Waiting
Login processing...

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

Behavior

טיפול rTMS מותאם אישית לדיכאון באמצעות שיטת מיקוד מבוססת fMRI

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

Summary

הפרוטוקול הנוכחי מתאר את היישום של גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי חוזר ונשנה (rTMS), שבו תת-אזור של קליפת המוח הקדם-מצחית הגב-צידית (DLPFC) עם האנטי-קורלציה התפקודית החזקה ביותר עם קליפת המוח התת-קרקעית הקדמית (sgACC) אותר כמטרה לגירוי בסיוע מערכת נוירונים מבוססת fMRI.

Abstract

כדי להשיג יעילות קלינית רבה יותר, צפויה מהפכה בטיפול בהפרעת דיכאון מז'ורי (MDD). גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי חוזר (rTMS) היא טכניקת נוירומודולציה לא פולשנית ובטוחה המשנה באופן מיידי את פעילות המוח. למרות היישום הרחב שלה בטיפול ב- MDD, תגובת הטיפול נותרה שונה בקרב אנשים, אשר ניתן לייחס למיקום לא מדויק של מטרת הגירוי. מטרת המחקר שלנו היא לבחון אם המיקום התפקודי בסיוע דימות תהודה מגנטית (fMRI) משפר את היעילות של rTMS בטיפול בדיכאון. אנו מתכוונים לזהות ולעורר את תת-האזור של קליפת המוח הקדם-מצחית הגב-וולטרלית (DLPFC) ב-MDD עם האנטי-קורלציה החזקה ביותר עם קליפת המוח התת-קרקעית הקדמית (sgACC), ולערוך חקירה השוואתית של שיטה חדשנית זו ושל הכלל המסורתי של 5 ס"מ. כדי להשיג גירוי מדויק יותר, שתי השיטות יושמו בהנחיית מערכת נוירונים. ציפינו שטיפול TMS עם מיקום מותאם אישית המבוסס על קישוריות תפקודית של מצב מנוחה עשוי להראות יעילות קלינית טובה יותר מאשר שיטת 5 ס"מ.

Introduction

הפרעת דיכאון מז'ורי (MDD) מאופיינת בדיכאון משמעותי ומתמשך, ובמקרים חמורים יותר, חולים יכולים להיתקל בהזיות ו/או הזיות 1,2. בהשוואה לאוכלוסייה הכללית, הסיכון להתאבדות בקרב חולי MDD גבוה בערך פי 203. בעוד שתרופות הן כיום הטיפול הנפוץ ביותר ב- MDD, 30% - 50% מהחולים חסרים תגובה נאותה לתרופות נוגדות דיכאון4. עבור המגיבים, שיפור הסימפטומים נוטה להופיע לאחר תקופה סמויה ארוכה יחסית ומלווה בתופעות לוואי. פסיכותרפיה, למרות שהיא יעילה עבור חלק מהחולים, היא יקרה וגוזלת זמן רב. לכן נדרש בדחיפות טיפול בטוח ויעיל יותר ל-MDD.

גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי חוזר ונשנה (rTMS) הוא טכניקה לא פולשנית ובטוחה ואושרה לטיפול בהפרעות נפשיות שונות 5,6,7. למרות שהמנגנון הטיפולי שלו עדיין לא ברור, ההשערה היא ש-rTMS פועל על ידי ויסות הפעילות של אזורי המוח המגורים והפלסטיות העצבית 8,9,10, ובכך מנרמל רשתות תפקודיות ספציפיות 10,11,12. rTMS גם גורם לאפקט רשת, המעורר שינויים באזורי מוח מרוחקים באמצעות מסלולי חיבור, מה שמוביל לאפקט טיפולי מוגבר13. למרות ש-rTMS משנה את פעילות המוח באופן מיידי וחזק, שיעור התגובה שלו בטיפול ב-MDD הוא רק כ-18%14. הסיבה העיקרית עשויה להיות המיקום הלא מדויק של מטרות הגירוי15.

