Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

MR-veiledet dmPFC-rTMS som behandling for behandlingsresistent depresjon

Published: August 11, 2015 doi: 10.3791/53129
Automatic Translation
1, 6, 5,7, 5,7, 2,3,5, 2,3,5, 2,3,4,5
1Institute of Medical Sciences, University of Toronto, 2MRI-Guided rTMS Clinic, University Health Network, 3Department of Psychiatry, University Health Network, 4Toronto Western Research Institute, University Health Network, 5Department of Psychiatry, University of Toronto, 6Faculty of Arts and Science, University of Toronto, 7Temerty Centre for Therapeutic Brain Intervention, Centre for Addiction and Mental Health

Introduction

Repeterende transkranial magnetisk stimulering (rTMS) er en form for indirekte samlings kortikal stimulering. rTMS syssels korte, fokale elektromagnetiske felt pulser som trenge skallen for å stimulere målet hjerneregioner. rTMS er tenkt å engasjere mekanismene for synaptisk langtidspotensiering og langsiktig depresjon, for derved å øke eller redusere cortical eksitabilitet i regionen stimulert 1. Generelt bestemmer rTMS pulsfrekvensen dens virkninger: høyere frekvens stimulering har en tendens til å være eksitatoriske, mens lavere frekvens er hemmende. Ikke-invasive stimulerende prosedyrer er også mye brukt som en årsaks probe å indusere midlertidige 'kortikale lesjoner', og etablere nevrale-atferd relasjoner eller funksjonelle regioner ved å deaktivere funksjonen til et ønsket kortikal region 2 midlertidig - 4.

Terapeutisk rTMS involverer flere stimulering økter, vanligvis anvendt når dAily over flere uker, til å behandle en rekke lidelser, inkludert depresjon (MDD) 5, spiseforstyrrelser 6, og tvangslidelser 7. rTMS for MDD er en potensiell mulighet for medisinsk ildfaste pasienter, og tillater klinikeren til invasivt målrette og endre oppstemthet av en kortikal regionen direkte involvert med depressive etiologi eller patofysiologi. Den konvensjonelle kortikal mål for MDD-rTMS er dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) 8. Men identifiserer konvergent bevis fra neuroimaging, lesjon, og stimulerings studier dorsomedial prefrontal cortex (dmPFC) som et potensielt viktig terapeutisk mål for MDD 9 og en rekke andre psykiske lidelser preget av underskudd i selvregulering av tanker, atferd og emosjonell sier 10. Den dmPFC er en region av konsekvent aktivering i emosjonell regulering 11, atferdsregulering 12,13. DendmPFC er også assosiert med neurochemical 14, strukturell 15, og funksjonelle 16 avvik i MDD

Beskrevet her er prosedyren for 20 økter (4 uker) med magnetisk resonans imaging (MRI) guidet rTMS til dmPFC bilateralt, som behandling for depresjon. I tillegg til en konvensjonell 10 Hz protokoll påført over 30 minutter, er en periodisk theta briste stimuleringsprotokollen (TBS) diskutert, som gjelder 50 Hz lett spenningstopper ved 5 Hz i løpet av en 6 min 17 sesjon. Begge protokoller er antatt å være eksitatoriske, med TBS-protokollen som har potensiale for å oppnå sammenlignbare effekter ved hjelp av en mye kortere sesjon 18. I begge protokollene, er anatomiske MRIs samt kliniske vurderinger ervervet før rTMS. Nevro bruker de anatomiske skanner til å gjøre rede for anatomiske variasjon av dmPFC og optimalisere plasseringen av rTMS. En relativt ny 120 ° -angled væskekjølt rTMS spiral var også ossed for å stimulere dypere midtlinje kortikale strukturer. Til slutt ble rTMS intensitet titrering brukes over den første uken av rTMS økter for å sikre at pasienter kan tilvenne til høyere smerte nivåer forbundet med dmPFC stimulering i forhold til konvensjonell DLPFC stimulering.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Denne studien ble godkjent av Forskningsetisk Styret ved Universitetet helsenett.

1. Med forbehold Selection

  1. Gjennomføre en innledende vurdering på en potensiell pasient. Inklusjonskriteriene inkluderte tilstedeværelsen av en gjeldende depressiv episode som er motstandsdyktig mot minst en tilstrekkelig utprøving av medisiner, og en Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, femte utgave, (DSM-5) diagnose av MDD som er fastsatt av den vurderingen psykiater . Bekrefte diagnosen med en standardisert Mini Mental State Examination (MINI).
  2. Sikre at pasienter er på et stabilt medisiner eller er vasket ut av deres medisiner rutine i minst fire uker før deres første rTMS behandlingsrunde. Ikke endre denne medisinen regiment hele rTMS behandling for å hjelpe disambiguate årsaken til enhver observert klinisk forbedring eller forverring.
  3. Ekskludere pasienter som kan ha en potensiell kontraindikasjon for rTMS eller MR, jegncluding anfall historie, hjertearytmi, implanterte eller utenlandske enheter / metallpartikler, ustabile medisinske tilstander, eller graviditet. Pasienter med samtidig post-traumatisk stress lidelse, tvangslidelser, andre angstlidelser, ADHD, bulimia nervosa eller overspisingslidelse eller moderate Cluster B personlighetstrekk er også egnet for denne behandlingen og trenger ikke utelukkes. Pasienter med bipolar lidelse i stedet for MDD kan også være egnet for denne behandlingen. Pasienter med psykotiske lidelser, aktive rusmiddel, en primær diagnose av borderline eller antisosial personlighetsforstyrrelse, eller vedvarende depressive lidelse (dystymi) kan være mindre egnet for behandling og kan kreve utelukkelse.

