Guidée par IRM dmPFC-SMTr comme un traitement pour trouble dépressif majeur résistant au traitement

Résumé

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.

Résumé

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

La stimulation magnétique transcrânienne répétitive (SMTr) est une forme de stimulation corticale focale indirecte. SMTr emploie brèves impulsions de champ électromagnétiques focaux qui pénètrent dans le crâne pour stimuler régions cible du cerveau. SMTr est pensé pour engager les mécanismes de synaptique potentialisation à long terme et la dépression à long terme, augmentant ou diminuant l'excitabilité corticale de la région stimulée ^1. En général, la fréquence des impulsions détermine la rTMS ses effets: la stimulation de la fréquence la plus élevée tend à être excitatrice, tandis que la fréquence est plus faible inhibiteur. Procédures de stimulation non-invasives sont aussi largement utilisés comme sonde de causalité pour induire «lésions corticales« temporaires, et établir des relations neural comportement ou régions fonctionnelles en désactivant temporairement la fonction d'une région corticale souhaité ^{2 - 4.}

Thérapeutique SMTr implique de multiples séances de stimulation, habituellement appliqués une fois daily sur plusieurs semaines, pour traiter une variété de troubles, y compris le trouble dépressif majeur (MDD) ^{5, 6} troubles de manger, et le trouble obsessionnel-compulsif ^7. SMTr pour MDD est une option potentielle pour les patients médicalement réfractaires, et permet au clinicien de cibler et de modifier l'excitabilité d'une région corticale directement impliqués avec étiologie dépressif ou physiopathologie de manière non invasive. La cible corticale classique pour MDD-rTMS est le cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC) ^8. Toutefois, des preuves convergentes de la neuro-imagerie, lésion, et les études de stimulation identifie le cortex préfrontal dorso-médian (dmPFC) comme une cible potentiellement important thérapeutique pour MDD ⁹ et une variété d'autres troubles psychiatriques caractérisés par des déficits dans l'auto-régulation des pensées, des comportements, et émotionnelle ¹⁰ États. Le dmPFC est une région d'activation cohérent dans la régulation émotionnelle ^11, régulation comportementale ^12,13. LadmPFC est également associée à neurochimique ^{14, 15} de structure, fonctionnelles et ¹⁶ anomalies dans MDD

Décrit ici est la procédure pour 20 séances (4 semaines) de l'imagerie par résonance magnétique (IRM) guidée SMTr à l'dmPFC bilatéralement, comme un traitement pour un trouble dépressif majeur. En plus d'un protocole de 10 Hz conventionnel appliqué plus de 30 min, un protocole de stimulation thêta rafale intermittente (SCT) est discuté, qui applique 50 Hz triplet rafales à 5 Hz sur une session de 6 min ^17. Ces deux protocoles sont considérés comme excitateur, avec le protocole SCT ayant le potentiel de produire des effets comparables en utilisant une session beaucoup plus court ^18. Dans les deux protocoles, IRM anatomiques ainsi que les évaluations cliniques sont acquis avant la SMTr. Neuronavigation utilise les analyses anatomiques pour tenir compte de la variabilité anatomique de dmPFC et d'optimiser l'emplacement de la SMTr. Une relativement nouvelle bobine 120 ° SMTr de liquide refroidi coudée à était également noused afin de stimuler les structures corticales médianes plus profond. Enfin, la rTMS titrage d'intensité a été utilisé au cours de la première semaine de sessions rTMS faire en sorte que les patients pourraient habituer aux niveaux de douleur plus élevés associés à dmPFC stimulation par rapport à la stimulation de DLPFC classique.

Protocole

Cette étude a été approuvée par le Comité d'éthique de la recherche à l'University Health Network.

Sélection 1. Objet

1. Procéder à une évaluation initiale sur un patient prospective. Les critères d'inclusion comprenaient la présence d'un épisode dépressif actuel qui est résistant à au moins 1 essai adéquat de médicaments, et un Manuel diagnostique et statistique des troubles mentaux, Cinquième édition (DSM-5) le diagnostic de MDD établi par le psychiatre évaluer . Confirmer le diagnostic avec un Mini Mental State Examination normalisé (MINI).
2. Veiller à ce que les patients sont sur un médicament stables ou sont lavés de leur routine de médicaments pour au moins 4 semaines avant leur première séance de traitement rTMS. Ne pas modifier ce médicament régiment pendant le traitement pour aider à lever l'ambiguïté SMTr la cause de toute amélioration ou détérioration clinique observé.
3. Exclure les patients qui peuvent avoir une contre-indication potentiel de SMTr ou IRM, ihistoire ncluding épileptiques, arythmie cardiaque, des dispositifs implantés ou étrangers / particules métalliques, les conditions médicales instables, ou la grossesse. Les patients atteints de comorbidité post-traumatic stress disorder, trouble obsessionnel-compulsif, d'autres troubles anxieux, trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention, la boulimie ou l'hyperphagie boulimique ou modérés traits de personnalité du groupe B sont également appropriés pour ce traitement et ne doivent pas être exclus. Les patients atteints de trouble bipolaire plutôt que MDD peuvent également convenir pour ce traitement. Les patients présentant des troubles psychotiques, l'utilisation de la substance active, un diagnostic primaire de trouble de la personnalité borderline ou antisocial, ou d'un trouble dépressif persistant (dysthymie) peuvent être moins approprié pour le traitement et peuvent exiger l'exclusion.

