幻肢痛に対する在宅遠隔監視経頭蓋直流刺激の使用

Summary

この研究の目的は、安全性、再現性、忍容性など、診療所での診療の標準的な手順を維持する、遠隔監視経頭蓋直流刺激 (RS-tDCS) の在宅送達のプロトコルを説明することです。含まれる参加者は、幻肢痛(PLP)の患者です。

Abstract

経頭蓋直流刺激(tDCS)は、低振幅の直流を使用して皮質の興奮性を変化させる非侵襲的な脳刺激技術です。これまでの試験では、tDCSの安全性と忍容性、および症状を緩和する可能性が確立されています。しかし、その効果は累積的であり、クリニックや外来センターへの頻繁な通院が必要なため、治療のアドヒアランスがより困難になります。さらに、センターまでの交通手段や関連費用など、多くの参加者が治療を受けられることが制限されています。

遠隔監視経頭蓋直流刺激(RS-tDCS)の実装に関するガイドラインに従って、 暗号化されたビデオ会議プラットフォームを介して研究者がリアルタイムで監視しながら、患者が使用するために変更された特定のデバイスと材料を使用する、リモート監視および在宅参加用に設計されたプロトコルを提案します。詳細な教材と構造化されたトレーニング手順を開発し、リモートでリアルタイムに監視しながら、自己管理または代理管理を可能にしました。このプロトコルは、トレーニング中および訪問の実行中に一連のチェックポイントを持つように特定の設計になっています。このプロトコルは現在、幻肢痛(PLP)に対するRS-tDCSの大規模実用的研究で使用されています。本稿では、在宅RS-tDCSセッションを実施する際の運用上の課題について説明し、教師ありセッションでその有効性を高める方法を紹介します。

Introduction

切断された四肢で経験する痛みと不快感の感覚は、幻肢痛(PLP)と呼ばれ、治療が困難な複雑な状態であり、完全で長期的な痛みの緩和と管理を達成することの難しさに寄与する難治性の性質で構成されています。異常な神経活動またはシグナル伝達、神経可塑性、心理的要因、および限られた理解と研究に起因するその神経因性の性質による効果的な治療の欠如は、痛みの提示と治療結果における現象の複雑さに影響を与えます。利用可能なすべての治療法から、経頭蓋直流刺激(tDCS)を使用した最近の研究では、一次運動皮質(M1)の刺激と運動表現技術を組み合わせた場合の肯定的な結果が報告されています1,2,3,4。Kikkert et al. が 2019 年に発表したように、併用刺激の長期的な効果により、介入後に有意な疼痛軽減が維持され、3 か月の追跡期間が経過し、下肢切断者では有意な改善と大きな効果量が得られました。

効果は有望であるが、切断に関連する地理的制約と障害のために、これらの結果の臨床的翻訳は限られており、切断後の適切なリハビリテーションへのアクセスを遅らせ、^{影響を与える5。}解決策の1つは、デジタル技術と遠隔医療アプローチを使用して、これらの介入を遠隔環境に展開することです⁶。最近の国際的なコンセンサス^{では、医療}緊急事態を管理するために常時利用可能なサポートチーム、コスト最適化戦略、さらなるフィールド開発のための保険適用範囲の実施、デバイスのリモート使用のためのソフトウェアおよびハードウェアの開発を実施するための専門チームまたはサードパーティサービスなど、デジタル化された電気刺激7を成功裏に実装するための要件が報告されています。 潜在患者への訴求力を高めるデジタルマーケティング戦略と、ユーザーエクスペリエンス向上のためのフロントエンドインターフェース。

遠隔監視経頭蓋直流刺激(RS-tDCS)プロトコルの適切な実施は、この安全で効果的な介入^の臨床応用を加速する可能性を秘めています4 自宅で実行できる行動様式(理学療法、マインドフルネスなど)との組み合わせを促進します。最近の研究では、同じ条件に対する以前のオンサイトtDCS研究と比較して、RS-tDCSの実現可能性と同等の結果が示されています^8,9。しかし、慢性疼痛の臨床試験にRS-tDCSを実施する方法に関する実際的な詳細とガイダンスは、文献ではまだ限られています。RS-tDCSには、適切なコーチングを受けた後の自己管理型tDCS療法と比較して、訓練を受けた専門家によるオンライン監督の必要性など、未解決の問題があります。さらに、メタデータの登録、治療ガイドラインの遵守、接触の質や使用時間を追跡するアプリなどの技術の使用、予定外の刺激セッションに関連するデバイスの誤用の回避、および個人情報の保護、健康記録の記録、共有のルール、アクセスのパスワード保護などの「インターネットの問題」に関連するトピックに関する質問は未解決のままです。

