用于 TRD Medtronic Activa PC+S 的 DBS

标题：用于治疗难治性抑郁症的深部脑刺激：使用 Medtronic Activa PC+S“大脑无线电”系统探索局部场电位 (LFP)

首席研究员：Helen Mayberg，医学博士

模式

招募：电话筛选 筛选：资格评估 知情同意 术前评估：确证性精神病学访谈（术前 4-6 周） 神经外科评估 行为激活疗法评估（1-4 节） 神经心理学测试 #1 活动监测和 GPS 路线记录 EEG记录高分辨率解剖 MRI 扩散张量成像 静息 BOLD fMRI 每周情绪评分，包括主要结果测量 汉密尔顿抑郁量表 (HDRS)

所有每周会议的视听记录 手术程序：术前解剖 MRI 双侧脑深部刺激电极植入 DBS 电极接触的术中测试

ActivaPC+S 记录：植入 ActivaPC+S 系统/刺激 OFF 术后解剖 MRI 实验 #1A：即刻术后恢复和残留 Activa PC+S LFP 和头皮脑电图记录残留在医院（48 小时）

恢复期：关闭刺激（术后 4 周） 每周情绪评级和临床评估 活动监测、GPS 路线记录 高分辨率计算机断层扫描 (CT) 实验 #1B：1 个月结转 ActivaPC+S LFP/EEG 每周记录

主动刺激：实验 #2：急性刺激参数测试（24 周）测试不同的频率和电流设置 Activa PC+S LFP/EEG 记录（4 小时）

实验#3：慢性刺激；刺激 Activa PC+S LFP 记录脑电图（1、3、6 个月）活动监测、GPS 路线记录（1、3、6 个月）

情绪评级和临床评估以及 HDRS：

每周一次，持续 4 周 在接下来的 20 周内，每周至每两周一次 所有疗程的视听记录 神经心理学测试 #2（6 个月） 行为激活疗法（最多 30 次疗程）

停止刺激：实验 #4：短暂停止刺激

（1 周）第 6 个月停药 7 天 每日临床评估 ActivaPC+S LFP/EEG 记录

长期刺激：实验#5：自然主义跟进；刺激开启（10 年） ActivaPC+S LFP/EEG 记录，直到电池耗尽（每 6 个月） IPG 用市售的 Medtronic Activa 系统更换电池（估计第 3 年） 活动监测、GPS 路线记录（12、24 个月）

情绪评级和临床评估，包括 HDRS：

每月一次，持续 3 个月 每 3 个月一次，持续 9 个月 每 3-6 个月一次 10 年 临床就诊期间的视听记录

设备

1. fMRI/MRI/DTI 术前
2. Activa PC+S 从术后第 1 天持续到电池耗尽
3. EEG 术前、术后、急性测试、1、3、6、直流、12 个月
4. 视听记录术前、术后、急性测试、1、3、6、直流、12 个月
5. Affectiva SCR，活动记录仪术前、术后、急性测试，1、3、6，直流，12 个月
6. GPS/计步器术前、术后、急性测试、1、3、6、直流、12 个月

主要临床结果测量：汉密尔顿抑郁量表（HDRS 在列出的时间点测量。

引言 胼胝体下扣带回白质 (SCC25 DBS) 的深部脑刺激已被研究作为一种新的治疗抵抗性抑郁症 (TRD) 的干预策略。 除了越来越多的证据表明慢性刺激具有长期抗抑郁功效外，还反复观察到术中测试期间情绪、注意力和精神运动速度的即时变化。 这些急性的、特定于电极接触的行为效应已经成功地指导了慢性 DBS 最佳接触的选择。 术中行为影响的存在通常可以预测长期结果。 很明显，持续的高频刺激似乎需要长期维持抗抑郁反应，因为即使在几年的缓解后停药也会在数周内恶化和复发抑郁症状。 使用正电子发射断层扫描 (PET) 检查慢性 SCC25 DBS 影响的影像学研究表明，在 DBS 目标附近以及远程额叶皮层、腹侧纹状体、下丘脑和杏仁核/海马体中，血流和新陈代谢都发生了变化。 这些发现与最近的弥散张量成像 (DTI) 研究相结合，提供了随时间推移介导 DBS 抗抑郁作用的局部变化的解剖学和功能范围的证据 [5-6]。

