$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Bu protokol, nöronavigasyon ve robot olarak verilen bobin kurulumu kullanılarak tedaviye dirençli depresyonlu hastalar için TMS'nin fMRI ile kişiselleştirilmiş hedeflenmesinin yüksek düzeyde bir özetini sunar. Bu protokolün kritik adımları, RSFC hedeflemesinin sağladığı doğruluğun klinikte tam olarak sağlanabilmesi için çeşitli MR, yazılım ve nöronavigasyon bağımlılıklarının anlaşılmasını gerektirir. İlk olarak, bu protokol, BOLD görüntüleri elde etmek için yazılım lisanslı bir radyografi servisine erişim gerektirir. Kritik olarak, Cash ve ark.8'de tanımlandığı gibi, SGC'den RSFC analiz edilirken yeterli SNR için ~2mm izotropik voxel çözünürlüğü ile en az 15 dakika dinlenme durumunda BOLD alımı önerilir. FSFC analizi için fMRI verilerinin sonraki hazırlanmasına, kamuya açık ve standartlaştırılmış ön işleme yazılım paketlerinin kullanılmasına izin verilir (ticari amaçlarla bu paketlerin kullanımı için ad hoc izinler gereklidir). fMRI verileri ön işlendikten sonra, RSFC analizi standart bir beyin alanında sağ SGC'den ağırlıklı bir zaman serisinin çıkarılmasını içerir; bu zaman serisi sol DLPFC'nin zaman serileriyle ilişkilendirilerek fonksiyonel bir bağlantı haritası oluşturulur. Bu harita, antikorelasyon kümelerini belirlemek için eşiklenir. Uyarma için kişiselleştirilmiş DLPFC beyin koordinatının seçimi, anti-korelasyon kümesinin farklı eşiklerde ne kadar tutarlı şekilde tanımlandığı ve en yakın girusun anti-korelasyon kümesinin maksimumuna göre konumuna göre belirlenir. Seçilen beyin koordinatı standart beyin alanından yerel beyin alanına doğru büküldüğünde, nöronavigasyon yazılımında TMS hedef planlaması için psikiyatriste bildirilir. Nöronavigasyon yazılımı, hastanın saç derisi yüzeyini ve anatomik işaretlerini MRI görüntüsünde önceden tanımlananlarla birlikte kaydetmek için kullanılır; böylece beyin koordinatlarının hedeflenmesi doğru ve kesin planlanabilir. Robotik kola monte edilen bobinin kullanımı, RSFC hedeflemesinin sağladığı doğruluğun, seans içinde ve seanslar arasında hedeflenen beyin koordinatına hassas şekilde iletilmesini sağlar. TMS doğumundan önceki hastanın beyin durumunun, fMRI alındığı anda (yani dinlenme hali) talimatları verilen gibi olması çok önemlidir.
