Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

علاج rTMS الفردي للاكتئاب باستخدام طريقة استهداف قائمة على التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي

Published: August 2, 2021 doi: 10.3791/62687
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1
1Affiliated Brain Hospital of Guangzhou Medical University

Summary

يصف هذا البروتوكول تطبيق التحفيز المغناطيسي المتكرر عبر الجمجمة (rTMS) ، حيث تم تحديد موقع منطقة دون إقليمية من قشرة الفص الجبهي الظهرية الجانبية (DLPFC) ذات أقوى ارتباط وظيفي مضاد مع القشرة الحزامية الأمامية تحت الحقيقية (sgACC) كهدف للتحفيز بمساعدة نظام الملاحة العصبية القائم على التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي.

Abstract

لتحقيق فعالية سريرية أكبر ، من المتوقع حدوث ثورة في علاج الاضطراب الاكتئابي الرئيسي (MDD). التحفيز المغناطيسي المتكرر عبر الجمجمة (rTMS) هو تقنية تعديل عصبي غير جراحية وآمنة تغير نشاط الدماغ على الفور. على الرغم من تطبيقه على نطاق واسع في علاج MDD ، إلا أن استجابة العلاج لا تزال مختلفة بين الأفراد ، والتي قد تعزى إلى تحديد المواقع غير الدقيق لهدف التحفيز. تهدف دراستنا إلى فحص ما إذا كان التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) بمساعدة تحديد المواقع يحسن فعالية rTMS في علاج الاكتئاب. نعتزم تحديد وتحفيز المنطقة الفرعية من قشرة الفص الجبهي الظهرية الجانبية (DLPFC) في MDD مع أقوى علاقة مضادة مع القشرة الحزامية الأمامية تحت الحقيقية (sgACC) ، وإجراء تحقيق مقارن لهذه الطريقة الجديدة وقاعدة 5 سم التقليدية. لتحقيق تحفيز أكثر دقة ، تم تطبيق كلتا الطريقتين تحت إشراف نظام الملاحة العصبية. توقعنا أن علاج TMS مع تحديد المواقع الفردية على أساس الاتصال الوظيفي لحالة الراحة قد يظهر فعالية سريرية أفضل من طريقة 5 سم.

Introduction

يتميز الاضطراب الاكتئابي الرئيسي (MDD) باكتئاب كبير ومستمر ، وفي الحالات الأكثر شدة ، يمكن أن يواجه المرضى الهلوسة و / أو الأوهام 1,2. بالمقارنة مع عامة السكان ، فإن خطر الانتحار بين مرضى MDD أعلى بنحو 20 مرة3. في حين أن الدواء هو حاليا العلاج الأكثر استخداما ل MDD ، فإن 30٪ - 50٪ من المرضى يفتقرون إلى الاستجابة الكافية لمضادات الاكتئاب4. بالنسبة للمستجيبين ، يميل تحسن الأعراض إلى الظهور بعد فترة كامنة طويلة نسبيا ويرافقه آثار جانبية. العلاج النفسي ، على الرغم من فعاليته بالنسبة لبعض المرضى ، مكلف ويستغرق وقتا طويلا. لذلك هناك حاجة ماسة إلى علاج أكثر أمانا وفعالية ل MDD.

التحفيز المغناطيسي المتكرر عبر الجمجمة (rTMS) هو تقنية غير جراحية وآمنة وقد تمت الموافقة عليها لعلاج الاضطرابات العقلية المختلفة5،6،7. على الرغم من أن آليته العلاجية لا تزال غير واضحة ، إلا أنه تم التكهن بأن rTMS يعمل من خلال تنظيم نشاط مناطق الدماغ المحفزة واللدونة العصبية 8,9,10 ، وبالتالي تطبيع الشبكات الوظيفية المحددة10,11,12. يسبب rTMS أيضا تأثير الشبكة ، والذي يثير التغيرات في مناطق الدماغ النائية من خلال مسارات الاتصال ، مما يؤدي إلى تأثير علاجي مضخم13. على الرغم من أن rTMS يغير نشاط الدماغ على الفور وبقوة ، إلا أن معدل استجابته في علاج MDD يبلغ حوالي 18٪ فقط 14. قد يكون السبب الرئيسي هو الموقع غير الدقيق لأهداف التحفيز15.

