In dieser Studie wird eine Methode zur Verbesserung der kognitiven Beeinträchtigung während der Remission der bipolaren Störung durch robotische neuronavigierte transkranielle Magnetstimulation vorgeschlagen.
Methodenartikel
In dieser Studie wird eine Methode zur Verbesserung der kognitiven Beeinträchtigung während der Remission der bipolaren Störung durch robotische neuronavigierte transkranielle Magnetstimulation vorgeschlagen.
Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist eine nicht-invasive Neuromodulationstechnik, die in der Lage ist, die kortikale Plastizität zu modulieren und zunehmend bei der Behandlung psychiatrischer Erkrankungen eingesetzt wird. Die konventionelle TMS zielt jedoch oft auf eine einzelne Gehirnregion ab und kann unter einer ungenauen Positionierung der Spirale leiden, was ihre therapeutische Wirksamkeit möglicherweise einschränkt. Die robotergestützte transkranielle Magnetstimulation (RNNMS) ist eine präzise TMS-Interventionsmodalität, die auf den strukturellen Magnetresonanztomographie-Daten (MRT) des menschlichen Gehirns basiert, um individualisierte Stimulationsziele zu formulieren und die Genauigkeit der Stimulation mit Hilfe der Roboterarmführung zu verbessern. Durch die Analyse der bildgebenden Bildgebung des Gehirns wählten wir ein Stimulationsziel basierend auf Gehirnregionen mit abnormaler funktioneller Konnektivität bei Patienten mit bipolarer Störung (BD) aus und passten Interventionsziele auf der Grundlage der strukturellen Magnetresonanz jedes Patienten an und verwendeten eine robotergestützte neuronavigierte TMS, um präzise in die entsprechenden Ziele der Patienten einzugreifen, um die Möglichkeit einer ineffektiven Stimulation aufgrund von Spulenverschiebung während des gesamten Interventionsprozesses zu verringern. wodurch sich die kognitiven Beeinträchtigungen der Patienten mit BD verbessern. Dieses Protokoll beschreibt unseren Ansatz zur gezielten Behandlung von Patienten auf der Grundlage ihrer Gehirnnetzwerkbilder und demonstriert im Detail das Verfahren zur Durchführung von robotischen neuronavigierten TMS-Eingriffen an Patienten.
Die repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) ist derzeit die am weitesten verbreitete nicht-invasive Neuromodulationstechnik zur Stimulation kortikaler Bereiche des Gehirns, hauptsächlich durch kurze Magnetfeldimpulse. Derzeit ist rTMS von der Food and Drug Administration (FDA) für die Behandlung von Major Depression (MDD) zugelassen. rTMS hat eine Ansprech- und Remissionsrate von < 50 % bzw. < 20 % bei MDD-Patienten, die nicht auf Medikamente ansprechen1. Mehrere Studien zur TMS bei Depression bei bipolarer Störung (BD) haben eine positive Wirksamkeit erzielt, aber die Anzahl der Studien, die sich mit kognitiven Beeinträchtigungen bei BD befassen, ist gering und muss weiter erforscht werden2.
Obwohl die Parameter der rTMS angepasst werden können, wie z. B. die Stelle, der Modus, die Frequenz, die Intensität und die Anzahl der Stimulationsimpulse, sind die Parametermuster, die in früheren Studien sowie in aktuellen klinischen Anwendungen meist verwendet wurden, festgelegter, wie z. B. die Wahl der 10-Hz-Stimulation des linken dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC), der Theta-Burst-Stimulation (TBS), und 1 Hz Stimulation des rechten DLPFC3. Die Auswahl der Stimulationsziele im Kortex ist ein wichtiger Faktor bei der transkraniellen Magnetstimulation (TMS), und die effektiven kortikalen Ziele können je nach Krankheit und Individuum variieren. Es wurde gezeigt, dass die Wirksamkeit von rTMS bei refraktärer Depression durch personalisierte Stimulation mit Neuronavigations-basiertem DLPFC4 signifikant verbessert werden kann, was auch auf die Bedeutung individualisierter Ziele für die TMS-Wirksamkeit hindeutet.
