التصوير بالرنين المغناطيسي موجهة dmPFC-rTMS كعلاج للمقاومة للعلاج اضطراب اكتئابي

Summary

Here we outline the procedure for MRI-guided repetitive transcranial magnetic stimulation to the dorsomedial prefrontal cortex as an experimental treatment for major depressive disorder.

Abstract

Here we outline the protocol for magnetic resonance imaging (MRI) guided repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to the dorsal medial prefrontal cortex (dmPFC) in patients with major depressive disorder (MDD). Technicians used a neuronavigation system to process patient MRIs to generate a 3-dimensional head model. The head model was subsequently used to identify patient-specific stimulatory targets. The dmPFC was stimulated daily for 20 sessions. Stimulation intensity was titrated to address scalp pain associated with rTMS. Weekly assessments were conducted on the patients using the Hamilton Rating Scale for Depression (HamD₁₇) and Beck Depression Index II (BDI-II). Treatment-resistant MDD patients achieved significant improvements on both HAMD and BDI-II. Of note, angled, double-cone coil rTMS at 120% resting motor threshold allows for optimal stimulation of deeper midline prefrontal regions, which results in a possible therapeutic application for MDD. One major limitation of the rTMS field is the heterogeneity of treatment parameters across studies, including duty cycle, number of pulses per session and intensity. Further work should be done to clarify the effect of stimulation parameters on outcome. Future dmPFC-rTMS work should include sham-controlled studies to confirm its clinical efficacy in MDD.

Introduction

التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة المتكررة (rTMS) هو شكل من أشكال التحفيز القشرية التنسيق غير المباشر. rTMS توظف وجيزة، والتنسيق نبضات المجال الكهرومغناطيسي التي تخترق الجمجمة لتحفيز مناطق الدماغ الهدف. ويعتقد rTMS لإشراك آليات متشابك التقوية على المدى الطويل والاكتئاب على المدى الطويل، وبالتالي زيادة أو تقليل استثارة القشرية في المنطقة حفزت ^1. عموما، وتواتر النبض rTMS يحدد آثاره: زيادة التحفيز التردد يميل إلى أن يكون مثير، في حين أن أدنى تردد هو مثبط. كما تستخدم إجراءات تنشيطية غير الغازية على نطاق واسع التحقيق السببية للحث على "الآفات القشرية" مؤقتة، وإقامة علاقات العصبية السلوك أو المناطق الوظيفية عن طريق تعطيل وظيفة المنطقة القشرية المطلوب ² مؤقتا ^{- 4.}

العلاجية rTMS ينطوي جلسات التحفيز المتعددة، التي تطبق عادة مرة واحدة دaily على مدى عدة أسابيع، لعلاج مجموعة متنوعة من الاضطرابات، بما في ذلك اضطراب اكتئابي (MDD) ^5، واضطرابات الأكل ^6، واضطراب الوسواس القهري ^7. rTMS لMDD هو خيار محتمل للمرضى صهر طبيا، ويسمح الطبيب لاستهداف noninvasively ويغير من استثارة منطقة القشرية بشكل مباشر مع مسببات الاكتئاب أو الفيزيولوجيا المرضية. الهدف القشرية التقليدية لMDD-rTMS هو قشرة الفص الجبهي الظهرية الوحشية (DLPFC) ^8. ومع ذلك، فإن الأدلة المتقاربة من تصوير الأعصاب، الآفة، والدراسات التحفيز يحدد قشرة الفص الجبهي الظهراني الإنسي (dmPFC) كهدف مهما محتملا العلاجي لMDD ⁹ ومجموعة متنوعة من الاضطرابات النفسية الأخرى التي تتميز العجز في التنظيم الذاتي من الأفكار والسلوكيات، والعاطفية ينص ^10. وdmPFC هي منطقة التنشيط المستمر في التنظيم العاطفي ^11، التنظيم السلوكي ^12،13. الويرتبط dmPFC أيضا مع كيميائي عصبي ^{14، 15} الهيكلي، والوظيفية ¹⁶ تشوهات في MDD

