Name: Contrôle de la maladie de Parkinson avec Adaptive stimulation cérébrale profonde (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-07-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 12 s
Description: Découvrez la stimulation cérébrale profonde adaptative pour la maladie de Parkinson. Cette méthode améliore les performances motrices tout en réduisant la consommation énergétique par rapport à la stimulation continue standard.

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Cette méthode a été développée à l&#39;aide du financement du Wellcome Trust, du Medical Research Council, l&#39;Institut national de recherche en santé du Oxford Centre de recherche biomédicale, et rosiers Trust. L&#39;Unité de l&#39;UCL de neurochirurgie fonctionnelle est soutenue par le Royaume-Uni appel Parkinson et le Monument Trust.

1. Consentement et d&#39;identification de biomarqueurs Ce protocole a été examiné et approuvé par le Comité central du Service national de recherche en éthique du Sud - Oxford A. <ol><li> Identifier les sujets appropriés pour l&#39;étude: les sujets sont ceux qui sont cliniquement identifié comme étant appropriés pour la stimulation cérébrale profonde (de la maladie de Parkinson médicalement réfractaire). Remarque: Faire un essai après l&#39;implantation d&#39;électrodes (jour 1) et avant le placement de la batterie / stimulateur (jour 7), tandis que les fils sont externalisées. </li><li> Le consentement du patient pour les tests de stimulation et nuit retrait de médicaments de Parkinson. </li><li> Après 12 h le retrait de médicaments de Parkinson, connecter les électrodes DBS externalisés à un amplificateur approprié (amplificateur doit être conçu, testé et validé la sécurité pour une utilisation neurophysiologique intracrânienne chez l&#39;homme) 16. </li><li> Fiche potentiel de champ local (LFP) au repos de tous les contacts bilaterally (L &amp; R 0-3 0-3.) </li><li> Créer des montages bipolaires (0,2 et 1,3) par soustraction d&#39;enregistrements de contacts adjacents. </li><li> Effectuer une analyse spectrale de puissance pour identifier spécifique au patient la fréquence bêta de pointe et bipolaire paire de contact avec la plus grande amplitude bêta pour les tests de stimulation. Remarque: la majorité des patients parkinsoniens hors médicaments ont un bêta pic 2. Si aucun pic bêta est perceptible hors médicaments, le patient doit être exclu de l&#39;analyse car cela pourrait représenter DBS complications de ciblage. </li><li> Sélectionnez le contact pour la stimulation monopolaire qui est comblé par paire de contact bipolaire (0,2 ou 1,3) avec la plus grande amplitude bêta. </li></ol> 2. Connexion du patient à l&#39;ADBS installation <ol><li> Connecter l&#39;électrode DBS à l&#39;amplificateur analogique et le filtre. Remarque: filtre passe-bande entre 3-37 Hz avec x 9100 gain. </li><li> Connectez référence à patient. Note: Référence devrait être de 5 cm x 5 cm neurostimulateur pad électrode de gel relié par un standard 2 mm monopolaire fil électrode. Placez l&#39;électrode sur la clavicule gauche. </li><li> Raccorder amplificateur analogique à un convertisseur A / D et le logiciel portable d&#39;analyse du signal ordinateur de course. Deuxième étape de filtrer numériquement le signal autour du patient pic de bêta spécifique avec une bande passante de 4 Hz. Surveillance bêta amplitude et l&#39;utiliser pour contrôler la stimulation avec un seuil prédéfini. Lisse amplitude bêta avec une fenêtre de lissage (400 msec était heuristique efficace dans cette configuration.) </li><li> Connectez D / A gâchette pour stimulateur. </li><li> Connectez stimulateur au patient par l&#39;amplificateur. Remarque: Pour plus de sécurité, assurez-densités de charge sont limités à &lt;30 μQ / cm 2 et stimulateur a entrée linéaire - fonction de sortie. Isoler optiquement toutes les connexions pour le patient. Stimulateur doit être conçu et testé à la norme EN60601-1 et autres normes de référence de la sécurité médicale. </li></ol> 3. Test de stimulation continue conventionnelle <ol><li> Tournez sur la stimulation à haute fréquence classiquetion, mais d&#39;abord au zéro de tension (100 ms, 130 Hz, 0 V). Appliquer une stimulation