Motion Adaptive Deep Brain Stimulation för MSA (MINDS)

Mål och patientgrupp:

Multipel systematrofi är en form av Parkinsonism och är ett neurodegenerativt tillstånd som kännetecknas av gång och autonomt misslyckande. Syftet med denna studie är att bedöma effekterna av aDBS från Pedunculopontine Nucleus (PPN) på autonoma symtom och gångsymtom hos en grupp om 5 patienter med MSA. Patienter kommer att gå in i vår rutinmässiga urvalsprocess men patienter i studien kommer att väljas ut för övervägande autonoma symtom enligt inklusionskriterierna nedan. Syftet är att testa huruvida PPN aDBS förbättrar livskvaliteten eller inte, och har en effekt på en mängd olika mätbara autonoma parametrar hos denna delmängd av patienter. Sekundära syften är att bedöma säkerheten för DBS i MSA, och att titta på de strukturella projektionerna och effekterna på hjärnnätverk i samband med stimulering.

Bakgrund:

Deep Brain Stimulation (DBS) är en rutinbehandling för rörelsestörningar som Parkinsons sjukdom (PD). I Oxford görs cirka 80 DBS-operationer per år och cirka två tredjedelar av dessa är på patienter med PD. Multipel systematrofi (MSA) är ett "Parkinsoniskt" tillstånd som liknar PD och är ett progressivt, obotligt, neurodegenerativt tillstånd som kännetecknas av en kombination av Parkinsonism, ataxi och autonomt misslyckande. Vilken som helst av dessa tre egenskaper kan dominera, vilket gör diagnosen svår; dock har praktiskt taget alla patienter autonom dysfunktion. I själva verket är autonom dysfunktion det presenterande särdraget hos hälften av patienter som har Parkinsonism eller ataxi dominerande MSA. De motoriska manifestationerna som gångproblem, ataxi och posturala abnormiteter är mycket lika de som patienter med Parkinsons sjukdom stöter på, även om de tyvärr vanligtvis är mindre känsliga för dopaminagonister och kan därför vara mer invalidiserande. Patienter tenderar att utvecklas snabbare, ofta rullstolsbundna inom 3-5 år efter diagnos, och döden är vanligtvis inom ett decennium.

Medan DBS ibland har utförts för behandling av MSA, inklusive i Oxford, är det primära utfallsmåttet vanligtvis det motoriska resultatet, trots att de autonoma symtomen förmodligen är den dominerande faktorn för att orsaka en minskad livskvalitet. Detta beror på att DBS traditionellt används för att kontrollera motoriska symtom och utforskningen av dess effekter på autonom funktion är relativt ny, och banbrytande av utredarna.

De vanligaste besvären orsakade av autonom dysfunktion vid MSA är relaterade till ortostatisk hypotoni och neurogen urinblåsa. Den förstnämnda orsakar yrsel, trötthet och kan, när ett kraftigt fall i blodtrycket inträffar när man står upp, leda till kollaps. Detta kan åtminstone delvis vara en orsak till de många fall som dessa patienter drabbas av. En del av syftet med denna studie är att titta på ortostatiska blodtrycksförändringar med och utan stimulering och se om dessa förbättras av DBS. Detta kan korrelera med en minskning av fall, även om den här studien sannolikt inte kommer att kunna svara på denna specifika fråga. Andra "autonoma" problem inkluderar dysfunktion av urinblåsan, sömnstörningar, träningsintolerans och problem med termoreglering och svettning. Dessa kommer att fångas med hjälp av frågeformulär.

När det gäller målet som används för DBS, är pedunculopontine nucleus (PPN) ett väletablerat mål för att förbättra gång- och posturala abnormiteter vid PD. Det har visats att PPN också är ett område i hjärnan som, när det stimuleras, förbättrar blåsfunktionen hos dessa patienter. Det har också visat sig att PPN-stimulering minskar posturalt fall i BP hos en grupp PD-patienter som behandlas främst för gång- och posturala problem. Även om dessa studier ger ett skäl för att titta på liknande parametrar hos MSA-patienter, syftar denna studie till att svara på frågan om huruvida det kommer att fungera för dessa symtom vid MSA, utöver de motoriska symtom som rutinmässigt behandlas.

Utredarna har redan visat hos 5 patienter med MSA att dessa symtom förbättras med PPN DBS. Skillnaden i det här testet är användningen av en ny DBS-enhet. Detta är en ny enhet där stimuleringsparametrar kan ändras som svar på förändringar i patientens position, aktivitet eller fysiologiska parametrar.

Användning av adaptiv stimulering:

Utredarna avser att studera användningen av rörelsebaserad kontroll av stimulering. I den aktuella studien är huvudsyftet att bedöma effekterna av DBS på gång, sömn och blodtryckskontroll.

I tidigare studier har utredarna noterat att när man står upp ökar blodtrycket vid stimulering, liksom liggande blodtryck. Högt blodtryck i liggande kan öka risken för stroke för dessa patienter. Dessutom ses den bästa förbättringen av gång med en något annorlunda stimuleringsvågform.

För att korrigera för detta föreslår utredarna att introducera rörelsebaserad adaptiv stimulering som skulle innebära användningen av en accelerometer för att växla mellan olika stimuleringsparametrar beroende på patientens position - så att man levererar en annan vågform för liggande och stående.

Motivering/vikt:

Ett försök med DBS för att bedöma effekten på autonom symtomatologi av MSA har aldrig utförts. Vi strävar efter att kombinera en klinisk pilotstudie med fem patienter av DBS för MSA med en undersökning av de neurala kretsar som ligger till grund för autonom kontroll.

Denna translationella strategi kommer sannolikt att leda till en större effektstudie av DBS för MSA samt revolutionerande neuralbaserade behandlingar vid andra autonoma störningar såsom ortostatisk hypotoni och ren autonom misslyckande.