Artykuł metodologiczny

Zdalnie nadzorowana przezczaszkowa stymulacja prądem stałym: aktualne informacje na temat bezpieczeństwa i tolerancji

9.7K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/56211

⸱

7 października 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1New York University, Langone Medical Center, 2Stony Brook Medicine, 3City College of New York, 4Soterix Medical

W tym artykule

Podsumowanie

Ten manuskrypt zawiera zaktualizowany protokół zdalnego nadzoru, który umożliwia udział w badaniach klinicznych nad przezczaszkową stymulacją prądem stałym (tDCS) podczas otrzymywania sesji leczenia z domu. Protokół został z powodzeniem wdrożony pilotażowo zarówno u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym, jak i chorobą Parkinsona.

Streszczenie

Protokół zdalnie nadzorowanego tDCS (RS-tDCS) umożliwia uczestnictwo z domu poprzez kierowane i monitorowane samodzielne podawanie leczenia tDCS przy zachowaniu standardów klinicznych. Obecny konsensus co do skuteczności tDCS jest taki, że potrzeba wielu sesji terapeutycznych, aby zaobserwować ukierunkowane zmniejszenie obciążenia objawami behawioralnymi. Jednak wymóg codziennego podróżowania pacjentów do kliniki w celu przeprowadzenia sesji stymulacji stanowi poważną przeszkodę dla potencjalnych uczestników ze względu na obowiązki zawodowe lub rodzinne lub ograniczoną zdolność do podróżowania. Badanie to przedstawia protokół, który bezpośrednio pokonuje te przeszkody, eliminując potrzebę podróżowania do kliniki na codzienne sesje.

To jest zaktualizowany protokół do zdalnego nadzorowanego samodzielnego podawania tDCS dla codziennych sesji terapeutycznych w połączeniu z programem komputerowego treningu poznawczego do wykorzystania w badaniach klinicznych. Uczestnicy muszą udać się do kliniki tylko dwa razy, na wizytę bazową i wizytę końcową badania. Na początku badania uczestnicy są szkoleni i wyposażani w urządzenie do stymulacji badania oraz mały laptop. Następnie uczestnicy wykonują pozostałą część sesji stymulacji w domu, podczas gdy są monitorowani za pomocą oprogramowania do wideokonferencji.

Uczestnicy wykonują komputerowe remediacje poznawcze podczas sesji stymulacji, które mogą pełnić rolę terapeutyczną lub jako "zastępstwo" dla innych aktywności komputerowych. Komputery są przystosowane do monitorowania w czasie rzeczywistym i zdalnego sterowania przez personel badawczy.

Miary wyników, które oceniają wykonalność i tolerancję, są administrowane zdalnie za pomocą wizualnych skal analogowych, które są prezentowane na ekranie. Po zakończeniu wszystkich sesji RS-tDCS uczestnicy wracają do kliniki na wizytę końcową badania, podczas której zwracany jest cały sprzęt badawczy.

Wyniki potwierdzają bezpieczeństwo, wykonalność i skalowalność protokołu RS-tDCS do wykorzystania w badaniach klinicznych. U 46 pacjentów wykonano 748 sesji RS-tDCS. Protokół ten służy jako model do wykorzystania w przyszłych badaniach klinicznych z udziałem tDCS.

Wprowadzenie

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) to rodzaj nieinwazyjnej stymulacji mózgu o szerokim zakresie potencjalnych zastosowań terapeutycznych. Łagodny prąd elektryczny (zwykle ≤2,5 mA) jest kierowany przez elektrody umieszczone na skórze głowy, aby wpływać na aktywność mózgu poprzez zmianę polaryzacji neuronów1. tDCS jest zwykle łączony ze strategią rehabilitacji w celu poprawy wyników treningu. Inne popularne formy neuromodulacji, takie jak powtarzalna przezczaszkowa stymulacja magnetyczna, są wykorzystywane do podobnych celów, ale brakuje im kluczowych zalet tDCS, takich jak jego przenośność, prosta aplikacja i względna taniość1,2.

Dla skumulowanych korzyści klinicznych wymagane są wielokrotne sesje tDCS1,3. Efekty behawioralne, takie jak zmniejszenie zmęczenia lub objawów depresyjnych, opierają się na powtarzających się, następujących po sobie sesjach. Na przykład w badaniach zaobserwowano takie efekty leczenia dopiero po dwudziestu lub więcej sesjach4,5.

Zazwyczaj, tDCS jest podawany w klinice przez przeszkolonego klinicystę lub personel badawczy zaznajomiony z aspektami i działaniem urządzenia oraz metody stymulacji. Jest to kosztowne zarówno dla pacjenta, jak i lekarza, ponieważ wymaga dużo czasu, przestrzeni w klinice i podróży. Jako rozwiązanie zapotrzebowania na codzienny, kliniczny tDCS, opracowaliśmy zdalnie nadzorowany tDCS (RS-tDCS)6. Protokół ten umożliwia przeprowadzenie sesji tDCS w domu pod kontrolowanym nadzorem i wskazówkami udzielanymi przez personel badawczy za pośrednictwem laptopa badawczego i ma tę zaletę, że wymaga jedynie dwóch wizyt w klinice (wizyty wyjściowej i końcowej badania) przez uczestnika.