monopolaire à un contact bipolaire comblé par paire de contact avec la plus grande amplitude bêta. Surveillance stimulateur lecture en continu tout au long de l&#39;expérience pour s&#39;assurer que la stimulation est livré comme prévu. </li><li> Lentement augmenter la tension de stimulation de 0,5 V par incréments toutes les quelques minutes, à la recherche de seuil de l&#39;effet clinique. Établir tension de stimulation cliniquement utile (généralement 1,5-3,0 V) accompagné par des effets secondaires minimes ou aucun tels que paresthésie. </li></ol> 4. Essai de seuil de commutation on / off et de paramétrage Trigger <ol><li> Avec la stimulation à la tension cliniquement efficace, passer le stimulateur hors de 250 msec décélération. </li><li> Avec la stimulation à la tension cliniquement efficace, passer le stimulateur sur 250 msec montée en puissance. </li><li> Renseignez-vous sur la paresthésie et d&#39;autres effets secondaires possibles ont connu lors de la commutation stimulation sur et en dehors. &lt;/ Li&gt; <li> Si les effets secondaires sont présents, de réduire la tension de 0,25 V et répétez les étapes 4.1 à 4.3 ci-dessous jusqu&#39;à ce que paresthésie sur on / off seuil de commutation. </li><li> Par titrage trouver le seuil de paresthésie avec commutation on / off et réglez la tension juste en dessous (0,1 V) ce seuil pour des tests supplémentaires. Si cela est cliniquement inefficaces alors essayer autre contact (choisir contact 1 ou 2). Remarque: stimulateur allumage et l&#39;extinction peuvent également chez certains patients provoquer un artefact de pointe, susceptible d&#39;être lié à la charge de capacité à l&#39;interface de l&#39;électrode de tissu. Comme c&#39;était le signal filtré passe-bande dans la bande bêta, avant de fixer un seuil de déclenchement, cet objet a été considérablement atténuée. Néanmoins, dans quelques cas, cet artefact était suffisante pour provoquer l&#39;auto-déclenchement. Pour résoudre ce dans ces cas, nous avons réduit la tension de stimulation, et augmenté le seuil de déclenchement d&#39;échapper à auto-amorçage. Une autre façon que ce pourrait être abordée à l&#39;avenir si nécessaire à travers l&#39;incorporation deun lock-out période après chaque déclenchement début pour éviter l&#39;auto-déclenchement. </li><li> Tournez sur la stimulation à tension juste sous le seuil de paresthésie commutation on / off déterminé ci-dessus. </li><li> Augmenter l&#39;amplitude beta seuil de déclenchement à un niveau qui résulte en un minimum de temps sur la stimulation tout en maintenant l&#39;effet clinique. Objectif de réduction d&#39;au moins 50% du temps sur la stimulation. </li><li> Désactiver la stimulation et de laisser le patient sans stimulation (à la suite mis en place et entre les blocs de test) pendant 10 min au délavage effet de stimulation. </li></ol> 5. Essai des patients entre les différents stimulation Conditions <ol><li> Assurer insu des patients à tester les conditions (adaptation DBS, classique et hors). </li><li> Appliquer chaque condition d&#39;essai pendant au moins une période de stabilisation de 5 mn avec la condition de fonctionnement avant le début de l&#39;essai clinique. test de Chariot état pour les sujets. Fixer la tension, la largeur d&#39;impulsion et la fréquence de stimulation identiCally dans les conditions d&#39;essai de sorte que la seule différence concerne le moment de la stimulation à l&#39;égard de bêta amplitude. </li><li> À un point fixe prédéterminé après le début de la stimulation (par exemple, au moins 300 sec), évaluer le patient en clinique pour effet dans l&#39;échelle de notation de l&#39;échelle UPDRS. </li><li> évaluation d&#39;enregistrement de la vidéo et taux aveugle par déconnecté d&#39;experts indépendants (à l&#39;exclusion de rigidité.) </li><li> Effectuer une évaluation clinique en utilisant des mesures objectives (accélérométrie ou actigraphie). </li></ol>

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</ol>

LZ, MH: conseil, appui de Voyage, les frais d&#39;expression, Medtronic, St Jude. TF: conseil, AbbVie Pharmaceuticals, St Jude, Medtronic; PL: conseil, frais de langue, Medtronic, St Jude. PB: conseil, Medtronic, Sapiens.