القشرة الحزامية الأمامية تحت الحقيقية (sgACC) هي المسؤولة بشكل رئيسي عن المعالجة العاطفية وتلعب دورا في تنظيم الاستجابة للأحداث المجهدة ، والاستجابة العاطفية للمحفزات الداخلية والخارجية ، والتعبير العاطفي16،17،18. تشترك هذه المنطقة دون الإقليمية من ACC في اتصال هيكلي ووظيفي كبير مع القشرة الدماغية والجهاز الحوفي19,20. ومن المثير للاهتمام ، أظهرت الدراسات أن نشاط ما بعد التحفيز في هذا المجال يرتبط ارتباطا وثيقا بالفعالية السريرية ل TMS. على سبيل المثال ، انخفض تدفق الدم من sgACC بعد دورة TMS المستهدفة على قشرة الفص الجبهي الظهرية الجانبية اليمنى (DLPFC) ، والتي ارتبطت بتخفيف أعراض الاكتئاب21. وجد Vink et al.8 أن التحفيز المستهدف على DLPFC تم نشره إلى sgACC ، واقترح أن نشاط sgACC يمكن أن يكون علامة حيوية على استجابة العلاج ل TMS. وفقا لأبحاث سابقة ، اقترح فوكس وزملاؤه22 أن الاستهداف على منطقة دون إقليمية من DLPFC تظهر أقوى مضاد وظيفي للاتصال مع sgACC (إحداثيات MNI: 6 ، 16 ، -10) يعزز التأثير المضاد للاكتئاب. هنا ، نعرض بروتوكول دراسة يهدف إلى فحص هذه الفرضية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

إبلاغ جميع المشاركين بالدراسة ومطالبتهم بالتوقيع على نموذج الموافقة المستنيرة قبل بدء الدراسة. تمت الموافقة على هذا البروتوكول من قبل لجنة أخلاقيات البحث في مستشفى الدماغ التابع لجامعة قوانغتشو الطبية.

ملاحظة: في هذه الدراسة مزدوجة التعمية ، تم تقسيم المرضى الذين يعانون من الاكتئاب بشكل عشوائي إلى مجموعتين. في المجموعة التجريبية ، يتم تحديد أهداف التحفيز بواسطة طريقة الموقع الفردية القائمة على DLPFC-sgACC (يرجى الاطلاع على 3.3 للحصول على وصف مفصل). يتم الحصول على أهداف المجموعة الضابطة بطريقة متوسط 5 سم (أي (-41 ، 16 ، 54))22.

1. اختيار المشاركين

  1. توظيف المرضى الذين يعانون من تشخيص MDD كما أكد طبيب خبير.
    ملاحظة: تأكد من التشخيص من خلال مقابلة MINI-International Neuropsychiatric الموحدة (M.I.N.I.) 23 . يجب ألا تقل الدرجة الإجمالية لمقياس مونتغمري-أسبرغ لتصنيف الاكتئاب (MADRS)24 عن 22 .
  2. استبعاد المرضى الذين يستوفون معايير الاستبعاد: (1) الأمراض الجسدية الخطيرة مثل الورم الخبيث أو قصور القلب الحاد أو فشل الأعضاء المتعددة أو الحالات العصبية الشديدة بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر الصرع والسكتة الدماغية والتهاب الدماغ والصدمات الدماغية. (2) الاعتلال المشترك لأمراض عقلية أخرى ، أو تاريخ من اضطراب تعاطي المخدرات ؛ (3) وجود غرسات معدنية ، خاصة في الدماغ أو القلب ؛ (4) النساء أثناء الحمل أو الرضاعة؛ (5) كان لديه سلوكيات انتحارية أو حاول الانتحار في الأشهر الستة الماضية ؛ و (6) تشخيص الاكتئاب ثنائي القطب أو الاكتئاب الذهاني.
    ملاحظة: توظيف ما لا يقل عن 36 شخصا لكل مجموعة لضمان القوة الإحصائية. ويوصى بتكوين صورة ديموغرافية متوازنة بين المجموعتين.

2. إعداد التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) و TMS

  1. احصل على صور التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي بواسطة ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي 3T قبل إجراء TMS.
    1. أعد التأكيد على أن المريض ليس لديه موانع قبل فحص التصوير بالرنين المغناطيسي. اطلب من المريض محاولة الاستلقاء دون حراك وعدم التفكير في أي شيء أثناء الفحص.
    2. قم بإجراء فحص بالرنين المغناطيسي الوظيفي (rs-fMRI) في حالة الراحة باستخدام تسلسل FFE-EPI مع المعلمات التالية: TR / TE = 2000/30 مللي ثانية ، FA = 90 درجة ، مجال الرؤية = 220 × 220 × 256 مم 3 ، المصفوفة = 64 × 64 ، حجم voxel = 3.44 × 3.44 × 4 مم3 ، الفجوة = 0.6 مم ، عدد متوسطات الإشارة = 1 ، الأحجام = 240 ، عدد الشرائح = 33.
    3. قم بإجراء فحص هيكلي بالرنين المغناطيسي باستخدام تسلسل صدى المجال التوربيني ثلاثي الأبعاد الموزون T1 (T1W 3D TFE) مع المعلمات التالية: مجال الرؤية = 256 × 256 مم 2 ، TR / TE =8.2 / 3.8 مللي ثانية ، مصفوفة العرض = 256 × 256 ، سمك الشريحة = 1 مم.
  2. تعيين معلمات TMS.
    ملاحظة: بروتوكول TMS في دراستنا هو التحفيز المتقطع لانفجار ثيتا (iTBS). تتضمن جلسة العلاج اليومية 60 دورة من 10 رشقات نارية من 3 نبضات عند 50 هرتز يتم تسليمها بنسبة RMT 100٪ في قطارات 2-s ، مع فاصل زمني قدره 8 ثوان. يتكون العلاج بأكمله من 10 جلسات يتم تنفيذها في أيام الأسبوع من أسبوعين متتاليين.

