Thérapie de stimulation magnétique transcrânienne personnalisée guidée par IRMf livrée robotiquement pour la dépression résistante au traitement

Ce protocole illustre le flux de travail d’une TMS personnalisée, guidée par FMRI, délivrée robotiquement et adaptée pour la dépression. La TMS guidée par IRMF répond aux problèmes de précision et de précision associés au ciblage standard sur le cuir chevelu. Après avoir converti les fichiers IRM DICOM du patient au format NIFTI et effectué une analyse RSFC, identifiez les coordonnées standard de l’espace cérébral, situées au centre de gravité du cortex préfrontal dorsolatéral gauche ou le cluster anti-corrélé DLPFC au format X, Y, Z.

Ensuite, obtenir la carte fonctionnelle standard DLPFC SGC produite au format NIFTI, en espace standard. Identifier la coordonnée standard cérébrale correspondant à l’abducteur court du pouce droit pour approximer la cible du seuil moteur au repos, ou test RMT. Warp les coordonnées DLPFC, M1 et la connectivité fonctionnelle DLPFC SGC cartographient de l’espace standard à l’espace natif du patient en utilisant des transformations générées par le pipeline initial de prétraitement préparé plus tôt.

Fournir au psychiatre effectuant le ciblage TMS les coordonnées cérébrales spatiales natives pour le DLPFC, M1 et la carte de connectivité fonctionnelle du DLPFC SGC. Pour accéder à l’emplacement de stockage des images T1W natives du patient, cliquez sur fichier et sélectionnez nouvelle séance dans la Neuronavigation. Créez un dossier de session et sélectionnez soit DICOM, soit NIFTI, selon le format de stockage des images T1W.

Ajustez le seuil de surface sur le cuir chevelu sur l’image T1W en utilisant l’option d’ajustement du seuil de surface située dans la barre de menu du logiciel Neuronavigation. En utilisant l’option ajuster le seuil du cuir chevelu, ajustez le seuil de surface du cuir chevelu pour qu’il se gonfle ou se dégonfle. Assurez-vous de minimiser l’espace épidural, ou le cuir chevelu par rapport à la définition de la surface du cuir chevelu.

Pour segmenter les tissus cérébraux à partir de tissus non cérébraux, en utilisant l’option de segmentation cérébrale, sélectionnez un grand tractus de matière blanche et cliquez sur calculer, afin que le logiciel détermine les valeurs relatives de contraste entre le cerveau et les tissus non cérébraux, puis vérifie que la surface cérébrale définie s’aligne adéquatement avec la surface de la matière grise. Ensuite, en utilisant l’option d’enregistrement du patient, prédéfinissez les repères anatomiques. Inscrivez le trage gauche, le trage droit et le nasion sur l’image T1W de l’espace natif du patient en préparation de la co-inscription avec les repères réels du cuir chevelu du patient.

Le tragus, le jonction du tragus helix ou tout repère facilement identifiable peut être utilisé tant que la co-enregistrement à une étape ultérieure est étroitement correspondu. Ensuite, entrez la cible DLPFC en espace natif et les coordonnées M1 au format X, Y, Z en utilisant l’orientation antérieure supérieure droite avec l’option de planification dans la barre de menu. Repositionnez la cible DLPFC au gyrus le plus proche si elle tombe dans un sillus.

Pour vérifier que la coordonnée cérébrale repositionnée reste dans le cluster anti-corrélé sélectionné, superposez la carte fonctionnelle DLPFC SGC en espace natif sur l’image T1W de l’espace natif du patient et entrez les coordonnées de la cible cérébrale repositionnée dans le logiciel de visualisation IRM. Repositionner la coordonnée M1 au gyrus précentral si nécessaire. Calculez les points d’entrée perpendiculaires de la bobine TMS sur le cuir chevelu pour les coordonnées DLPFC et M1.