Cet article présente une nouvelle méthode pour l&#39;étude et la validation de la stimulation cérébrale profonde adaptation chez les patients post-opératoires. Traitement DBS fait partie du traitement standard pour les PD, le tremblement essentiel et la dystonie et est mis en place et testé dans une série d&#39;autres conditions, y compris le groupe de tête, l&#39;épilepsie, le syndrome de Gilles de la Tourette, le trouble obsessionnel-compulsif et la dépression. À l&#39;heure actuelle, tous les paradigmes de stimulation cliniques emploient stimulation continue, en boucle ouverte et bien que ces paradigmes de stimulation simples sont souvent efficaces, il est à espérer qu&#39;ils peuvent être considérablement améliorées en les rendant sensibles à la maladie biomarqueurs appropriés et optimiser ainsi la stimulation de façon éclairée, le patient de manière spécifique. Le procédé, décrit ici, permet de tester chez des patients ADBS extériorisés après leur première opération (implantation d&#39;électrodes), avant l&#39;implantation de l&#39;internalisation et de la batterie et de stimulateur. En utilisant cette méthode, on espère yavant que les chercheurs peuvent étudier l&#39;efficacité de l&#39;ADBS en utilisant une gamme de biomarqueurs dans le spectre des troubles pour lesquels DBS est utilisé. Cela peut alors conduire à des essais en milieu clinique implanté chroniquement. Le protocole que nous avons utilisé et jugé succès est décrit ci-dessus. Nous avons discerné un certain nombre d&#39;étapes critiques pour affiner le processus pour atteindre l&#39;ADBS succès. Les paramètres pouvant être contrôlés dans cette configuration simple ADBS comprennent tension, seuil de déclenchement, le contact de stimulation et de la durée de rampe. Ceux-ci doivent tous être mis en balance avec les effets secondaires de commutation stimulation sur et en dehors (paresthésie), des problèmes techniques (récurrente «soi» de déclenchement) et l&#39;efficacité clinique. Commutation sur la stimulation et provoque un arrêt artefact dépendant de la tension dans le LFP que, malgré le filtrage, peut potentiellement pénétrer dans la gamme de fréquence d&#39;intérêt. Si cela est sévère, il peut amener le système à auto-déclenchement, même en l&#39;absence d&#39;unélévation dans le signal de biomarqueurs, ici-activité bêta dans le potentiel de champ local. Cela ne représente pas un problème de sécurité car elle entraîne efficacement dans l&#39;ADBS étant tout le temps et donc imitant CDB, qui est connue pour être sûr. Toutefois, cela n&#39;entraîne un manque de réactivité à la bêta amplitude et la perte donc tout bénéfice potentiel de l&#39;ADBS sur CDB. Nous avons constaté que, si nécessaire, l&#39;auto-déclenchement pourrait être évitée en réduisant la tension de stimulation, le relèvement du seuil ou de modifier le contact de la stimulation. La rampe 250 ms de stimulation sur et en dehors a été trouvé à être compromis satisfaisant en matière de prévention des paresthésies, tout en conservant la réactivité de l&#39;ADBS. À l&#39;heure actuelle paramètres doivent être ajustés de manière heuristique afin d&#39;obtenir le meilleur profil de réponse chez les patients individuels et nous n&#39;avons pas encore identifié de règles uniformes applicables au niveau du groupe pour atteindre cet fiable. Néanmoins, tous les patients étudiés jusqu&#39;à présent, nous avons trouvéque l&#39;ajustement de la tension de heuristique, seuil de déclenchement et le contact de stimulation efficace ADBS activé, et les paramètres optimaux ont été identifiés en moins de 30 min. Il est à espérer que la gestion des effets secondaires (de paresthésies de commutation on / off) et la contamination artefact (possiblement liés au tissu-électrode capacité) peut être étudiée davantage et mieux comprise à dégager des règles plus générales concernant leur minimisation. L&#39;espace des paramètres potentiel pour l&#39;exploration deviendra également plus grande et plus complexe que la complexité des biomarqueurs et des algorithmes de stimulation poussent. Par exemple, les paramètres de puissance à haute fréquence, un couplage d&#39;amplitude et de phase bêta variabilité ont tous été montré pour se rapporter à l&#39;état parkinsonien 9,10,12,17. La méthode décrite dans ce document devrait permettre la recherche systématique de ces paramètres et leur effet sur l&#39;efficacité clinique de la stimulation en plus de leur profil d&#39;effets secondaires. Cependant, le thorough l&#39;optimisation de tous les paramètres de l&#39;avenir est susceptible d&#39;être facilitée une fois les modèles DBS et routines d&#39;optimisation algorithmique qui mettent l&#39;accent sur la réponse du biomarqueur plutôt que les effets cliniques permettent limitation du paramètre va être recherché empiriquement. Cette méthode a démontré une amélioration de la consommation d&#39;énergie et l&#39;efficacité clinique par rapport à DBS classique et a le potentiel d&#39;être encore améliorée en PD avec l&#39;avancement de notre compréhension en ce qui concerne les biomarqueurs et la stimulation de motifs. Dans d&#39;autres conditions où DBS est utilisé, on sait beaucoup moins en ce qui concerne la physiopathologie sous-jacente et donc biomarqueurs correspondants sont pas encore totalement déterminé. Des recherches complémentaires importantes sont nécessaires pour exploiter pleinement le potentiel de l&#39;ADBS dans la maladie de Parkinson, et d&#39;explorer la faisabilité d&#39;un certain nombre d&#39;autres conditions neurologiques et neuropsychiatriques potentiels dans lequel la gravité et à la dépréciation fluctuent au fil du temps.