3. العلاج (الشكل 1)

  1. إجراء فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي والتقييمات السريرية للأعراض والأداء المعرفي قبل يوم واحد من العلاج.
  2. قم بتعيين المريض بشكل عشوائي إلى إحدى المجموعتين ، بعد المسح.
  3. بالنسبة للمجموعة التجريبية ، حدد المنطقة دون الإقليمية ل DLPFC التي تظهر أقوى مضاد وظيفي للاتصال مع sgACC. بالنسبة لمجموعة التحكم، ما عليك سوى تحديد موقع الهدف في المساحة القياسية باستخدام طريقة متوسط 5 سم، ثم تحويله إلى إحداثيات المساحة الفردية.
    1. RS-fMRI المعالجة المسبقة للبيانات
      1. المعالجة المسبقة لبيانات RS-fMRI باستخدام برنامج تحليل التصوير بالرنين المغناطيسي: (أ) إزالة أول 10 مجلدات. (ب) إجراء تصحيح توقيت الشريحة؛ (ج) تصحيح حركة الرأس؛ (د) المشاركة في تسجيل صور EPI في صور T1؛ (ه) إجراء التجزئة؛ (و) إجراء التطبيع باستخدام صور T1؛ (ز) تنعيم الصور العادية باستخدام نواة غاوسية 6 مم بحد أقصى نصف عرض كامل (FWHM)؛ (ح) مرشح تمرير النطاق الترددي (0.01 - 0.08 هرتز)؛ و (ط) إجراء انحدار الإزعاج (تأثيرات حركة الرأس ، والاتجاهات الخطية ، والمادة البيضاء ، والسائل الدماغي الشوكي ، ومسار الوقت المتوسط).
    2. الاتصال الوظيفي (FC) ل sgACC
      1. اختر sgACC (إحداثيات MNI: 6 و 16 و − 10 ؛ فوكس وآخرون.) كمنطقة الاهتمام (ROI)25 مع دائرة نصف قطرها 10 مم.
      2. قم بإزالة المادة البيضاء والسائل الدماغي الشوكي في عائد الاستثمار استنادا إلى الأطلس القشري لجامعة هارفارد-أكسفورد (http://www.cma.mgh.harvard.edu/)، باستخدام عتبة احتمال المادة الرمادية البالغة 0.25.
      3. استخراج متوسط الوقت بالطبع من عائد الاستثمار.
      4. لإنشاء خريطة FC ، قم بحساب معاملات ارتباط بيرسون بين عائد الاستثمار (sgACC) و DLPFC بطريقة حكيمة voxel. تطبيع كل معامل ارتباط باستخدام تحويل فيشر من r-to-z.
        ملاحظة: قناع DLPFC هو مزيج من كرات نصف قطرها 20 مم تتمركز على طول نصف الكرة الأيسر في BA9 (x = -36 ، y = 39 ، z = 43) ، BA46 (x = -44 ، y = 40 ، z = 29) ، موقع الاقتراب 5 سم (x = -41 ، y = 16 ، z = 54) ، وموقع تحفيز متوسط مجموعة F3 Beam (x = -39 ، y = 26 ، z = 49) 26.
      5. وفقا لخريطة FC ، حدد إحداثيات الذروة في DLPFC التي تحتوي على أكبر معامل مضاد للارتباط من بيرسون مع sgACC. هذه هي المنطقة الفرعية من DLPFC مع أقوى FC سلبي مع sgACC ، والتي سيتم استهدافها لاحقا في علاج TMS للمجموعة التجريبية.
  4. حدد عتبة محرك السكون (RMT) لكل هدف وسجل نقطة الاتصال.
    1. اطلب من المريض الجلوس والاسترخاء ، ثم ضع قطبين كهربائيين للتسجيل على ثنار اليد اليمنى وقطب مرجعي على الجزء العظمي من المعصم.
    2. تحفيز نقطة ساخنة المحرك مع 10 محفزات متتالية بكثافة مختلفة ؛ في غضون ذلك ، سجل أوقات تقلص العضلات الثمينائي.
    3. حدد الحد الأدنى لشدة TMS التي يتم فيها تسجيل جهد المحرك المستحث (MEP) ≥ 50 ميكروفولت 5 مرات على الأقل. تعريفه على أنه RMT للمريض.
  5. تقييم شدة الاكتئاب باستخدام المقاييس السريرية كما هو موضح في جمع البيانات السريرية.
  6. إجراء علاج TMS مرتين في اليوم لمدة 10 أيام.
    ملاحظة: بالنسبة للموضوع الذي لم يتلق العلاجات كما هو مخطط لها ، قم بإجراء محفزات إضافية بعد نهاية دورة العلاج حسب الحاجة. ومع ذلك ، يجب استبعاد أي شخص يفوته العلاج لأكثر من أربعة أيام متتالية.