Mit der Entwicklung der funktionellen Neurobildgebung wurde in Studien und Analysen einer Reihe von psychiatrischen Symptomen festgestellt, dass Veränderungen in der Aktivität bestimmter Gehirnregionen, die beispielsweise mit Halluzinationen, Angstzuständen und Depressionen verbunden sind, das Potenzial haben, als therapeutische Ziele für diese Symptome zu dienen5. Darüber hinaus sind die stimulierenden Wirkungen der TMS nicht auf den stimulierten Bereich beschränkt, sondern können auch Gehirnregionen betreffen, die von der Stimulationsstelle entfernt sind, indem sie die funktionelle Konnektivität zwischen den Gehirnregionenmodulieren 6. Im Gegensatz dazu kann die funktionelle Konnektivität innerhalb und zwischen den Ruhezustandsnetzwerken des Gehirns auch in neuropsychiatrischen Krankheitszuständen verändert sein7, und diese veränderten Gehirnnetzwerke können nach einer Verbesserung des Zustands eine teilweise Normalisierung erfahren 8,9. Die Wahl des DLPFC als Ziel für konventionelle TMS-Targeting-Techniken und die Tatsache, dass verschiedene Regionen innerhalb des DLPFC auf verschiedene verteilte Gehirnnetzwerke10 abgebildet werden, dürfte auch die Variabilität des Behandlungsansprechens zwischen verschiedenen Patienten bei konventioneller TMS offenbaren. Die Identifizierung von rTMS-Zielen auf der Grundlage der Konnektivität zwischen verschiedenen Gehirnregionen kann einen individuelleren Ansatz bieten11. Zum Beispiel lokalisierte eine Studie die DLPFC-Koordinate, die am stärksten mit dem subgenualen cingulären Kortex (SGC) korrelierte, und nutzte Neuronavigation, um die Reaktion auf Antidepressiva zu optimieren12. Auf der einen Seite folgen die aktuellen klinischen Interventionen für BD-Patienten immer noch größtenteils den traditionellen Zielen der MDD, und auf der anderen Seite konzentrieren sich die bestehenden Protokolle mehr auf Stimmungssymptome bei BD-Patienten und sind weniger auf die Ziele der kognitiven Beeinträchtigung bei BD untersucht, so dass eine weitere Erforschung der entsprechenden Ziele noch erforderlich ist.
Neben der Wahl des Zielortes hängt die Fähigkeit der TMS, eine den Erwartungen entsprechende Reizintensität zu erreichen, auch eng damit zusammen, ob sie außerhalb des Ziels liegt oder nicht. Es wurde festgestellt, dass elastische Kappen, die zum Platzieren von Spulen positioniert sind, kortikale Ziele mit signifikant geringerer Stimulation erreichen, wobei einige Personen nur 48,6 % des erwarteten elektrischen Zielfeldes erhalten, während die gezielte Stimulation der Neuronavigation eine genauere und präzisere Lokalisierung des TMS erreicht, um das kortikale Zielniveau mit der erwarteten Stimulationsintensität zu erzeugen13. Während der Behandlung kann sich manchmal die Kopfhaltung des Patienten14 bewegen, was ebenfalls zu einer Diskrepanz zwischen dem tatsächlichen Stimulationsziel und der erwarteten Zielposition führen kann, wodurch die erwartete Stimulationsintensität13 nicht erreicht wird. Der Einsatz von robotischer Neuronavigation kann während TMS-Interventionen kalibriert werden und die Stimulationsposition so genau wie möglich halten, aber die Wirksamkeit von Interventionen bei bipolarer Depression in dieser Modalität muss noch weiter erforscht werden.
In diesem Artikel beschreiben wir eine sichere, vielversprechende und präzisere Modalität der transkraniellen Magnetfeldtherapie, die auf funktionellen Konnektivitätsnetzwerken basiert, um Ziele für eine Intervention unter Verwendung von robotischer Neuronavigation mit transkranieller Magnetstimulation zu identifizieren, um kognitive Beeinträchtigungen bei Patienten mit bipolarer Störung zu verbessern.