2. Innhente magnetisk resonans Images

  1. Erverve pasientenes MRI når som helst før behandling. Her bruker en 3 Tesla skanner med en 8-kanals faset-matrise hodet spiral (se tabell av Materials), eller en hvilken som helst skanner som kan skapes et 3D bilde av en pasients hjerne.
  2. Hvis man følger lokale nettstedet protokollen, få en T1-vektet fort bortskjemt gradient-ekko anatomisk scan. Bruk følgende parametre: TE = 12 msek, TI = 300 msek, flip vinkel = 20 °, 116 sagittal skiver, tykkelse = 1,5 mm, noe gap, 256 x 256 matrise, FOV 240 mm. Denne skanningen vil bli brukt for sanntids rTMS nevro under motor Terskelverdier og behandlinger.

3. Forbehandling Anatomisk Skanner for Real-time nevro

  1. Forbered deg på MR veiledning ved hjelp av en nevro system.
    Merk: Følgende trinn ansette Visor 2.0 nevro systemet (se tabell for material), men andre navigasjonssystemer som Brainsight TMS Navigasjon, StealthStation, Aimnav, og NBS System 4 bruker lignende prosedyrer.
  2. Segment anatomiske MRI i sine hodebunnen og hjernen komponenter. Registrere de to segmentene til standard stereotactic plass, for eksempel Talairach og Tournoux plass 19.
  3. Plasser målet markører ved å velge følgende punkter på MR: Nasion; Venstre og høyre øre, rettet mot tragus; Anterior commissure; Posterior commissure; Interhemispheric punkt (punkt mellom de to halvkuler); fremre punktet av hjernen; bakre punktet av hjernen; den overlegne punktet av hjernen; og venstre og høyre punktet i hjernen.
  4. Rekonstruere de overflater av pasientens hodebunn og hjerne i standard plass til å lage en tre-dimensjonal overflate-baserte hode modell - vil dette bilde bli brukt til å identifisere stereotaktisk hodebunnen koordinater som ligger over dmPFC (Talairach og Tournoux koordinere X0, Y + 60, Z + 60) for optimal plassering spolen toppunkt under behandlingen.
    Merk: Denne metoden bruker befolkningen koordinater til å identifisere stimulering målet. Andre metoder for å identifisere en stimulering målet, skissert i diskusjonen, inkluderer enkelt-faget anatomi eller FMRI. Aktivering kart.
  5. Registrer hjernen og hodebunnen koordinater fra stereo plass til pasienten plass for individualisert spiral plassering.

4. Motor Threshold Assessment

  1. Seat pasient i behandling stolen, justerer kameraet for en uhindret utsikt over pasienten.
  2. Plasser hodebånd med markøren klipp knyttet til det rundt pasientens hode. Markøren klipp bør sitte over neseryggen.
  3. Preprocess anatomisk scan for pasienten som beskrevet ovenfor i trinn 3.
  4. Laste preprocessed anatomiske skanninger til nevro programmet og slå på kameraet.
  5. Ved hjelp av en nevro penn, markere hvert hodebunn målpunkt på pasienten. Bevegelsene er gjort med nevro pennen vil bli projisert på TV-skjermen i form av røde linjer.
  6. Vurdere pasientenes motoriske terskler, minimum intensitet for å globalt opphisse motor vei, før rTMS treatment. I dette trinnet begynner ved at pasientens nedre lemmer utvidet og støttes nedenfra, ved hjelp av en krakk eller stol utstyrt med et utvidbart benstøtten.
  7. For motor terskelen besluttsomhet under nevro, målrette den mediale primære motor cortex. Plasser spolen toppunktet over sagittal sprekken, 0,5-1,0 cm anterior til den sentrale sulcus. Bruk en vinklet eller dobbel-membran spiral for dypere puls inntrengning i mediale områdene. Bruk stimulator utstyrt med en væskekjølt spole, hvis vindinger er vinklet ved 120 ° for å tillate dypere penetrasjon av pulser (se tabell for material).
  8. Utfør motor thresholding separat for venstre og høyre hjernehalvdelen. Orient spolen lateralt til direkte rTMS-fremkalt strømmen til ønsket halvkule 20. For eksempel, for å stimulere den venstre hemisfære, orientere spolen med håndtaket peker mot høyre og i retning av strømmen mot venstre hemisfære. Observer kontralaterale (til høyre) underekstremitetfor bevegelser i løpet av denne prosedyren.
  9. Bestem terskel og fremkalte motor bevegelse visuelt av halluces longus muskel av stortåen.
    Merk: I motsetning til konvensjonell motor terskel testing som er rettet mot hånden muskel, stimulere den mediale veggen av motor cortex vil målrette tå muskel. Motor fremkalt respons (MEPs) kan også benyttes som en mer nøyaktig bestemmelse av motor terskel, men det er en mye lengre tilnærming.
    1. Begynn med å stimulere 55% av maksimal intensitet maskin, juster deretter oppover eller nedover i intervaller på ~ 5%, avhengig av om en respons observeres. Redusere tilveksten størrelse jevnt til ~ 1% som motoren terskelen er kontaktet, som tidligere beskrevet 21. Stimulere ikke oftere enn 0,2 Hz (en gang per 5 sek) for å unngå hemmende eller eksitatoriske effekter over tid.
    2. Når en motor terskelen er etablert, flytte toppunktet 1-2 cm anteriort og posteriort i utforskende trinn på 2-3 mm, for å avskrekkegruven om noe alternativ Nettstedet tilbyr en lavere motor terskel. Bruk lavest terskel oppnådd langs denne buen for hver side.