La maladie de Parkinson est un trouble très invalidante de mouvement dégénérative commune pour laquelle un traitement médical à long terme n&#39;est pas satisfaisante 1. DBS est efficace pour de pointe PD médicalement réfractaire, mais est limité en termes d&#39;efficacité, les effets secondaires et le coût 2. Stimulation conventionnelle est heuristique par un spécialiste des troubles du mouvement et laissé en marche en continu sans changement jusqu&#39;à la prochaine visite à la clinique. Paramètres de stimulation typiques sont 60 ms de largeur d&#39;impulsion, l&#39;intensité de 3 V, 130 Hz et la répétition. Cependant, cette stimulation haute tension continue peut interférer avec le fonctionnement normal du moteur 3. Tout comme la stimulation cardiaque a réussi la transition de systèmes à boucle ouverte simples pour les systèmes en boucle fermée sensibles complexes, avec une amélioration associée dans les résultats, il est à espérer que DBS peut de même être améliorée en le rendant sensible aux rythmes cérébraux sous-jacents - adaptatif DBS (ADBS) 4 , 5. En order de réaliser ADBS, il est tout d&#39;abord essentiel d&#39;identifier des biomarqueurs fiables de la maladie. La maladie de Parkinson est caractérisée par la bêta importante (13 à 33 Hz) des oscillations enregistrées dans l&#39;ensemble du circuit de ganglions de la base 2. Ces oscillations bêta sont supprimées par la lévodopa et DBS en proportion à l&#39;amélioration de l&#39;état clinique 6,7. Ils sont stables et robustes à long terme et peuvent être enregistrées à partir des mêmes électrodes utilisées pour DBS clinique qui en fait des cibles attrayantes pour les biomarqueurs 8. En plus des oscillations bêta, une série d&#39;autres, des biomarqueurs potentiels, plus complexes ont été identifiées qui ont été montrés pour se rapporter à la gravité des symptômes 2,9-12. Preuve de principe de l&#39;ADBS a été démontré dans un modèle non - primate de PD 13. Cette utilisé un seul neurone moteur cortical pour contrôler la stimulation avec le tir du neurone déclenchement DBS stimulation après un délai fixe. L&#39;étude a indiqué que s&#39;adapterive stimulation était plus efficace que DBS classique. Des travaux récents ont depuis étendu avec succès ADBS à l&#39;homme, la méthode pour ce qui est présenté dans cet article JoVE 14. Cette étude a porté sur des patients atteints de la MP dans la période post-opératoire immédiate avant internalisation de leurs fils et la connexion à leur batterie / stimulateur. Oscillations bêta étaient surveillés en temps réel en ligne et utilisés pour contrôler la synchronisation de la stimulation à haute fréquence. Cela a conduit à une réduction&gt; 50% de la consommation d&#39;énergie et une amélioration de 25% en cas d&#39;insuffisance du moteur par rapport à la stimulation standard. Ces résultats devront être reproduits à l&#39;état chronique implanté où les seuils et les paramètres de stimulation efficaces peuvent changer ainsi que les niveaux de drogue. En tant que tel, il faudra peut biomarqueurs et des algorithmes de contrôle pour être ajusté et adapté en conséquence et en effet peuvent nécessiter davantage de complexité pour s&#39;adapter à ce paramètre différent paysage. Les appareils qui sont équipés à plus long terme stimulation et l&#39;enregistrement sont en cours de développement et mis à l&#39;essai dans un cadre de 15 recherche. En attendant il ya un besoin pour une plate-forme qui permettra aux avantages possibles de l&#39;adaptation DBS et les algorithmes qui sous-tendent sa performance à une évaluation plus poussée et raffiné. Il s&#39;agit d&#39;une étape importante, car les erreurs et les approches sous-optimales sont plus difficiles à renverser une fois les systèmes sont intériorisées pour une utilisation chronique. En outre, des études de courte durée sont nécessaires pour motiver les efforts visant à surmonter les défis implicites dans le développement du système DBS adaptation intériorisée chronique. Le but de ce rapport des méthodes est de permettre aux chercheurs d&#39;explorer une gamme de différents biomarqueurs et des paradigmes de stimulation chez les patients DBS et à optimiser les paramètres de manière à maximiser l&#39;efficacité et minimiser les effets secondaires / consommation d&#39;énergie. C&#39;est la première méthode de son genre à être efficace chez les patients avec la maladie de Parkinson et est relativement simple et facile à appliquer encore. La méthode est conçue to étudier tout patient DBS pour qui il est un biomarqueur de LFP connu et qui dispose d&#39;un délai d&#39;externalisation post-opératoire (période allant jusqu&#39;à 1 semaine lorsque les fils d&#39;électrodes sont extra-crânienne et disponible pour l&#39;expérimentation avant l&#39;insertion de la batterie / stimulateur).