Assurez-vous que l’angle d’approche de la bobine TMS, par rapport au côté gauche de la tête, soit réglé à 45 degrés lors du calcul du point d’entrée. Superposez une grille d’entrée ou de cible de six par quatre, espacée à intervalles de cinq par cinq millimètres, dans l’option d’entrée ou de cible dans la zone de contrôle pour créer des cibles supplémentaires pour les tests RMT. Asseyez le patient dans une chaise de traitement motorisée avec un repose-nuque, assurant un bon soutien de la tête et du cou.

Allongez le patient et redressez les jambes dans une position confortable. À l’aide d’un bandeau ou d’un ruban adhésif double verso, fixez le suivi de référence patient sur le front droit du patient. Positionnez la tête du patient à l’aide de la chaise motorisée afin qu’elle soit dans le champ visuel de la caméra de neuronavigation.

Ensuite, retournez à l’option d’enregistrement du patient dans la barre de menu pour coenregistrer les repères anatomiques et la surface du cuir chevelu du patient vers les repères anatomiques prédéfinis et la surface du cuir chevelu sur l’image T1W. Touchez le pointeur vers les repères réels du cuir chevelu du patient et acquérez chaque point de repère en appuyant sur le bouton vert du bouton de pied ou de la main. Touchez le pointeur du cuir chevelu et faites-le doucement glisser sur le cuir chevelu du patient pour obtenir 300 points de repère tout en appuyant sur le bouton vert du bouton du pied ou de la main.

Vérifiez la précision de l’alignement spatial entre les repères anatomiques réels et prédéfinis ainsi que la surface du cuir chevelu à la fin de la procédure d’enregistrement du patient, rapportée comme un écart quadratique moyen en millimètres. Assurez-vous que les valeurs carrées moyennes de la racine sont inférieures à trois millimètres, sinon, répétez les étapes d’enregistrement jusqu’à ce que cela soit atteint. Repositionnez le cobot de façon à ce que le suivi de référence patient soit à une distance et un angle optimaux dans le champ visuel de la caméra de neuronavigation.

Assurez-vous que le champ visuel de la caméra de neuronavigation peut également détecter l’un des points de référence du cobot. Vérifiez le champ visuel en sélectionnant Vérifier le système de suivi dans la barre de menu. Les réticules violettes indiquent des points de référence visibles.

Activez le mode manuel dans l’option cobot dans la zone de contrôle pour déplacer manuellement le bras robotique monté en bobine dans l’espace de travail. Cliquez sur déplacer en position de stationnement dans le panneau d’options cobot pour déplacer la bobine en position neutre. Positionnez manuellement le cobot, ou ajustez la chaise motorisée, de sorte que la bobine soit directement au-dessus de la tête du patient avec une séparation de plusieurs centimètres.

Ensuite, calibrez la fonction du capteur de force de bobine dans l’option cobot dans la zone de contrôle du logiciel Neuronavigation pour déclencher une fenêtre pop-up du capteur avec quatre voyants de pression. Posez un doigt sur la bobine et augmentez progressivement, puis diminuez la pression pour que les quatre voyants de pression s’allument puis s’éteignent dans l’ordre. Assurez-vous que les lumières s’activent de gauche à droite, puis désactivez de droite à gauche pour que le bouton « okay » soit cliquable.

Placez trois électrodes électromyographiques reliées au moniteur MEP le long de la longueur ventrale de l’abducteur court du pouce droit. Sélectionnez le protocole MEP sur la machine TMS et réglez la sensibilité à 200 microvolts par division. Sélectionnez rappel, puis sélectionnez le timing pour afficher l’interface MEP.

Pour indiquer au bras robotique monté sur la bobine de se déplacer vers la première cible M1 dans la grille, sélectionnez la cible dans les panneaux d’entrée et d’option cible dans la zone de contrôle. Sélectionnez l’alignement de la spirale dans le panneau d’options Cobot pour positionner la résistance sur le cuir chevelu du patient. Sélectionnez l’option stimulateur dans la zone de contrôle du logiciel Neuronavigation et réglez l’intensité initiale de stimulation à 40 % dans l’option amplitude.