5. rTMS Treatment & Adaptive Titrering

  1. Utføre et kurs av neuronavigated dmPFC-rTMS, med en total på 20-30 daglige økter i løpet av 4-6 uker. For behandlinger, bruke 120 ° vinklet, væskekjølt coil og parametrene som er oppført nedenfor for dmPFC stimulering i hver behandling (se tabell for material).
  2. Seat pasienten i behandling stolen, justerer kameraet for en uhindret utsikt over pasienten.
  3. Plasser et hodebånd med en markør klipp knyttet til det rundt pasientens hode (plassert lateralt for ikke å blokkere rTMS spiral plassering over mediale målområdet) som beskrevet ovenfor. Ved hjelp av et kamera, en nevro system, vil oppdage markøren klippet og vil gi rom for forbehandling og nevro.
  4. Laste preprocessed anatomical skanner til nevro programmet og slå på kameraet.
  5. Ved hjelp av en nevro penn, markere hvert hodebunn målpunkt på pasienten. Bevegelsene er gjort med nevro pennen vil bli projisert på TV-skjermen i form av røde linjer.
  6. Plasser spolen over dmPFC målet etter MR veiledning ved hjelp av nevro system. For verifisering, bør dette punktet ligge nærmere 25% av avstanden fra nasion til inion. Sidelengs. Orientere spolen sideveis, med håndtaket peker bort fra den halvkule som skal stimuleres. Stimulere den venstre hjernehalvdelen, deretter re-orientere spolen med 180 ° for å stimulere den høyre hjernehalvdelen, opprettholde toppunktet på samme sted over dmPFC skalp området.
  7. Sørg for at hodebunnen området for dmFPC forblir i nær kontakt med spolen selv gjennom hele behandlingen. Sørg for at pasienten og operatøren bruke ørepropper eller andre hørselsvern under behandlingen.
  8. For 10 Hz stimulering,bruke en kapasitet på 5 sek på, 10 sekunder av til sammen 60 tog (3000 pulser) per halvkule per økt. Utfør denne protokollen til venstre og deretter høyre hjernehalvdelen ved å orientere spolen sideveis, som tidligere beskrevet 20.
    Merk: beskrevet protokoll for 10 Hz rTMS er utenfor internasjonale retningslinjer for sikkerhet (Rossi et al, 2009).. Det er bevis for sin sikkerhet 18,22.
  9. For TBS stimulering, bruk en kapasitet på 2 sek på, 8 sek off for totalt 600 pulser per halvkule per økt. Utfør denne protokollen til venstre og deretter høyre hjernehalvdelen ved å orientere spolen sideveis, som tidligere beskrevet 20.
  10. Adaptivt å titrere rTMS stimulusintensiteten oppover fra en opprinnelig verdi på 20% maksimal stimulator intensitet, for å tillate pasienten å tilvenne til smerte og ubehag forbundet med hodebunnen rTMS løpet av de første 23 sesjoner. Øke stimulering intensitet 2-5% på hver tog av stimulering,som tolereres.
    1. For å vurdere toleranse, har pasienten rente smerte på en verbal analog skala (VAS) fra 0 til 10 (0 = ingen smerte, 10 = grense for toleranse uten emosjonell nød) etter hvert tog av stimulering er levert.
  11. Begynn med en høyere stimuleringsintensitet på hver sesjon, ved hjelp av et moderat nivå forbundet med toleranse (VAS 5-6) fra forrige gang, inntil pasienten starter på målet intensitet på 120% av hvilende motor terskel på hver halvkule. Opprettholde en verbal analog skala fra mindre enn 9 gjennom behandlinger i løpet av denne titreringsprosessen. Titrering er vanligvis ferdig i 2-5 dager.
  12. Overvåke pasienten for andre bivirkninger under behandling.
    Merk: Den vanligste behandlings avbryte negativ effekt er en syncopal episode, som oppstår i løpet av første eller andre økten av behandlingen i ~ 1% av pasientene. Pasienten kan fortelle svimmelhet, besvime, eller desorientert, og kan forbigående (~ 10 sek) loSE bevissthet. Regelmessige, gjentatte krampaktige bevegelser eller post-episode forvirring som varer mer enn noen få sekunder skal være fraværende, men. I tilfelle av en syncopal episode, senk nakkestøtten på stolen hvis det er mulig og oppmuntre pasienten til å forbli stille før bedring. Økten kan fortsette hvis pasienten er restituert og villig til å gå på etter et par min.
  13. Overvåke pasienten for en generalisert tonisk-kloniske anfall under behandlingen.
    Merk: Disse hendelsene er sjeldne, og vi har ikke observert en pågripelse i ~ 8000 økter av dmPFC-rTMS over> 200 individuelle pasienter hittil. Regelmessige, rytmiske, sprek krampaktige bevegelser varige 10-40 sek, først rundt 3 Hz og blir gradvis mindre rask, ledsaget av manglende respons, antyder beslag i stedet for synkope. Men de to kan være vanskelig å skille for en utrenet observatør.
    1. Bruk video overvåking under alle behandlinger slik at episoden kan bli vurdert av en neurologist ved etterfølgende evaluering, om nødvendig. I tilfelle av en slik episode, gjelder standard beslag førstehjelp skritt, inkludert rydde området for gjenstander med potensial til å forårsake skade, plassere pasienten på bakken hvis det er mulig eller senke behandlingsstol til horisontal posisjon hvis ikke, legger pasient på venstre side hvis det er mulig, å sikre frie luftveier, og at noen fortsatt med pasienten før beslaget opphører og personen gjenvinner full årvåkenhet.
    2. Ringe nødtelefonen hvis beslaget ikke selv avslutte etter ~ 60 sek.

