Utilizzo della stimolazione a corrente continua transcranica domiciliare, supervisionata a distanza, per il dolore dell'arto fantasma

Riepilogo

L'obiettivo di questo studio è quello di descrivere un protocollo per la somministrazione domiciliare di stimolazione transcranica a corrente continua supervisionata a distanza (RS-tDCS) che preservi le procedure standard della pratica clinica, tra cui sicurezza, riproducibilità e tollerabilità. I partecipanti inclusi saranno pazienti con dolore all'arto fantasma (PLP).

Abstract

La stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) è una tecnica di stimolazione cerebrale non invasiva che utilizza correnti continue a bassa ampiezza per alterare l'eccitabilità corticale. Studi precedenti hanno stabilito la sicurezza e la tollerabilità della tDCS e il suo potenziale per mitigare i sintomi. Tuttavia, gli effetti sono cumulativi, rendendo più difficile l'aderenza al trattamento poiché sono necessarie frequenti visite alla clinica o al centro ambulatoriale. Inoltre, il tempo necessario per il trasporto al centro e le relative spese limitano l'accessibilità del trattamento per molti partecipanti.

Seguendo le linee guida per l'implementazione della stimolazione transcranica a corrente continua supervisionata da remoto (RS-tDCS), proponiamo un protocollo progettato per la partecipazione supervisionata a distanza e domiciliare che utilizza dispositivi e materiali specifici modificati per l'uso da parte del paziente, con monitoraggio in tempo reale da parte dei ricercatori attraverso una piattaforma di videoconferenza crittografata. Abbiamo sviluppato materiali didattici dettagliati e procedure di formazione strutturate per consentire l'auto-somministrazione o la somministrazione per procura mentre si supervisiona a distanza in tempo reale. Questo protocollo ha un design specifico per avere una serie di punti di controllo durante l'addestramento e l'esecuzione della visita. Questo protocollo è attualmente in uso in un ampio studio pragmatico sulla RS-tDCS per il dolore dell'arto fantasma (PLP). In questo articolo, discuteremo le sfide operative della conduzione di una sessione RS-tDCS a domicilio e mostreremo i metodi per migliorarne l'efficacia con sessioni supervisionate.

Introduzione

La sensazione di dolore e fastidio provata in un arto amputato e indicata come dolore dell'arto fantasma (PLP) è una condizione complessa, difficile da trattare, costituita da una natura refrattaria che contribuisce alla difficoltà di ottenere un sollievo e una gestione del dolore completi e duraturi. La mancanza di un trattamento efficace a causa della sua natura neuropatica, derivante da un'attività nervosa anomala o da una segnalazione, dalla plasticità neurale, da fattori psicologici e da una comprensione e ricerca limitate, influenza la complessità del fenomeno nella presentazione del dolore e negli esiti del trattamento. Da tutti i trattamenti disponibili, recenti studi che utilizzano la stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) hanno riportato risultati positivi quando si combinano la stimolazione della corteccia motoria primaria (M1) con le tecniche di rappresentazione motoria 1,2,3,4. Come Kikkert et al. hanno pubblicato nel 2019, gli effetti a lungo termine della stimolazione combinata hanno portato a una riduzione significativa e mantenuta del dolore dopo l'intervento e a un periodo di follow-up di 3 mesi, con miglioramenti significativi e grandi dimensioni dell'effetto negli amputati degli arti inferiori.

Sebbene gli effetti siano promettenti, le traduzioni cliniche di questi risultati sono limitate a causa dei vincoli geografici e delle disabilità legate alle amputazioni, che ritardano e influenzano l'accesso a un'adeguata riabilitazione post-amputazione⁵. Una soluzione consiste nell'implementare questi interventi in ambienti remoti utilizzando tecnologie digitali e approcci di telemedicina⁶. Un recente consenso internazionale ha riportato i requisiti per implementare con successo la stimolazione elettrica digitalizzata⁷, tra cui un team di supporto disponibile in ogni momento per gestire le emergenze mediche, strategie di ottimizzazione dei costi, implementazione di coperture assicurative per un ulteriore sviluppo sul campo, team specializzati o servizi di terze parti per intraprendere lo sviluppo di software e hardware per l'uso remoto dei dispositivi, strategie di marketing digitale per migliorare la pubblicità tra i potenziali pazienti e interfacce front-end per il miglioramento dell'esperienza utente.

