer att utföras i syfte att definiera det volumetriska stereotaktiska huvudutrymmet.
4. Bilderna kommer att laddas upp till en datorarbetsstation (Stealth S7, Medtronic, Inc., Boulder, CO, USA) utrustad med programvara för stereotaktisk planering (Cranial 3.0) i syfte att planera operationen. Den preoperativa 3T MRT som erhållits före operationsdatumet kommer att sammansmältas med CT-skanningen i operationsplaneringsstationen. Den initiala målpunkten inom ventral striatum kommer att väljas baserat på patientens specifika anatomi. Den kirurgiska banan till denna punkt kommer också att planeras för att undvika framträdande kärl, sulci och ventriklarna. Datorn kommer att generera X-, Y- och Z-koordinaterna att ställa in på ramen samt de koronala och sagittala infallsvinklarna som krävs för att fastställa den önskade banan och målpunkten. Denna initiala målpunkt kommer att modifieras av patientens specifika anatomi som bestäms av de preoperativa 3T-skanningarna. De slutliga målkoordinaterna kommer att fastställas under denna analys.
5. Medan kirurgen planerar ingreppet kommer patienten att placeras liggande på operationsbordet. En Foley-kateter kommer att införas. Antibiotika kommer att administreras intravenöst och vitala tecken kommer att övervakas. Den stereotaktiska huvudramen kommer att fästas vid operationsbordet för patientsäkerhet, med huvudet upphöjt för motivets komfort. En steril förberedelse och drapering kommer att utföras.
6. Målkoordinaterna kommer att ställas in på den stereotaktiska ramen som för målpunkten till mitten av operationsbågen. Ytterligare lokalbedövning kommer att ges vid snittet. Efter snittet kommer ett 14 mm borrhål att göras med hjälp av en självstoppande perforator. Gradhålslocket som medföljer DBS-ledningen kommer att fästas på skallen med två skruvar. Duran kommer att koaguleras och snittas. Pialytan kommer att koaguleras försiktigt och ett litet snitt kommer att göras för att möjliggöra lätt inträde av elektrodguiderna, som kommer att föras in i hjärnan enligt standard stereotaktisk protokoll.
7. När ovanstående justeringar har gjorts kommer DBS-kvadripolära elektroden (modell 3387; Medtronic Inc., Minneapolis, MN, USA) att föras in genom styrröret till målpunkten. Riktmedel kommer att fästas på ramen och intraoperativ avbildning kommer att användas för att bekräfta att ledningsspetsen är placerad vid målet och bedöma förekomsten av intracerebral blödning. Sedation kommer att dras in. En förlängningskabel kommer att anslutas till elektroden sterilt och den andra änden kommer att föras bort från fältet för att anslutas till en extern pulsgenerator så att teststimulering kan utföras. Teststimulering kommer att utföras via varje kontakt för att 1) ​​utvärdera för stimuleringsinducerade biverkningar och 2) övervaka för akuta förändringar i beteende med hjälp av en Likert-skala för att bedöma ångest, upphetsning och humör. Intraoperativ beteendetestning av stimulering kommer att videofilmas.
8. Fas II-tillägg av ECoG. För att uppnå optimal täckning av den orbitofrontala cortex (OFC) regionen, kommer utredarna att placera en subdural kortikal remsa elektrod över denna region av cortex. Det finns väletablerade prejudikat för användning av remselektroder över OFC kortikala yta, både i subakuta (<1 månad) och kroniska (år/permanenta) kliniska miljöer. OFC-remselektroder har vanligtvis placerats via ett borrhål i den nedre frontala regionen för epilepsiövervakning. Elektroderna som används i dessa applikationer är vanligtvis 4 till 8 kontakter, placerade 1 cm från varandra. Dessa är vanligtvis subakuta placeringar som varar dagar till veckor, och denna praxis har varit vanlig i USA och världen i decennier. Stripelektroder som täcker OFC har också använts som permanenta implantat i systemet för responsiv neurostimulering (RNS), som är FDA-godkänd och klinisk standard för behandling av medicinskt refraktär epilepsi. Remselektroderna som används i detta fall är 4 kontakter med 1 cm mellanrum. I kommunikation med RNS-apparattillverkaren uppskattar utredarna att 100-tals sådana elektroder har placerats i patienter i detta land. Vår placeringsprocedur kommer att vara mycket lik den som används för RNS OFC-remselektroder. Utredarna kommer att använda 09130 Subdural Quadripolar Paddle Lead, som också har 4 kontakter med 1 cm mellanrum. Utredarna kommer att skapa ett borrhål i den nedre frontala regionen. Utredarna kommer att använda standard ramlös navigering för att välja en plats för borrhålet som underlättar en direkt siktlinje längs det horisontella golvet av den främre kraniala fossa inom vilken OFC-regionen ligger. Utredarna kommer att göra ett kosmetiskt acceptabelt snitt av ungefär samma storlek som det som används för det traditionella DBS-blyet. Utredarna kommer att använda monopolär kauterisering för att fördjupa snittet förbi temporalismuskeln och skapa ett borrhål i standardstorlek. Utredarna kommer att öppna duran och visualisera den nedre frontalloben och golvet i den främre kraniala fossa. Under direkt syn kommer utredarna att placera remselektroden med spolning för att tillåta jämn placering, var noga med att inte skada den kortikala vaskulaturen. Överbryggande vener mellan dura och cortex är extremt sällsynta i denna region, vilket ökar säkerhetsprofilen för proceduren. När elektroden är på plats kommer utredarna att suturera dess svans mot duran i borrhålet för att ge en ankarpunkt. Utredarna kommer sedan att använda en liten metallplatta för att fästa elektrodsvansen på den yttre delen av skallen nära borrhålet för att ytterligare förankra elektroden. Utredarna kommer att använda en liten längd av plastslang som finns tillgänglig i elektrodsatsen som en stötdämpare runt elektrodsvansen vid denna fixeringspunkt för att undvika kronisk mekanisk skada på elektrodsvansen från kontakt med plattan. Utredarna placerar fibrinlim i borrhålet för att förhindra läckage av cerebrospinalvätska. Utredarna kommer att stänga muskeln med lösbara suturer, tunnla svansen till DBS-blyborrhålet och stänga snittet på standardsätt. Från platsen för DBS-elektrodens borrhål kommer de två elektrodändarna (en för DBS-elektroden och den andra för OFC-remselektroden) att tunnlas mot den ipsilaterala IPG-platsen på standardsätt.