2. Acquisition de résonance magnétique Images

1. Acquérir les IRM des patients à tout moment avant le traitement. Ici, utiliser un scanner 3 Tesla avec une bobine de tête-réseau phasé 8 canaux (voir le tableau de Materials), ou de tout scanner capable de créer une représentation en 3D du cerveau d'un patient.
2. Adhérant à protocole de site local, acquérir une gâté balayage rapide anatomique écho de gradient pondérée en T1. Utilisez les paramètres suivants: TE = 12 ms, TI = 300 ms, angle de bascule = 20 °, 116 tranches sagittal, épaisseur = 1,5 mm, pas de gap, 256 x 256 matrice, FOV 240 mm. Cette analyse sera utilisée en temps réel SMTr neuronavigation pendant les sessions de seuillage du moteur et de traitement.

3. prétraitement anatomique Scans pour neuronavigation en temps réel

1. Préparez-vous pour des conseils IRM en utilisant un système de neuronavigation.
   Remarque: Les étapes suivantes utilisent le système de neuronavigation Visor 2.0 (voir le tableau des matériaux), mais d'autres systèmes de navigation tels que l'Brainsight TMS Navigation, StealthStation, Aimnav, et NBS System 4 utilisent des procédures similaires.
2. Segment IRM anatomiques dans ses cuir chevelu et du cerveau composants. Enregistrez les deux segments en stereotacti normeespace c, comme Talairach et Tournoux espace ^19.
3. Lieu marqueurs de cible en sélectionnant les points suivants à l'IRM: Nasion; Gauche et l'oreille droite, en ciblant le tragus; Commissure antérieure; Commissure postérieure; Point Interhemispheric (point entre les deux hémisphères); le point le plus antérieure du cerveau; le point le plus postérieure du cerveau; le point le plus supérieure du cerveau; et la gauche et à droite le point le plus du cerveau.
4. Reconstruire les surfaces de cuir chevelu et le cerveau du patient dans l'espace standard pour créer un modèle de tête à base de surface en trois dimensions - cette image sera utilisée pour identifier le cuir chevelu stéréotaxique coordonne recouvrant la dmPFC (Talairach et Tournoux coordonner X0, Y + 60, Z + 60) pour le placement optimal de sommet de la bobine en cours de traitement.
   Note: Cette méthode utilise la population coordonne d'identifier la cible de stimulation. Autres méthodes pour identifier une cible de stimulation, décrit dans la discussion, comprennent l'anatomie unique sujet ou RMFJe activation des cartes.
5. Créer cerveau et coordonne le cuir chevelu de l'espace à l'espace stéréotaxique patient pour le placement de la bobine individualisé.