קליפת המוח התת-גנית הקדמית (sgACC) אחראית בעיקר על עיבוד רגשי וממלאת תפקיד בוויסות התגובה לאירועים מלחיצים, תגובה רגשית לגירויים פנימיים וחיצוניים וביטוי רגשי 16,17,18. תת-אזור זה של ACC חולק קישוריות מבנית ותפקודית משמעותית עם קליפת המוח והמערכת הלימבית19,20. באופן מעניין, מחקרים הראו כי הפעילות שלאחר הגירוי של אזור זה קשורה קשר הדוק ליעילות הקלינית של TMS. לדוגמה, זרימת הדם של sgACC פחתה לאחר קורס של TMS ממוקד על קליפת המוח הקדם-מצחית הגבית הימנית (DLPFC), אשר נקשרה להקלה על תסמיני דיכאון21. Vink et al.8 מצאו כי גירוי ממוקד ב-DLPFC הופץ ל-sgACC, והציעו שפעילות sgACC יכולה להיות סמן ביולוגי של תגובת הטיפול ב-TMS. על פי מחקרים קודמים, פוקס ועמיתיו22 הציעו כי מיקוד בתת-אזור של DLPFC שמראה את האנטי-קישוריות התפקודית החזקה ביותר עם sgACC (קואורדינטות MNI: 6, 16, -10) משפר את האפקט נוגד הדיכאון. כאן אנו מדגימים פרוטוקול מחקר שמטרתו לבחון השערה זו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

הודע לכל המשתתפים על המחקר ובקש מהם לחתום על טופס ההסכמה מדעת לפני תחילת המחקר. הפרוטוקול הנוכחי אושר על ידי ועדת האתיקה המחקרית של בית החולים למוח המסונף של האוניברסיטה הרפואית של גואנגג'ואו.

הערה: במחקר כפול סמיות זה, חולים עם דיכאון חולקו באופן אקראי לשתי קבוצות. בקבוצת הניסוי, מטרות הגירוי ממוקמות על ידי שיטת המיקום האישית המבוססת על DLPFC-sgACC (ראה 3.3 לתיאור מפורט). המטרות של קבוצת הביקורת מתקבלות בשיטה הממוצעת של 5 ס"מ (כלומר (-41, 16, 54))22.

1. בחירת המשתתפים

  1. גייסו מטופלים עם אבחנה של MDD כפי שאושר על ידי פסיכיאטר מומחה.
    הערה: אשר את האבחנה באמצעות הראיון הנוירופסיכיאטרי הסטנדרטי MINI-International (M.I.N.I.) 23 . הציון הכולל של סולם דירוג הדיכאון של מונטגומרי-אסברג (MADRS)24 צריך להיות לא פחות מ-22.
  2. לא לכלול חולים העומדים בקריטריוני ההדרה: (1) מחלות גופניות קשות כגון גידול ממאיר, אי ספיקת לב חריפה, אי ספיקת איברים מרובה או מצבים נוירולוגיים חמורים, כולל אך לא מוגבל לאפילפסיה, שבץ, דלקת המוח, טראומה מוחית; (2) תחלואה נלווית של מחלת נפש אחרת, או היסטוריה של הפרעת שימוש בחומרים; (3) בעל שתלים מתכתיים, במיוחד במוח או בלב; (4) נשים במהלך ההריון או ההנקה; (5) היו לו התנהגויות אובדניות או ניסיון התאבדות בששת החודשים האחרונים; ו-(6) אבחנה של דיכאון דו קוטבי או דיכאון פסיכוטי.
    הערה: גייסו לפחות 36 נבדקים לכל קבוצה כדי להבטיח עוצמה סטטיסטית. מומלץ ליצור פרופיל דמוגרפי מאוזן בין שתי הקבוצות.