したがって、私たちの目標は、RS-tDCSセッションの実行方法に関する視覚的なガイドラインと、実用的な臨床試験の文脈で幻肢痛(PLP)を治療するためのRS-tDCSセッションの実装のロジスティクスと課題の説明を提供することです。

Protocol

すべての手順は、患者の同意を得て、施設で承認されたプロトコルの下で実施されました。介入キットと主要コンポーネントの画像については 図1 を、RS-tDCSセッション構造については 図2 を参照してください。

1.介入前の手順

1. 包含基準と除外基準に従って採用の事前スクリーニングを実施します。成人の切断者であり、視覚的アナログ尺度(VAS)で少なくとも4の強度レベルで週に1回以上定期的に幻肢痛を経験し、tDCSまたは不安定な併存疾患の禁忌がない患者を含めます。
   注:サンプルサイズは、以前のRCTの予備結果とtDCS効果に関するメタアナリシスの計算に従って計算され、効果サイズ0.5(80)の最小臨床的に有意な差を考慮した。差の t検定計算を用いて、タイプIの誤差を5%、タイプ2の誤差を20%と仮定し、10%の離職率を説明するように拡張した。グループあたり145人の被験者、合計290人に達します。
2. インフォームドコンセントフォーム、生年月日、性別、病歴と切断者のプロファイルに関する質問など、登録に記入して、被験者を調査研究に登録します。
   1. 同意訪問中にスクリーニングを実行します。
   2. ベースラインとランダム化プロセスの日付を設定します。
3. ベースラインの訪問とトレーニング
   1. 患者に、痛み、睡眠、生活の質、認知、およびメンタルヘルスに関する一連のアンケートに回答してもらいます。
   2. 被験者を (治療の期待値に応じて) 2 つのグループに無作為化します: 体性感覚検査を伴う M1 の RS-tDCS (介入) または通常のケア (対照群)。
   3. 患者に無作為化に従ってトレーニングを受けてもらい、提供された資料に慣れ、リアルタイムのリモート教師付き手順を実践できるようにします。
      1. このステップは直接行いますが、距離と患者の識字率によって必要な場合はリモートで行います。この場合、同じ資料を使用して同じ手順を実行しますが、Zoom会議中にデバイスの操作方法を説明します。
   4. ウェアラブル HRV モニターとそれに対応するアプリを提供されたタブレットにインストールし、ラップトップに統合された Zoom プラットフォームの使用について、通常のケア グループの患者をトレーニングします。
   5. パスワードで保護されたラップトップについて被験者を紹介し、主な機能(パスワード、オン/オフの切り替え、USB Webカメラ接続など)について説明します。
   6. Zoom プラットフォームを介して、パーソナライズされた安全な通話 ID ミーティングとパスワードを使用して、ミーティングに参加する方法を参加者に示します。参加者に少なくとも1回は研究者と練習してもらいます。
   7. アクティビティの成功を保証するには、参加者が HRV のリアルタイム セッション記録を試用できることを確認します。
      1. HRV ウェアラブル デバイスの正しい配置 (胸骨ラインの中央) について患者を誘導します。
      2. センサーの配置を確認したら、パスワードで保護されたタブレットを参加者に紹介します。デバイスのペアリング方法、レコード名の変更方法、録画の開始方法、終了方法、保存方法を参加者に示します。
         注:これらの前のすべてのステップは、研究者の指導を受けて患者が一度実行し、その後はガイダンスなしで繰り返して、情報の保持を保証するようにしてください。
   8. 刺激群、RS-tDCS
      1. 説明ビデオを表示し、このビデオコンテンツを患者に段階的に繰り返します。
      2. マネキンヘッドに乗せた状態でtDCSデバイスを患者に見せます。このデバイスのさまざまな部分を説明し、患者にSNAPパッドをSNAPストラップとデバイスに正しくクリップする機会を与えます。
      3. 鏡を使用して、患者に、マネキンの頭に装着したのと同じように、SNAPストラップを装着してもらい、快適なレベルに達するまで、参加者がカソードとアノード、およびバックストラップを正しく位置合わせして正しい配置を確保していることを確認します。
      4. RS-tDCSデバイスの電源を入れ、刺激までの手順、刺激メニューへのアクセス方法、刺激コードの入力方法、セッションを中止する必要がある場合の対処方法を示します。
      5. 最後に、参加者に、自己評価したコンピテンシーに基づいて、練習または口頭で、すべてのステップをもう一度確認してもらいます。訪問スケジュールを確認し、毎回の訪問の通常の流れを説明します。
   9. トレーニングを確実に成功させるには、トレーニングの本質的な側面をすべて網羅した包括的なチェックリストに記入してください(表1)。