4. Motor évaluation de seuil

1. Seat patient dans le fauteuil de traitement, le réglage de la caméra pour une vue imprenable sur le patient.
2. Placez le serre-tête avec le clip marqueur attaché à elle autour de la tête du patient. Le clip de marqueur devrait asseoir dessus de l'arête du nez.
3. Prétraiter l'analyse anatomique pour le patient comme décrit ci-dessus à l'étape 3.
4. Chargez les scans anatomiques prétraitées au programme de neuronavigation et allumer l'appareil photo.
5. En utilisant un stylo de neuronavigation, souligner chaque point sur le patient cible du cuir chevelu. Les mouvements effectués avec la plume de neuronavigation seront projetées sur l'écran de télévision sous la forme de lignes rouges.
6. Évaluer les seuils de moteur des patients, l'intensité minimale nécessaire à l'échelle mondiale exciter la voie du moteur, avant SMTr treatment. Pour cette étape, commencer par avoir les membres inférieurs du patient étendus et soutenus par le bas, en utilisant un tabouret ou une chaise munie d'un repose-jambes extensible.
7. Pour moteur détermination de seuil, sous neuronavigation, cibler le cortex moteur primaire interne. Placez le sommet de la bobine sur la fissure sagittale, 0,5-1,0 cm devant le sillon central. Utilisez une bobine angle ou à double cône pour une pénétration plus profonde de l'impulsion dans les zones médianes. Utilisation stimulateur équipé d'un serpentin refroidi par fluide, dont les enroulements sont inclinés à 120 ° pour permettre une pénétration plus profonde des impulsions (voir le tableau des matériaux).
8. Effectuer moteur seuil séparément pour les hémisphères gauche et droit. Orienter la bobine latéralement pour diriger SMTr évoqué flux de courant à l'hémisphère désiré ^20. Par exemple, pour stimuler l'hémisphère gauche, orienter la bobine avec la poignée pointant vers la droite et dans la direction de circulation du courant vers l'hémisphère gauche. Observez la controlatéral (à droite) membre inférieurpour les mouvements au cours de cette procédure.
9. De déterminer le seuil et le mouvement du moteur élicite visuellement par le muscle du pouce hallux du gros orteil.
   Remarque: Contrairement aux tests de seuil moteur classique qui cible le muscle de la main, la stimulation de la paroi interne du cortex moteur va cibler le muscle orteil. Potentiels évoqués moteurs (MPE) peuvent également être utilisés comme une détermination plus précise du seuil moteur, mais il est une approche beaucoup plus longue.
   1. Commencez par la stimulation à 55% de l'intensité maximale de la machine, puis ajuster à la hausse ou à la baisse par incréments de ~ 5% selon que la réponse est observée. Réduire la taille de l'incrément de façon constante à ~ 1% comme le seuil de moteur est approché, comme décrit précédemment ^21. Stimuler pas plus souvent de 0,2 Hz (une fois toutes les 5 secondes) afin d'éviter des effets inhibiteurs ou excitateurs au fil du temps.
   2. Une fois un seuil de moteur est établie, déplacer le sommet 1-2 cm avant et en arrière, par incréments exploratoires de 2-3 mm, pour dissuadermoi si un autre site propose un seuil inférieur du moteur. Utilisez le seuil le plus bas atteint le long de cet arc de chaque côté.

5. SMTr Traitement & Adaptive titrage

1. Effectuer un cours de neuronavigated dmPFC-rTMS, en utilisant un total de 20-30 séances quotidiennes sur 4-6 semaines. Pour les traitements, utiliser la bobine de 120 ° d'angle, à refroidissement liquide et les paramètres énumérés ci-dessous pour dmPFC stimulation dans chaque séance de traitement (voir le tableau des matériaux).
2. Seat le patient dans le fauteuil de traitement, le réglage de la caméra pour une vue imprenable sur le patient.
3. Placez un bandeau avec un clip marqueur attaché à elle autour de la tête du patient (placé latéralement afin de ne pas bloquer le placement SMTr de bobine sur le site cible médiane) comme décrit ci-dessus. Grâce à une caméra, le système de neuronavigation, détectera le clip marqueur et permettra de prétraitement et de neuronavigation.
4. Chargez le ana prétraitéanatomiques scanne le programme de neuronavigation et allumer l'appareil photo.
5. En utilisant un stylo de neuronavigation, souligner chaque point sur le patient cible du cuir chevelu. Les mouvements effectués avec la plume de neuronavigation seront projetées sur l'écran de télévision sous la forme de lignes rouges.
6. Placez la bobine sur la cible dmPFC sous la direction IRM en utilisant le système de neuronavigation. Aux fins de vérification, ce point devrait se situer à près de 25% de la distance nasion inion. Latéralement. Orientez la bobine latéralement, avec la poignée pointant loin de l'hémisphère d'être stimulé. Stimuler l'hémisphère gauche, puis ré-orienter la bobine de 180 ° pour stimuler l'hémisphère droit, le maintien du sommet dans le même emplacement sur le site de cuir chevelu dmPFC.
7. Assurez-vous que le site du cuir chevelu pour dmFPC reste en contact étroit avec la bobine elle-même pendant tout le traitement. Veiller à ce que le patient et l'opérateur porter des bouchons d'oreilles ou autre protection auditive pendant le traitement.
8. Pour 10 stimulation Hz,utiliser un cycle de service de 5 secondes sur 10 secondes d'arrêt pour un total de 60 trains (3000) par impulsions hémisphère par session. Effectuer ce protocole de l'hémisphère gauche puis à droite en orientant la bobine latéralement, comme décrit précédemment ^20.
   Remarque: Le protocole décrit pour 10 Hz SMTr est à l'extérieur des lignes directrices internationales de sécurité (Rossi et al., 2009). Il existe des preuves pour son ^18,22 de sécurité.
9. Pour SCT stimulation, utiliser un cycle de service de 2 secondes sur, 8 sec éteint pour un total de 600 impulsions par hémisphère par session. Effectuer ce protocole de l'hémisphère gauche puis à droite en orientant la bobine latéralement, comme décrit précédemment ^20.
10. Titrer de manière adaptative l'intensité de stimulation rTMS vers le haut depuis une valeur initiale de 20% l'intensité de la stimulation maximale, pour permettre au patient d'habituer à l'inconfort du cuir chevelu et de la douleur associée à la rTMS au cours des premières ²³ sessions. Incrémenter l'intensité de stimulation par 2-5% sur chaque train de stimulation,comme toléré.
    1. Pour évaluer la tolérabilité, avoir la douleur de taux patient sur une échelle analogique verbale (EVA) de 0 à 10 (0 = pas de douleur, 10 = limites de la tolérance sans détresse émotionnelle) après chaque train de stimulation est livré.
11. Commencez avec une intensité de stimulation plus élevé sur chaque session, en utilisant un niveau associé à la tolérance modérée (VAS 5-6) de la session précédente, jusqu'à ce que le patient commence à l'intensité de l'objectif de 120% du seuil moteur de repos sur chaque hémisphère. Maintenir une échelle analogique verbal inférieur à 9 tout au long des traitements au cours de cette phase de titration. Titrage est généralement achevée en 2-5 jours.
12. Surveiller le patient à d'autres effets indésirables pendant le traitement.
    Remarque: L'effet indésirable du traitement de coupure la plus commune est une syncope, survenant au cours de la première ou de la deuxième session de traitement dans ~ 1% des patients. Le patient peut raconter une sensation de vertige, léger, ou désorienté, et peuvent transitoirement (~ 10 sec) loconscience soi. , Mouvements réguliers ou répétés convulsifs post-épisode de confusion durant plus de quelques secondes devrait être absent, cependant. Dans le cas d'une syncope, abaisser l'appuie-tête sur la chaise si possible et encourager le patient de rester immobile jusqu'à ce que récupéré. La séance peut avoir lieu si le patient est récupéré et prêt à aller sur après quelques minutes.
13. Surveiller le patient pour une crise tonico-clonique généralisée pendant le traitement.
    Remarque: Ces événements sont rares, et nous ont pas observé une saisie dans ~ 8.000 sessions de dmPFC-rTMS travers> 200 patients à ce jour. Régulières, rythmiques, vigoureux mouvements convulsifs durables 10-40 sec, initialement autour de 3 Hz et devenir progressivement moins rapide, accompagné par l'absence de réponse, sont évocateurs de saisie plutôt que la syncope. Cependant, les deux peuvent être difficiles à distinguer pour un observateur non averti.
    1. Utilisez surveillance vidéo pendant tous les traitements de sorte que l'épisode peut être examinée par un neurologist à l'évaluation ultérieure, si nécessaire. Dans le cas d'un tel épisode, appliquer des mesures de saisie standard de premiers soins, y compris la compensation de la zone d'objets avec le potentiel de causer un dommage, placer le patient sur le terrain, si possible, ou en abaissant le fauteuil de traitement à la position horizontale, sinon, la pose de la patient sur le côté gauche si possible, assurer des voies aériennes, et veiller à ce que quelqu'un reste avec le patient jusqu'à ce que la saisie se termine et la personne retrouve une pleine vigilance.
    2. Appelez les services d'urgence si la crise n'a pas d'auto-fin après environ 60 secondes.