وصف هنا هو الإجراء لمدة 20 جلسات (4 أسابيع) من التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) الموجهة rTMS إلى dmPFC على المستوى الثنائي، كعلاج للاضطراب اكتئابي. بالإضافة إلى التقليدية بروتوكول 10 هرتز تطبيقها أكثر من 30 دقيقة، ويناقش على فترات متقطعة انفجار ثيتا بروتوكول التحفيز (TBS)، وهو ما ينطبق 50 هرتز الثلاثي رشقات نارية في 5 هرتز عبر جلسة 6 دقيقة ^17. ويعتقد أن كلا البروتوكولين أن يكون مثير، مع بروتوكول TBS لها القدرة على إحداث تأثيرات مماثلة باستخدام دورة أقصر بكثير ^18. في كل من البروتوكولات، ويتم الحصول على صور الرنين المغناطيسي التشريحية وكذلك التقييمات السريرية قبل rTMS. يستخدم Neuronavigation بالاشعة التشريحية لحساب التغير التشريحي للdmPFC وتحسين موقع rTMS. وكان 120 درجة -angled rTMS تبريد السوائل جديد نسبيا لفائف لنا أيضاإد من أجل تحفيز خط الوسط أعمق الهياكل القشرية. وأخيرا، تم استخدام rTMS كثافة المعايرة خلال الأسبوع الأول من جلسات rTMS التأكد من أن المرضى يمكن أن روض إلى مستويات أعلى الألم المرتبطة التحفيز dmPFC بالمقارنة مع التحفيز DLPFC التقليدية.

Protocol

وافقت هذه الدراسة من قبل مجلس أخلاقيات البحوث في شبكة الصحة جامعة.

1. مع مراعاة اختيار

1. إجراء تقييم مبدئي على المريض المحتملين. وتضمنت معايير الاشتمال وجود اكتئاب الحالية التي هي مقاومة إلى 1 على الأقل محاكمة كافية من الأدوية، والدليل التشخيصي والإحصائي للاضطرابات العقلية، الطبعة الخامسة، (DSM-5) تشخيص MDD كما حددها الطبيب النفسي تقييم . تأكيد التشخيص مع موحد البسيطة العقلية امتحان الدولة (MINI).
2. التأكد من أن المرضى على الأدوية مستقر أو تغسل الخروج من الروتين أدويتهم لمدة 4 أسابيع على الأقل قبل انعقاد الدورة معاملتهم rTMS الأولى. لا يغير هذا الفوج الدواء في جميع أنحاء العلاج rTMS لمساعدة disambiguate سبب أي تحسن سريري لاحظ أو التدهور.
3. استبعاد المرضى الذين لديهم موانع محتملة لrTMS أو MRI، طالتاريخ التسبب الحجز، وعدم انتظام ضربات القلب، وأجهزة زرع أو أجنبية / الجسيمات المعدنية، وظروف طبية غير مستقرة، أو الحمل. المرضى الذين يعانون من اضطراب المرضية ما بعد الصدمة، اضطراب الوسواس القهري، واضطرابات القلق الأخرى، اضطراب نقص الانتباه وفرط النشاط، الشره المرضي العصبي أو الإفراط في الأكل، أو متوسطة الفئة باء سمات الشخصية هي أيضا مناسبة لهذا العلاج وليس من الضروري أن تستثنى. المرضى الذين يعانون من اضطراب ثنائي القطب بدلا من MDD قد تكون أيضا مناسبة لهذا العلاج. المرضى الذين يعانون من اضطرابات نفسية، واستخدام المادة الفعالة، والتشخيص الأساسي من الشريط الحدودي أو اضطراب في الشخصية المعادي للمجتمع، أو اضطراب الاكتئاب المستمر (اكتئاب) قد تكون أقل ملاءمة للعلاج وقد يتطلب الإقصاء.

2. الحصول بالرنين المغناطيسي صور

1. الحصول على صور الرنين المغناطيسي للمرضى في أي وقت قبل العلاج. هنا، استخدم 3 تسلا الماسح الضوئي مع 8 قنوات على مراحل صفيف رئيس لفائف (راجع جدول حصيرةerials)، أو أي جهاز ماسح ضوئي قادر على خلق التمثيل 3D من دماغ المريض.
2. الانضمام إلى البروتوكول الموقع المحلي، الحصول على المرجحة T1 أفسدت صيامه التدرج الصدى الفحص التشريحي. استخدام المعلمات التالية: TE = 12 مللي ثانية، TI = 300 ميللي ثانية، وزاوية الوجه = 20 درجة، 116 شرائح السهمي، وسمك = 1.5 ملم، وجود فجوة، 256 × 256 مصفوفة، فوف 240 ملم. وسيتم استخدام هذا المسح في الوقت الحقيقي rTMS neuronavigation خلال جلسات العتبة الحركية والعلاج.

3. تجهيزها تشريحية بمسح لفي الوقت الحقيقي Neuronavigation

1. الاستعداد لتوجيه MRI باستخدام نظام neuronavigation.
   ملاحظة: الخطوات التالية تستخدم نظام neuronavigation قناع 2.0 (يرجى الرجوع إلى جدول المواد)، ولكن أنظمة الملاحة الأخرى مثل Brainsight TMS ملاحة، StealthStation، Aimnav، ومصلحة الدولة للاحصاء نظام إجراءات مماثلة 4 الاستخدام.
2. الرنين المغناطيسي جزء تشريحي إلى مكونات فروة الرأس والدماغ لها. تسجيل شرائح اثنين الى stereotacti القياسيةالفضاء ج، مثل Talairach وTournoux مساحة ^19.
3. علامات المكان المستهدف عن طريق تحديد النقاط التالية على MRI: ناسيون. اليسار والأذن اليمنى، واستهداف الزنمة. الصوار الأمامي. الصوار الخلفي. نقطة نصفي (نقطة بين نصفي الكرة الأرضية)؛ النقطة الأكثر الأمامي من الدماغ؛ النقطة الأكثر الخلفي من الدماغ؛ معظم نقطة متفوقة من الدماغ؛ واليسار واليمين الأكثر نقطة من الدماغ.
4. إعادة أسطح فروة الرأس المريض والدماغ في الفضاء القياسي لإنشاء القائم على سطح ثلاثي الأبعاد نموذج الرأس - وسوف تستخدم هذه الصورة للتعرف على فروة الرأس المجسم تنسق تغمر dmPFC (Talairach وTournoux تنسيق X0، Y + 60، Z + 60) لأفضل وضع لفائف الرأس أثناء العلاج.
   ملاحظة: يستخدم هذا الأسلوب السكان تنسق لتحديد الهدف التحفيز. وتشمل الأساليب الأخرى لتحديد هدف التحفيز، المبينة في المناقشة، وعلم التشريح وحيد يخضع أو نشرة الهجرة القسريةI تفعيل الخرائط.
5. تسجيل الدماغ وتنسق فروة الرأس من مساحة المجسم إلى الفضاء المريض لفردي وضع لفائف.