1)コンピュータ

·      赤帽

·      オープンアンケート

·      フォームへの入力と送信

·      ズームログインとログアウト

2)心拍数モニター

·      心拍数モニターアプリ

·      正しい配置

·      心拍数の記録

3)在宅tDCS

·      ヘッドと電極の準備

·      材料を集めます:スポンジ、ヘッドストラップ、刺激装置、生理食塩水、注射器、ラボから提供されたラップトップ。

·      刺激領域(頭と耳の中心線)を見つけます–M1を正しく識別します。

·      皮膚に赤みや損傷の兆候がないか確認してください。

·      あらかじめ浸したスポンジを開き、電極(あらかじめ浸したスポンジの内側にある)をヘッドストラップに取り付けます。

·      スポンジが十分に濡れていない場合は、適切な量の生理食塩水(両側に約6ml)で準備します。

·      M1エリアのスポンジ。

4)デバイスの準備と刺激

·      一致した色に従って、電極ケーブルをtDCSデバイスに接続します(赤いケーブルを赤い入り口に、黒いケーブルを黒い入り口に)。

·      開始する前に、コンピューターの電源を入れて電話会議を開きます。

·      研究チームの指示に従ってください。

·      デバイスの電源を入れます。

·      いずれかのボタンを押すと、メインメニュー画面が表示されます。

·      ボタンを押すと刺激が始まります。

·      セットアップの品質を確認します(品質が良くない場合は、チームに伝えて指示を待ちます)。

·      パウンドボタンを押し、アクティベーションコードを正しく入力して刺激を開始します。

表1:トレーニングチェックリスト。

2.研究介入訪問

注:この研究は合計23回の訪問で構成され、20回のセッションには刺激または通常のケアが含まれます。介入部分全体を通して、グループの割り当てに関係なく、両方がZoomを介して訓練を受けた研究者スタッフに接続されます。

図1:インターベンションキットと主要コンポーネント。 略語:tDCS = 経頭蓋直流刺激。 この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。

1. 患者が自宅にいて、Zoom 会議で接続している場合、セッションを開始すると、主要結果である VAS スコアを使用して、過去 24 時間以内に経験した PLP、幻肢感覚 (PLS)、残存四肢痛 (RLP)、および伸縮のレベルについて患者に尋ねます。
2. 患者に HRV の記録を開始してもらいます (副次的アウトカムについて測定)。
   1. 正確な記録を保証するために、デバイスの正しい位置(胸骨線の中央)とタブレットとのペアリングを確認してください。
   2. 各セッションの開始時に、研究IDと訪問番号について患者に思い出させます。
   3. 患者にウェブカメラを通してタブレットの画面を見せてもらい、それに応じて記録が実行されていることを確認します。
   4. 5分後、患者を停止してもらい、患者による記録をアプリに保存します。質問が生じた場合は、セッションの全期間にわたって患者とのつながりを維持することで、患者を全体を通して導きます。
3. 介入群の患者の場合、ウェブカメラを介して刺激する前に頭皮の状態を確認します。皮膚に損傷がない場合は、セッションを実行します。そのために、トレーニング訪問に示されているように、患者にSNAPストラップを配置してもらいます。
   1. アノードSNAPパッドは、切断された手足の反対側の運動皮質(C3またはC4)に常に配置してください。カソードSNAPパッドが、切断側と同側の眼窩上腔にあることを確認します。コロケーションを容易にするために常に鏡を使用するように患者に促し、次にRS-tDCSデバイスの電源を入れます。
      1. 刺激メニューが表示されたら、画面に「悪い」、「中程度」、または「良い」と評価された接続品質が表示されることを確認します。接続が悪い場合、デバイスはビープ音を鳴らし、電流を供給できないことを示します。その場合は、患者にSNAPパッドを再配置するか、デバイスへのケーブル接続を確認するか、生理食塩水を追加してもらいます。患者にスポンジを皮膚に20秒間押し付けてもらい、接触を強化して接続性が悪いほとんどのケースを解決し、良好な接続性が現れたときに刺激を開始します。
      2. 監視されていない刺激を避けるために、患者に1回限りの使用のためのコードを提供します。.トレーニングセッション中は、2 mAの強度で20分間、30秒のランプで研究プロトコルに従って、患者のデバイスで刺激コードを作成します。これらのコードは、刺激が研究の文脈内でのみ提供されるように、参加者に盲検化されたままであることを確認してください。
4. 刺激が始まったら、ボディスキャンテクニックからなる5分間のガイド付き瞑想を完了します。刺激が完了するまで、幻肢の動きを含む四肢の単純でゆっくりとした動きに従うことから、体性感覚トレーニングを開始します。
   注:安全上の理由により、研究プロトコルの遵守を確実にするために、この研究プロトコルは継続的な監督を保証します。可能であれば、同じ研究者が研究全体を通して同じ参加者に割り当てられます。
5. 各セッションの最後に、VASスコアの副作用の可能性と痛みのレベルについて尋ねる質問票を患者に投与します(補足ファイル1)。患者の疼痛レベルが 2 回連続した訪問で VAS スケール (刺激前と刺激後) で少なくとも 2 ポイント増加した場合は、介入を完全に中止します。
6. 刺激の任意の瞬間に、患者が重度の不快感を感じている場合、または刺激を止めたい場合は、被験者にセッションを中止するように依頼します(トレーニングセッション中に以前に説明しました)。