<table><tbody><tr><td>Amplificateur StimRecord (3-37 Hz)</td><td>Rejet NA en mode</td><td></td><td>commun, 3-37 Hz (passe-bande), amplificateur x9500. Voir - Eusebio, A et al16.</td></tr><tr><td>1401 Unité d’acquisition numérique</td><td>CED</td><td>Micro 1401-3</td><td></td></tr><tr><td>Logiciel Spike 2</td><td>CED</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Stimulateur</td><td>interne NA</td><td></td><td>Stimulateur biphasé, variable et rampé. Voir - Little et al14.</td></tr><tr><td>Tampon de référence électrode</td> gel <td>Axelgaard</td><td>895220</td><td>5 x 5 cm PALS tampon d’électrode gel platine</td></tr></tbody></table>

contrôle de la maladie de parkinson avec adaptive stimulation cérébrale profonde

Controlling Parkinson's Disease With Adaptive Deep Brain Stimulation

La stimulation cérébrale profonde (Adaptive ADBS) a le potentiel d&#39;améliorer le traitement de la maladie de Parkinson par stimulation optimisation en temps réel en fonction de la fluctuation état de la maladie et des médicaments. Dans la présente réalisation de adaptatif DBS nous enregistrons et stimuler des électrodes DBS implantées dans le noyau sous-thalamique des patients atteints de la maladie de Parkinson dans la période post-opératoire. Potentiels de champ locaux sont analogique filtré entre 3 et 47 Hz, avant d&#39;être transmis à une unité d&#39;acquisition de données où ils sont numériquement filtrés à nouveau autour du patient pic de bêta spécifique, rectifiées et lissés pour donner une lecture en ligne de l&#39;amplitude bêta. Un seuil d&#39;amplitude beta est réglé de manière heuristique, qui, s&#39;il est dépassé, transmet un signal de déclenchement de l&#39;appareil de stimulation. Le stimulateur alors rampes jusqu&#39;à stimulation à une tension efficace cliniquement pré-déterminée de plus de 250 msec et continue de stimuler jusqu&#39;à l&#39;amplitude de bêta retombe vers le bas en dessous du seuil.Stimulation continue de cette manière avec de brefs épisodes de rampe DBS pendant les périodes de puissance bêta accrue. L&#39;efficacité clinique est évaluée après une période minimale de stabilisation (5 min) à travers l&#39;évaluation de la vidéo en aveugle et aveugle de la fonction de moteur à l&#39;aide d&#39;une sélection de notes de l&#39;échelle d&#39;évaluation de la maladie de Parkinson (Unified UPDRS). Des travaux récents ont montré une réduction de la consommation d&#39;énergie de l&#39;ADBS, ainsi qu&#39;une amélioration des résultats cliniques par rapport à DBS classique. ADBS chroniques pourraient maintenant être mis à l&#39;essai dans la maladie de Parkinson.