Populacje pacjentów wybrane do pilotażu tego protokołu obejmują pacjentów ze stwardnieniem rozsianym (MS) i chorobą Parkinsona (PD). Obie choroby nakładają na pacjenta wyraźne deficyty, takie jak objawy zmęczenia u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym i dyskinezy u pacjentów z chorobą Parkinsona. tDCS stanowi wyjątkową okazję do poprawy objawów zmęczenia7 i dysfunkcji poznawczych8,9,10 a także do promowania uczenia się motorycznego i kontroli11,12. Uczestnicy reprezentujący spektrum ciężkości choroby zostali włączeni do tego badania, z podjętymi krokami, zgodnie z zezwoleniem RS-tDCS, w celu dostosowania się do ich odpowiedniej niepełnosprawności.

Wśród tych populacji, osoby ze stwardnieniem rozsianym lub chorobą Parkinsona mogą mieć wyraźne przeszkody, które uniemożliwiają im wygodne dotarcie do kliniki. Upośledzenie motoryczne, takie jak przykucie do wózka inwalidzkiego lub deficyty poznawcze, które skutkują utratą autonomii, mogą ograniczać ich włączenie do badań klinicznych lub innych badań poznawczych. Dodatkowo, obowiązki rodzinne i zawodowe skracają czas dostępny na wizytę w klinice, ograniczając dostępność badań remediacyjnych ograniczonych do clinic13. Te populacje pacjentów, ze względu na ich zróżnicowany zakres upośledzenia, służą jako populacje modelowe do testowania granic i wykonalności RS-tDCS.

Protokół RS-tDCS stanowi ważny krok w dziedzinie tDCS, ponieważ bada zastosowanie stymulacji, ponieważ będzie ona podawana w opiece nad pacjentem w domu. Protokół zwiększa wskaźnik rekrutacji, wskaźnik ukończenia badania, odciąża pacjentów i minimalizuje koszty kliniczne. W niniejszym dokumencie przedstawiamy szczegółowe informacje na temat protokołu, a także wstępne ustalenia dotyczące wykonalności, bezpieczeństwa i tolerancji urządzenia podawanego zdalnie

.

Protokół

Wszystkie procedury i protokoły dotyczące urządzeń zostały zatwierdzone do badań z udziałem ludzi przez komisje bioetyczne na Uniwersytecie Stony Brook oraz w New York University Langone Medical Center.

1. Rekrutacja i przesiew uczestników

  1. Należy zrekrutować potencjalnych uczestników poprzez skierowania od lekarzy badania zatwierdzonych przez IRB.
  2. Należy skontaktować się z uczestnikami i przeprowadzić wstępną przesiewową ocenę w celu potwierdzenia podstawowej kwalifikacji przed wizytą w badaniu bazowym (patrz Supplemental File 1).
    1. Należy ocenić sprawność poznawczą poprzez zdalne przeprowadzenie testu funkcji poznawczych (np. testu symboli i cyfr, SDMT)14. Uczestników, których wynik jest niższy o trzy odchylenia standardowe od zdrowej średniej normatywnej w ich grupie wiekowej, należy wykluczyć ze względu na obawy dotyczące ich zdolności poznawczych do przestrzegania protokołu badania.
    2. Należy krótko ocenić wywiad medyczny potencjalnego uczestnika telefonicznie. Należy ocenić kryteria włączenia i wykluczenia. Kryteria wykluczenia mogą być szerokie, w oparciu o niedawny konsensus dotyczący bezpieczeństwa1. Należy ocenić następującą część kryteriów włączenia, w tym wymaganie, aby pacjenci mieli ukończone 18 lat oraz posiadali: zrozumienie i zdolność do wyrażenia zgody, odpowiednie warunki domowe do przechowywania sprzętu i przeprowadzania sesji RS-tDCS, zgodę na wszystkie procedury badania wydaną przez lekarza badania oraz stabilny dostęp do internetu w domu.
      UWAGA: Należy przeznaczyć wystarczającą ilość czasu na wizytę bazową, aby lekarz badania mógł zakwalifikować potencjalnego uczestnika. W obecnej wersji protokołu badania do wykonania wszystkich procedur bazowych, kwestionariuszy i testów neuropsychologicznych zazwyczaj potrzeba co najmniej 3 godzin.
    3. Należy ocenić stopień niepełnosprawności związanej z chorobą u każdego pacjenta (np. wynik w Rozszerzonej Skali Statusu Niepełnosprawności (EDSS)15 wyłącznie dla pacjentów z SM). Uczestnicy z ciężką niepełnosprawnością (np. wynik EDSS powyżej 6.5) będą realizować codzienne sesje tDCS z pomocą opiekuna medycznego. Opiekun medyczny wykona w imieniu uczestnika etapy przygotowania urządzenia i opaski na głowę, które wymagają większej sprawności w poruszaniu się.
    4. W badaniach z grupą kontrolną sham należy przyporządkować uczestnika losowo do warunków aktywnych lub sham, zgodnie z tabelą stratyfikacji blokowej. Tabela stratyfikuje uczestników na podstawie oceny funkcji poznawczych i stopnia niepełnosprawności zebranych podczas wstępnej oceny16. Każde badanie wykorzystujące procedurę sham powinno być podwójnie ślepe i posiadać nieoślepionego technika badania, który nie będzie nadzorował codziennych sesji uczestnika, przypisze warunek oraz przygotuje urządzenia do badań dla uczestników i personelu.