Results

私たちの在宅および遠隔監視プロトコルは、現在、PLP患者を対象とした大規模で実用的な無作為化臨床試験でテストされています。PLP患者を対象とした院内tDCSの以前の臨床試験テストに基づいて、通常のケアグループと比較してPLP、PLS、およびRLPのレベルが低下すると予想されます。この減少は、少なくとも0.5の効果サイズ、つまり臨床的に重要な差に達すると予想されます。.

安全性の成果に関しては、最初の調査では、現場のtDCSアプリケーションと同様の安全性プロファイルが示されました。報告されている最も一般的な副作用は、チクチクする、かゆみ、皮膚の発赤です。したがって、進行中の研究におけるアドヒアランスと受容性の割合が高くなると予想されます。さらに、このプロトコルでは、行動介入とRS-tDCS(体性感覚トレーニングなど)を組み合わせることの実現可能性を強調し、HRVなどの在宅バイオマーカー記録も組み合わせます。RS-tDCSは通常のケア群と比較してHRVを有意に変化させると予想し、PLP患者におけるRS-tDCSの鎮痛効果はHRVの高周波帯域の増加と相関していると仮定しました。この修飾は、内因性疼痛調節システム¹⁰の活性化に関連する迷走神経緊張の増加と解釈することができる。

このプロトコルをPLPの2人の患者でテストしました。このパイロット研究では、20 回のセッションが実施され、プロトコルの前後に自宅で PLP レベルと HRV 指標が測定されました。私たちの研究では、PLP強度レベルの有意な低下が示されました(p = 0.001、 表2)。この疼痛軽減は、慢性疼痛状態に対する臨床的に重要な最小差(VASで2ポイントの減少)よりも大きく、このプロトコルの鎮痛力を裏付けています。同様に、HRV 関連の変数も変更されました。予想通り、高周波 HRV はリモートプロトコル後に有意に増加しましたが(p = 0.003、 表 2)、低周波 HRV は増加しませんでした。これらの結果は、PLP患者の副交感神経緊張の増加を示唆しています。

結果	前処理	後処理	差	p値
PLP VAS	6.25 ± 0.35	2.70±0.42	-3.55 ± 0.77	0.001
HF-HRVの	6.19 ± 0.73	9.57 ± 0.60	3.38 ± 0.13	0.003
LF-HRVの	8.05 ± 0.35	6.9 ± 0.14	-1.15 ± 0.21	0.13

表2:PLP強度と心拍変動の変化(n = 2)。 略語:HRV = 心拍変動;PLP = 幻肢痛;HF = 高周波;LF = 低周波;VAS = ビジュアル アナログ スケール。

図2:RS-tDCSセッション構造 略語:tDCS =経頭蓋直流刺激;RS-tDCS = リモート監視tDCS。 この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。

補足ファイル1:tDCS副作用アンケート。 略語:tDCS = 経頭蓋直流刺激。 このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。

Discussion

トレーニング、課題、ソリューションの側面
この調査研究の性質と介入の種類を考えると、在宅であるため、いくつかの課題が浮上しています。その中には、インターネット接続、操作するデバイスの接続品質、デバイスに慣れるなどの日常的な問題が含まれていました。RS-tDCS研究がもたらす潜在的な課題は、いくつかの創造的な解決策によって克服されてきました。すべてのセッションの前に、中断を最小限に抑えるために、インターネット接続が両端でチェックされます。接続が不安定な場合は、訪問を再スケジュールするか、安全時に電話で完了する必要があります(通常のケア訪問のみ)。最初のリモート訪問では、デバイスとその機能に関する再教育チェックリストが研究者によって完了します。さらに、患者が特定のタスクを完了するのが難しい場合は、別の再教育セッションが提供されます。スケジュールの柔軟性は、参加者のエンゲージメントを保証するための重要な側面です。