6. Klinisk Datainnsamling

  1. Samle standardiserte selvrapporterte spørreskjemaer ved baseline, ukentlig gjennom behandling og ved oppfølging (f.eks., 2, 4, 6, 12 og 26 uker etter behandling). Samle følgende selvrapportering data: Beck Depression Inventory (BDI-II) 24, og Beck Anxiety Varelager 25 på daglig basis gjennom treatment.
  2. Samle depresjon Alvorlighets score via klinikeren-rated 17-element Hamilton Rating Scale for Depression scorer 26 (Hamd 17) ved baseline, ukentlig under behandling, og ved 2, 4, 6, 12 og 26 uker etter behandling i oppfølging.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

I tidligere arbeid, ble hamd 17 brukes som et mål på behandlingsrespons for 10 Hz dmPFC-rTMS. Tabell 1 viser før og etter behandling hamd 17 score i en tidligere publisert sak serien 27. Blant alle fag, forbehandling hamd 17 minutter ble 21.66.9 som signifikant redusert med 4331% til 12.58.2 post-rTMS (t 22 = 6,54, p <0,0001) 27. Ved hjelp av en ettergivelse kriterium for Hamd 17 ≤7, åtte av 23 pasienter gitt etter behandling. Tabell 2 viser før og etter behandling BDI-II scorer i samme sak serien 27. Forbehandling BDI-II var 32.59.9 og betydelig redusert med 34.231.7% til 22.012.8 post rTMS (t 22 = 5,11, p <0,001). Hamd 17 og BDI-II prosent forbedring ble korrelert for å avgjøre om de samme fagene reagerte på begge tiltak (r = 0,72, p = 0,0001).

Adaptive titration ble rapportert i en større undergruppe av 47 MDD pasienter som gjennomgår 10 Hz dmPFC-rTMS 23. I en sak serie som følger denne gruppen pasienter, forsøks oppnådd målet stimulus intensitet i 0.91.8 økter og var i stand til å fullføre en hel rTMS økt på den tiltenkte intensitet på 4.53.7 økter 23. Adaptive titreringen ble ikke korrelert til behandling forbedring.

En sammenligning av TBS til 10 Hz dmPFC stimulering ble nylig utført i en fersk 185-faget diagrammet anmeldelsen 18. Utfall var ikke signifikant forskjellig mellom gruppene. På Hamd 17, 10 Hz pasienter hadde en 50,6% respons og 38,5% remisjon rente, mens TBS pasientene fikk en 48,5% respons og 27,9% remisjon rate. På BDI-II, 10 Hz pasienter hadde en 40,6% svar en 29,2% remisjon rente, mens TBS pasientene fikk en 43,0% respons og 31,0% remisjon rente 18.

Emne # Pre-Treatment HAMD Post-Treatment HAMD % Forbedring
11 21 1 95.24
6 18 2 88.89
4 28 4 85.71
2 12 2 83.33
9 22 4 81,82
25 19 4 78.95
12 20 5 75.00
10 20 5 75.00
14 14 4 71.43
16 26 10 61.54
7 19 8 57.89
24 17 9 47.06
3 19 11 42.11
8 21 14 33.33
5 36 24 33.33
17 23 16 30.43
15 37 27 27.03
23 12 9 25.00
19 28 21 25.00
1. 3 29 22 24.14
1 12 10 16.67
21 1. 3 12 7.69
18 23 22 4,35
22 21 22
20 22 24 -9,09
Mean 21.28 11.68 46.28
Standard Dev. 6.68 8.24 31,81

Tabell 1: Individuell lagt hamd 17 forbedring, ved hjelp av baseline og etterbehandling hamd 17 poeng.