2. Wizyta badawcza wyjściowa

  1. Przeprowadzenie oceny neuropsychologicznej oraz wypełnienie kwestionariuszy samoopisowych.
    1. Wybrać odpowiednie testy neuropsychologiczne (takie jak Brief International Cognitive Assessment for Multiple Sclerosis (BICAMS)17), w zależności od danej populacji pacjentów. Przeprowadzić pomiary i ocenić sprawność motoryczną oraz funkcje poznawcze uczestników.
    2. Przeprowadzić ankiety samoopisowe dotyczące objawów specyficznych dla choroby pacjentów. Na przykład Unified Parkinson's Disease Rating Scale (UPDRS)18 jest powszechnie stosowanym klinicznym kwestionariuszem samooceny służącym do pomiaru objawów specyficznych dla choroby Parkinsona. Podobnie Multiple Sclerosis Neuropsychology Questionnaire (MSNQ) został opracowany i zwalidowany w celu pomiaru kompetencji neuropsychologicznych w życiu codziennym specjalnie u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym19,20. Przeprowadzić uniwersalne inwentarze oceny objawów (takie jak Patient-Reported Outcomes Measurement Information System (PROMIS)21 oraz Positive and Negative Affect Schedule (PANAS)22), aby umożliwić porównania między populacjami pacjentów.

figure-protocol-1
Rycina 1: Montaż anody lewej DLPFC zastosowany w obu badaniach. Czerwone i niebieskie plamy są modelowymi reprezentacjami odpowiednio lewej anody i prawej katody umieszczonych na skórze głowy. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

  1. Instruktaż i szkolenie uczestników w zakresie samodzielnego stosowania tDCS.
    1. Przedstaw uczestnikom instruktażowy film szkoleniowy z tDCS, który szczegółowo opisuje cały proces podawania stymulacji krok po kroku.
    2. Poproś uczestników o przygotowanie opaski na głowę pod nadzorem personelu badawczego. Opaska utrzymuje elektrody gąbkowe w odpowiedniej pozycji przez cały czas trwania sesji stymulacji.
      1. Poleć uczestnikom przymocowanie gąbek, uprzednio zwilżonych 5 mL roztworu soli fizjologicznej, do elektrod kablowych.
      2. Instruuj uczestników, aby założyli opaskę na głowę, dbając o to, by znacznik nasionu z przodu opaski znajdował się na grzbiecie nosa.
      3. Poleć uczestnikom przesunięcie tylnej części opaski w stronę potylicy, tak aby spoczywała ona na inion. Stosowany jest montaż tDCS z anodą lewostronną nad grzbietowo-boczną korą przedczołową (DLPFC)23,24,25,26,27.
      4. Przed kontynuacją potwierdź, że uczestnik osiągnął optymalną lub umiarkowaną jakość kontaktu.
        UWAGA: Urządzenie dynamicznie dostosowuje napięcie w zależności od całkowitej ścieżki rezystancyjnej między elektrodą anodową a katodową (w tym impedancji skóry i czaszki), aby dostarczyć stałe natężenie prądu. Urządzenie nie zostanie odblokowane w celu rozpoczęcia stymulacji, jeśli jakość kontaktu jest słaba lub impedancja jest zbyt wysoka.
      5. Jeśli uczestnik ma słabą lub umiarkowaną jakość kontaktu, zasugeruj metody jej poprawy, takie jak dodanie soli fizjologicznej do gąbek, skorygowanie ułożenia opaski lub odgarnięcie włosów z miejsc przyłożenia elektrod. Uczestnik może monitorować jakość kontaktu, obserwując ekran interfejsu urządzenia.
      6. Oceń zdolność uczestnika do przeprowadzenia procedur badawczych, aby ustalić, czy rozumie on te procedury i czy potrafi je kompetentnie powtórzyć w domu.
    3. Uczestnicy przechodzą test tolerancji trwający 90 sekund, aby ustalić, czy są w stanie komfortowo tolerować prąd stały o natężeniu 2,0 mA. Jeśli uczestnik stwierdzi, że nie jest w stanie tolerować 2,0 mA, zmniejsz natężenie do 1,5 mA, a w razie potrzeby dalej do 1,0 mA. Jeśli uczestnik uzna, że 1,0 mA jest nie do zniesienia, musi zostać wykluczony z badania.
  2. Przeprowadzenie pierwszej sesji tDCS w klinice.
    1. Poproś uczestnika, po przygotowaniu opaski i przed rozpoczęciem sesji stymulacji, o podanie czasu trwania snu z poprzedniej nocy, a także o ocenę ewentualnego bólu wywołanego stymulacją, bólu specyficznego dla choroby, zmęczenia i nastroju przed sesją, z wykorzystaniem wizualnych skal analogowych.
    2. Potwierdź, że jakość kontaktu jest nadal optymalna lub umiarkowana. Podaj kod odblokowujący urządzenie, aby rozpocząć sesję stymulacji uczestnika.
    3. Rozpocznij stymulację i podawaj tolerowaną dawkę stymulacji (zgodnie z powyższym opisem) przez planowane dwadzieścia minut. Długość stymulacji zależy od parametrów określonych w badaniu; we wszystkich przedstawionych tutaj badaniach czas stymulacji wynosił dwadzieścia minut. W przypadku randomizacji uczestnika do grupy sham (pozorowanej), otrzymuje on tylko jedną minutę stymulacji na początku sesji i jedną minutę na jej końcu; podczas tych okresów natężenie prądu wzrasta do docelowej tolerowanej wartości w ciągu pierwszych trzydziestu sekund, a następnie spada do 0 mA w ostatnich trzydziestu sekundach, aby przekonać uczestników, że otrzymują stymulację. Poza pierwszą i ostatnią minutą uczestnicy z grupy sham nie otrzymują stymulacji przez 18 minut.
    4. Uczestnicy przechodzą remiację poznawczą pod nadzorem technika badania. Remiacja poznawcza może zostać zastąpiona inną strategią remiacji w zależności od zamierzonych celów badania. Podobnie może zostać zmodyfikowany czas trwania strategii remiacji.
      UWAGA: Stymulację można przerwać w dowolnym momencie, naciskając przycisk „zero” na urządzeniu, co natychmiast inicjuje przerwanie stymulacji poprzez obniżenie natężenia do 0 mA. Technicy badania instruują uczestników, aby przerwali sesję i zakończyli stymulację, gdy zgłoszony ból przekroczy wartość 7 w wizualnej skali analogowej 1–10 lub gdy wystąpi jakakolwiek inna sytuacja awaryjna.
    5. Po dziesięciu minutach zapytaj uczestnika, czy odczuwa jakikolwiek ból spowodowany stymulacją. Technicy badania monitorują ułożenie elektrod za pomocą oprogramowania do wideokonferencji, aby upewnić się, że ich pozycja nie uległa zmianie i pozostaje akceptowalna podczas sesji stymulacji.
    6. Po kolejnych dziesięciu minutach zaprogramowane urządzenie tDCS wyłącza się i stymulacja ustaje. Urządzenie emituje głośny sygnał dźwiękowy, aby powiadomić uczestnika o zakończeniu stymulacji. Jeśli uczestnik znajduje się w grupie sham, urządzenie ponownie zwiększa natężenie w ostatniej minucie dwudziestominutowej sesji, aby dostarczyć docelowy prąd stymulujący przez trzydzieści sekund, a następnie obniża go do 0 mA w ciągu ostatnich trzydziestu sekund sesji.
    7. Poproś uczestnika ponownie o określenie bólu wywołanego urządzeniem, bólu specyficznego dla choroby, zmęczenia i nastroju po sesji, a także o zgłoszenie wszelkich zdarzeń niepożądanych, które mogły wystąpić w trakcie sesji.
    8. Zaplanuj stałą godzinę pozostałych sesji badawczych, aby zapewnić codzienną powtarzalność w celach standaryzacji. Dodatkowo, w przypadku pacjentów z PD, skoordynuj godziny sesji tak, aby stymulacja odbywała się w ciągu 1–3 godzin od ostatniej dawki leków na PD – jest to okno czasowe, które zatwierdzeni przez badanie lekarze określili jako zapewniające maksymalną korzyść, zgodnie z wcześniejszymi dowodami wykazującymi większą poprawę w wymiarach poznawczych i motorycznych u pacjentów z chorobą Parkinsona (mierzoną za pomocą zunifikowanej skali oceny choroby Parkinsona, UPDRS), gdy tDCS była podawana w stanie „on” (po podaniu leku) w porównaniu do stanu „off” (bez leku)11.