Bu protokolü 2021'den beri kullanırken, güvenilirliği artırmak ve yöntemin klinik uygulamasını kolaylaştırmak için çeşitli değişiklikler yaptık. Örneğin, başlangıçta, çoklu dilim edinimiyle zamansal çözünürlüğü önceliklendirmek için 8 katına ayarlanmış BOLD bir toplama yöntemi kullandık (yani belirli bir zamanda daha fazla veri elde edilmesi). Ancak bu, SGC'de SNR sorunlarına yol açtı ve özellikle daha fazla baş hareketi olan hastalarda bu sorunlar daha fazla artış gösterdi. Ayrıca, çoklu bant 8 önemli görüntü bozulmalarına neden oldu. Alt çoklu bant faktörünün (yani 4) kullanımı bu sorunları sınırladı ve SGC gibi subkortikalbölgeler 25'ten üretilen tohum tabanlı korelasyon haritalarının güvenilirliğini artırdı. İkinci bir değişiklik ise psikiyatriste SGC-DLPFC fonksiyonel bağlantı haritası ve en az iki küme seçeneği sunmaktı. Bu sayede psikiyatrist, derin veya sulkal hedef durumunda beyin koordinatını uyarlamasına ve hastanın dayanılmaz (yüz ve trigeminal sinir uyarısı nedeniyle) hedefleri yeniden konumlandırmasına olanak sağladı; aynı zamanda seçilmiş bir küme içinde uyarlama güvenini korudu. Bu yaklaşım, beyin koordinatının seçilmesi üzerinde klinisyenlerin daha fazla etkisi olmasına izin verirken, benzer RSFC protokolleri bu süreci otomatikleştirmiştir; böyleceklinisyenin 26'sına sadece gyrus tabanlı koordinatlar verilmektedir. Son olarak, yerel yüksek performanslı bir kümede ön işleme ve RSFC analizi için yazılım boru hatlarını başlattık. Daha sonra bu analiz boru hatlarını tıbbi uygun bulut tabanlı bir hizmet kullanarak uyguladık ve araştırma dışı personel tarafından kullanımlarını kolaylaştırdık. Bu iş akışını yerel, araştırmaya özgü yüksek performanslı hesaplama kümesinden bulut platformuna geçirmek, tekrarlanabilirliği ve ölçeklenebilirliği artırdı; klinik alanlarda tutarlı yürütmeyi mümkün kıldı ve standartlaştırılmış fMRI ön işleme ve bağlantı analiz boru hatlarının dağıtımını basitleştirdi. Bu ölçeklenebilirlik, kişiselleştirilmiş TMS protokollerinin daha geniş klinik çevirisi ve çoklu merkezli tekrarlanabilirliğini destekler.
Mevcut protokolün temel sınırlaması, kaynak ve uzmanlık yoğun yapısıdır; bu da son kullanıcı (örneğin klinisistler ve hastalar) için erişilebilirlik ve ekonomik kaygıları artırır.3,27. İlk olarak, yazılım lisansına sahip bir radyografi hizmeti temin etmek zor olabilir, çünkü fMRI'nin ticari ve klinik kullanımı sınırlıdır. Bu MRI bağımlılığının ek bir noktası olarak, bazı hastaların güvenlik endişeleri nedeniyle (örneğin implante edilmiş cihazlar, hamilelik, klostrofobi) bu protokolü kullanamayacak olmasıdır. Ancak, deneyimimize göre, MRI güvenlik sorunları nedeniyle bu yöntemden hariç tutulan TMS uygun hasta sayısı nadir (%<%5). İkinci olarak, MRI edinimi, yazılım işleme ve nöronavigasyon kullanımıyla ilgili ücretler, hasta ve TMS kliniğinin iş modeli için maliyet-fayda değerlendirmesine dahil edilmelidir. Hedefleme yönteminin standart TMS hedefleme yöntemlerine kıyasla maliyet-etkinliğini değerlendirmek için gelecekteki çalışmalar gerekmektedir. Bu analiz, yaklaşan bir klinik denemede (ACTRN12625000528459) gerçekleştirilecektir. Bu protokolü uygulamak için gereken uzmanlık, laboratuvardan başucuya geçiş için bilimsel ve klinik personelden oluşan bir ekosistemi hâlâ gerektirmektedir. Ancak, MRI ön işleme ve RSFC analizi için gereken yazılımın nöronavigasyon ve robotik TMS kurulumuna dahil edildiği entegre çözümler zatenufukta 28. Bu tür kurulumlar, son kullanıcının sorun giderme ihtiyacını en aza indirmek veya ortadan kaldırmak için pragmatik çözümler içerir; örneğin girus26'nın otomatik hedeflenmesini sağlayan yöntem gibi. Ayrıca, elektroensefalografi (EEG) kullanılarak beyin aktivitesinin gerçek zamanlı izlenmesinin, depresyon için TMS terapisini kişiselleştirmek ve potansiyel olarak geliştirmek için daha pratik ve maliyet etkin bir yaklaşım sunup sunamayacağını belirlemek için gelecekteki çalışmalargerekmektedir 29,30,31.
RSFC tabanlı hedeflemenin doğruluk ve hassasiyetindeki artışın, özellikle nöronavigasyon ve robotik kol bobin teslimatı ile desteklendiğinde, saç derisi tabanlı hedefleme ve diğer bobin montaj yöntemlerine göre avantajlar sağladığına dair kanıtlar ortaya çıkmaktadır. Sadece standart hedefleme yöntemleri kullanılarak yapılan benzer çalışmalara kıyasla üstün sonuçlar gösteren açık etiketliçalışmayı yayımlamadık 11, aynı zamanda yakın zamanda yapılan doğal bir çalışma, hızlandırılmış protokoller kullanıldığında TMS dozunun artırılmasının sağladığı iyileşmelerden bağımsız olarak, RSFC hedeflemesine özgü tedavi sonuçlarındaki iyileşmeyi degöstermiştir 32. Bu, TMS sonuç varyansının kaynaklarının ele alınmasının aslında kısmen uyarının doğruluk ve hassasiyetiyle ilişkili olduğunu, doz farklılıklarının yarattığı varyanstan bağımsız olduğunu göstermektedir. İlgili olarak, RSFC hedeflemesinin yaygın bir uygulaması, hızlandırılmış TMS protokolleri 5,12,13,32,33 ile birlikte kullanılmasıdır; burada artan süre, oran ve toplam tedavi seansları sayısı, hasta ve TMS operatörü üzerinde yoğun bir şekilde daha yüksek dozlar sağlar. Bu ortamda RSFC hedefleme kullanımı nöronavigasyon gerektirir, ancak bobin monte edilmiş robotik kol zorunlu değildir. Buna rağmen, robotik kol, hasta başhareketi 34'ü kontrol etme açısından sabit kol monte bobinine göre avantajlar sağlar; bu hareket daha uzun süreli TMS seanslarında daha olasıdır ve tekrar eden seanslarda birikimlidir. Ayrıca, robotik otomasyon, TMS operatörünün güvenilirliğini ve güvenliğini artırır ve elde tutulan bobin yaklaşımlarına kıyasla yorgunluğuazaltır 27. Bu özellikle, hızlandırılmış TMS gibi yoğun protokoller için önemlidir; çünkü bunlar iş gücü üzerinde önemli etkiler (örneğin, uzatılmış çalışma saatleri, dönüşümlü klinik personel).
Bu protokolde tanımlandığı gibi, beyin devresine dayalı hedefli nörosümülasyon, depresyon ve TMS yönteminin tedavi göstergesinin ötesine daha kolay yayılacaktır. Dinlenme durumu beyin dinamiklerinin frontostriatal sistemlerdeki bozukluklarla güvenilir şekilde karakterize edildiği Obsesif Kompulsif Bozukluk (OKB)gibi durumlar, non-invaziv nörosümülasyonun fonksiyonel bağlantı temelli hedeflenmesine uygun bir sonraki durum olabilir. Gerçekten de, OKB'nin tedaviye dirençli doğası, bireysel düzeyde ortaya çıkan fonksiyonel farklılıkların kişiselleştirilmiş yaklaşımlar gerektirebileceği biyolojik heterojenliğinden kısmen kaynaklanabilir. Gelecekte yapılacak çalışmalar, TMS'nin OKBpatolojisinde (36) sürekli olarak rol oynadığı orbitofrontal korteks gibi küçük kortikalyapılara (27) doğru ve hassas şekilde ulaşılması için nöronavigasyonlu robotik hedeflemenin gerekli olup olmadığını değerlendirmek için gereklidir. Ayrıca, OKB'de rol oynayan alt kortikal bölgeler, örneğin ventralstriatum 37, özellikle odaklanma ultrason39,40 gibi gelişen invaziv olmayan nörosümülasyon teknolojilerini kullanan robotik yaklaşımlardan fayda görebilir; burada hassasiyet sadece etkinlik için değil, aynı zamanda güvenlik için de gereklidir.