Cliquez sur une impulsion unique pour délivrer une impulsion tout en se déplaçant séquentiellement vers chacune des cibles de la grille M1. Un positionnement précis de la bobine TMS n’est pas nécessaire pour les cibles motrices. Augmentez l’intensité de la stimulation selon les besoins pour observer une MEP ou flexion visible du pouce.

Identifiez la cible qui produit la MEP la plus forte ainsi que la plus grande amplitude de flexion du pouce droit, des doigts ou du poignet. Sélectionnez la cible M1 optimale dans les panneaux d’entrée et cible et cliquez sur l’alignement des ressorts dans le panneau d’options cobot pour positionner la spirale sur le cuir chevelu du patient. Ajustez l’intensité de stimulation des impulsions individuelles à cette cible à des intervalles fixés jusqu’à ce que la RMT soit déterminée.

Dans le panneau de stimulation, les valeurs maximales de MEP supérieures à 50 millivolts indiquent une MEP. Identifier la RMT comme l’intensité minimale de stimulation requise pour provoquer cinq mouvements sur dix avec une MEP supérieure à 50 millivolts lors de l’électromyographie. Demandez au patient de fermer les yeux, de se détendre et d’éviter de se concentrer sur une pensée spécifique afin de maintenir des états cérébraux cohérents à travers la FMRI et la TMS.

Indiquez au bras robotique monté sur la bobine de se déplacer vers la cible DLPFC en sélectionnant la cible dans les panneaux d’entrée et d’options cibles dans la zone de contrôle. Sélectionnez l’alignement de la spirale dans le panneau d’options Cobot pour positionner la résistance sur le cuir chevelu du patient. Sélectionnez le protocole de stimulation thêta intermittente programmée de trois minutes dans l’option menu de la machine TMS.

Sélectionnez rappel puis synchronisation pour préparer la machine à exécuter le protocole de stimulation thêta intermittente de trois minutes. Sélectionnez l’option de stimulateur dans la zone de contrôle et réglez l’intensité de stimulation à 80 % de RMT pour la première séance, 100 % pour la deuxième séance et 120 % pour les séances suivantes. Cliquez sur démarrer ou arrêter les trains pour livrer la série complète d’impulsions TMS répétitives.

Chaque impulsion est indiquée dans le panneau de stimulation. Effectuez quotidiennement une stimulation préfrontale dorsolatérale gauche pendant 20 à 30 séances en semaine. Dans une étude ouverte utilisant ce protocole, le taux de réponse global était de 52 % et un taux de rémission de 33 %. Les sous-groupes a priori présentaient des profils distincts de taux de réponse et de rémission, indiquant que le groupe dépressif sans comorbidité, groupe un, répondait mieux que les groupes avec comorbidité ou dépression bipolaire, groupes deux et trois respectivement.

Avant le traitement, la connectivité fonctionnelle moyenne du SGC DLPFC était de moins 0,25. La connectivité fonctionnelle entre le DLPFC et le reste du cerveau n’a pas modifié en fonction du traitement par TMS. Chez le sous-groupe des patients ayant subi une IRMM avant et après la TMS, une réduction spécifique de la RSFC anticorrélée a été observée entre le prétraitement et le post-traitement, avec une connectivité fonctionnelle négative à l’état de repos approchant de zéro.

Ce protocole démontre la faisabilité d’utiliser la connectivité fonctionnelle pour personnaliser la cible thérapeutique du SMT en dépression. Ce protocole nécessite des ressources substantielles et une expertise spécialisée, en particulier pour l’IRM, l’analyse d’imagerie, ainsi que l’utilisation de systèmes de neuronavigation et robotiques. Les protocoles futurs amélioreront la faisabilité grâce à des technologies intégrant les flux de travail de neuronavigation, de robotique et d’imagerie.