Emne # Pre-rTMS BDI Post-rTMS BDI % Forbedring
11 26 3 88,46
6 21 4 80.95
4 45 9 80.00
2 17 4 76,47
16 36 1. 3 63.89
5 35 17 51.43
3 30 15 50.00
12 26 14 46.15
14 22 12 45.45
1 33 19 42.42
10 34 20 41.18
23 32 19 40.63
9 22 15 31.82
15 57 40 29.82
19 38 28 26.32
7 25 22 12.00
18 45 41 8.89
20 45 43 4,44
17 25 24 4,00
1. 3 44 44 0,00
22 36 37 -2,78
21 30 32 -6,67
8 24 31 -29,17
Mean 32.52 22.00 34.16
Standard Dev. 9.86 12.83 31.70
TTEST 3.99713E-05 </ Td> 5,114221135

Tabell 2: Individuell lagt BDI-II forbedring, ved hjelp av baseline og etter behandling BDI-II score.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Her ble MR-veiledet dmPFC-rTMS søkt om behandlingsresistent MDD. Generelt ble rTMS på dette nettstedet godt tolerert, med mild hodebunnen ubehag og smerte på stedet av stimulering som var tilstrekkelig klarte å bruke adaptive titrering. I åpne studier og et diagram gjennomgang, både 10 Hz og theta brast stimulering resultert i betydelige forbedringer i depressive alvorlighetsgrad målt ved Hamd 17 og BDI-II.

Det er to viktige skritt verdt å merke seg i rTMS behandlingsprosedyren for optimal dmPFC stimulering. For det første tillater en vinklet, dobbelt-kjegle spole for optimal stimulering av dypere strukturer i det mediale aspektet av den prefrontale cortex 28. For det andre er en stimuleringsbehandling intensitet på 120% hviler motor terskel på medial side tolereres godt og uten alvorlige bivirkninger, til tross for den relativt høye intensiteten av den påførte stimulering i absolutte termer sammenlignet med den lavere absoluttintensitet som kreves for konvensjonelle DLPFC-rTMS. Det samme intensitet synes også å være trygg og utholdelig for TBS protokoller med dmPFC-rTMS, uansett betydelig lavere verdier på 80% aktiv motor terskelen mer brukte med TBS 18. Som tidligere nevnt, er betydelig smerte og ubehag forbundet med fremre medial prefrontale stimulering ved høyere intensiteter 29. Adaptive titrering ble raskt og hell brukes til aide i rTMS relatert ubehag tilpasning. I sum, kan bruk av en vinklet rTMS pole og en relativt høy stimulering intensitet (med adaptive titrering) tillater dypere penetrering av stimulering til den mediale prefrontale cortex og underliggende cingulate 28, uten at dette medfører høyere risiko for fastbrenning av uutholdelig smerte hodebunnen.

Nevro er ofte brukt for presis individualisert anatomisk landmarking for spole toppunktet plassering. Men det er ett problem med MR-veiledet nevroat det potensielt utelater de funksjonelle relasjoner av ønsket stimulering målet til andre områder av hjernen i favør av anatomisk spesifisitet tvers av fag. Det er faktisk betydelig funksjonell tilkobling variabilitet funnet i foreningen cortices, inkludert områder av prefrontal cortex, som kan hindre behandlingseffekten 30. For eksempel, en fersk studie brukt hviletilstand funksjonelle tilkobling for å vise at venstre DLPFC-rTMS behandlingseffekten hos MDD var avhengig venstre DLPFC tilkobling til subgenual cingulate cortex 31. Pasienter som forbedret med venstre DLPFC-rTMS tendens til å ha anticorrelated funksjonell tilkobling mellom DLPFC og subgenual cingulate cortex ved baseline. Derfor kan hvile-state funksjonell tilkobling utnyttes til å optimalisere målplassering videre og identifisere potensielle biomarkører når de funksjonelle egenskapene til respons er identifisert 32.

En viktig begrensning av rTMS som en behandling er at det er uklart hvordan enkelte stimuleringsparametere påvirker dens behandling effekt. Det er betydelig variasjon i parameterne for konvensjonell venstre DLPFC stimulering for MDD på tvers av studier, og det er også økende bevis for betydelig interindividuell variasjon i hvordan noen rTMS parametere påvirker kortikal eksitasjon og hemming eller behandling effekt 33,34. For eksempel effekten av 10 Hz stimulering på motor fremkalt potensial (MEP) ble nylig vist seg å variere betydelig på tvers av fag, med noen som viser nedgang i stedet for økninger i MEP styrke etter stimulering 35. Andre rTMS behandling parametere som potensielt krever ytterligere optimalisering (eller individualisering) for å maksimere behandlingseffekten omfatter antall pulser per økt, antall økter per dag, stimulering intensitet og driftssyklus (hvor mange sekunder stimulering er av og på per syklus) .

Det er also generelle begrensninger rTMS som en behandling. Disse inkluderer de logistiske krav til pasienter for å lage flere besøk til sykehus for behandling, begrenset tilgang til behandling av pasienter i fjerntliggende områder, de høye kostnadene ved behandling (> $ 250 per sesjon) med konvensjonelle parametere, og de lave volumer av pasienter som kan bli behandlet per enhet ved hjelp av konvensjonelle parametere (1-2 per time på de fleste). Parameter optimalisering kan bidra til å løse noen av disse problemene i fremtiden. Andre former for ikke-invasiv stimulering, slik som transcranial likestrøm stimulering (tDCS), kan også komme til å tjene som et mindre kostbart alternativ til rTMS, egnet for bruk i hjemmet i stedet for i klinikken 36.