2. הכנת דימות תהודה מגנטית (MRI) ו-TMS

  1. השג תמונות fMRI על ידי סורק MRI 3T לפני ביצוע TMS.
    1. לאשר מחדש כי לחולה אין התוויות נגד לפני סריקת MRI. הורו למטופל לנסות לשכב בשקט ולחשוב על כלום במהלך הסריקה.
    2. בצע סריקת fMRI במצב מנוחה (rs-fMRI) באמצעות רצף FFE-EPI עם הפרמטרים הבאים: TR/TE = 2000/30 ms, FA = 90°, שדה ראייה = 220 x 220 x 256 מ"מ3, מטריצה = 64 x 64, גודל ווקסל = 3.44 x 3.44 x 3.44 x 4 מ"מ3, מרווח = 0.6 מ"מ, מספר ממוצעי האותות = 1, נפחים = 240, מספר פרוסות = 33.
    3. בצע סריקת MRI מבנית באמצעות רצף הד שדה הטורבו התלת-ממדי המשוקלל T1 (T1W 3D TFE) עם הפרמטרים הבאים: שדה ראייה = 256 x 256 מ"מ2, TR/TE = 8.2/3.8 אלפיות השנייה, מטריצת תצוגה = 256 x 256, עובי פרוסה = 1 מ"מ.
  2. הגדר פרמטרים של TMS.
    הערה: הפרוטוקול של TMS במחקר שלנו הוא גירוי תטא-פרץ לסירוגין (iTBS). מפגש טיפול יומי כולל 60 מחזורים של 10 התפרצויות של 3 פולסים ב-50 הרץ המועברים ב-100% RMT ברכבות 2-s, עם מרווח של 8 שניות. הטיפול כולו מורכב מ-10 מפגשים המתבצעים בימי חול של שבועיים רצופים.

3. טיפול (איור 1)

  1. בצע סריקות MRI והערכות קליניות של תסמינים וביצועים קוגניטיביים יום אחד לפני הטיפול.
  2. הקצה את המטופל באופן אקראי לאחת משתי הקבוצות, לאחר הסריקה.
  3. עבור קבוצת הניסוי, זהה את אזור המשנה של DLPFC המציג את האנטי-קישוריות הפונקציונלית החזקה ביותר עם sgACC. עבור קבוצת הביקורת, פשוט אתר את המטרה במרחב הסטנדרטי בשיטת 5 ס"מ הממוצעת, ולאחר מכן המר אותה לקואורדינטות המרחב הבודדות.
    1. rs-fMRI data preprocessing
      1. לעבד מראש את נתוני rs-fMRI באמצעות תוכנת ניתוח MRI: (א) להסיר את 10 הכרכים הראשונים; (ב) לבצע את תיקון תזמון הפרוסה; (ג) לתקן את תנועת הראש; (ד) רישום משותף של תמונות EPI לתמונות T1; (ה) לבצע סגמנטציה; (ו) לבצע נורמליזציה באמצעות תמונות T1; (ז) להחליק את התמונות המנורמלות עם גרעין גאוס 6 מ"מ של חצי מקסימום ברוחב מלא (FWHM); (h) מסנן פס-מעבר (0.01 - 0.08 הרץ); ו-(1) לבצע רגרסיה מטרידה (אפקטים של תנועת ראש, מגמות ליניאריות, חומר לבן, נוזל מוחי ומסלול זמן ממוצע גלובלי).
    2. קישוריות פונקציונלית (FC) של sgACC
      1. בחר את sgACC (קואורדינטות MNI: 6, 16, −10; פוקס ואח') כאזור העניין (ROI)25 עם רדיוס של 10 מ"מ.
      2. הסר את החומר הלבן והנוזל השדרתי ב- ROI בהתבסס על אטלס קליפת המוח של הרווארד-אוקספורד (http://www.cma.mgh.harvard.edu/), באמצעות סף הסתברות לחומר אפור של 0.25.
      3. חלץ את מהלך הזמן הממוצע של ההחזר על ההשקעה.
      4. כדי ליצור מפת FC, חישבו את מקדמי המתאם של פירסון בין ההחזר על ההשקעה (sgACC) ל-DLPFC באופן חכם. נרמל כל מקדם מתאם באמצעות טרנספורמציית r-to-z של פישר.
        הערה: מסכת DLPFC היא שילוב של כדורים ברדיוס של 20 מ"מ שמרכזם לאורך ההמיספרה השמאלית ב-BA9 (x=-36, y=39, z=43), BA46 (x=-44, y=40, z=29), אתר הגישה של 5 ס"מ (x=-41, y=16, z=54), ואתר הגירוי הממוצע של קבוצת F3 Beam (x=-39, y=26, z=49)26.
      5. על פי מפת FC, זהה את קואורדינטת השיא ב- DLPFC שיש לה את מקדם האנטי-קורלציה הגדול ביותר של פירסון עם sgACC. זהו אזור המשנה של DLPFC עם ה- FC השלילי החזק ביותר עם sgACC, אשר יהיה ממוקד מאוחר יותר בטיפול TMS עבור קבוצת הניסוי.
  4. קבע את סף מנוע המנוחה (RMT) עבור כל נושא ותעד את הנקודה החמה.
    1. הורו למטופל לשבת ולהירגע, ואז הניחו שתי אלקטרודות הקלטה על היד הימנית ואלקטרודת ייחוס על החלק הגרמי של שורש כף היד.
    2. לעורר את הנקודה החמה המוטורית עם 10 גירויים רצופים בעוצמות שונות; בינתיים, תעדו את הזמנים של התכווצות שרירים אזרית.
    3. זהה את עוצמת ה- TMS המינימלית שבה מנוע מעורר פוטנציאל (MEP) ≥ 50 μV נרשם לפחות 5 פעמים. הגדר אותו כ- RMT של המטופל.
  5. הערך את חומרת הדיכאון באמצעות קשקשים קליניים כמתואר באיסוף נתונים קליניים.
  6. בצע טיפול TMS פעמיים ביום במשך 10 ימים.
    הערה: עבור נבדק שלא קיבל טיפולים כמתוכנן, בצע גירויים נוספים לאחר סיום קורס הטיפול לפי הצורך. עם זאת, יש להחריג כל נבדק שהחמיץ את הטיפול במשך יותר מארבעה ימים רצופים.