鎮痛剤、抗けいれん薬、抗うつ薬など、PLPの治療に使用される治療法は限られており、M1を標的としたtDCSの使用が慢性疼痛の状態やリハビリテーションの場面に役立っていることを考慮すると、tDCSはPLPを治療するための可能な治療法として検討されています M1の有意な可塑性変化を誘発します。しかし、Gunduzらによる以前の研究で示唆されているように、PLPの減少に有効性を証明するには、さらなる研究を実施する^{必要があります1。}PLSとPLPの関係を研究して、運動皮質の興奮性と皮質マッピングへの影響を理解する必要があります。

さらに、この手法を実際の環境で試して実装し、その有効性、実現可能性、および中期的または長期的な効果を評価することが不可欠です。このためには、PLPを治療するための新しい標的療法を開発するだけでなく、理学療法プログラムへの登録に苦労している慢性疼痛を経験している患者や、障害のある患者の通勤やアクセシビリティの問題のために臨床研究にアクセスできない患者を支援することも重要です¹¹。

技術面で絶えず進化している世界では、専門家が訪問を監督し、遠隔地でこの種の神経調節技術を実行できるようになると、PLP患者の研究へのアクセスのギャップに対する可能な解決策に取り組むだけでなく、他のタイプの慢性疼痛状態にも拡大する可能性があります。 運動機能障害、および神経精神医学的状態。さらに、この論文で紹介するアプローチは、マインドフルネス、在宅運動、オンライン心理療法などの行動介入と療法を組み合わせるために簡単に適応できます。これは、この種の研究や在宅試験の恩恵を受ける障害のある患者にも役立ち、これにより、包含だけでなく、アドヒアランスと保持が保証されます¹²。

教師ありと教師なしのtDCS在宅セッションが議論されています¹³。私たちの研究では、教師ありの方法を選択しましたが、これは、高齢の被験者が何人かいて、新しい技術的手順にいくつかの課題があるため、PLPの患者集団にとって賢明な選択であると感じました。さらに、多くの場合、私たちの研究の被験者には、手順中に彼らを助ける介護者がいません。これは、刺激装置と電極の設計を改善して、より実現可能な教師なしセッションを実現する方法という、この分野への課題です。さらに、監視セッションは、アプリケーションのアドヒアランスや安全性など、他の側面を制御するのに役立つと感じています。また、刺激装置の設計が将来的に改善され、すべての被験者が教師なしでそれを持つことが容易になることを願っています。

ニューロモデュレーションに対するこの新しいアプローチには、さらに多くの研究が必要です。慢性疼痛管理の大きなギャップに対処するための解決策を提案しているが、この点に達すると、実際の環境でより強力な証拠が必要になるだろう。このようなエビデンスのみが、PLPやその他の慢性疼痛管理の治療、ならびに外来リハビリテーション環境、在宅リハビリテーション、または在宅リハビリテーションを継続するためのプログラムに関するガイドラインを確立するのに役立つ。

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
1 x 1 tDCS mini-CT刺激装置	Soterix		20分間の刺激の2ミリアンペアにプリセットされたパラメータ
Lenovoラップトップ	レノボ		ヘッドストラップと、刺激を与えるための使い捨てクリップオンスポンジが含まれています。RS-tDCSセッションを実施するためのZoomアクセス可能なコンピューター。Zoomビデオ通話は、Mass General Brigham(MGB)の安全なアカウントに宛てられます
Lenovo Smart Tab M8 8''	Lenovo		また、心拍変動(HRV)も記録するため、Polarアプリと胸部HRモニターがインストールされたタブレットを提供しています。
Polar H10 心拍数モニター			POLARデバイスは、RS-tDCS介入用の材料に加えて、心拍変動(HRV)も記録するため、Polarアプリと胸部HRモニターがインストールされたタブレットを提供します。
SNAPストラップ、切断側(刺激の反対側)に応じて、モーター左(陽極:C3、陰極:眼窩上)またはモーター右(陽極:c4、陰極:眼窩上)&
SNAPpads、5 x 7 CMS、SNAPstrap
			、電極配置を適切に視覚化できます