Til tross for sine tekniske begrensninger, er dmPFC-rTMS klinisk lovende for behandlingsresistent MDD. rTMS, og dmPFC-rTMS spesielt, kan også undersøke å være et lovende alternativ i andre medisiner bestandig psykiatriske sykdommer, inkludert spiseforstyrrelser 10 37, og post-traumatisk stresslidelse 38. Identifisere gode behandlingstilbud kandidater til disse lidelsene kan kreve flere verktøy enn tradisjonelle diagnoseklassifiseringsskjemaer symptombasert - særlig bildediagnostiske. Anskaffelse av pasient neuroimaging data før og etter behandling gjør det mulig for identifisering av potensielle biologiske før behandling prediktor og mekanismer for behandlingsrespons. Dorsomedial og subgenual cingulate hviletilstand funksjonelle tilkobling har blitt identifisert som potensielle prediktorer for behandlingsrespons 27. I tillegg har graf teoretiske tiltak som betweenness sentralitet vist seg å skille dmPFC-rTMS respondere og non-respondere ved baseline basert på delskalaene for hedoniske 23. Neuroimaging peker også på anterior mid-cingulate cortex og dorsomedial thalamic hviletilstand funksjonelle tilkobling endring som korrelerer til behandling response 27. I sum kan funksjonell neuroimaging bli et nyttig klinisk verktøy som potensielle prediktorer og mekanismer av behandlingsrespons er identifisert.

Siden dagens dmPFC-rTMS studier har brukt en åpen design, bør fremtidige retninger inkluderer opprettelsen av en humbug-kontrollert studie for å vurdere sin terapeutiske effekt ved MDD versus humbug og konvensjonell stimulering. Imidlertid skaper en overbevisende sham-kontrollarmen er teknisk krevende, særlig for simulering somatosensoriske eller nociceptive fornemmelser, så vel som en overbevisende blind den rTMS 39 tekniker. I en fersk meta-analyse, var over halvparten av pasientene i stand til å gjette riktig deres behandling arm 39. I en annen meta-analyse, placeboeffekter var store, men kan sammenlignes med escitalopram prøvelser 40. Fremtidige studier med rTMS humbug arm bør vurdere en design som tar for seg alle sensoriske aspekter av rTMS for både pasienten og tekniker. Nonethemindre, forsterke magnetiske stimuleringsteknikker gjennom TBS 41, grunning stimulering 42 eller tilleggs kognitiv atferdsterapi 43 eller farmakoterapi 44 kan også bidra til å optimalisere den terapeutiske effekten av rTMS. TBS i særdeleshet har potensial til å oppnå betydelige forbedringer i behandlingsvarighet og dermed i pasientvolum, tilgangstider og behandlingskostnaden, samtidig oppnå tilsvarende resultater i mye lengre konvensjonelle protokoller 18,45.

Oppsummert rTMS av dmPFC er en lovende ny tilnærming til terapeutisk hjernestimulering for behandlingsresistent MDD. Ved å inkludere bruk av en MRI-styrt nevro system, en væskekjølt, 120 ° vinklet stimulering spole, en høy stimulering intensitet og en adaptiv titrering plan, kan dmPFC-rTMS være sikkert og nøyaktig levert til dype mål i den mediale prefrontale cortex . Ettersom disse områdene er sentrale i patofysiologien av mange neuropsychiatric lidelser, kan denne tilnærmingen har lovende anvendelser, ikke bare for MDD, men også for en rekke andre psykiatriske tilstander som er resistente overfor vanlige behandlinger.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3T GE Signa HDx Scanner GE n/a
Visor 2.0 Neuronavigation System ANT Neuro n/a
MagPro R30 Stimulator MagVenture n/a
Cool-DB80 Coil MagVenture n/a