    1. إنشاء إدخال مريض جديد.
      1. حدد الخيار إنشاء مريض جديد. أدخل رقم معرف المريض أو اسمه في مربع النص.
    2. تراكب صور التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلية على نظام الملاحة.
      1. حدد استيراد التصوير بالرنين المغناطيسي للمريض، ثم قم باستيراد الصورة الهيكلية للمريض وحدد نوع الصورة.
    3. إنشاء نموذج رأس فردي وتحديد هدف التحفيز.
      1. اضغط على الزر تحديد التصوير بالرنين المغناطيسي Fiducials.
      2. ضع التقاطع على هذه البقع في صورة التصوير بالرنين المغناطيسي: (1) العلامات الائتمانية: nasion ، كل من التراجي الأيسر والأيمن. (2) علامات AC-PC ل Talairach: commissure الأمامية ، commissure الخلفية ، نقطة بين نصف الكرة الأرضية ؛ (3) علامات Talairach: النقطة الأمامية ، النقطة الخلفية ، النقطة العليا ، النقطة السفلية ، النقطة اليسرى ، والنقطة اليمنى.
        ملاحظة: "علامات Talairach" تحدد حدود الدماغ.
      3. اضغط على إنشاء نموذج الرأس. حدد تجزئة الدماغ اليدوية واضبط عتبة فروة الرأس والدماغ السفلي والدماغ العلوي.
      4. انقر فوق تحديد الهدف للمتابعة.
      5. حدد صفحة علامة الهدف. انقر فوق ... لإدخال إحداثيات هدف العلاج كما هو محدد في الخطوة 3.3، ثم اضغط على الانتقال إلى. اضغط على إضافة علامة لتسمية النقطة.
        ملاحظة: ستكون إحداثيات المجموعة الضابطة (-41، 16، 54).
    4. معايرة الملف
      1. انقر فوق متابعة إلى الملاحة العصبية. في مربع النص، حدد النوع الصحيح من الأدوات التي سيتم استخدامها في العلاج. تأكد من أن جميع الأدوات المرجعية في عرض كاميرا الأشعة تحت الحمراء.
      2. اضغط على التحقق من صحة الملف. ضع طرف المؤشر على نقطة الملف المحددة. اضغط على التحقق من الصحة (أو الزر الأخضر في جهاز التحكم عن بعد) عندما يتحول مؤشر كل أداة إلى اللون الأخضر.
    5. حدد المريض والهدف.
      1. حدد اسم المريض أو هويته في صفحة تحديد المريض . انقر على تحديد أهداف في الصفحة التالية.
      2. اختر قراءة علامات الهدف لتصفح ملف الأهداف. استيراد الملف وتحديد الهدف كما في الخطوة 3.6.3.5.
    6. تعريف نظام الإحداثيات.
      1. انقر فوق تعريف نظام الإحداثيات. ضع عصابة رأس مع أداة مرجعية على المريض. تأكد من أن متعقب الملف والأداة المرجعية في رؤية نظام الملاحة.
      2. ضع طرف المؤشر على الكناز وكلاهما تراجي بدوره. اضغط على الزر الأخضر في جهاز التحكم عن بعد في كل مرة يتحول فيها مؤشر العلامة إلى اللون الأخضر.
    7. توليد شكل الرأس
      1. حرك طرف المؤشر باستمرار أعلى الرأس. اضغط على الزر الموجود على جهاز التحكم عن بعد (أو Fit) للمتابعة.
        ملاحظة: يمكن للمرء الضغط على إيقاف مؤقت لإيقاف العملية، واستئنافها بالضغط على الزر ابدأ مرة أخرى، بمجرد وضع المؤشر بشكل صحيح.
    8. الملاحة العصبية والتحفيز
      1. اضغط على الملاحة العصبية. في صفحة الملف النشط ، اضبط كثافة التحفيز على RMT بنسبة 100٪. اختر تحفيز في الأهداف لرؤية الهدف على نموذج الرأس عبر الإنترنت.
      2. عندما يتطابق الملف مع التقاطع المستهدف ، أي عندما يتحول نص المؤشر إلى اللون الأخضر ، قم بالتحفيز.
    9. قم بإعداد العلاج والبدء فيه من الخطوة 3.6.4 مباشرة إذا كان إدخال المريض قد تم إنشاؤه من قبل.
  7. قم بإجراء تقييمات المتابعة في اليوم 1 واليوم 28 واليوم 56 بعد دورة العلاج بأكملها.