Les résultats obtenus avec cette méthode ont été récemment publiés en utilisant ce protocole pour la bêta amplitude (figure 1) 14. Cette étude a montré que la stimulation cliniquement efficace peut être obtenue malgré une réduction&gt; 50% de la durée de stimulation (p &lt;0,001). Il a également été noté que le temps de la stimulation a eu tendance à baisser progressivement malgré un seuil de déclenchement constant (2-tailed, test t à 1 échantillon, t 7 = 3,2, p = 0,01). scores à moteur ont été améliorés de 66% et 50% au cours de l&#39;ADBS dans les conditions unblinded et aveugle, respectivement. Malgré la quantité réduite de stimulation totale - résultat clinique était de 29% (p = 0,03) et 27% (p = 0,005) dans le groupe mieux ADBS comparaison avec le groupe DBS classique (non aveugle et aveuglé respectivement, Figure 2). <img alt="Figure 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51403/51403fig1highres.jpg"src = &quot;/ files/ftp_upload/51403/51403fig1.jpg&quot; /&gt; Figure 1. D&#39;installation expérimentale. Montage expérimental pour la stimulation cérébrale profonde adaptation chez les sujets externalisés. Potentiel de champ local bipolaire (LFP) est passé à travers un amplificateur intégré personnalisé StimRecord qui filtre (3-37 Hz) et amplifie (x9, 100). Le signal de sortie analogique (A) est passé à une unité d&#39;acquisition de données, qui le convertit en un signal numérique (D) qui est affiché sur un ordinateur portable. Le signal est filtré numériquement autour du pic de la bêta en temps réel et convertie en bêta amplitude par redressement et lissage. Un seuil est fixé qui déclenche une stimulation dans un montage monopolaire entre les deux électrodes bipolaires d&#39;enregistrement lorsque l&#39;alimentation bêta traverse le seuil. Stimulation se termine lorsque le pouvoir de bêta redescend en dessous du seuil. (Reproduit avec la permission de Annals of Neurology.) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51403/51403fig1highres.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une lar</a>version ger de ce chiffre. <img alt="Figure 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51403/51403fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51403/51403fig2.jpg" /> Figure 2. Des améliorations cliniques. Moyenne ± SEM% de changement dans hémicorps scores UPDRS (articles 20, 22, et 23) avec différentes conditions de stimulation évaluée en aveugle pendant les sessions expérimentales (A) ou à partir d&#39;enregistrements vidéo par des experts en insu (B). Astérisques indiquent des différences significatives suivantes correction pour les comparaisons multiples par la procédure de faux taux de découverte. Tous les changements sont significatifs de l&#39;état non stimulé, à l&#39;exception de la partition aveugle pour la stimulation aléatoire (Reproduit avec la permission de Annals of Neurology.) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51403/51403fig2highres.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande</a>de ce chiffre.

La stimulation cérébrale profonde (Adaptive ADBS) est efficace pour la maladie de Parkinson, l&#39;amélioration des symptômes et réduire la consommation d&#39;énergie par rapport à la stimulation cérébrale profonde conventionnelle (des CDB). En ADBS nous suivons un biomarqueur potentiel de champ local (amplitude oscillatoire bêta) en temps réel et l&#39;utiliser pour contrôler la synchronisation de la stimulation.

Contrôle de la maladie de Parkinson avec Adaptive stimulation cérébrale profonde

Adaptive deep brain stimulation (aDBS) has the potential to improve the treatment of Parkinson&#39;s disease by optimizing stimulation in real time ...

L'objectif général de l'expérience suivante est d'observer et de quantifier l'effet clinique de la stimulation cérébrale profonde adaptative et de le comparer à la stimulation standard. Cela est réalisé en effectuant un enregistrement passif à partir des électrodes de stimulation cérébrale profonde ou DBS de patients parkinsoniens postopératoires et en réalisant une analyse spectrale sur des montages bipolaires afin d'identifier les contacts optimaux pour la stimulation et l'enregistrement simultanés. Dans un deuxième temps, une stimulation clinique monopolaire continue standard est effectuée sur le contact identifié afin de déterminer les paramètres qui confèrent des améliorations cliniques telles que la suppression du tremblement.Ensuite, une stimulation intermittente est réalisée selon l'amplitude bêta afin d'identifier les seuils de déclenchement appropriés pour une stimulation adaptative, qui peut ensuite être comparée à la stimulation continue standard. Les résultats montrent une amélioration des résultats cliniques avec la stimulation adaptative par rapport à la stimulation haute fréquence standard, malgré des réductions significatives de la quantité de charge électrique délivrée et de la durée de stimulation. Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes, comme la stimulation conventionnelle haute fréquence, est qu'en étude aiguë, elle réduit la stimulation globale, permettant ainsi d'économiser la batterie tout en améliorant la performance motrice.Les implications de cette technique s'étendent au traitement d'autres troubles neurologiques et neuropsychiatriques traités par stimulation cérébrale profonde (DBS), car d'autres affections telles que les tremblements fluctuent également et pourraient donc être sensibles à une approche de stimulation adaptative. L'idée de cette méthode s'est développée progressivement au fil du temps, plusieurs équipes ayant reconnu l'importance d'une synchronisation excessive, en particulier des oscillations bêta, dans la physiopathologie de la maladie de Parkinson. Commencez par obtenir le consentement éclairé du patient atteint de la maladie de Parkinson réfractaire au traitement médical.Après l'implantation des électrodes de stimulation cérébrale profonde (SCP), il existe deux électrodes BS, chacune comportant quatre contacts. Un stimulus peut être délivré à un contact, et des enregistrements peuvent être obtenus à partir des deux contacts adjacents. Le contact utilisé pour délivrer le stimulus peut être modifié selon les besoins la veille de la procédure expérimentale ; le lendemain matin, lorsque le patient arrive pour le test, arrêtez le traitement anti-parkinsonien du patient, puis commencez par vous laver les mains.Ensuite, retirez délicatement les fils des électrodes de leur protection. Puis, reliez les électrodes de SNC externes au câble de connexion. Ensuite, connectez l'électrode à l'amplificateur.Enfin, connectez l'électrode de référence au-dessus de la clavicule gauche du patient. Ensuite, enregistrez le potentiel de champ local bipolaire, ou PCL, issu des contacts zéro et deux contralatéraux au côté le plus affecté, pendant que le patient est au repos. Puis, répétez l'enregistrement bipolaire à partir des contacts un et trois.Effectuez une analyse spectrale de puissance afin d'identifier la fréquence du pic bêta propre au patient ainsi que la paire de contacts bipolaires présentant l'amplitude bêta la plus élevée pour le test de stimulation, à savoir les électrodes L0 et L2. Dans cet exemple, après avoir déterminé la paire de contacts bipolaires avec l'amplitude bêta maximale, ici les contacts 0 et 2, sélectionnez le contact situé entre ces deux contacts comme contact pour la stimulation monopolaire. Pour connecter le patient au dispositif de DBS adaptatif.Connectez l'amplificateur analogique au convertisseur analogique-numérique et à l'ordinateur portable exécutant le logiciel d'analyse du signal. Filtrez numériquement le signal au niveau du pic bêta spécifique du patient à l'aide d'une bande passante de quatre hertz lors d'une deuxième étape. Le logiciel surveille l'amplitude bêta et utilise celle-ci pour contrôler la stimulation ; avec un seuil prédéfini, l'amplitude bêta est lissée à l'aide d'une fenêtre de lissage de 400 millisecondes.Ensuite, reliez le D à un déclencheur du stimulateur. La prochaine étape consiste à activer la stimulation à haute fréquence conventionnelle avec une tension initiale de zéro. Puis, reliez le stimulateur au patient à travers l'amplificateur en isolant optiquement toutes les connexions au