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Fitzgerald, P. B., Fountain, S., Daskalakis, Z. J. A comprehensive review of the effects of rTMS on motor cortical excitability and inhibition. Clinical Neurophysiology. 117, 2584-2596 (2006).
  2. Pascual-Leone, A., Gates, J. R., Dhuna, A. Induction of speech arrest and counting errors with rapid-rate transcranial magnetic stimulation. Neurology. 41, 697-702 (1991).
  3. Young, L., Camprodon, J. A., Hauser, M., Pascual-Leone, A., Saxe, R. Disruption of the right temporoparietal junction with transcranial magnetic stimulation reduces the role of beliefs in moral judgments. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107, 6753-6758 (2010).
  4. Hilgetag, C. C., Théoret, H., Pascual-Leone, A. Enhanced visual spatial attention ipsilateral to rTMS-induced “virtual lesions” of human parietal cortex. Nature neuroscience. 4, 953-957 (2001).
  5. Berman, R. M., et al. A randomized clinical trial of repetitive transcranial magnetic stimulation in the treatment of major depression. Biological psychiatry. 47, 332-337 (2000).
  6. Van den Eynde, F., et al. Repetitive transcranial magnetic stimulation reduces cue-induced food craving in bulimic disorders. Biological psychiatry. 67 (8), 793-795 (2010).
  7. Berlim, M. T., Neufeld, N. H., Vanden Eynde, F. Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) for obsessive-compulsive disorder (OCD): an exploratory meta-analysis of randomized and sham-controlled trials. Journal of psychiatric research. 47 (8), 999-1006 (2013).
  8. Fitzgerald, P. B., et al. A randomized trial of unilateral and bilateral prefrontal cortex transcranial magnetic stimulation in treatment-resistant major depression. Psychological Medicine. 41, 1187-1196 (2011).
  9. Downar, J., Daskalakis, Z. J. New targets for rTMS in depression: A review of convergent evidence. Brain Stimulation. 6, 231-240 (2013).
  10. Downar, J., Sankar, A., Giacobbe, P., Woodside, B., Colton, P. Unanticipated Rapid Remission of Refractory Bulimia Nervosa, during High-Dose Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation of the Dorsomedial Prefrontal Cortex: A Case Report. Frontiers in psychiatry. 3 (30), 1-5 (2012).
  11. Gallinat, J., Brass, M. Keep Calm and Carry On”: Structural Correlates of expressive suppression of emotions. PLoS ONE. 6, e1-e4 (2011).
  12. Langner, R., Cieslik, E. C., Rottschy, C., Eickhoff, S. B. Interindividual differences in cognitive flexibility: influence of gray matter volume, functional connectivity and trait impulsivity. Brain structure, & function. , (2014).
  13. Jung, Y. -C., et al. Synchrony of anterior cingulate cortex and insular-striatal activation predicts ambiguity aversion in individuals with low impulsivity. Cerebral cortex. 24 (5), 1397-1408 (2014).
  14. Auer, D. P., Pütz, B., Kraft, E., Lipinski, B., Schill, J., Holsboer, F. Reduced glutamate in the anterior cingulate cortex in depression: An in vivo proton magnetic resonance spectroscopy study. Biological Psychiatry. 47, 305-313 (2000).
  15. Bora, E., Fornito, A., Pantelis, C., Yucel, M. Gray matter volume in major depressive disorder: a meta-analysis of voxel-based morphometry studies. Psychiatry research. 211 (1), 37-46 (2013).
  16. Sheline, Y. I., Price, J. L., Yan, Z., Mintun, M. A. Resting-state functional MRI in depression unmasks increased connectivity between networks via the dorsal nexus. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107, 11020-11025 (2010).
  17. Huang, Y. -Z., Edwards, M. J., Rounis, E., Bhatia, K. P., Rothwell, J. C. Theta burst stimulation of the human motor cortex. Neuron. 45, 201-206 (2005).
  18. Bakker, N., et al. rTMS of the dorsomedial prefrontal cortex for major depression: safety, tolerability, effectiveness, and outcome predictors for 10 Hz versus intermittent theta-burst stimulation. Brain Stimulation. In Press, 1-22 (2014).
  19. Talairach, J., Tournoux, P. Co-planar stereotaxic atlas of the human brain: 3-dimensional proportional system: an approach to cerebral imaging. Neuropsychologia. 39, http://books.google.com/books?id=ssEbmvfcJT8C 145 (1988).
  20. Terao, Y., et al. A single motor unit recording technique for studying the differential activation of corticospinal volleys by transcranial magnetic stimulation. Brain Research Protocols. 7, 61-67 (2001).
  21. Schutter, D. J. L. G., van Honk, J. A standardized motor threshold estimation procedure for transcranial magnetic stimulation research. The journal of ECT. 22, 176-178 (2006).
  22. Downar, J., Geraci, J., et al. Anhedonia and Reward-Circuit Connectivity Distinguish Nonresponders from Responders to Dorsomedial Prefrontal Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation in Major Depression. Biological psychiatry. , 1-26 (2013).
  23. Downar, J., Geraci, J., et al. Anhedonia and Reward-Circuit Connectivity Distinguish Nonresponders from Responders to Dorsomedial Prefrontal Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation in Major Depression. Biological Psychiatry. 76 (3), 176-185 (2014).
  24. Beck, A. T., Steer, R. A., Brown, G. K. Manual for the Beck depression inventory-II. , Psychological Corporation. San Antonio, TX. 1-82 (1996).
  25. Beck, A. T., Epstein, N., Brown, G., Steer, R. A. An inventory for measuring clinical anxiety: psychometric properties. Journal of consulting and clinical psychology. 56, 893-897 (1988).
  26. Hamilton, M. C. Hamilton Depression Rating Scale (HAM-D). REDLOC. 23, 56-62 (1960).