3. Sesje tDCS w warunkach domowych

  1. Uczestnicy przygotowują komputer przed sesjami badania.
    1. Przed przystąpieniem do dalszych procedur badania uczestnicy łączą się z internetem w swoich domach. Osoby bez stabilnego połączenia internetowego w domu są wykluczane ze wszystkich procedur badania.
    2. Należy połączyć się z komputerem uczestnika za pomocą oprogramowania do zdalnego pulpitu28 i nawiązać zgodną z HIPAA wideokonferencję z uczestnikiem29.
    3. Technicy badania przeprowadzają pomiary wyników badania, w ramach których uczestnicy raportują ilość snu z poprzedniej nocy oraz oceniają ból wywołany przez urządzenie, ból specyficzny dla choroby, zmęczenie i nastrój przed sesją stymulacji przy pomocy wizualnych skal analogowych. Należy poprosić uczestnika o zgłoszenie wszelkich zdarzeń niepożądanych, które mogły wystąpić po sesji z poprzedniego dnia (patrz pliki uzupełniające 2 i 3).
  2. Uczestnicy zdalnie aktywują stymulację.
    1. Uczestnicy przygotowują opaskę na głowę, mocując uprzednio nawilżone gąbki do elektrod znajdujących się wewnątrz przedniej części opaski. Gąbki elektrod łatwo wklikują się w opaskę, co minimalizuje czas przygotowania.
    2. Uczestnicy zakładają opaskę na głowę pod nadzorem techników badania. Uczestnicy raportują jakość kontaktu, która jest testowana przez urządzenie i ocenia rozmieszczenie oraz nasycenie gąbek mierzone przez urządzenie tDCS. Jak opisano wcześniej, umiarkowaną i słabą jakość kontaktu koryguje się zgodnie z sugestiami personelu badania, np. poprzez dodanie dodatkowego roztworu soli fizjologicznej lub sprawdzenie rozmieszczenia gąbek.
    3. Należy przekazać uczestnikowi ustnie kod stymulacji odblokowujący urządzenie i pozwolić na przeprowadzenie stymulacji przez dwadzieścia minut.
    4. W przypadku, gdy uczestnik posiada wynik EDSS powyżej 6,5, powyższe kroki wykonuje w imieniu uczestnika jego pełnomocnik ds. opieki zdrowotnej.
  3. Uczestnicy przechodzą komputerową remediację poznawczą podczas dwudziestominutowego okresu stymulacji. Remediacja obejmuje zadania treningu poznawczego ukierunkowane specjalnie na systemy pamięci roboczej. W naszej wcześniejszej publikacji szczegółowo opisano wyniki poznawcze dotyczące naszego pierwszego badania pilotażowego8.
    1. Po 10 min stymulacji należy poprosić uczestników o zgłoszenie wszelkich odczuwanego bólu.
  4. Uczestnicy przechodzą procedury po sesji.
    1. Uczestnicy zdejmują opaskę na głowę i utylizują gąbki użyte w badaniu.
    2. Należy poprosić uczestników o zgłoszenie po sesji wszelkich bólów wywołanych przez urządzenie, bólów specyficznych dla choroby, zmęczenia i nastroju, a także wszelkich zdarzeń niepożądanych, których mogli doświadczyć podczas sesji. Należy zapisać wszystkie wystąpienia zdarzeń niepożądanych wraz z ich intensywnością i czasem trwania.
    3. Należy zaplanować sesję na następny dzień.