4. جمع بيانات العيادة (الشكل 1 ب)

  1. قم بإجراء تقييمات سريرية باستخدام MADRS 24 ومقياس تصنيف هاميلتون للاكتئاب (HAMD) 27 وجرد بيك للاكتئاب II (BDI-II)28 ومقياس هاميلتون للقلق (HAMA)29 والانطباع العالمي السريري (CGI)30 وبطارية MATRICS المعرفية التوافقية (MCCB) 31,32.
    ملاحظة: يتم استخدام MINI و MADRS للفحص. يتم تطبيق جميع المقاييس المذكورة أعلاه للتقييم السريري قبل وبعد العلاج.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

يجب أن يظهر تحليل FC الحكيم لعائد الاستثمار أن sgACC مضاد للارتباط بشكل كبير مع DLPFC ، حيث يكون أقوى ارتباط سلبي هو هدف التحفيز الذي سيتم اختياره. يجب العثور على علاقة كبيرة مضادة للارتباط بين الاتصال الوظيفي sgACC-DLPFC واستجابة العلاج في تحليل الارتباط33.

يعتمد البروتوكول الحالي على طريقة استهداف TMS مبتكرة لم تطبقها أي دراسات سابقة. نقدم هنا نتائج من تجربة TMS الموجهة بالرنين المغناطيسي الوظيفي التي طبقت الطريقة التقليدية 5 سم. اقترحت هذه الدراسة34 بروتوكولا علاجيا جديدا ، وهو علاج ستانفورد الذكي المعجل للتعديل العصبي (SAINT) ، وهو نظام iTBS عالي الجرعة مع استهداف موجه بالرنين المغناطيسي الوظيفي. كان معدل الاستجابة (كانت درجة MADRS أقل بنسبة 50٪ من خط الأساس) بين 23 مريضا ب MDD 90.48٪. استوفى 19 من أصل 22 مشاركا (86.4٪) معايير المغفرة في تحليل نية العلاج34. انسحب اثنان من المشاركين بسبب عدم تحمل العلاج وارتفاع عتبة المحرك. يعرض الجدول 1 درجات التقييمات السريرية بعد علاج TMS. لذلك ، نخمن أن قاعدة علاج TMS على FC يمكن أن تنتج فعالية ملحوظة.

Figure 1
الشكل 1. مخطط العلاج. (أ) عملية الحصول على أهداف التحفيز والعلاج. انظر 3.3 للحصول على الوصف التفصيلي للحصول على الإحداثيات المستهدفة لمجموعة التجربة. يتم تعريف الإحداثيات المستهدفة للمجموعة الضابطة على أنها (-41، 16، 54). (ب) النقاط الزمنية لفحص التصوير بالرنين المغناطيسي والتقييم السريري. تم جمع البيانات السريرية على الفحص ، وخط الأساس (أي قبل العلاج) ، وكذلك اليوم 1 ، واليوم 28 ، واليوم 56 بعد العلاج. تم إجراء التصوير بالرنين المغناطيسي فقط على خط الأساس.
* تقييم المرضى الذين يعانون من M.I.N.I.23 و MADRS 24.
** تقييم المرضى مع جميع المقاييس المذكورة في الخطوة 4. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

ما بعد القديس شهر واحد بعد القديس
قاس دني اس دي N الاستجابة(٪) N مغفرة (٪) N دني اس دي N الاستجابة(٪) N مغفرة (٪) N
مدرس 5 6.37 21 90.48 21 90.48 21 10.95 11.76 20 70 20 60 20
HAM-D، 17 قطعة 4.29 4.43 21 90.48 21 80.95 21 8.05 8.31 20 75 20 65 20
HAM-D، 6 قطع 2.24 3.1 21 85.71 21 85.71 21 4.4 4.72 20 75 20 70 20
BDI-II (N=18) 4.47 5.76 15 100 12 93.33 15 12.25 13.06 16 57.14 14 62.5 16
التفكير في الانتحار
C-SSRS[b] 0 0 18 100 14 100 18 0 0 19 100 14 100 19
خامسا - دال، البند 3 0.05 0.22 21 100 19 95.24 21 0.1 0.31 20 100 18 90 20
مادرز، البند 10 0.1 0.44 21 95.24 21 95.24 21 0.35 0.75 20 90 20 80 20

الجدول 1. درجات التقييم السريري مباشرة بعد و 1 شهر بعد ستانفورد تسريع العلاج العصبي الذكي (SAINT) للاكتئاب المقاوم للعلاج[a] 34

[أ] تم تعريف الاستجابة للعلاج على أنها انخفاض في مجموع درجات MADRS بنسبة ≥ 50٪ ؛ تم تعريف مغفرة على أنها درجة < 8 ل HAM-D المكون من 17 بندا ، < 5 ل HAM-D المكون من 6 بنود ، < 11 ل MADRS ، < 13 ل BDI-II ، وصفر ل C-SSRS.
[ب] المقياس الفرعي للفكر الانتحاري.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