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Diese Studie wurde von der Ethikkommission des First Affiliated Hospital, Zhejiang University School of Medicine, in Übereinstimmung mit der Deklaration von Helsinki geprüft und genehmigt, und diese Studie wurde im chinesischen Register für klinische Studien (http://www.chictr.org.cn/enIndex.aspx) unter der Registrierungsnummer ChiCTR2000030675 registriert. Hier wurden die Patienten aus der psychiatrischen Ambulanz des First Affiliated Hospital der Zhejiang University School of Medicine rekrutiert. Alle Teilnehmer wurden gründlich über den Zweck, die Verfahren, die potenziellen Risiken und den Nutzen der Studie informiert, und vor der Teilnahme wurde eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt.
1 Teilnehmer, Teilnahmeberechtigung und Randomisierung
2 Aufnahme von Magnetresonanzbildern
HINWEIS: Machen Sie nach der Aufnahme eine strukturelle und funktionelle MRT, um die Bildgebungsdaten bereitzustellen, die für die individuelle Zielauswahl in den folgenden Schritten erforderlich sind. Die Bildgebung wurde im First Affiliated Hospital der Zhejiang University School of Medicine mit einem 3,0-Telsa-Scanner mit einer Standard-Vollkopfspule durchgeführt.
3 Individuelle Zielauswahl auf Basis der MRT
HINWEIS: Unter Verwendung der erfassten MRT-Daten wird die fMRT vorverarbeitet und eine Seed-basierte funktionelle Konnektivität abgeleitet, um die Stimulationszielkoordinate zu bestimmen und dann das individualisierte Strukturmodell für die Neuronavigation zu generieren.
4 Messung der Ruheschwelle des Motors (RMT)
5 Robotergestützte neuronavigierte rTMS-Intervention
6 Klinische Datenerhebung
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In dieser Studie wurde das THINC-it-Tool verwendet, um kognitive Veränderungen bei Patienten vor und nach der Behandlung zu beurteilen. Tabelle 1 zeigt die Ausgangssituation der beiden Patientengruppen, in der es zu Studienbeginn bei keinem der sechs Indikatoren in Bezug auf die kognitive Funktion einen Unterschied zwischen den beiden Gruppen gab. Während bei der Indikatorsymbolprüfung (Genauigkeit) eine signifikante Wechselwirkung festgestellt wurde, wurde bei mehreren anderen Indikatoren keine signifik...
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Dieses Protokoll schlägt vor, Ziele basierend auf der funktionellen V1-ACC-Konnektivität zu identifizieren und die kognitive Beeinträchtigung bei bipolaren Störungen mit Hilfe von rTMS bei 10 Hz unter robotischer neuronaler Navigation zu verbessern. Die Beurteilung der kognitiven Funktion der Patienten vor und nach der Intervention mit dem THINC-it-Tool zeigte, dass der Trend zur kognitiven Verbesserung bei Patienten, die sich einer aktiven TMS-Stimulation unterzogen, stärker ausgeprägt ...
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Alle Autoren erklären, dass keine Interessenkonflikte im Zusammenhang mit diesem Artikel bestehen.
Diese Arbeit wurde unterstützt von der National Natural Science Foundation of China (Grant No. 52407261), dem Zhejiang Provincial Basic Public Welfare Research Program (Grant No. LTGY23H090013), das Medical and Health Science and Technology Project der Provinz Zhejiang (Fördernummer 2023KY1014) und das Forschungs- und Entwicklungsprogramm "Pioneer" und "Leading Goose" von Zhejiang (Fördernummer 2025C01137).
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Black Dolphin Navigation TMS Roboter | Xi' eine solide Gehirnmodulation | SmarPhin S-50 | Integriertes System mit Aktiv-/Scheinspulen, TMS-Roboter, optischem Tracking, Tracking-Stirnband, Neuronavigation und Ohrstöpseln; ermöglicht MRT-gesteuertes Targeting und Echtzeit-Spulen– Überwachung des Zielabstands. |
| GE Signa Premier 3.0T MRT-Scanner | GE Gesundheitswesen | https://www.gehealthcare.com/products/magnetic-resonance-imaging/3t-mri-scanners | |
| THINC-it Kognitives Bewertungstool | Lundbeck | 1.26 1 | Enthält vier kognitive Aufgaben und eine Selbstberichtsskala, die Aufmerksamkeit/Konzentration/Wachsamkeit, Arbeitsgedächtnis und exekutive Funktion bewertet. |
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