L'adeguata implementazione di protocolli di stimolazione transcranica a corrente continua (RS-tDCS) supervisionati a distanza ha il potenziale per accelerare l'applicazione clinica di questo intervento sicuro ed efficace⁴ e facilitarne la combinazione con modalità comportamentali che possono essere eseguite a casa (ad esempio, terapia fisica, mindfulness). Studi recenti hanno dimostrato la fattibilità e risultati equivalenti con RS-tDCS rispetto a precedenti studi di tDCS in loco per la stessa condizione ^8,9. Tuttavia, i dettagli pratici e le linee guida su come implementare RS-tDCS per gli studi clinici sul dolore cronico sono ancora limitati in letteratura. Ci sono domande aperte sulla RS-tDCS, come la necessità di una supervisione online eseguita da uno specialista qualificato nella tecnica rispetto alla terapia tDCS autosomministrata dopo aver ricevuto un adeguato coaching. Inoltre, rimangono domande senza risposta per quanto riguarda la registrazione dei metadati, l'aderenza alle linee guida del trattamento, l'uso di tecnologie come le app per monitorare la qualità dei contatti e il tempo di utilizzo, evitare l'uso improprio dei dispositivi relativi a sessioni di stimolazione non programmate e argomenti associati a "problemi di Internet": protezione delle informazioni personali, registrazione delle cartelle cliniche, regole di condivisione e protezione con password per l'accesso.

Pertanto, il nostro obiettivo è quello di fornire una linea guida visiva su come eseguire una sessione di RS-tDCS, nonché una descrizione della logistica e delle sfide della sua implementazione per il trattamento del dolore dell'arto fantasma (PLP) nel contesto di uno studio clinico pragmatico.

Protocollo

Tutte le procedure sono state condotte secondo protocolli istituzionalmente approvati con il consenso del paziente. Vedere la Figura 1 per un'immagine del kit di intervento e dei componenti principali e la Figura 2 per la struttura della sessione RS-tDCS.

1. Procedure preliminari all'intervento

1. Eseguire il pre-screening del reclutamento in base ai criteri di inclusione ed esclusione. Includere pazienti adulti amputati, che sperimentano regolarmente dolore fantasma una volta alla settimana o più con un livello di intensità di almeno 4 su una scala analogica visiva (VAS) e che non hanno controindicazioni alla tDCS o comorbidità instabili.
   NOTA: La dimensione del campione è stata calcolata in base a un calcolo basato sui nostri risultati preliminari di un precedente RCT e sulla nostra meta-analisi sugli effetti della tDCS, considerando la differenza minimamente significativa dal punto di vista clinico di una dimensione dell'effetto di 0,5 (80). Abbiamo ipotizzato un errore di tipo I del 5% e di tipo 2 del 20% utilizzando un calcolo del test t per le differenze e ampliato per tenere conto di un tasso di attrito del 10%. Raggiungendo 145 soggetti per gruppo, 290 in totale.
2. Arruolare il soggetto nello studio di ricerca compilando la registrazione, incluso il modulo di consenso informato, la data di nascita, il sesso e le domande sull'anamnesi e sul profilo amputato.
   1. Eseguire lo screening durante la visita di consenso.
   2. Imposta una data per il processo di base e di randomizzazione.
3. Visita di base e formazione
   1. Chiedi ai pazienti di sottoporsi a una serie di questionari riguardanti il dolore, il sonno, la qualità della vita, la cognizione e la salute mentale.
   2. Randomizzare i soggetti (in base alla loro aspettativa di trattamento) in due gruppi: RS-tDCS dell'M1 con test somatosensoriale (intervento) o cura abituale (gruppo di controllo).
   3. Chiedi ai pazienti di ricevere la loro formazione in base alla randomizzazione, in modo che possano familiarizzare con i materiali forniti e fare pratica per la procedura supervisionata da remoto in tempo reale.
      1. Conduci questo passaggio di persona, ma fallo a distanza se la distanza e l'alfabetizzazione del paziente lo impongono. In questo caso, eseguire le stesse procedure descritte utilizzando gli stessi materiali ma spiegare come utilizzare i dispositivi durante una riunione Zoom.
   4. Addestrare i pazienti del gruppo di cura abituale all'uso del monitor HRV indossabile e della relativa app installata in un tablet fornito, nonché della piattaforma Zoom integrata in un laptop.
   5. Presenta ai soggetti il laptop protetto da password, dove verranno spiegate le caratteristiche chiave (inclusa la password, l'accensione/spegnimento e la connessione della webcam USB).
   6. Mostra ai partecipanti come partecipare alla riunione attraverso una riunione ID chiamata personalizzata e protetta e una password tramite la piattaforma Zoom. Chiedi ai partecipanti di esercitarsi con il ricercatore almeno una volta.
   7. Per garantire il successo dell'attività, assicurati che i partecipanti siano in grado di provare una registrazione della sessione in tempo reale di HRV.
      1. Guidare i pazienti sul corretto posizionamento del dispositivo indossabile HRV (al centro della linea dello sterno).
      2. Una volta che i sensori sono stati controllati per il posizionamento, presentare ai partecipanti il tablet protetto da password. Mostra ai partecipanti come accoppiare i dispositivi, modificare il nome del record, avviare, terminare la registrazione e salvarla.
         NOTA: Assicurarsi che tutti questi passaggi precedenti vengano eseguiti dal paziente con la guida del ricercatore una volta e poi ripetuti senza guida per garantire la conservazione delle informazioni.
   8. Gruppo di stimolazione, RS-tDCS
      1. Mostra un video didattico e ripeti questo contenuto video con il paziente passo dopo passo.
      2. Mostrare il dispositivo tDCS al paziente mentre è posizionato sulla testa di un manichino. Spiegare le varie parti di questo dispositivo e dare al paziente la possibilità di agganciare correttamente gli SNAPpad allo SNAPstrap e al dispositivo.
      3. Usando uno specchio, chiedere ai pazienti di mettere lo SNAPstrap su se stessi, come era sulla testa del manichino, fino a raggiungere un livello confortevole e assicurarsi che il partecipante stia allineando correttamente il catodo e l'anodo, nonché la cinghia posteriore per garantire il corretto posizionamento.
      4. Accendere il dispositivo RS-tDCS e mostrare i passaggi da seguire fino alla stimolazione, come accedere al menu di stimolazione, inserire il codice di stimolazione e cosa fare nel caso in cui sia necessario interrompere una sessione.
      5. Infine, chiedi ai partecipanti di ripassare tutti i passaggi, esercitandosi o verbalmente in base alla competenza autovalutata. Esamina il programma delle visite e spiega il normale svolgimento di ogni visita.
   9. Per garantire il successo della formazione, compilare una lista di controllo completa che copra tutti gli aspetti essenziali della formazione (Tabella 1).

1) Calcolatore

·       REDCap

·       Sondaggi aperti

·       Compilazione e invio di moduli

·       Zoom Accedi e disconnettiti

2) Cardiofrequenzimetro

·       App per il monitoraggio della frequenza cardiaca

·       Posizionamento corretto

·       Registrazione della frequenza cardiaca

3) TDCS domiciliare

·       Preparazione della testa e dell'elettrodo

·       Raccogli i materiali: spugne, fascia per la testa, il dispositivo stimolatore, la soluzione salina, le siringhe e il laptop fornito dal laboratorio.

·       Trova l'area di stimolazione (la linea centrale della testa e dell'orecchio) – identifica correttamente l'M1.

·       Controllare che la pelle non presenti arrossamenti o segni di danni.