    1. צור ערך מטופל חדש.
      1. בחר באפשרות צור מטופל חדש. הזן את מספר הזיהוי או השם של המטופל בתיבת הטקסט.
    2. מכסים את תמונות ה-MRI המבניות על מערכת הניווט.
      1. בחר יבא MRI של המטופל ולאחר מכן יבא את התמונה המבנית של המטופל ובחר את סוג התמונה.
    3. צור מודל ראש בודד והגדר את יעד הגירוי.
      1. לחץ על הכפתור ציין MRI Fiducials.
      2. מקם את הכוונת על כתמים אלה בתמונת ה- MRI: (1) סמנים פידוקיאליים: nasion, הן טרגי שמאלי והן ימני; (2) סמני AC-PC עבור Talairach: קומיסורה קדמית, קומיסורה אחורית, נקודה בין-המיספרית; (3) סמני טליראך: נקודה קדמית, נקודה אחורית, נקודה עליונה, נקודה נחותה, נקודה שמאלית ונקודה ימנית.
        הערה: "סמני טליראך" מסמנים את גבולות המוח.
      3. לחץ על צור מודל ראש. בחר פילוח מוח ידני והתאם את סף הקרקפת, המוח התחתון והמוח העליון.
      4. לחץ על הגדר יעד כדי להמשיך.
      5. בחר עמוד סמן יעד . לחץ על ... כדי להזין את הקואורדינטות של יעד הטיפול כפי שזוהה בשלב 3.3, ולאחר מכן לחץ על עבור אל. הקש על הוסף סמן כדי לתת שם לנקודה.
        הערה: הקואורדינטות של קבוצת הביקורת יהיו (-41, 16, 54).
    4. כיול סליל
      1. לחץ על המשך ל-Neuronavigation. בתיבת הטקסט, בחר את סוג הכלים הנכון שישמש בטיפול. ודא שכל כלי ההתייחסות נמצאים בתצוגה של מצלמת האינפרא אדום.
      2. לחץ על אמת סליל. שים את קצה המצביע על נקודת הסליל המסומנת. לחץ על אמת (או על הכפתור הירוק בשלט הרחוק) כאשר המחוון של כל כלי הופך לירוק.
    5. בחר את המטופל ואת היעד.
      1. בחר את שם המטופל או המזהה שלו בדף בחר מטופל . לחץ על בחר יעדים בעמוד הבא.
      2. בחר קרא סמני יעד כדי לעיין בקובץ היעדים. ייבא את הקובץ ובחר את היעד כמו בשלב 3.6.3.5.
    6. הגדר את מערכת הקואורדינטות.
      1. לחץ על הגדר מערכת קואורדינטות. שים סרט ראש עם כלי עזר על המטופל. ודא שגשש הסלילים וכלי הייחוס נמצאים בחזון של מערכת הניווט.
      2. הניחו את קצה המצביע על ה-nasion ושניהם tragi בתורם. לחץ על הכפתור הירוק בשלט הרחוק בכל פעם כאשר המחוון של סמן הופך לירוק.
    7. יצירת צורת ראש
      1. הזז ברציפות את קצה המצביע בחלק העליון של הראש. לחץ על הלחצן בשלט הרחוק (או ב- Fit) כדי להמשיך.
        הערה: ניתן ללחוץ על Pause כדי לעצור את התהליך ולחדש את פעולתו על-ידי לחיצה נוספת על לחצן התחל , לאחר שהמצביע הוצב כראוי.
    8. נוירונים וגירוי
      1. לחץ על Neuronavigation. בדף סליל פעיל , הגדר את עוצמת הגירוי ל-100% RMT. בחר לעורר ביעדים כדי לראות את היעד במודל הראשי באופן מקוון.
      2. כאשר הסליל תואם את כוונת המטרה, כלומר, כאשר טקסט המחוון הופך לירוק, לעורר.
    9. הכן והתחל את הטיפול משלב 3.6.4 ישירות אם הכניסה של המטופל נוצרה לפני כן.
  7. בצע הערכות מעקב ביום 1, יום 28 ויום 56 לאחר כל קורס הטיפול.