patient.Appliquez la stimulation monopolaire au contact identifié précédemment. Surveillez en continu l'affichage du stimulateur tout au long de l'expérience afin de garantir que la stimulation attendue est délivrée progressivement. Augmentez la tension de stimulation par incréments de 0,5 volt toutes les quelques minutes.Recherche du seuil d'effet clinique. Par exemple, une amélioration du tremblement, de la raideur ou de la lenteur. Établir la tension de stimulation cliniquement utile, qui se situe généralement entre 1,5 et trois volts et provoque des effets secondaires minimes, voire inexistants, tels que des paresthésies, lorsque la stimulation est appliquée à la tension cliniquement efficace.Éteignez le stimulateur avec une rampe de descente de 250 millisecondes. Ensuite, avec la stimulation toujours au voltage cliniquement efficace, allumez le stimulateur avec une rampe de montée de 250 millisecondes. Interrogez le patient sur la présence de paresthésies ou d'autres effets secondaires ressentis lors de l'arrêt et de la remise en marche de la stimulation, s'il y a lieu.Continuer à réduire la tension par paliers de 0,25 volt et tester la présence de paresthésie en activant et désactivant la stimulation lorsqu'aucune paresthésie n'est signalée. Régler la tension à 0,1 volt en dessous de ce seuil et activer la stimulation. Ensuite, augmenter progressivement le seuil de déclenchement de l'amplitude bêta et s'assurer que l'effet clinique persiste, jusqu'à atteindre un niveau permettant un temps d'activation minimal de la stimulation.Tout en maintenant un effet clinique, visez à ce que la stimulation soit activée au maximum 50 % du temps. Ajuster le seuil de déclenchement et les paramètres de stimulation afin d'assurer une DBS adaptative appropriée sans auto-déclenchement est une étape cruciale. Pour y parvenir, une titration minutieuse et progressive du seuil et des tensions de stimulation est nécessaire, tout en surveillant étroitement le patient.Une fois le seuil de déclenchement et les paramètres de stimulation définis, désactiver la stimulation pendant 10 minutes afin d'éliminer l'effet de la stimulation. Veiller à ce que les patients soient aveugles aux conditions du test. Commencer à appliquer une DBS adaptative, une DBS conventionnelle ou aucune stimulation.Laisser la condition d'essai fonctionner pendant une période de stabilisation de cinq minutes. Après cinq minutes, commencer les tests cliniques. Évaluer le patient à l'aide de l'échelle unifiée d'évaluation de la maladie de Parkinson.Des mesures d'évaluation objectives, telles que l'accélérométrie ou l'actigraphie, peuvent également être utilisées. Après avoir terminé une condition de test, éteignez la stimulation pendant une autre période de repos de 10 minutes. Ensuite, déclenchez le prochain type de stimulation, en commençant à nouveau par une période de stabilisation de cinq minutes avant d'effectuer l'évaluation.Fixez la largeur de l'impulsion de tension et la fréquence de stimulation de manière identique entre les conditions expérimentales afin que la seule différence concerne le moment de la stimulation. En ce qui concerne l'amplitude bêta tout au long de la vidéo de test clinique, enregistrez la tâche de sorte qu'un expert indépendant puisse effectuer une évaluation en aveugle à une date ultérieure. Le pourcentage d'amélioration motrice par rapport à l'état sans stimulation, évalué par un observateur non en aveugle durant la session expérimentale, est indiqué ici pour la DBS conventionnelle, la DBS adaptative et la stimulation aléatoire. Des évaluations en aveugle ont également été réalisées en analysant des vidéos de la performance motrice.Les scores moteurs ont été améliorés de 66 % et de 50 % respectivement lors de la DBS adaptative dans les conditions non masquée et masquée. Malgré une réduction de la quantité totale de stimulation, le résultat clinique était meilleur de 29 % en condition non masquée et de 27 % en condition masquée dans le groupe de DBS adaptative par rapport au groupe de DBS conventionnelle. Lors de la réalisation de cette procédure, il est important de se souvenir d'observer continuellement le patient pour détecter d'éventuels effets secondaires ou modifications de l'état clinique après cette procédure.D'autres approches, telles que le déclenchement de différents biomarqueurs potentiels ou l'utilisation de différents seuils ou formes de déclenchement, peuvent être réalisées afin d'explorer la grande variété de paradigmes possibles de DBS adaptatif.

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