6. Collecte de données cliniques

1. Collecter des questionnaires auto-déclarés standardisés au départ, hebdomadaire au long du traitement et au suivi (ex., 2, 4, 6, 12, et 26 semaines après le traitement). Recueillir les suivantes données d'auto-rapport: Beck Depression Inventory (BDI-II) ^24, et Beck Anxiety Inventory ²⁵ sur une base quotidienne tout au long de traitement.
2. Recueillir les scores de dépression de gravité par l'intermédiaire du 17-article Hamilton Rating Scale de clinicien-classé pour la dépression score de ²⁶ (Hamd ₁₇₎ au départ, hebdomadaire pendant le traitement, et à 2, 4, 6, 12 et 26 semaines après le traitement dans le suivi.

Résultats

Dans des travaux antérieurs, Hamd ₁₇ a été utilisé comme une mesure de la réponse au traitement pour 10 Hz dmPFC-SMTr. Le tableau 1 présente les pré et post-traitement Hamd ₁₇ scores dans une série de cas déjà publié ^27. Parmi tous les sujets, de pré-traitement Hamd ₁₇ score était 21.66.9 qui a diminué significativement par 4,331% à 12.58.2 post-SMTr ₍₂₂ t = 6,54, p <0,0001) ^27. L'utilisation d'un critère de ré...

Discussion

Ici, guidée par IRM dmPFC-rTMS a été appliquée pour le traitement résistant MDD. En général, la SMTr sur ce site a été bien toléré, avec un inconfort du cuir chevelu doux et douleur au site de stimulation qui ont été gérés de manière adéquate en utilisant le titrage adaptatif. Dans des essais ouverts et un examen des dossiers, à la fois à 10 Hz et thêta stimulation éclater entraîné des améliorations importantes de la gravité dépressif tel que mesuré par le Hamd ₁₇ et BDI-II.

matériels

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