4. איסוף נתוני מרפאה (איור 1b)

  1. בצע הערכות קליניות באמצעות MADRS24, סולם דירוג הדיכאון של המילטון (HAMD)27, מלאי הדיכאון של בק-II (BDI-II)28, סולם החרדה של המילטון (HAMA)29, התרשמות גלובלית קלינית (CGI)30 וסוללה קוגניטיבית של קונצנזוס MATRICS (MCCB)31,32.
    הערה: MINI ו- MADRS משמשים להקרנה. כל המאזניים הנ"ל מיושמים להערכה קלינית לפני ואחרי הטיפול.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ניתוח FC מבחינת ROI אמור להראות כי sgACC הוא אנטי-קורלציה משמעותית עם DLPFC, שבו המתאם השלילי החזק ביותר הוא יעד הגירוי שיש לבחור. אנטי-קורלציה משמעותית בין הקישוריות התפקודית sgACC-DLPFC לבין תגובת הטיפול יש למצוא בניתוח המתאם33.

הפרוטוקול הנוכחי מבוסס על שיטת מיקוד TMS חדשנית שאף מחקר קודם לא ייושם. כאן אנו מציגים תוצאות מניסוי TMS מונחה fMRI שיישם את השיטה המסורתית של 5 ס"מ. מחקר זה34 הציע פרוטוקול טיפול חדש, טיפול נוירומודולציה חכם מואץ בסטנפורד (SAINT), משטר iTBS במינון גבוה עם מיקוד מונחה fMRI. שיעור התגובה (ציון MADRS היה נמוך ב-50% מהבסיס) בקרב 23 חולי MDD היה 90.48%. 19 מתוך 22 משתתפים (86.4%) עמדו בקריטריוני הפוגה בניתוחהכוונה לטפל 34. שני משתתפים נשרו עקב אי סבילות טיפולית וסף מוטורי גבוה. טבלה 1 מציגה את ציוני ההערכות הקליניות לאחר טיפול ב-TMS. לכן, אנו משערים כי בסיס הטיפול ב- TMS על ה- FC יכול לייצר יעילות יוצאת דופן.

Figure 1
איור 1. דיאגרמת טיפול. (א) תהליך רכישת מטרות הגירוי והטיפול. ראה 3.3 לתיאור המפורט על השגת קואורדינטות המטרה עבור קבוצת הניסוי. קואורדינטת המטרה של קבוצת הביקורת מוגדרת כ- (-41, 16, 54). (ב) נקודות זמן של סריקת MRI והערכה קלינית. נתונים קליניים נאספו בהקרנה, בבסיס (כלומר, לפני הטיפול), וכן ביום 1, יום 28 ויום 56 לאחר הטיפול. בדיקת ה-MRI בוצעה רק על קו הבסיס.
*להעריך מטופלים עם M.I.N.I.23 ו- MADRS24.
**הערך מטופלים עם כל המאזניים המוזכרים בשלב 4. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

פוסט-סנט חודש אחד לאחר ה-SAINT
מידה התכוון SD N תגובה(%) N הפוגה(%) N התכוון SD N תגובה(%) N הפוגה(%) N
מדרס 5 6.37 21 90.48 21 90.48 21 10.95 11.76 20 70 20 60 20
HAM-D, 17 פריטים 4.29 4.43 21 90.48 21 80.95 21 8.05 8.31 20 75 20 65 20
HAM-D, 6-item 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
מחשבות אובדניות
C-SSRS[b] 0 0 18 100 14 100 18 0 0 19 100 14 100 19
HAM-D, פריט 3 0.05 0.22 21 100 19 95.24 21 0.1 0.31 20 100 18 90 20
MADRS, פריט 10 0.1 0.44 21 95.24 21 95.24 21 0.35 0.75 20 90 20 80 20

טבלה 1. ציוני הערכה קלינית מיד לאחר וחודש לאחר הטיפול האיצוי בנוירומודולציה חכמה בסטנפורד (SAINT) לטיפול בדיכאון עמיד לטיפול[a] 34

[א] תגובת הטיפול הוגדרה כהפחתה בציון ה-MADRS הכולל ב-≥-50%; הפוגה הוגדרה כציון של < 8 עבור HAM-D בן 17 הפריטים, < 5 עבור HAM-D בן 6 הפריטים, < 11 עבור ה- MADRS, < 13 עבור ה- BDI-II ואפס עבור ה- C-SSRS.
[ב] תת-קנה מידה של רעיון אובדני.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

ה- sgACC אחראי על עיבוד רגשי וממלא תפקיד חשוב בוויסות מתח 16,17,18. מחקר מציע כי מיקוד בתת-אזור של DLPFC שמראה את האנטי-קישוריות התפקודית החזקה ביותר עם sgACC (6, 16, -10) עשוי לשפר את האפקט נוגד הדיכאון25. לכן, איתור מדויק של יעד זה הוא השלב הקריטי של פרוטוקול זה. לפני הגירוי, יש לסמן את גבולות המוח במדויק בעזרת נוירונים, והראש צריך להיות רשום בקפידה כדי להבטיח את הדיוק של מודל הראש. כמו כן, שים לב שכלל 5 ס"מ מגרה בדרך כלל אזורים אחוריים מאוד במוח המצחי, בעוד שפרוטוקול המיקוד שלנו sgACC-DLPFC מוביל בדרך כלל לאזור קדמי מאוד35,36. לפיכך, היעילות הקלינית הדיפרנציאלית בין שיטות מיקוד עשויה להיות קשורה לאוריינטציה. השיטה שלנו צריכה להיות מוערכת בקפידה על ידי השוואה עם גישות אחרות המגדירות את יעד הגירוי בהתבסס על חיבורים פונקציונליים אחרים.