介导观察到的术中行为变化或停药诱发复发的大脑变化尚不清楚。 迄今为止，没有一项研究能够在慢性刺激期间在神经元水平上解决 DBS 对 TRD 的明确机制。 只有在术中测试期间才能使用可用的记录系统测量神经元活动。 鉴于 TRD 需要长期刺激才能达到完全缓解，因此在整个刺激过程和治疗反应的发展过程中表征神经活动的变化对于进一步开发和改进这种治疗方式将具有无可估量的价值。 此外，跟踪神经变化及其与慢性刺激和受控停止的行为相关性将允许表征生理标记，以作为进一步治疗开发和优化的反馈信号。

这组新实验将建立在过去使用 SCC25 DBS 治疗 TRD 患者的经验之上，以探索抗抑郁反应的潜​​在神经相关性。 这将使用 ActivaPC+S 完成，这是美敦力开发的原型 DBS 系统，它将传统的 DBS 脑电极和脉冲发生器与可以长期读取、记录和下载被称为局部场电位的脑电活动的传感设备结合在一起（ LFP) 在 DBS 电极周围的大脑区域。 这些记录可以从植入设备下载，外部天线设备类似于用于控制脉冲发生器的设备。 鉴于能够在大脑中本地记录 LFP 并将此信息传输到接收站，ActivaPC+S 设备被称为“大脑无线电”。

ActivaPC+S，“Brain Radio”设备是一个实验系统，目前尚未获得 FDA 批准。 该设备基于 ActivaPC 系统，该系统已获得 FDA 批准用于治疗帕金森病、特发性震颤，并获得了针对肌张力障碍的人道主义设备豁免 (HDE)。 ActivaPC 还有一个 HDE，用于治疗难治性强迫症 (OCD)。 Brain Radio 除了具有批准设备的标准刺激能力外，还具有传感技术，可以在主动刺激期间和刺激关闭时实时记录电极解剖位置的 LFP。 因此，这是一个非常强大的研究工具，将有助于研究与慢性 DBS 的抗抑郁反应相关的神经元变化。 这将是首次在患有难治性抑郁症的人类患者中使用这种独特的尖端系统，并有可能为抑郁症和抗抑郁反应背后的基本神经元过程提供前所未有的洞察力。

假设 1：TRD 患者存在 SCC 前额叶回路中的异常振荡。 SCC25 DBS 通过改变这些网络动态发挥其治疗作用。 用 SCC25 DBS 治疗的 TRD 患者的行为改善将与特定 DBS 电极接触处可辨别的 LFP 变化相关，包括急性和慢性。

假设 2：稳定维持刺激诱导的 LFP 变化是持续抗抑郁反应所必需的，这些变化的丧失预示着抑郁症即将复发。

本研究将通过在慢性 SCC25 DBS 过程中使用 ActivaPC+S 系统记录 LFP，在 10 名 TRD 患者中测试这些假设。 SCC LFP 振荡活动的测量将与抗抑郁反应的临床测量和头皮 EEG 信号相关联。

目标 实验 #1：当刺激器关闭时，量化植入后一个月内的电生理变化、行为相关性和脑电图变化。

实验 #1A：表征术后 48 小时 LFP 变化，以响应患者在植入过程中接受的短暂、急性刺激 实验 #1B：表征植入后一个月内 LFP 模式的变化并建立基线在开始慢性刺激之前。 Activa PC+S 系统将用于在协议的这一阶段记录 LFP。

实验#2：植入后 1 个月将开启刺激器。 该实验将在刺激开始当天进行。 将记录临床数据，并通过 Activa PC+S 系统和头皮脑电图捕获 LFP 变化。 在记录 LFP 时，刺激器将循环通过一系列不同的频率和电流设置。

实验 #3：量化 LFP 响应慢性高频 SCC25 刺激的变化，并将变化模式与长期抗抑郁反应和 EEG 模式相关联。 刺激将在植入后一个月开始，并在随后的 6 个月内长期维持。 在这 6 个月期间，将定期记录临床评估、LFP 和头皮脑电图。

实验 #4：在 6 个月的慢性刺激后短暂停止刺激（1 周）时量化 LFP 变化。 将在 LFP、临床/症状变化和脑电图模式之间建立关联。

实验 #5：量化长期暴露于慢性高频 SCC25 刺激后 LFP 的变化。 将每 6 个月记录一次临床反应和 EEG 模式，并在 ActivaPC+S 系统的电池寿命期间与 LFP 进行比较；目前估计在刺激开始后 3 至 5 年。

主要临床结果指标是汉密尔顿抑郁量表。