·       Aprire le spugne pre-imbevute e fissare gli elettrodi (situati all'interno delle spugne pre-imbevute) alla fascia per la testa.

·       Se le spugne non sono abbastanza bagnate, preparare con la giusta quantità di soluzione salina (circa 6 ml per lato).

·       La spugna nell'area M1.

4) Preparazione e stimolazione del dispositivo

·       Collegare il cavo dell'elettrodo al dispositivo tDCS, in base ai colori abbinati (cavo rosso nell'ingresso rosso e cavo nero nell'ingresso nero).

·       Prima di iniziare, accendi il computer e apri la chiamata in conferenza.

·       Seguire le istruzioni fornite dal team di ricerca.

·       Accendere il dispositivo.

·       Premere un pulsante qualsiasi per visualizzare la schermata del menu principale.

·       Premere il pulsante per avviare la stimolazione.

·       Controllare la qualità dell'installazione (se la qualità non è buona, dirlo al team e attendere le istruzioni).

·       Premere il pulsante della sterlina e inserire correttamente il codice di attivazione per avviare la stimolazione.

Tabella 1: Lista di controllo per la formazione.

2. Visite di intervento dello studio

NOTA: Lo studio consiste in un totale di 23 visite, con 20 sessioni che coinvolgono la stimolazione o le cure abituali. Durante tutta la parte di intervento, indipendentemente dall'assegnazione del gruppo, entrambi saranno collegati al personale di ricerca formato tramite Zoom.

Figura 1: Kit di intervento e componenti principali. Abbreviazione: tDCS = stimolazione transcranica in corrente continua. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

1. Quando i pazienti sono a casa, collegati tramite riunione Zoom, iniziare la sessione chiedendo al paziente i livelli di PLP, le sensazioni dell'arto fantasma (PLS), il dolore residuo all'arto (RLP) e il telescopio sperimentato nelle ultime 24 ore utilizzando il punteggio VAS, che è l'esito primario.
2. Chiedere al paziente di iniziare a registrare l'HRV (misurato per l'esito secondario).
   1. Assicurarsi del corretto posizionamento del dispositivo (al centro della linea dello sterno), nonché del suo abbinamento con il tablet per garantire registrazioni accurate.
   2. Ricorda ai pazienti all'inizio di ogni sessione il loro ID di ricerca e il numero della visita.
   3. Chiedere ai pazienti di mostrare lo schermo del tablet attraverso la webcam per assicurarsi che la registrazione venga eseguita di conseguenza.
   4. Dopo 5 minuti, far fermare il paziente e salvare la registrazione del paziente nell'App. Quando sorgono domande, guida i pazienti per tutto il tempo rimanendo in contatto con il paziente per l'intera durata della sessione.
3. Per i pazienti del gruppo di intervento, controllare le condizioni del cuoio capelluto prima della stimolazione tramite webcam. Se la pelle è intatta, eseguire la seduta. Per questo, chiedi ai pazienti di posizionare lo SNAPstrap come mostrato durante la visita di formazione.
   1. Posizionare sempre l'anodo SNAPpad situato sulla corteccia motoria (C3 o C4) controlateralmente all'arto amputato. Assicurarsi che il catodo SNAPpad si trovi nello spazio sopraorbitale, omolaterale al lato dell'amputazione. Incoraggiare i pazienti a utilizzare sempre uno specchio per facilitare la collocazione e quindi accendere il dispositivo RS-tDCS.
      1. Una volta che sono nel menu di stimolazione, osserva che lo schermo mostrerà la qualità della connessione valutata come scarsa, moderata o buona. Quando una connessione è scarsa, il dispositivo emetterà un segnale acustico, indicando che non è possibile erogare corrente. In tal caso, chiedere ai pazienti di riorganizzare gli SNAPpad, verificare la connettività dei cavi al dispositivo o aggiungere una soluzione salina. Chiedere ai pazienti di premere le spugne contro la pelle per 20 secondi, migliorando così il contatto per risolvere la maggior parte dei casi di scarsa connettività e avviare la stimolazione quando appare una buona connettività.
      2. Fornire ai pazienti un codice per l'uso una tantum per evitare stimolazioni non supervisionate. Durante la sessione di allenamento, seguire il protocollo di studio con intensità di 2 mA per 20 min con una rampa di 30 s per creare i codici di stimolazione sul dispositivo del paziente. Assicurarsi che questi codici rimangano ciechi per il partecipante per garantire che la stimolazione venga erogata solo nel contesto dello studio.
4. Una volta avviata la stimolazione, completa una meditazione guidata di 5 minuti che consiste in una tecnica di scansione del corpo. Iniziare l'allenamento somatosensoriale seguendo movimenti semplici e lenti degli arti, compreso il movimento dell'arto fantasma fino al completamento della stimolazione.
   NOTA: Per motivi di sicurezza, per garantire l'aderenza al protocollo di studio, questo protocollo di ricerca garantisce una supervisione costante. Quando possibile, lo stesso ricercatore sarà assegnato per tutta la durata dello studio allo stesso partecipante.
5. Alla fine di ogni seduta, somministrare al paziente un questionario che chiede informazioni sui possibili effetti collaterali e sui livelli di dolore su un punteggio VAS (File supplementare 1). Se il livello di dolore di un paziente è aumentato di almeno 2 punti nella scala VAS (pre-stimolazione vs post-stimolazione) in due visite consecutive, interrompere completamente l'intervento.
6. Se in qualsiasi momento della stimolazione, il paziente avverte un forte disagio o vuole interrompere la stimolazione, chiedere al soggetto di interrompere la sessione (precedentemente spiegato durante la sessione di allenamento).

Risultati

Il nostro protocollo, a domicilio e supervisionato da remoto, è attualmente in fase di test in un ampio studio clinico pragmatico, randomizzato, su pazienti affetti da PLP. Sulla base di precedenti studi clinici che hanno testato in clinica la tDCS nei pazienti con PLP, ci aspettiamo una riduzione del livello di PLP, PLS e RLP rispetto al gruppo di cura abituale. Ci si aspetta che questa riduzione raggiunga una dimensione dell'effetto di almeno 0,5, vale a dire una differenza clinicamente importante.

Discussione

Aspetti della formazione, sfide e soluzioni
Data la natura di questo studio di ricerca e il tipo di intervento, essendo a domicilio, sono sorte alcune sfide; Tra questi c'erano problemi quotidiani come la connessione Internet, la qualità dei contatti del dispositivo utilizzato e la familiarizzazione con i dispositivi. Le potenziali sfide presentate dalla ricerca RS-tDCS sono state superate attraverso diverse soluzioni creative. Prima di ogni sessione, la connessione Internet viene controllata su entr...

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
1 x 1 tDCS mini-CT stimulator	Soterix		parameters preset to two milliamps of stimulation for 20 min
Lenovo Laptop	Lenovo		It contains a headstrap and disposable clip-on sponges for stimulation. A computer with Zoom access, to conduct the RS-tDCS sessions. The Zoom videocalls will be addressed to a secured account by Mass General Brigham (MGB)
Lenovo Smart Tab M8 8''	Lenovo		We also record the heart rate variability (HRV) and therefore, we provide a tablet with the Polar app installed and the chest HR monitor.
Polar H10 Heart Rate Monitor			POLAR device, in addition to the materials for the RS-tDCS intervention, we also record the heart rate variability (HRV) and therefore we provide a tablet with the Polar app installed and the chest HR monitor.
Saline solution with a syringe for application over the sponges
SNAP Headgear accessories
SNAPstrap, motor left (anode: C3, cathode: supraorbital) or motor right (anode: c4, cathode: supraorbital) according to the side of amputation (contralateral to stimulation)
SNAPpads, 5 x 7 CMS with pre-inserted carbon rubber snap electrode sites located on the SNAPstrap
Webcam			to ensure a proper visualization of the electrode placement