לפרוטוקול שלנו יש כמה מגבלות. קודם כל, sgACC ממוקם ליד סינוס sphenoidal, אשר גורם אובדן אות חמור בשל אי אחידות של השדות המגנטיים37. חוץ מזה, הדיוק של הנוירונים תלוי במידה רבה באיכות של תמונות MRI, מה שעלול להוביל למטרות גירוי לא מדויקות. שיפור יחס האות לרעש של MRI או תחליף טוב יותר ל-sgACC עשויים לעזור לטפל בבעיה זו. מגבלה נוספת היא ההליכים הגוזלים זמן רב שעשויים להשפיע על עמידת המטופלים בטיפול, שכן הכנה כגון הקמת מודל ראש אורכת זמן רב, שלא לדבר על כל מהלך הטיפול שנמשך כשבועיים.

למרות מגבלות אלה, לשיטה זו יש את כוחה. למרות העובדה כי כלל 5 ס"מ יושם באופן נרחב במסגרות קליניות, הוא מתעלם מההבדלים האינדיבידואליים על התכונות האנטומיות, הנחשבות לסיבה חשובה ליעילות ההטרוגנית של TMS38. מערכת הנוירונים מדגימה את הראש בנפרד על ידי התייחסות לתמונות MRI מבניות, ובכך משפרת את הדיוק של מיקום הסלילים. מחקרים הוכיחו כי טיפול TMS עצבי יעיל יותר מטיפול מסורתי בשיטת מיקוד 5 ס"מ38, יתר על כן, מפעיל יכול להתאים את הסליל בזמן אמת בהנחיית המערכת39,40.

טיפול TMS מסורתי מכוון ל- DLPFC בכללותו. בפרוטוקול זה, אזור המשנה של DLPFC עם הקישוריות השלילית החזקה ביותר עם sgACC נבחר כיעד. Baeken et al.41 מצאו כי sgACC קשור לרעיונות אובדניים וחוסר תקווה. מטופלים עם דיכאון עם עמידות לטיפול מראים FC חזק יותר בין sgACC לבין קליפת המוח הקדמית הצידית הימנית, אשר עשויה להיות קשורה למצב העקשני של המטופל42. בנוסף, נמצאו קישוריות חזקה בין sgACC ל-DLPFC בחולי MDD43, וה-FC השלילי בין sgACC לרשת מצב ברירת המחדל (DMN) נמצא בקורלציה עם השיפור הקליני. לכן, אנו משערים כי הקישוריות של sgACC קשורה קשר הדוק להשפעה הטיפולית של TMS, וכי גירוי אזור מסוים של DLPFC עשוי לשנות את FC שלה עם sgACC, אשר יכול לשפר את היעילות של הטיפול25,44.

לסיכום, פרוטוקול ה-TMS הנוכחי מופעל תחת מערכת הנוירונים בסיוע MRI ומכוון לאזור המשנה של DLPFC שמראה את הקישוריות התפקודית השלילית החזקה ביותר עם sgACC. למרות שאף מחקר קודם לא יישם שיטת מיקוד זו, היא עשויה לעזור לשפר את דיוק המיקום ואולי לשפר את תגובת הטיפול.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

למחברים אין גילויים לדווח עליהם.

Acknowledgments

המחקר מומן על ידי פרויקט במימון הקרן למדע בתר-דוקטורט של סין (2019M652854) והקרן למדעי הטבע של גואנגדונג, סין (מענק מס' 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

התנהגות גיליון 174
טיפול rTMS מותאם אישית לדיכאון באמצעות שיטת מיקוד מבוססת fMRI
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