4. Wizyta po stymulacji

  1. Przeprowadzenie oceny neuropsychologicznej i kwestionariuszy samoopisowych.
    1. Zaplanowanie końcowej wizyty badawczej tak szybko, jak to możliwe po ostatniej sesji stymulacji.
    2. Ponowne przeprowadzenie pomiarów wyników badania, które zostały wykonane podczas wizyty wyjściowej, w celu oceny, czy pacjenci odnieśli korzyści w wyniku stymulacji17.
    3. Zabranie i dezynfekcja całego sprzętu badawczego.
  2. Zaoferowanie uczestnikom przydzielonym do grupy sham możliwości odbycia dodatkowych dziesięciu aktywnych sesji RS-tDCS w modelu otwartym. Ten okres badania z otwartą etykietą został opracowany na podstawie naszego pierwszego pilotażowego badania tDCS6.

5. Ankieta kontrolna po jednym miesiącu

  1. Skontaktuj się z uczestnikami około miesiąc po zakończeniu badania, aby zapytać, czy zgodziliby się zdalnie wypełnić ankietę online dotyczącą tego, czy w ich opinii korzyści wynikające ze stymulacji utrzymały się.

Wyniki

Jedno badanie pilotażowe z wykorzystaniem protokołu RS-tDCS zostało zakończone na Uniwersytecie Stony Brook, a drugie jest obecnie prowadzone w NYULMC. Odpowiednie instytucjonalne komisje bioetyczne zatwierdziły wszystkie procedury badawcze w obu ośrodkach.

Ponieważ oba przedstawione badania miały na celu pilotaż metodologii RS-tDCS, uczestnicy nie byli dobierani na podstawie objawów, lecz przy zastosowaniu szerokich kryteriów kwalifikacji zarówno dla pacjentów z MS, jak i PD. Podobnie pacjentom, którzy nie tolerowali docelowego natężenia prądu stymulacji, zaproponowano zastosowanie niższego natężenia (szczegóły opisano poniżej).

Badanie 1:
Uczestnicy z SM zostali zrekrutowani za pośrednictwem Lourie Center for Pediatric MS w Stony Brook w okresie od marca 2015 do lutego 2016 roku. Próba ta była otwartym badaniem RS-tDCS mającym na celu pilotażowe sprawdzenie wykonalności protokołu w SM. Wszyscy uczestnicy świadomie otrzymali 20 minut x 1,5 mA (lub 1,0 mA, jeśli 1,5 mA nie było początkowo tolerowane) otwartej stymulacji tDCS zastosowanej do DLPFC (anoda lewa)23,24,25,26,27. Podczas stymulacji realizowane były gry treningu poznawczego30 ukierunkowane na uwagę, szybkość przetwarzania informacji oraz pamięć roboczą. Pierwsza sesja została przeprowadzona pod koniec wizyty wyjściowej w klinice, a pozostałe sesje odbywały się w domu, codziennie, pięć dni w tygodniu (od poniedziałku do piątku) przez dwa tygodnie, co łącznie dało dziewięć sesji domowych. Do badania zrekrutowano łącznie 26 uczestników.

Badanie 2:
Grupa MS – uczestnicy z SM zostali zrekrutowani za pośrednictwem MS Comprehensive Care Center w NYULMC w okresie od stycznia 2016 do października 2016 roku. To ramię badania było randomizowanym, podwójnie ślepym badaniem kontrolowanym placebo, w którym stosowano RS-tDCS o natężeniu 2.0 mA (lub 1.5 mA, jeśli 2.0 mA nie było początkowo tolerowane) w obszarze DLPFC (lewa anoda) przez dwadzieścia minut dziennie. Pierwsza sesja stymulacji została przeprowadzona pod koniec wizyty bazowej w klinice, natomiast pozostałe dziewiętnaście sesji domowych odbyło się w ciągu następnych czterech tygodni (pon.-pt.). Badanie jest w toku, a w niniejszej pracy przedstawiamy wyniki 20 uczestników z SM, którzy zostali zrekrutowani i ukończyli badanie.

Grupa PD – Uczestnicy z PD zostali zrekrutowani za pośrednictwem Fresco Institute for Parkinson's and Movement Disorders w NYULMC w okresie od czerwca 2016 do grudnia 2016 roku. Celem tej grupy było przeprowadzenie pilotażowego protokołu RS-tDCS u pacjentów z PD, analogicznie do badania pilotażowego przeprowadzonego z MS. Badanie było otwarte, a wszyscy uczestnicy świadomie otrzymali tDCS o natężeniu 2.0 lub 1.5 mA przyłożone do DLPFC (anoda lewa). Podobnie jak w Badaniu 1, pierwsza sesja odbyła się pod koniec wizyty klinicznej wyjściowej, a pozostałe dziewięć sesji zostało przeprowadzonych zdalnie w domach uczestników (pon.-pt.). Badanie to jest w toku, a w niniejszym raporcie przedstawiamy ukończone wyniki uzyskane od 6 zrekrutowanych uczestników z PD.

Aby ocenić wykonalność i tolerancję protokołu RS-tDCS, zmierzyliśmy odsetek ukończonych sesji, częstość występowania zdarzeń niepożądanych oraz średnie nasilenie najczęstszych zdarzeń niepożądanych.

W ciągu około roku u 46 uczestników pomyślnie zrealizowano łącznie 748 sesji RS-tDCS. Potwierdza to wykonalność protokołu RS-tDCS. W Badaniu 1 dwóch uczestników przerwało tDCS: jeden z powodu zobowiązań osobistych, a drugi z powodu spełnienia kryterium przerwania badania w postaci nieprzyjemnych odczuć pieczenia skóry powyżej oceny 7 (choć bez fizycznych oparzeń). W Badaniu 2 wykluczono dwóch uczestników: jednego z powodu nietypowego zdarzenia niepożądanego w postaci „mrowienia języka”, a drugiego z powodu oceny bólu na poziomie 7 (w analogowej skali 1-10) spowodowanego bólami głowy. W kohorcie PD nie przerwano udziału żadnemu pacjentowi. Łącznie z badania wykluczono 4 pacjentów, przy czym żaden z nich nie został wykluczony z powodu niemożności ukończenia sesji RS-tDCS.

Zliczono liczbę zdarzeń niepożądanych dla każdego rodzaju stymulacji i obliczono częstotliwość ich występowania. Rodzaje stymulacji podzielono na cztery różne kategorie: 1.5 mA w badaniu otwartym, 2.0 mA w badaniu z zaślepieniem, 2.0 mA w badaniu otwartym oraz warunki pozorowane (sham). Uzasadnieniem dla podziału na te kategorie jest fakt, że uczestnicy mogli w różny sposób interpretować odczucia w zależności od tego, czego oczekiwali podczas stymulacji. Jak pokazano na Rysunku 1, trzema najczęstszymi zdarzeniami niepożądanymi były uczucie mrowienia skóry, świąd oraz pieczenie (u żadnego z uczestników nie wystąpiły oparzenia fizyczne).

figure-results-1
Rycina 2: Częstość występowania zdarzeń niepożądanych podczas tDCS. 1.5 mA OL odnosi się do sesji, w których uczestnicy świadomie otrzymywali otwartą stymulację tDCS o natężeniu 1.5 mA. 2.0 mA BL odnosi się do sesji, w których uczestnicy byli oślepieni na otrzymywaną stymulację tDCS o natężeniu 2.0 mA. 2.0 mA OL odnosi się do sesji, w których uczestnicy świadomie otrzymywali otwartą stymulację tDCS o natężeniu 2.0 mA. Sham odnosi się do sesji, w których uczestnicy byli oślepieni na otrzymywaną stymulację, lecz otrzymywali ją jedynie przez 60 s na początku i na końcu 20 min sesji w celu symulacji aktywnego tDCS. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Obliczono średnie nasilenie najczęstszych zdarzeń niepożądanych. Jak pokazano w Tabeli 1, średnie nasilenie najczęstszych zdarzeń niepożądanych nie przekroczyło wartości 3 (w wizualnej skali analogowej od 1 do 10, gdzie 1 oznacza nasilenie łagodne, a 10 ekstremalne) dla żadnego ze zdarzeń niepożądanych w żadnym z warunków stymulacji.

Warunki sesjiŁączna liczba sesjiMrowienie (SD, n)Świąd (SD, n)Uczucie pieczenia (SD, n)
2,0 mA ślepa próba2011.6 (0.8, 75)2.2 (0.9, 36)2.5 (1.3, 59)
2,0 mA otwarta etykieta1041.9 (1.2, 43)1.8 (1.1, 8)2.0 (1.4, 32)
1,5 mA otwarta etykieta2682.4 (2.2, 161)2.0 (1.6, 65)2.9 (2.0, 79)
Pozorna1751.9 (1.2, 72)1.7 (0.9, 17)1.6 (1.2, 46)

Tabela 1: Średnia intensywność powszechnie występujących zdarzeń niepożądanych w wizualnej skali analogowej (1-10, od łagodnych do silnych).

Stymulacja wykazuje również potencjał w zakresie łagodzenia objawów, co przedstawiono na Rysunku 3. Wartości d Cohena obliczono dla zmian w nastroju, zmęczeniu i bólu od poziomu wyjściowego do końca badania u pacjentów z SM w badaniach 1 i 2. Pacjenci z PD nie zostali uwzględnieni w tej analizie ze względu na małą liczbę osób, które do tej pory ukończyły badanie (n=6). Ze względu na niewielką liczebność prób w każdym z badań zastosowano analizę wielkości efektu w celu zidentyfikowania sygnałów sugerujących skuteczność. Aktywne sesje w badaniach 1 i 2 wykazały znacznie większe średnie wielkości efektu w zakresie poprawy. Średnio uczestnicy, którzy otrzymali aktywną tDCS, zgłaszali silniejsze efekty pozytywne oraz mniej efektów negatywnych, zmęczenia i bólu do końca badania w porównaniu z grupą otrzymującą sham tDCS.

figure-results-2
Rysunek 3: Współczynnik d Cohena dla miar wyników objawowych. Pozytywne efekty wykazali uczestnicy otrzymujący 20 aktywnych sesji rtDCS, podczas gdy u uczestników w grupie pozorowanej efekty były pomijalne. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Dyskusja

W tym badaniu wykorzystano montaż lewej anody DLPFC24, ale można go łatwo zamienić na inny montaż, a efekty stymulacji mogą się odpowiednio zmienić. W zależności od miejsca stymulacji, efekty dla mózgu i doświadczane skutki uboczne mogą się zmieniać1. Rodzaj stymulacji, taki jak zamierzone hamowanie zamiast podniecenia, może również wpływać na efekty. Podobnie forma remediacji połączona ze stymulacją może mieć wpływ na wyniki badania31. Przyszłe eksperymenty muszą być prowadzone z różnymi strategiami remediacji w połączeniu z RS-tDCS, aby zidentyfikować jego specyficzne skutki.