sgACC هي المسؤولة عن المعالجة العاطفية وتلعب دورا هاما في تنظيم الإجهاد16،17،18. تشير دراسة إلى أن الاستهداف على منطقة دون إقليمية من DLPFC تظهر أقوى مضاد وظيفي للاتصال مع sgACC (6 ، 16 ، -10) قد يعزز التأثير المضاد للاكتئاب25. لذلك ، فإن تحديد موقع هذا الهدف بدقة هو الخطوة الحاسمة لهذا البروتوكول. قبل التحفيز ، يجب تحديد حدود الدماغ بدقة بمساعدة الملاحة العصبية ، ويجب تسجيل الرأس بعناية لضمان دقة نموذج الرأس. لاحظ أيضا أن قاعدة 5 سم تحفز عموما المناطق الخلفية جدا من الدماغ الجبهي ، في حين أن بروتوكول استهداف sgACC-DLPFC الخاص بنا عادة ما يؤدي إلى منطقة أمامية جدا35,36. وبالتالي ، قد ترتبط الفعالية السريرية التفاضلية بين طرق الاستهداف بالتوجه. يجب تقييم طريقتنا بعناية بالمقارنة مع الأساليب الأخرى التي تحدد هدف التحفيز بناء على الروابط الوظيفية الأخرى.

بروتوكولنا لديه بعض القيود. بادئ ذي بدء ، يقع sgACC بالقرب من الجيوب الأنفية الوتدية ، مما يسبب فقدان إشارة شديد بسبب عدم توحيد المجالات المغناطيسية37. إلى جانب ذلك ، تعتمد دقة الملاحة العصبية إلى حد كبير على جودة صور التصوير بالرنين المغناطيسي ، مما قد يؤدي إلى أهداف تحفيز غير دقيقة. قد يساعد تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء في التصوير بالرنين المغناطيسي أو استبدال أفضل ل sgACC في معالجة هذه المشكلة. هناك قيد آخر هو الإجراءات التي تستغرق وقتا طويلا والتي من المحتمل أن تؤثر على امتثال المرضى للعلاج ، لأن التحضير مثل إنشاء نموذج الرأس يستغرق وقتا طويلا ، ناهيك عن دورة العلاج بأكملها التي تستمر لمدة أسبوعين تقريبا.

على الرغم من هذه القيود ، فإن هذه الطريقة لها قوتها. على الرغم من حقيقة أن قاعدة 5 سم قد تم تطبيقها على نطاق واسع في الإعدادات السريرية ، إلا أنها تتجاهل الاختلافات الفردية في السمات التشريحية ، والتي تعتبر سببا مهما للفعالية غير المتجانسة ل TMS38. يقوم نظام الملاحة العصبية بنمذجة الرأس بشكل فردي من خلال الإشارة إلى صور التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلية ، وبالتالي تحسين دقة تحديد موضع الملف. أثبتت الأبحاث أن علاج TMS العصبي أكثر فعالية من العلاج التقليدي باستخدام طريقة استهداف 5 سم38 ، علاوة على ذلك ، يمكن للمشغل ضبط الملف في الوقت الفعلي تحت إشراف النظام39,40.

يستهدف علاج TMS التقليدي في DLPFC ككل. وفي هذا البروتوكول، اختيرت المنطقة دون الإقليمية ل DLPFC ذات الاتصال السلبي الأقوى مع sgACC كهدف. وجد Baeken et al.41 أن sgACC مرتبط بالتفكير في الانتحار واليأس. المرضى الذين يعانون من الاكتئاب المقاوم للعلاج يظهرون FC أقوى بين sgACC والقشرة الأمامية الصدغية الجانبية اليمنى ، والتي قد تكون مرتبطة بالحالة الحرارية للمريض42. بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على اتصال قوي بين sgACC و DLPFC في مرضى MDD43 ، وكان FC السلبي بين sgACC وشبكة الوضع الافتراضي (DMN) مرتبطا بالتحسن السريري. لذلك ، نتوقع أن اتصال sgACC يرتبط ارتباطا وثيقا بالتأثير العلاجي ل TMS ، وأن تحفيز منطقة معينة من DLPFC قد يغير FC الخاص به مع sgACC ، والذي يمكن أن يحسن فعالية العلاج25,44.

باختصار ، يتم تشغيل بروتوكول TMS الحالي في إطار نظام الملاحة العصبية بمساعدة التصوير بالرنين المغناطيسي ويستهدف المنطقة الفرعية من DLPFC التي تظهر أقوى اتصال وظيفي سلبي مع sgACC. على الرغم من عدم تطبيق أي دراسات سابقة لطريقة الاستهداف هذه ، إلا أنها قد تساعد في تعزيز دقة تحديد المواقع وربما تحسين استجابة العلاج.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين أي إفصاحات للإبلاغ عنها.