تقييم عتبة 4. للسيارات

1. مريض مقعد في كرسي العلاج، وضبط الكاميرا لمشهدا للمريض.
2. وضع عقال مع مقطع علامة المرتبطة به حول رأس المريض. مقطع علامة يجب أن يجلس فوق جسر الأنف.
3. Preprocess الفحص التشريحي للمريض كما هو موضح أعلاه في الخطوة 3.
4. تحميل بالاشعة التشريحية preprocessed لبرنامج neuronavigation وتشغيل الكاميرا.
5. باستخدام قلم neuronavigation، تسليط الضوء على كل نقطة الهدف فروة الرأس على المريض. سيتم المتوقع الحركات المصنوع من ركلة جزاء neuronavigation على شاشة التلفزيون في شكل خطوط حمراء.
6. تقييم عتبات المحرك المرضى، والحد الأدنى لشدة الحاجة إلى عالميا تثير مسار السيارات، وقبل rTMS treatmوالأنف والحنجرة. لهذه الخطوة، تبدأ من خلال وجود الأطراف السفلية المريض مددت ومعتمد من أدناه، وذلك باستخدام البراز أو كرسي مجهزة بقية الساق الموسعة.
7. للمحرك تحديد العتبة، تحت neuronavigation، استهداف وسطي القشرة الحركية الأولية. وضع الرأس لفائف على الشق السهمي، 0،5-1،0 سم الأمامي للتلم المركزي. استخدام لفائف الزاوية أو انقر نقرا مزدوجا مخروط لاختراق نبض أعمق في المناطق وسطي. استخدام التحفيز والتشجيع ومجهزة لفائف تبريد السوائل، الذين الزاوية في 120 درجة للسماح اختراق أعمق من البقول (يرجى الرجوع إلى جدول المواد) اللفات.
8. أداء العتبة المحرك بشكل منفصل لنصفي الكرة اليمين واليسار. توجيه لفائف أفقيا لتوجيه rTMS-أثار تدفق الحالي إلى نصف الكرة المطلوب ^20. على سبيل المثال، لتحفيز نصف الكرة المخية الأيسر، توجيه فائف مع مقبض لافتا نحو اليمين واتجاه تدفق التيار نحو نصف الكرة المخية الأيسر. مراقبة المقابل (يمين) الطرف السفليللحركات أثناء هذا الإجراء.
9. تحديد عتبة وحركة السيارات أثارت بصريا من قبل العضلات أباهيم قدمية إبهام اليد للإصبع القدم الكبير.
   ملاحظة: على عكس التقليدية محرك اختبار العتبة التي تستهدف العضلات ناحية، وحفز الجدار الأنسي من القشرة الحركية سوف تستهدف العضلات أخمص قدميه. أثار محرك الإمكانات (البرلمان الأوروبي) ويمكن أيضا أن تستخدم لتحديد أدق للعتبة الحركية، ومع ذلك فإنه نهج قتا أطول من ذلك بكثير.
   1. تبدأ من خلال تحفيز على 55٪ من الحد الأقصى لكثافة الجهاز، ثم ضبط صعودا أو هبوطا بزيادات ~ 5٪ اعتمادا على ما إذا لوحظ استجابة. تقليل حجم الزيادة باطراد إلى ~ 1٪ كما اقترب من عتبة الحركية، كما هو موضح سابقا ^21. تحفيز لا أكثر في كثير من الأحيان من 0.2 هرتز (مرة واحدة لكل 5 ثانية) لتجنب الآثار المثبطة أو مثير مع مرور الوقت.
   2. مرة واحدة يتم تأسيس عتبة السيارات، حرك الرأس 1-2 سم من الأمام والخلف، بزيادات استكشافية من 2-3 ملم، لردعالألغام ما إذا كان أي موقع بديل يوفر عتبة الحركية أقل. استخدام أقل عتبة يتحقق على طول هذا القوس لكل جانب.

5. rTMS معالجة والتكيف المعايرة

1. أداء دورة neuronavigated dmPFC-rTMS، وذلك باستخدام ما مجموعه 20-30 جلسات يومية خلال 4-6 أسابيع. لعلاج، استخدم 120 درجة الزاوية، لفائف تبريد السوائل والمعلمات الواردة أدناه لتحفيز dmPFC في كل جلسة علاج (يرجى الرجوع إلى جدول المواد).
2. مقعد المريض في كرسي العلاج، وضبط الكاميرا لمشهدا للمريض.
3. وضع عقال مع مقطع علامة المرتبطة به حول رأس المريض (وضعت أفقيا حتى لا لمنع وضع rTMS لفائف على الموقع المستهدف وسطي) كما هو موضح أعلاه. وباستخدام كاميرا، ونظام neuronavigation، كشف مقطع علامة، وسوف تسمح لتجهيزها وneuronavigation.
4. تحميل آنا preprocessedtomical بمسح لبرنامج neuronavigation وتشغيل الكاميرا.
5. باستخدام قلم neuronavigation، تسليط الضوء على كل نقطة الهدف فروة الرأس على المريض. سيتم المتوقع الحركات المصنوع من ركلة جزاء neuronavigation على شاشة التلفزيون في شكل خطوط حمراء.
6. وضع لفائف أكثر من هدف dmPFC بتوجيه MRI باستخدام نظام neuronavigation. لغرض التحقق من الصحة، ينبغي لهذه النقطة تكمن يقرب من 25٪ من المسافة من ناسيون إلى inion. أفقيا. توجيه لفائف أفقيا، مع مقبض مشيرا بعيدا من نصف الكرة الأرضية لتكون حافزا. تحفيز نصف الكرة المخية الأيسر، ثم تعيد توجيه لفائف من قبل 180 درجة لتحفيز النصف الأيمن، والحفاظ على قمة الرأس في نفس الموقع على موقع فروة الرأس dmPFC.
7. تأكد من أن الموقع فروة الرأس لمدة dmFPC يبقى على اتصال وثيق مع لفائف نفسه في جميع أنحاء العلاج. التأكد من أن المريض والمشغل ارتداء سدادات أو غيرها لحماية السمع خلال فترة العلاج.
8. لمدة 10 التحفيز هرتز،استخدام دورة عمل من 5 ثوانى على، 10 ثانية عن ليصبح المجموع 60 قطارا (3000 البقول) في نصف الكرة الأرضية في كل دورة. تنفيذ هذا البروتوكول من اليسار نصف الكرة ثم الصحيحة من خلال توجيه لفائف أفقيا، كما هو موضح سابقا ^(20).
   ملاحظة: بروتوكول الموصوفة لمدة 10 هرتز rTMS خارج إرشادات السلامة الدولية (روسي وآخرون، 2009). هناك أدلة على ^18،22 سلامته.
9. لتحفيز TBS، واستخدام دورة اجب 2 ثانية على، 8 ثانية قبالة لما مجموعه 600 نبضة في نصف الكرة الأرضية في كل دورة. تنفيذ هذا البروتوكول من اليسار نصف الكرة ثم الصحيحة من خلال توجيه لفائف أفقيا، كما هو موضح سابقا ^(20).
10. بتكيف يعاير شدة rTMS التحفيز يزيد من قيمة أولية من 20٪ كثافة الأقصى مشجعا، للسماح للمريض لروض لآلام وفروة الرأس التوتر المصاحب rTMS خلال الجلسات الأولية ^23. زيادة كثافة التحفيز عن طريق 2-5٪ من قيمة كل قطار من التحفيز،كما السكوت عليها.
    1. لتقييم التحمل، تشعر بألم معدل المريض على نطاق والتماثلية اللفظي (VAS) 0-10 (0 = لا أشعر بأي ألم، 10 = الحد من التحمل دون الاضطراب العاطفي) بعد أن يتم تسليم كل قطار من التحفيز.
11. تبدأ كثافة التحفيز أعلى على كل دورة، وذلك باستخدام مستوى المرتبطة التحمل المعتدل (VAS 06/05) عن الجلسة السابقة، حتى المريض بدأ في شدة هدف 120٪ من يستريح عتبة الحركية على كل الكرة الأرضية. الحفاظ على نطاق والتماثلية اللفظي أقل من 9 في جميع أنحاء العلاجات خلال هذه العملية المعايرة. وعادة ما تتم عملية المعايرة في 2-5 أيام.
12. مراقبة المريض عن الآثار السلبية الأخرى خلال فترة العلاج.
    ملاحظة: تأثير انقطاع العلاج الأكثر شيوعا السلبي هو حلقة غشيي، تنشأ خلال الدورة الأولى أو الثانية من العلاج في ~ 1٪ من المرضى. المريض قد يشعر بالدوار يروي، الاغماء، أو مشوشا، وربما عابر (~ 10 ثانية) لوحد ذاتها وعيه. يجب العادية، حركات تشنجية متكررة أو الارتباك آخر حلقة استمرت أكثر من بضع ثوان يكون غائبا، ولكن. في حال وجود حلقة غشيي، وانخفاض مسند الرأس على الكرسي إذا كان ذلك ممكنا وتشجيع المريض على البقاء لا يزال حتى تعافى. يمكن المضي الدورة إذا تعافى المريض وعلى استعداد للذهاب على بعد دقائق قليلة.
13. مراقبة المريض لنوبة التشنج التوتري الارتعاشي المعمم أثناء العلاج.
    ملاحظة: هذه الأحداث نادرة، ونحن لم يلاحظ حدوث النوبة في ~ 8000 دورات dmPFC-rTMS عبر> 200 مريض على حدة حتى الآن. العادية، متوازن، والحركات المتشنجة قوية دائم 10-40 ثانية، في البداية حوالي 3 هرتز وتصبح تدريجيا أقل سرعة، يرافقه تجاوب، هي توحي الاستيلاء بدلا من إغماء. ومع ذلك، قد يكون اثنين من الصعب التمييز بالنسبة لمراقب غير مدربين.
    1. استخدام مراقبة فيديو خلال جميع العلاجات بحيث يمكن إعادة النظر في الحلقة قبل neurologist في تقييم لاحق، إذا لزم الأمر. في حالة مثل هذه الحلقة، وتطبيق خطوات الإسعافات الأولية الاستيلاء القياسية، بما في ذلك تطهير المنطقة من الكائنات مع القدرة على التسبب في الإصابة، ووضع المريض على الأرض إذا كان ذلك ممكنا أو خفض كرسي العلاج إلى الوضع الأفقي إذا لم يكن كذلك، وضع المريض على الجانب الأيسر إذا كان ذلك ممكنا، وضمان مجرى الهواء واضحة، وضمان أن أي شخص يبقى مع المريض حتى إنهاء الاستيلاء والشخص يستعيد اليقظة الكاملة.
    2. استدعاء خدمات الطوارئ إذا كان الاستيلاء لم ينتهي عن النفس بعد ~ 60 ثانية.

6. السريرية جمع البيانات

1. جمع الاستبيانات المبلغ عنها ذاتيا موحدة في الأساس، أسبوعيا طوال العلاج وعند المتابعة (على سبيل المثال، 2، 4، 6، 12، و 26 أسابيع بعد المعالجة). جمع البيانات التالية تقرير المصير: بيك مقياس الاكتئاب (BDI-II) ^24، وبيك القلق الجرد ²⁵ على أساس يومي في جميع أنحاء TReatment.
2. جمع عشرات الاكتئاب شدة عن طريق تصنيف الطبيب 17 البند هاميلتون التقييم مقياس للاكتئاب يسجل ²⁶ (الحمد ₁₇₎ في الأساس، أسبوعيا خلال فترة العلاج، وعند 2 و 4 و 6 و 12 و 26 أسبوعا بعد العلاج في المتابعة.

النتائج

في الأعمال السابقة، وكان يستخدم الحمد ₁₇ كمقياس للالاستجابة للعلاج لمدة 10 هرتز dmPFC-rTMS الجدول 1 يعرض قبل وبعد العلاج الحمد ₁₇ العشرات في سلسلة من الحالات التي تم نشرها مسبقا ^27. من بين جميع المواد الدراسية، وكانت قبل العلاج الحمد ₁₇ درجة 21.66...

Discussion

هنا، تم تطبيق MRI الموجهة dmPFC-rTMS لالمقاوم للعلاج MDD. بشكل عام، كان rTMS في هذا الموقع جيد التحمل، مع معتدل الانزعاج فروة الرأس وآلام في موقع التحفيز التي كانت تدار على نحو كاف باستخدام المعايرة على التكيف. في التجارب المفتوح التسمية ومراجعة الرسم البياني، أدى كل من 10 هرتز ...

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