Podczas gdy protokół RS-tDCS koncentruje się na dostarczaniu tDCS pacjentom w ich domach, nadal może istnieć miejsce na stymulację w warunkach klinicznych. Na przykład bardziej złożone montaże, takie jak te używane przez HD-tDCS, mogą być niewykonalne w domu, nawet przy odpowiednim przeszkoleniu32. Protokół RS-tDCS zapewnia szczegółową procedurę w celu zapewnienia standardów badań klinicznych sesji leczenia i kontroli dawkowania podczas dostarczania stymulacji w domu przy użyciu protokołu telerehabilitacji. Jednolite przygotowanie i rozmieszczenie elektrod, a także uproszczone procedury, w tym włączenie prostszych technik elektrod gąbkowych, zapewniają spójność wśród uczestników. Protokół RS-tDCS pozwala na realizację sesji stymulacji przez osoby z zaburzeniami poznawczymi i fizycznymi, które w przeciwnym razie miałyby duże trudności z codziennym dotarciem do kliniki.

Wszystkie problemy mogą być natychmiast rozwiązane przez personel badawczy, który prowadzi wideokonferencje na żywo z uczestnikami podczas sesji stymulacji w domu. W przypadku, gdy laptop do nauki działa nieprawidłowo, proste ponowne uruchomienie komputera może rozwiązać problemy techniczne. W przypadku, gdy awarie sprzętu badawczego w laptopie lub urządzeniu tDCS nie zostaną rozwiązane po uzyskaniu pomocy technicznej, personel badawczy powinien zorganizować dostawę nowego, prawidłowo działającego sprzętu.

Protokół jest z natury zależny od dostępu do Internetu, co jest największym ograniczeniem tej metody. Obecnie osoby bez dostępu do Internetu nie mogą zostać zarejestrowane w żadnej wersji próbnej korzystającej z RS-tDCS. Internet wykorzystywany w połączeniu z naszym protokołem umożliwia zdalny nadzór w naszym protokole RS-tDCS.

RS-tDCS pozostaje jednym z niewielu uznanych i wykonalnych protokołów dostarczania tDCS33 do domu. Duża liczba sesji zakończonych protokołem (748 w nieco ponad rok) świadczy o skuteczności protokołu, ponieważ inne ośrodki zgłosiły mniejsze i niewystarczające badania. Protokół RS-tDCS okazał się skuteczny w dostarczaniu tDCS bezpośrednio pacjentom z szerokim zakresem niepełnosprawności. Dzięki umożliwieniu prowadzenia badań klinicznych z wykorzystaniem protokołu RS-tDCS możliwa jest szybka rekrutacja i szybkie zakończenie badania.

Protokół RS-tDCS można uogólnić na inne schorzenia neurologiczne. Jak pokazano tutaj, uogólniliśmy już nasz protokół na PD i planujemy zademonstrować zastosowanie protokołu do innych warunków. Zarówno parametry stymulacji, jak i strategia remediacji mogą być dostosowane do konkretnych wyników leczenia.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Autorzy chcieliby podziękować współpracownikom z City College of New York i Soterix Medical za ich pomoc i wsparcie.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
tDCS Mini-CT urządzenieSoterixZapewnia stymulację prądem stałym
EASYstrap z przewodami przewodzącymiSoterixmocuje się do paska, a pasek kładzie się na głowie
Gąbki EASYpadSoterixWstępnie zwilżone gąbki z 5 ml soli fizjologicznej. Wpada w elektoraty.
Laptop strumieniowyHewlett PackardUżywany do wideokonferencji i remediacji poznawczej.
Ładowarka do urządzeńSoterixładuje Mini-CT.
Oprogramowanie TeamViewerTeamviewerOprogramowanie do zdalnego pulpitu, które umożliwia zdalną kontrolę nad komputerami uczestników.
Vsee SoftwareVSee Lab, Inc.Umożliwia wideokonferencje zgodne z HIPAA
LumosityLumos LabsOnline używana do remediacji kognitywnej
Gąbki Platforma

Bibliografia

  1. Bikson, M., et al. Safety of Transcranial Direct Current Stimulation: Evidence Based Update 2016. Brain Stimul. , (2016).
  2. Bashir, S., Yoo, W. K. Cheap Technology Like Transcrinal Direct Current Stimulation (tDCS) Could Help in Stroke Rehabilitation in South Asia. Basic Clin Neurosci. 4 (3), 188-189 (2013).
  3. Boggio, P. S., et al. Repeated sessions of noninvasive brain DC stimulation is associated with motor function improvement in stroke patients. Restor Neurol Neurosci. 25 (2), 123-129 (2007).
  4. Brunoni, A. R., et al. Clinical research with transcranial direct current stimulation (tDCS): challenges and future directions. Brain Stimul. 5 (3), 175-195 (2012).
  5. Kalu, U. G., Sexton, C. E., Loo, C. K., Ebmeier, K. P. Transcranial direct current stimulation in the treatment of major depression: a meta-analysis. Psychol Med. 42 (9), 1791-1800 (2012).
  6. Kasschau, M., et al. A Protocol for the Use of Remotely-Supervised Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Multiple Sclerosis (MS). J Vis Exp. (106), e53542(2015).
  7. Ferrucci, R., et al. Transcranial direct current stimulation (tDCS) for fatigue in multiple sclerosis. NeuroRehabilitation. 34 (1), 121-127 (2014).
  8. Charvet, L., et al. Remotely Supervised Transcranial Direct Current Stimulation Increases the Benefit of At-Home Cognitive Training in Multiple Sclerosis. Neuromodulation. , (2017).
  9. Mattioli, F., Bellomi, F., Stampatori, C., Capra, R., Miniussi, C. Neuroenhancement through cognitive training and anodal tDCS in multiple sclerosis. Mult Scler. , (2015).
  10. Manenti, R., et al. Mild cognitive impairment in Parkinson's disease is improved by transcranial direct current stimulation combined with physical therapy. Mov Disord. 31 (5), 715-724 (2016).
  11. Benninger, D. H., et al. Transcranial direct current stimulation for the treatment of Parkinson's disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 81 (10), 1105-1111 (2010).
  12. Fregni, F., et al. Noninvasive cortical stimulation with transcranial direct current stimulation in Parkinson's disease. Mov Disord. 21 (10), 1693-1702 (2006).
  13. Larocca, N. G. Impact of walking impairment in multiple sclerosis: perspectives of patients and care partners. Patient. 4 (3), 189-201 (2011).
  14. Smith, A. The Symbol Digit Modalities Test (SDMT) Symbol Digit Modalities Test: Manual. , Western Psychological Services. (1982).
  15. Kurtzke, J. F. Rating neurologic impairment in multiple sclerosis: an expanded disability status scale (EDSS). Neurology. 33 (11), 1444-1452 (1983).
  16. Suresh, K. An overview of randomization techniques: An unbiased assessment of outcome in clinical research. J Hum Reprod Sci. 4 (1), 8-11 (2011).
  17. Langdon, D. W., et al. Recommendations for a Brief International Cognitive Assessment for Multiple Sclerosis (BICAMS). Mult Scler. 18 (6), 891-898 (2012).
  18. Martinez-Martin, P., et al. Unified Parkinson's Disease Rating Scale characteristics and structure. The Cooperative Multicentric Group. Mov Disord. 9 (1), 76-83 (1994).
  19. Krupp, L. B., LaRocca, N. G., Muir-Nash, J., Steinberg, A. D. The fatigue severity scale. Application to patients with multiple sclerosis and systemic lupus erythematosus. Arch Neurol. 46 (10), 1121-1123 (1989).
  20. O'Brien, A., et al. Relationship of the Multiple Sclerosis Neuropsychological Questionnaire (MSNQ) to functional, emotional, and neuropsychological outcomes. Arch Clin Neuropsychol. 22 (8), 933-948 (2007).
  21. Christodoulou, C., Junghaenel, D. U., DeWalt, D. A., Rothrock, N., Stone, A. A. Cognitive interviewing in the evaluation of fatigue items: results from the patient-reported outcomes measurement information system (PROMIS). Qual Life Res. 17 (10), 1239-1246 (2008).
  22. Watson, D., Clark, L. A., Tellegen, A. Development and validation of brief measures of positive and negative affect: the PANAS scales. J Pers Soc Psychol. 54 (6), 1063-1070 (1988).
  23. Forogh, B., et al. Repeated sessions of transcranial direct current stimulation evaluation on fatigue and daytime sleepiness in Parkinson's disease. Neurol Sci. 38 (2), 249-254 (2017).
  24. Seibt, O., Brunoni, A. R., Huang, Y., Bikson, M. The Pursuit of DLPFC: Non-neuronavigated Methods to Target the Left Dorsolateral Pre-frontal Cortex With Symmetric Bicephalic Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS). Brain Stimul. , (2015).
  25. Nord, C. L., Lally, N., Charpentier, C. J. Harnessing electric potential: DLPFC tDCS induces widespread brain perfusion changes. Front Syst Neurosci. 7, 99(2013).
  26. Eddy, C. M., Shapiro, K., Clouter, A., Hansen, P. C., Rickards, H. E. Transcranial direct current stimulation can enhance working memory in Huntington's disease. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 77, 75-82 (2017).
  27. Lefaucheur, J. P., et al. The treatment of fatigue by non-invasive brain stimulation. Neurophysiol Clin. , (2017).
  28. TeamViewer-the All-In-One Software for Remote Support and Online Meetings. , TeamViewer. Available from: https://www.teamviewer.com/en/index.aspx (2015).
  29. Flachenecker, P. Clinical implications of neuroplasticity - the role of rehabilitation in multiple sclerosis. Front Neurol. 6, 36(2015).
  30. Labs, L. Lumosity Research. , Available from: http://www.lumosity.com/hcp/research (2015).
  31. Mattioli, F., Bellomi, F., Stampatori, C., Capra, R., Miniussi, C. Neuroenhancement through cognitive training and anodal tDCS in multiple sclerosis. Mult Scler. 22 (2), 222-230 (2016).
  32. Borckardt, J. J., et al. A pilot study of the tolerability and effects of high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) on pain perception. J Pain. 13 (2), 112-120 (2012).
  33. Kasschau, M., et al. Transcranial Direct Current Stimulation Is Feasible for Remotely Supervised Home Delivery in Multiple Sclerosis. Neuromodulation. , (2016).

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Zdalnie nadzorowana tDCStechniki neuromodulacjistymulacja w warunkach domowychmonitorowanie w czasie rzeczywistymzadania treningu poznawczegowizualne skale analogowezgłaszanie zdarzeń niepożądanychprotokół badania klinicznegoocena bezpieczeństwa pacjenta
Zdalnie nadzorowana przezczaszkowa stymulacja prądem stałym: aktualne informacje na temat bezpieczeństwa i tolerancji
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.