Acknowledgments

تم تمويل الدراسة من قبل مشروع ممول من مؤسسة علوم ما بعد الدكتوراه الصينية (2019M652854) ومؤسسة العلوم الطبيعية في قوانغدونغ ، الصين (منحة رقم 2020A1515010077).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3T Philips Achieva MRI scanner Philips
Harvard/Oxford cortical template http://www.cma.mgh.harva rd.edu/
MATLAB MathWorks
SPM12 http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm
The Visor2 system ANT Neuro The Visor2 software, the optical tracking system, tracking tools and calibration board are part of the visor2 system.
TMS device Magstim, Carmarthenshire, UK

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Schramm, E., Klein, D. N., Elsaesser, M., Furukawa, T. A., Domschke, K. Review of dysthymia and persistent depressive disorder: History, correlates, and clinical implications. Lancet Psychiatry. 7 (9), 801-812 (2020).
  2. Knight, M. J., Baune, B. T. Cognitive dysfunction in major depressive disorder. Current Opinion in Psychiatry. 31 (1), 26-31 (2018).
  3. Otte, C., et al. Major depressive disorder. Nature Reviews Disease Primers. 2 (1), 1-20 (2016).
  4. Rafeyan, R., Papakostas, G. I., Jackson, W. C., Trivedi, M. H. Inadequate response to treatment in major depressive disorder: Augmentation and adjunctive strategies. Journal of Clinical Psychiatry. 81 (3), (2020).
  5. Zhang, J. J., Fong, K. N., Ouyang, R. g, Siu, A. M., Kranz, G. S. J. A. Effects of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) on craving and substance consumption in patients with substance dependence: A systematic review and meta-analysis. Addiction. 114 (12), 2137-2149 (2019).
  6. Enokibara, M., Trevizol, A., Shiozawa, P., Cordeiro, Q. Establishing an effective TMS protocol for craving in substance addiction: Is it possible. American Journal on Addictions. 25 (1), 28-30 (2016).
  7. Diana, M., et al. Rehabilitating the addicted brain with transcranial magnetic stimulation. Nature Reviews Neuroscience. 18 (11), 685 (2017).
  8. Vink, J. J. T., et al. A novel concurrent TMS-fMRI method to reveal propagation patterns of prefrontal magnetic brain stimulation. Human Brain Mapping. 39 (11), 4580-4592 (2018).
  9. Baeken, C., De Raedt, R. Neurobiological mechanisms of repetitive transcranial magnetic stimulation on the underlying neurocircuitry in unipolar depression. Dialogues in Clinical Neuroscience. 13 (1), 139-145 (2011).
  10. Tik, M., et al. Towards understanding rTMS mechanism of action: Stimulation of the DLPFC causes network-specific increase in functional connectivity. Neuroimage. 162, 289-296 (2017).
  11. Castrén, E. Neuronal network plasticity and recovery from depression. JAMA Psychiatry. 70 (9), 983-989 (2013).
  12. Cantone, M., et al. Cortical plasticity in depression. ASN Neuro. 9 (3), 1759091417711512 (2017).
  13. Valero-Cabré, A., Amengual, J. L., Stengel, C., Pascual-Leone, A., Coubard, O. A. Transcranial magnetic stimulation: A comprehensive review of fundamental principles and novel insights. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 83, 381-404 (2017).
  14. Luber, B. M., et al. Using neuroimaging to individualize TMS treatment for depression: Toward a new paradigm for imaging-guided intervention. Neuroimage. 151, 65-71 (2017).
  15. Wassermann, E. M., Zimmermann, T. J. P. Transcranial magnetic brain stimulation: Therapeutic promises and scientific gaps. Pharmacology & Therapeutics. 133 (1), 98-107 (2012).
  16. Kim, H., et al. Hypometabolism and altered metabolic connectivity in patients with internet gaming disorder and alcohol use disorder. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry. 95, 109680 (2019).
  17. Kim, J. Y., et al. The correlation between the frontostriatal network and impulsivity in internet gaming disorder. Scientific Reports. 9 (1), 1191 (2019).
  18. Wang, Y., et al. Impaired decision-making and impulse control in Internet gaming addicts: evidence from the comparison with recreational Internet game users. Addiction Biology. 22 (6), 1610-1621 (2017).
  19. Mayberg, H. S. Limbic-cortical dysregulation: A proposed model of depression. Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences. 9 (3), 471-481 (1997).
  20. Rolls, E. T. The cingulate cortex and limbic systems for emotion, action, and memory. Brain Structure and Function. 224 (9), 3001-3018 (2019).
  21. Philip, N. S., et al. Network mechanisms of clinical response to transcranial magnetic stimulation in posttraumatic stress disorder and major depressive disorder. Biological Psychiatry. 83 (3), 263-272 (2018).
  22. Fox, M. D., Buckner, R. L., White, M. P., Greicius, M. D., Pascual-Leone, A. Efficacy of transcranial magnetic stimulation targets for depression is related to intrinsic functional connectivity with the subgenual cingulate. Biological Psychiatry. 72 (7), 595-603 (2012).