9. Intraoperativ röntgen kan utföras vid behov (upp till 4 gånger per sida) för att säkerställa att rätt mål har uppnåtts.
10. En 3D-volymetrisk skanning efter implantation kommer att utföras för att bekräfta elektrodens position.
11. Steg 5-9 ovan kommer att utföras för att sätta in den andra DBS-elektroden och ECoG-paddeln i den andra halvklotet för att fullborda implantationen av alla elektroder.
12. Om det inte finns några ohållbara biverkningar kommer ledningarna att fästas på skallen med borrhålslocken. Den fria änden av ledningarna kommer att lämnas i det sub-galeala utrymmet och snitten kommer att stängas i anatomiska lager.
13. Huvudramen kommer att tas bort och generell anestesi kommer att induceras. Två Olympus RC+S-pulsgeneratorer kommer sedan att implanteras i den subklavikulära regionen och kopplas till den djupa hjärnan och kortikala ledningar via förlängningskablar (två IPG:er, som var och en driver en kortikal och en subkortikal ledning).
14. En postoperativ datortomografi kommer att utföras före utskrivning för att säkerställa att en intracerebral blödning inte har inträffat.
15. Patienten kommer att föras till återhämtningsrummet eller neurokirurgiska intensiven för postoperativ övervakning (se nedan) och kommer att skrivas ut från sjukhuset efter minst en natts observation och när den är kliniskt stabil. En Basic Metabolic Panel (BMP) kan köras på ämnet för att bekräfta att de är kliniskt stabila.
16. Patienten kommer att återvända till neurokirurgisk klinik (besök 4) för postoperativ utvärdering enligt normal klinisk praxis (cirka 1 vecka efter operationen). Såren kommer att inspekteras och patientens neurologiska status kommer att bedömas. Suturer kommer att tas bort.

DBS programmering:

Inledningsvis kommer en monopolär undersökning att genomföras med frekvens inställd på 150 Hz och pulsbredd till 90 mikrosekunder. Konstant strömamplitud kommer att användas och ökas på ett stegvis sätt som tolereras och utan att överskrida övre gränsvärden för strömtätheten. Den konstanta ströminställningen är särskilt användbar under de första veckorna till månaderna efter operationen när impedanserna fortfarande förändras. För att framkalla ett glädjesvar måste amplituden återgå till 0 mikroampere i cirka 30 sekunder innan nästa steg testas. Till exempel, om 2mA, C+1, 90usec, 150Hz är ineffektivt, reduceras amplituden till 0mA i 30 sekunder och ökar sedan snabbt till 4mA, C+1-, 90usec, 150Hz. Mjukstart måste stängas av. Bipolära inställningar kommer också att testas och måste användas under rsfMRI. DBS parametrar kommer att optimeras/justeras baserat på klinisk utvärdering av humör och ångest och för att minimera biverkningar. Följande observerade effekter kommer att registreras via en skala som används i en tidigare studie: ansiktsuttryck, nervositet, vakenhet och positiv eller negativ påverkan. Ansiktsuttryck kommer att mätas med AFAR-systemet. AFAR kommer att mäta den maximala intensiteten och hastigheten för leenderesponsen i actionenheter. Deltagarnas ansikten kommer att spelas in på video när deras stimulans ökar för att framkalla glädjeresponsen. Förändringar i ansiktsuttryck med användning av ansiktsmuskler av orbicularis oris (muskel som omger munnen) zygomaticus (stora och mindre muskler i munvinkeln) kommer att registreras. Denna information kommer att användas för att träna en klassificerare att inse att stimuleringsintensiteten är för hög. Utredarna kommer också att ha ämnet självrapportering om förändringar i humör, ångest, energi och biverkningar.