  27. Salomons, T. V., et al. Resting-State Cortico-Thalamic-Striatal Connectivity Predicts Response to Dorsomedial Prefrontal rTMS in Major Depressive Disorder. Neuropsychopharmacology official publication of the American College of Neuropsychopharmacology. 39, 488-498 (2014).
  28. Hayward, G., et al. Exploring the physiological effects of double-cone coil TMS over the medial frontal cortex on the anterior cingulate cortex: an H2(15)O PET study. The European journal of neuroscience. 25, 2224-2233 (2007).
  29. Vanneste, S., Ost, J., Langguth, B., De Ridder, D. TMS by double-cone coil prefrontal stimulation for medication resistant chronic depression: a case report. Neurocase. 20 (1), 61-68 (2014).
  30. Mueller, S., et al. Individual Variability in Functional Connectivity Architecture of the Human Brain. Neuron. 77, 586-595 (2013).
  31. Fox, M. D., Buckner, R. L., White, M. P., Greicius, M. D., Pascual-Leone, A. Efficacy of transcranial magnetic stimulation targets for depression is related to intrinsic functional connectivity with the subgenual cingulate. Biological Psychiatry. 72, 595-603 (2012).
  32. Fox, M. D., Liu, H., Pascual-Leone, A. Identification of reproducible individualized targets for treatment of depression with TMS based on intrinsic connectivity. NeuroImage. 66, 151-160 (2013).
  33. Kedzior, K., Azorina, V., Reitz, S. More female patients and fewer stimuli per session are associated with the short-term antidepressant properties of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS): a meta-analysis of 54 sham-controlled studies published between 1997-2013. Neuropsychiatric disease and treatment. 10, 727-756 (2014).
  34. Lee, J. C., Blumberger, D. M., Fitzgerald, P. B., Daskalakis, Z. J., Levinson, A. J. The Role of Transcranial Magnetic Stimulation in Treatment-Resistant Depression: A Review. Current Pharmaceutical Design. 18, 5846-5852 (2012).
  35. Maeda, F., Keenan, J. P., Tormos, J. M., Topka, H., Pascual-Leone, A. Interindividual variability of the modulatory effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on cortical excitability. Experimental Brain Research. 133, 425-430 (2000).
  36. Brunoni, A. R., Ferrucci, R., Fregni, F., Boggio, P. S., Priori, A. Transcranial direct current stimulation for the treatment of major depressive disorder: a summary of preclinical, clinical and translational findings. Progress in neuro-psychopharmacology, & biological psychiatry. 39, 9-16 (2012).
  37. Mantovani, A., Simpson, H. B., Fallon, B. A., Rossi, S., Lisanby, S. H. Randomized sham-controlled trial of repetitive transcranial magnetic stimulation in treatment-resistant obsessive-compulsive disorder. The international journal of neuropsychopharmacology / official scientific journal of the Collegium Internationale Neuropsychopharmacologicum (CINP. 13, 217-227 (2010).
  38. Watts, B. V., Landon, B., Groft, A., Young-Xu, Y. A sham controlled study of repetitive transcranial magnetic stimulation for posttraumatic stress disorder). Brain Stimulation. 5, 38-43 (2012).
  39. Berlim, M. T., Broadbent, H. J., Van den Eynde, F. Blinding integrity in randomized sham-controlled trials of repetitive transcranial magnetic stimulation for major depression: a systematic review and meta-analysis. The international journal of neuropsychopharmacology / official scientific journal of the Collegium Internationale Neuropsychopharmacologicum (CINP). 16, 1173-1181 (2013).
  40. Brunoni, A. R., Lopes, M., Kaptchuk, T. J., Fregni, F. Placebo response of non-pharmacological and pharmacological trials in major depression: a systematic review and meta-analysis. PLoS One. 4, e4824 (2009).
  41. Chistyakov, A. V., Rubicsek, O., Kaplan, B., Zaaroor, M., Klein, E. Safety tolerability and preliminary evidence for antidepressant efficacy of theta-burst transcranial magnetic stimulation in patients with major depression. The international journal of neuropsychopharmacology / official scientific journal of the Collegium Internationale Neuropsychopharmacologicum (CINP). 13, 387-393 (2010).
  42. Iyer, M. B., Schleper, N., Wassermann, E. M. Priming stimulation enhances the depressant effect of low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation). The Journal of neuroscience the official journal of the Society for Neuroscience. 23, 10867-10872 (2003).
  43. Vedeniapin, A., Cheng, L., George, M. S. Feasibility of simultaneous cognitive behavioral therapy and left prefrontal RTMS for treatment resistant depression. Brain Stimulation. 3, 207-210 (2010).
  44. Rumi, D. O., et al. Transcranial magnetic stimulation accelerates the antidepressant effect of amitriptyline in severe depression: A double-blind placebo-controlled study. Biological Psychiatry. 57, 162-166 (2005).
  45. Platz, T., Rothwell, J. C. Brain stimulation and brain repair--rTMS: from animal experiment to clinical trials--what do we know. Restorative neurology and neuroscience. 28, 387-398 (2010).

Tags

Medisin Neuroscience Magnetic Resonance Imaging (MRI) Guidet Repetitive Transkraniell magnetisk stimulering (rTMS) dorsomedial prefrontal cortex (dmPFC) depresjon (MDD)
MR-veiledet dmPFC-rTMS som behandling for behandlingsresistent depresjon
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Dunlop, K., Gaprielian, P.,… More

Dunlop, K., Gaprielian, P., Blumberger, D., Daskalakis, Z. J., Kennedy, S. H., Giacobbe, P., Downar, J. MRI-guided dmPFC-rTMS as a Treatment for Treatment-resistant Major Depressive Disorder. J. Vis. Exp. (102), e53129, doi:10.3791/53129 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter