Terapia de Estimulação Magnética Transcraniana Personalizada Guiada por fMRI, Entregue Robóticamente para Depressão Resistente ao Tratamento

Este protocolo demonstra o fluxo de trabalho da TMS personalizada, guiada por FMRI, entregue robóticamente e para depressão. A TMS guiada por FMRI aborda os problemas de precisão e precisão associados à mira padrão baseada em couro cabeludo. Após converter os arquivos DICOM de ressonância magnética do paciente para o formato NIFTI e realizar a análise RSFC, identifique as coordenadas padrão do cérebro espacial, localizadas no centro de gravidade do córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo ou agrupamento anticorrelacionado DLPFC nos formatos X, Y, Z.

Depois, obtenha o mapa funcional padrão DLPFC SGC em espaço produzido no formato NIFTI. Identifique a coordenada cerebral padrão do espaço correspondente à área motora curta do abdutor direito para aproximar o alvo para o limiar motor de repouso, ou teste RMT. Warp as coordenadas DLPFC, M1 e a conectividade funcional DLPFC SGC mapeiam do espaço padrão para o espaço nativo do paciente usando transformações geradas pelo pipeline inicial de pré-processamento preparado anteriormente.

Forneça ao psiquiatra que realiza a alvo da TMS as coordenadas nativas do cérebro espacial para DLPFC, M1 e o mapa funcional do DLPFC SGC. Para navegar até o local de armazenamento das imagens nativas T1W do paciente, clique em arquivo e selecione nova sessão no Neuronavigation. Crie uma pasta de sessão e selecione DICOM ou NIFTI, dependendo do formato de armazenamento das imagens T1W.

Ajuste o limiar superficial do couro cabeludo na imagem T1W usando a opção de ajustar limiar de superfície localizada na barra de menu do software Neuronavigation. Usando a opção de ajustar limiar do couro cabeludo, ajuste o limiar da superfície do couro cabeludo para inflar ou desinflar. Garanta a minimização do espaço epidural ou do couro cabeludo acima da inflação em relação à definição da superfície do couro cabeludo.

Para segmentar tecidos cerebrais de tecidos não cerebrais, usando a opção de segmentação cerebral, selecione um grande trato de substância branca e clique em calcular, assim o software determina valores de contraste relativo entre tecido cerebral e não cerebral, e então verifique se a superfície cerebral definida está adequadamente alinhada com a superfície da substância cinzenta. Depois, usando a opção de registro de pacientes, predefina marcos anatômicos. Marque o trago esquerdo, o trágio direito e o nasion na imagem T1W do espaço nativo do paciente em preparação para o co-registro com os marcos reais do couro cabeludo do paciente.

O tragus, o entroncamento do tragus helix ou qualquer marco facilmente identificável podem ser usados, desde que a co-inscrição em uma etapa posterior seja bem parecida. Em seguida, insira o alvo DLPFC no espaço nativo e as coordenadas M1 nos formatos X, Y, Z usando a orientação anterosuperior direita com a opção de planejamento na barra de menu. Reposicione o alvo DLPFC para o giro mais próximo se ele cair dentro de um sulco.

Para verificar se a coordenada cerebral reposicionada permanece dentro do cluster anticorrelacionado selecionado, sobreponha o mapa funcional DLPFC SGC no espaço nativo sobre a imagem T1W do espaço nativo do paciente e insira as coordenadas do alvo cerebral reposicionado no software de visualização de ressonância magnética. Reposicione a coordenada M1 para o giro pré-central, se necessário. Calcule os pontos de entrada perpendiculares da bobina TMS no couro cabeludo para as coordenadas DLPFC e M1.

Certifique-se de que o ângulo de aproximação da bobina TMS, em relação ao lado esquerdo da cabeça, esteja ajustado para 45 graus durante o cálculo do ponto de entrada. Sobreponha uma grade de entrada ou alvo de seis por quatro espaçada em intervalos de cinco por cinco milímetros na opção de entrada ou alvo na área de controle para criar alvos adicionais para testes RMT. Sente-se o paciente em uma cadeira de tratamento motorizada com apoio para o pescoço, garantindo o suporte adequado da cabeça e do pescoço.

Recline o paciente e levante as pernas para uma posição confortável. Usando uma faixa de cabeça ou fita dupla face, fixe o rastreador de referência do paciente na testa direita do paciente. Posicione a cabeça do paciente usando a cadeira motorizada de modo que fique dentro do campo visual da câmera de Neuronavegação.

Depois, retorne à opção de registro do paciente na barra de menu para co-registrar os pontos anatômicos do paciente e a superfície do couro cabeludo para os pontos anatômicos pré-definidos e a superfície do couro cabeludo na imagem T1W. Toque o ponteiro para os pontos reais do couro cabeludo do paciente e adquira cada ponto de referência pressionando o botão verde no botão de pé ou de mão. Toque o indicador no couro cabeludo e passe suavemente pelo couro cabeludo do paciente para obter 300 pontos de referência enquanto pressiona o botão verde no interruptor do pé ou da mão.

Verifique a precisão do alinhamento espacial entre os marcos anatômicos real e pré-definidos e a superfície do couro cabeludo ao final do procedimento de registro do paciente, reportada como desvio quadrático médio da raiz em milímetros. Certifique-se de que os valores quadráticos médios da raiz estejam abaixo de três milímetros; caso contrário, repita os passos de registro até que isso seja alcançado. Reposicione o cobot para que o rastreador de referência do paciente fique em uma distância e ângulo ideais dentro do campo visual da câmera de Neuronavegação.

Garanta que o campo visual da câmera de Neuronavegação também possa detectar um dos pontos de referência do cobot. Verifique o campo visual selecionando Verificar Sistema de Rastreamento na barra de menu. As miras roxas indicam pontos de referência visíveis.

Ative o modo manual na opção cobot na área de controle para mover manualmente o braço robótico montado na bobina para dentro do espaço de trabalho. Clique em mover para a posição de estacionamento no painel de opções do cobot para mover a bobina para a posição neutra. Posicione manualmente o cobot, ou ajuste a cadeira motorizada, para que a bobina fique diretamente acima da cabeça do paciente com uma separação de vários centímetros.

Depois, calibre a função do sensor de força da bobina na opção cobot dentro da área de controle do software Neuronavigation para acionar uma janela pop-up do sensor com quatro luzes de pressão. Coloque um dedo na bobina e aumente gradualmente, depois diminua a pressão para que as quatro luzes de pressão acendam e depois desliguem em sequência. Certifique-se de que as luzes sejam ativadas da esquerda para a direita, depois desative da direita para a esquerda para tornar o botão de okar clicável.

Coloque três eletrodos eletromiográficos conectados ao monitor MEP ao longo do comprimento ventral do abdutor do polegar curto direito. Selecione o protocolo MEP na máquina TMS e defina a sensibilidade para 200 microvolts por divisão. Selecione recall e então selecione o tempo para exibir a interface MEP.

Para instruir o braço robótico montado em bobina a se mover para o primeiro alvo M1 na grade, selecione o alvo no painel de entrada e de opções de alvo na área de controle. Selecione alinhamento da bobina no painel de opções Cobot para posicionar a bobina no couro cabeludo do paciente. Selecione a opção de estimulador na área de controle do software de Neuronavegação e defina a intensidade inicial de estimulação para 40% na opção de amplitude.

Clique em um pulso único para emitir um pulso enquanto se move sequencialmente para cada um dos alvos na grade M1. O posicionamento preciso da bobina TMS não é necessário para alvos motores. Aumente a intensidade da estimulação conforme necessário para observar uma MEP ou flexão visível do polegar.

Identifique o alvo que produz a MEP mais forte, juntamente com a maior amplitude de flexão do polegar direito, dedos ou punho. Selecione o alvo ideal para M1 nos painéis de entrada e alvo e clique no alinhamento da bobina no painel de opções cobot para posicionar a bobina no couro cabeludo do paciente. Ajuste a intensidade de estimulação de pulsos individuais nesse alvo em intervalos definidos até que o RMT seja determinado.

No painel de estimulação, valores máximos de MEP acima de 50 milivolts indicam um MEP. Identifique a RMT como a intensidade mínima de estimulação necessária para evocar cinco de cada 10 movimentos com uma MEP maior que 50 milivolts na eletromiografia. Instrua o paciente a fechar os olhos, relaxar e evitar focar em qualquer pensamento específico para manter estados cerebrais consistentes durante a FMRI e a TMS.

Instrua o braço robótico montado na bobina a se mover para o alvo DLPFC selecionando o alvo no painel de entrada e opção de alvo na área de controle. Selecione alinhamento da bobina no painel de opções Cobot para posicionar a bobina no couro cabeludo do paciente. Selecione o protocolo programado de estimulação theta intermitente de três minutos na opção do menu da máquina TMS.

Selecione recall e depois temporização para preparar a máquina para aplicar o protocolo de estimulação theta burst intermitente de três minutos. Selecione a opção de estimulador na área de controle e defina a intensidade de estimulação para 80% da RMT na primeira sessão, 100% na segunda sessão e 120% nas sessões seguintes. Clique em iniciar ou parar trens para entregar a sequência completa de pulsos TMS repetitivos.

Cada pulso é indicado no painel de estimulação. Realize estimulação pré-frontal do córtex dorsolateral esquerdo diariamente por até 20 a 30 sessões durante a semana. Em um estudo aberto usando esse protocolo, houve uma taxa geral de resposta de 52% e uma taxa de remissão de 33%. Os subgrupos a priori apresentaram perfis distintos de resposta e taxa de remissão, indicando que o grupo com depressão sem comorbidade, grupo um, respondeu melhor do que os grupos com comorbidade ou depressão bipolar, grupos dois e três, respectivamente.

Antes do tratamento, a conectividade funcional média do SGC DLPFC foi de menos 0,25. A conectividade funcional entre o DLPFC e o restante do cérebro não alterou como função do tratamento com TMS. No subconjunto de pacientes que passaram por FMRI pré e pós-TMS, observou-se uma redução específica na RSFC anticorrelacionada do pré-tratamento ao pós-tratamento, com a conectividade funcional negativa em repouso próxima de zero.

Esse protocolo demonstra a viabilidade de usar conectividade funcional para personalizar o alvo do tratamento para a EMT na depressão. Esse protocolo requer recursos substanciais e expertise especializada, especialmente para ressonância magnética, análise de imagem e uso de sistemas de neuronavegação e robótica. Protocolos futuros melhorarão a viabilidade usando tecnologias que integram fluxos de trabalho de Neuronavegação, robótica e imagem.