  23. Sheehan, D. V., et al. The Mini-International Neuropsychiatric Interview (M.I.N.I.): The development and validation of a structured diagnostic psychiatric interview for DSM-IV and ICD-10. Journal of Clinical Psychiatry. 59, Suppl 20 22-33 (1998).
  24. Montgomery, S. A., Asberg, M. A new depression scale designed to be sensitive to change. British Journal of Psychiatry. 134, 382-389 (1979).
  25. Fox, M. D., Buckner, R. L., White, M. P., Greicius, M. D., Pascual-Leone, A. J. B. p Efficacy of transcranial magnetic stimulation targets for depression is related to intrinsic functional connectivity with the subgenual cingulate. Biological Psychiatry. 72 (7), 595-603 (2012).
  26. Cash, R. F. H., et al. Personalized connectivity-guided DLPFC-TMS for depression: Advancing computational feasibility, precision and reproducibility. Human Brain Mapping. , (2021).
  27. Hamilton, M. A rating scale for depression. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 23 (1), 56-62 (1960).
  28. Beck, A. T., Steer, R. A., Brown, G. K. Manual for the Beck depression inventory-II. , TX Psychol. Corp. San Antonio. 1-82 (1996).
  29. Hamilton, M. The assessment of anxiety states by rating. British Journal of Medical Psychology. 32 (1), 50-55 (1959).
  30. Guy, W. ECDEU assessment manual for psychopharmacology, revised. U.S. Dept. of Health, Education, and Welfare, Public Health Service, Alcohol, Drug Abuse, and Mental Health Administration, National Institute of Mental Health, Psychopharmacology Research Branch, Division of Extramural Research Programs. , (1976).
  31. Kern, R. S., et al. The MATRICS consensus cognitive battery, part 2: Co-norming and standardization. American Journal of Psychiatry. 165 (2), 214-220 (2008).
  32. Nuechterlein, K. H., et al. The MATRICS consensus cognitive battery, part 1: Test selection, reliability, and validity. American Journal of Psychiatry. 165 (2), 203-213 (2008).
  33. Jing, Y., et al. Pregenual or subgenual anterior cingulate cortex as potential effective region for brain stimulation of depression. Brain and Behavior. 10 (4), 01591 (2020).
  34. Cole, E. J., et al. Stanford accelerated intelligent neuromodulation therapy for treatment-resistant depression. American Journal of Psychiatry. 177 (8), 716-726 (2020).
  35. Cash, R. F. H., et al. Subgenual functional connectivity predicts antidepressant treatment response to transcranial magnetic stimulation: Independent validation and evaluation of personalization. Biological Psychiatry. 86 (2), 5-7 (2019).
  36. Ge, R., Downar, J., Blumberger, D. M., Daskalakis, Z. J., Vila-Rodriguez, F. Functional connectivity of the anterior cingulate cortex predicts treatment outcome for rTMS in treatment-resistant depression at 3-month follow-up. Brain Stimulation. 13 (1), 206-214 (2020).
  37. Ojemann, J. G., et al. Anatomic localization and quantitative analysis of gradient refocused echo-planar fMRI susceptibility artifacts. Neuroimage. 6 (3), 156-167 (1997).
  38. Schonfeldt-Lecuona, C., et al. The value of neuronavigated rTMS for the treatment of depression. Clinical Neurophysiology. 40 (1), 37-43 (2010).
  39. Krieg, S. M., et al. Protocol for motor and language mapping by navigated TMS in patients and healthy volunteers; workshop report. Acta Neurochir (Wien). 159 (7), 1187-1195 (2017).
  40. Haddad, A. F., Young, J. S., Berger, M. S., Tarapore, P. E. Preoperative applications of navigated transcranial magnetic stimulation. Frontiers in Neurology. 11, 628903 (2020).
  41. Baeken, C., Duprat, R., Wu, G. R., De Raedt, R., van Heeringen, K. Subgenual anterior cingulate-medial orbitofrontal functional connectivity in medication-resistant major depression: A neurobiological marker for accelerated intermittent theta burst stimulation treatment. Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging. 2 (7), 556-565 (2017).
  42. Wu, G. R., De Raedt, R., Van Schuerbeek, P., Baeken, C. Opposite subgenual cingulate cortical functional connectivity and metabolic activity patterns in refractory melancholic major depression. Brain Imaging and Behavior. 14 (2), 426-435 (2020).
  43. Salomons, T. V., et al. Resting-state cortico-thalamic-striatal connectivity predicts response to dorsomedial prefrontal rTMS in major depressive disorder. Neuropsychopharmacology. 39 (2), 488-498 (2014).
  44. Iseger, T. A., van Bueren, N. E. R., Kenemans, J. L., Gevirtz, R., Arns, M. A frontal-vagal network theory for major depressive disorder: Implications for optimizing neuromodulation techniques. Brain Stimulation. 13 (1), 1-9 (2020).

Tags

السلوك ، العدد 174 ،
علاج rTMS الفردي للاكتئاب باستخدام طريقة استهداف قائمة على التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Luo, X., Hu, Y., Wang, R., Zhang,… More

Luo, X., Hu, Y., Wang, R., Zhang, M., Zhong, X., Zhang, B. Individualized rTMS Treatment for Depression using an fMRI-Based Targeting Method. J. Vis. Exp. (174), e62687, doi:10.3791/62687 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter