Name: individualized rtms treatment for depression using an fmri-based targeting method
Uploaded: 2021-08-02T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Individualized rTMS Treatment for Depression using an fMRI-Based Targeting Method at JoVE.com

Die Studie wurde vom von der China Postdoctoral Science Foundation finanzierten Projekt (2019M652854) und der Natural Science Foundation of Guangdong, China (Grant No. 2020A1515010077).

Informieren Sie alle Teilnehmer über die Studie und bitten Sie sie, die Einverständniserklärung vor Beginn der Studie zu unterschreiben. Das vorliegende Protokoll wurde von der Forschungsethikkommission des Affiliated Brain Hospital der Guangzhou Medical University genehmigt.
HINWEIS: In dieser Doppelblindstudie wurden Patienten mit Depressionen nach dem Zufallsprinzip in zwei Gruppen eingeteilt. In der experimentellen Gruppe werden Stimulationsziele durch die DLPFC-sgACC-basierte individua...

Der sgACC ist für die emotionale Verarbeitung verantwortlich und spielt eine wichtige Rolle bei der Stressregulation16,17,18. Eine Studie legt nahe, dass das Targeting auf eine Subregion von DLPFC, die die stärkste funktionelle Antikonnektivität mit sgACC zeigt (6, 16, -10), die antidepressive Wirkungverstärken kann 25. Daher ist die genaue Lokalisierung dieses Ziels der entscheidende Schritt dieses P...

Major Depression (MDD) ist durch signifikante und anhaltende Depression gekennzeichnet, und in schwereren Fällen können Patienten auf Halluzinationen und / oder Wahnvorstellungen stoßen 1,2. Im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung ist das Suizidrisiko bei MDD-Patienten etwa 20-mal höher3. Während Medikamente derzeit die am häufigsten verwendete Behandlung für MDD sind, sprechen 30% - 50% der Patienten nicht ausreichend auf Antidepressivaan 4. Bei den Respondern tritt die Symptomverbesserung tendenziell nach einer relativ langen Latenzzeit auf und wird von Nebenwirkungen begleitet. Psychotherapie ist zwar für einige Patienten wirksam, aber kostspielig und zeitaufwendig. Eine sicherere und effektivere Behandlung von MDD ist daher dringend erforderlich.
Die repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) ist eine nicht-invasive und sichere Technik und wurde für die Behandlung verschiedener psychischer Störungen zugelassen 5,6,7. Obwohl sein therapeutischer Mechanismus unklar bleibt, wurde spekuliert, dass rTMS funktioniert, indem es die Aktivität der stimulierten Gehirnregionen und die neuronale Plastizität 8,9,10 reguliert und so spezifische funktionelle Netzwerke10,11,12 normalisiert. rTMS verursacht auch einen Netzwerkeffekt, der Veränderungen in entfernten Gehirnbereichen durch Verbindungswege hervorruft, was zu einer verstärkten therapeutischen Wirkungführt 13. Obwohl rTMS die Gehirnaktivität sofort und robust verändert, beträgt seine Ansprechrate bei der Behandlung von MDD nur etwa 18%14. Der Hauptgrund kann die ungenaue Lage der Stimulationsziele15 sein.
Der subgenuale anteriore cinguläre Kortex (sgACC) ist hauptsächlich für die emotionale Verarbeitung verantwortlich und spielt eine Rolle bei der Regulierung der Reaktion auf stressige Ereignisse, der emotionalen Reaktion auf innere und äußere Reize und des emotionalen Ausdrucks16,17,18. Diese Subregion von ACC teilt eine erhebliche strukturelle und funktionelle Konnektivität mit der Großhirnrinde und dem limbischen System 19,20. Interessanterweise haben Studien gezeigt, dass die Poststimulationsaktivität dieses Bereichs eng mit der klinischen Wirksamkeit von TMS zusammenhängt. Zum Beispiel nahm der Blutfluss von sgACC nach einem TMS-Kurs ab, der auf den rechten dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) abzielte, was mit der Linderung depressiver Symptome verbunden war21. Vink et al.8 fanden heraus, dass eine auf DLPFC ausgerichtete Stimulation auf sgACC übertragen wurde, und schlugen vor, dass die sgACC-Aktivität ein Biomarker für die Behandlungsreaktion von TMS sein kann. Nach früheren Forschungen schlugen Fox und Kollegen22 vor, dass das Targeting auf eine Subregion von DLPFC, die die stärkste funktionelle Antikonnektivität mit sgACC (MNI-Koordinate: 6, 16, -10) aufweist, die antidepressive Wirkung verstärkt. Hier zeigen wir ein Studienprotokoll, das darauf abzielt, diese Hypothese zu untersuchen.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3T Philips Achieva MRI scanner</td>
			<td>Philips</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Harvard/Oxford cortical template</td>
			<td>http://www.cma.mgh.harva rd.edu/</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SPM12</td>
			<td>http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>The Visor2 system</td>
			<td>ANT Neuro</td>
			<td></td>
			<td>The Visor2 software, the optical tracking system, tracking tools and calibration board are part of the visor2 system.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TMS device</td>
			<td>Magstim, Carmarthenshire, UK</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

individualized rtms treatment for depression using an fmri-based targeting method

Um eine größere klinische Wirksamkeit zu erreichen, wird mit Spannung eine Revolution in der Behandlung der schweren depressiven Störung (MDD) erwartet. Die repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) ist eine nicht-invasive und sichere Neuromodulationstechnik, die die Gehirnaktivität sofort verändert. Trotz seiner breiten Anwendung bei der Behandlung von MDD bleibt das Behandlungsansprechen bei den Individuen unterschiedlich, was auf die ungenaue Positionierung des Stimulationsziels zurückzuführen sein kann. Unsere Studie zielt darauf ab, zu untersuchen, ob die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT)-gestützte Positionierung die Wirksamkeit von rTMS bei der Behandlung von Depressionen verbessert. Wir beabsichtigen, die Subregion des dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) bei MDD mit der stärksten Antikorrelation mit dem subgenualen anterioren cingulären Kortex (sgACC) zu identifizieren und zu stimulieren und eine vergleichende Untersuchung dieser neuartigen Methode und der traditionellen 5-cm-Regel durchzuführen. Um eine präzisere Stimulation zu erreichen, wurden beide Methoden unter Anleitung eines Neuronavigationssystems angewendet. Wir erwarteten, dass die TMS-Behandlung mit individualisierter Positionierung basierend auf funktioneller Konnektivität im Ruhezustand eine bessere klinische Wirksamkeit zeigen könnte als die 5-cm-Methode.

Die ROI-weise FC-Analyse sollte zeigen, dass sgACC signifikant antikorreliert mit DLPFC ist, wobei die stärkste negative Korrelation das zu wählende Stimulusziel ist. Eine signifikante Antikorrelation zwischen der funktionellen Konnektivität von sgACC-DLPFC und dem Ansprechen auf die Behandlung sollte in der Korrelationsanalysegefunden werden 33.
Das aktuelle Protokoll basiert auf einer innovativen TMS-Targeting-Methode, die noch keine früheren Studien angewendet ha...

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Individualized rTMS Treatment for Depression using an fMRI-Based Targeting Method

Das vorliegende Protokoll beschreibt die Anwendung der repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS), bei der eine Subregion des dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) mit der stärksten funktionellen Antikorrelation mit dem subgenualen anterioren cingulären Kortex (sgACC) als Stimulationsziel unter der Unterstützung eines fMRT-basierten Neuronavigationssystems lokalisiert wurde.

Individualisierte rTMS-Behandlung von Depressionen mit einer fMRT-basierten Targeting-Methode

To achieve greater clinical efficacy, a revolution in treatment for major depressive disorder (MDD) is highly anticipated. Repetitive transcranial ...

Die Variation der stimulierten Ziele im DLPFC kann für den größten Teil der Wirksamkeitsheterogenität von rTMS verantwortlich sein. Diese Methode hilft bei der präzisen Lokalisierung des effektiven Ziels. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Gehirnen können nach der traditionellen Fünf-cm-Regel zu einem ungenauen Stimulationsziel führen.Dieses Protokoll bietet eine Strategie, um das individuelle Stimulationsziel für jedes Subjekt zu erfassen. Diese Technik kann dazu beitragen, die Genauigkeit der Positionierung zu verbessern und möglicherweise die Behandlungsreaktion auf Depressionen zu verbessern. Min Zhang und Xin Luo, ein paar Mitglieder aus meinem Labor, werden das Verfahren demonstrieren.Beginnen Sie mit der Auswahl des subgenualen anterioren cingulären Kortex oder sgACC als Region of Interest oder ROI mit einem Radius von 10 Millimetern. Entfernen Sie die weiße Substanz und die Zerebrospinalflüssigkeit im ROI basierend auf dem Harvard-Oxford-Kortikatlas. Verwendung eines Schwellenwerts für die Wahrscheinlichkeit der grauen Substanz von 0,25.Extrahieren Sie den durchschnittlichen Zeitverlauf des ROI. Um die funktionale Konnektivitäts- oder FC-Karte zu generieren, berechnen Sie Pearsons Korrelationskoeffizienten zwischen dem ROI und dem dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) voxelweise. Normalisieren Sie jeden Korrelationskoeffizienten mithilfe der r-zu-z-Transformation von Fisher.Identifizieren Sie laut der FC-Karte die Spitzenkoordinate in DLPFC mit dem größten Pearson-Antikorrelationskoeffizienten mit sgACC. Dies ist die Subregion von DLPFC mit dem stärksten negativen FC mit sgACC, die später in der transkraniellen Magnetstimulation (TMS) Behandlung für die experimentelle Gruppe anvisiert wird. Um mit der Bestimmung der Ruhemotorschwelle (RMT) zu beginnen und den Hotspot für jedes Subjekt aufzuzeichnen, weisen Sie den Patienten an, sich zurückzulehnen und zu entspannen.Legen Sie dann zwei Aufnahmeelektroden auf den Thenar der rechten Hand und eine Referenzelektrode auf den knöchernen Teil des Handgelenks. Stimulieren Sie den motorischen Hotspot mit 10 aufeinanderfolgenden Stimulationen mit unterschiedlichen Intensitäten, während Sie die Anzahl der Kontraktionen des Thenarmuskels aufzeichnen. Identifizieren Sie die minimale TMS-Intensität, bei der ein motorisch evoziertes Potential von mehr als oder gleich 50 Mikrovolt mindestens fünfmal aufgezeichnet wird, und definieren Sie es als RMT des Patienten.Beurteilen Sie die Schwere der Depression anhand klinischer Skalen, wie in der klinischen Datenerfassung beschrieben. Führen Sie die TMS-Behandlung zweimal täglich für 10 Tage durch. Um einen neuen Patienteneintrag zu erstellen, wählen Sie die Option Neuen Patienten erstellen.Geben Sie die ID-Nummer oder den Namen des Patienten in das Textfeld ein. Um dann die strukturellen MRT-Bilder über das Navigationssystem zu legen, wählen Sie Patienten-MRT importieren aus, importieren Sie dann das Strukturbild des Patienten und wählen Sie den Bildtyp aus. Erstellen Sie ein individuelles Kopfmodell und definieren Sie das Stimulationsziel, indem Sie zuerst auf die Schaltfläche MRT-Treuhänder spezifizieren klicken.Platzieren Sie das Fadenkreuz an verschiedenen Stellen im MRT-Bild, wie im Manuskript erwähnt. Klicken Sie auf Kopfmodell erstellen und wählen Sie Manuelle Gehirnsegmentierung. Und passen Sie die Schwelle der Kopfhaut, des unteren Gehirns und des oberen Gehirns an.Klicken Sie auf Ziel definieren, um fortzufahren. Wählen Sie die Seite Zielmarkierung aus, klicken Sie auf Zu MRT-Koordinaten wechseln, um die zuvor identifizierte Koordinate des Behandlungsziels einzugeben, und drücken Sie dann Gehe zu. Klicken Sie auf Markierung hinzufügen, um den Punkt zu benennen.Um die Spule zu kalibrieren, klicken Sie zunächst auf Weiter zur Neuronavigation. Wählen Sie im Textfeld den richtigen Werkzeugtyp aus, der bei der Behandlung verwendet werden soll. Stellen Sie sicher, dass sich alle Referenzwerkzeuge im Blickfeld der Infrarotkamera befinden.Drücken Sie dann Validate Coil, und legen Sie die Spitze des Zeigers auf den markierten Spulenpunkt. Drücken Sie Validieren, wenn der Indikator jedes Werkzeugs grün wird. Wählen Sie auf der Seite Patient auswählen den Namen oder die ID des Patienten aus.Klicken Sie dann auf der nächsten Seite auf Ziele auswählen. Wählen Sie Zielmarkierungen lesen aus, um die Zieldatei zu durchsuchen. Importieren Sie die Datei und wählen Sie das Ziel aus.Klicken Sie auf Koordinatensystem definieren. Legen Sie dem Patienten ein Stirnband mit einem Referenzwerkzeug an. Stellen Sie sicher, dass sich der Spulen-Tracker und das Referenzwerkzeug in der Vision des Navigationssystems befinden.Platzieren Sie die Spitze des Zeigers nacheinander auf Nasion und beide Tragi. Drücken Sie die grüne Taste auf der Fernbedienung jedes Mal, wenn die Anzeige einer Markierung grün wird. Bewegen Sie die Spitze des Zeigers kontinuierlich über die Oberseite des Kopfes.Drücken Sie die Taste auf der Fernbedienung, um fortzufahren. Drücken Sie Neuronavigation und stellen Sie auf der Seite Active Coil die Stimulationsintensität auf 100% RMT ein. Wählen Sie Stimulieren bei Zielen, um das Ziel online auf dem Kopfmodell anzuzeigen.Wenn die Spule mit dem Fadenkreuz des Ziels übereinstimmt und der Indikatortext grün wird, stimulieren Sie. Bereiten Sie die Behandlung direkt aus dem Spulenkalibrierungsschritt vor und starten Sie sie, wenn der Eintrag des Patienten zuvor erstellt wurde. Führen Sie am ersten Tag, am 28. und am 56. Tag nach dem gesamten Behandlungsverlauf Follow-up-Bewertungen durch.Die Ansprechrate bei 23 MDD-Patienten betrug 90,48%19 von 22 Teilnehmern erfüllten die Remissionskriterien in der Intent-to-Treat-Analyse. Die Ergebnisse der klinischen Bewertungen nach der TMS-Behandlung wurden für alle Patienten berechnet. Durch die genaue Lokalisierung des effektiven Ziels von rTMS kann diese Technik die Behandlung von Depressionen verbessern und auch neue Ideen für die Behandlung von behandlungsresistenten Depressionen liefern.

Research

JoVE Journal

Behavior

Using Chronic Social Stress to Model Postpartum Depression in Lactating Rodents

Mit Chronische Sozial Stress zu Modell postpartalen Depression in Lactating Nagetiere

Exposure to chronic stress is a reliable predictor of depressive disorders, and social stress is a common ethologically relevant stressor in both animals ...

Forschung

Verhalten

Design and Implementation of an fMRI Study Examining Thought Suppression in Young Women with, and At-risk, for Depression

Entwurf und Implementierung einer fMRI Studie, Gedankenunterdrückung in junge Frauen mit und at-Risk für Depression

Ruminative brooding is associated with increased vulnerability to major depression. Individuals who regularly ruminate will often try to reduce the ...

A Treatment Package without Escape Extinction to Address Food Selectivity

Eine Behandlung Package ohne Flucht Extinction zu Adresse Lebensmittel Selektivität

Feeding difficulties and feeding disorders are a commonly occurring problem for young children, particularly children with developmental delays including ...

Treating Clinical Depression with Repetitive Deep Transcranial Magnetic Stimulation Using the Brainsway H1-coil

Die Behandlung von Depressionen mit Repetitive Tiefe Transkranielle Magnetstimulation Mit der Brainsway H1-Spule

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is an emerging non-pharmacological approach to treating many brain-based disorders. rTMS uses ...

How to Use the H1 Deep Transcranial Magnetic Stimulation Coil for Conditions Other than Depression

Wie die H1 Tiefe Transkranielle Magnetstimulation Spule für Bedingungen zu verwenden, um andere als Depression

Deep transcranial magnetic stimulation (dTMS) is a relatively new technique that uses different coils for the treatment of different neuropathologies. The ...

A New Method for Inducing a Depression-Like Behavior in Rats

Eine neue Methode zur Induktion einer Depression-ähnliches Verhaltens bei Ratten

Contagious depression is a phenomenon that is yet to be fully recognized and this stems from insufficient material on the subject. At the moment, there is ...

Evaluating the Anti-depression Effect of Xiaoyaosan on Chronically-stressed Mice

Bewertung des Anti-Depressionen-Effekts des Xiaoyaosan auf chronisch gestresste Mäuse

In addition to the standardized use of antidepressant medications and psychotherapy, the usage of traditional Chinese medicine has lead to an overall ...

A Middle Cerebral Artery Occlusion Technique for Inducing Post-stroke Depression in Rats

Eine mittelzerebrale Arterienokklusionstechnik zur induzierung einer Depression im Raten nach dem Schlaganfall

Post-stroke depression (PSD) is the most recurrent of all psychiatric complications resulting from an ischemic stroke. A greater majority (about 60%) of ...

A Chronic Immobilization Stress Protocol for Inducing Depression-Like Behavior in Mice

Ein chronisches Immobilisierungs-Stressprotokoll zur Induzieren von Depressionen-ähnlichem Verhalten bei Mäusen

Depression is not yet fully understood, but various causative factors have been reported. Recently, the prevalence of depression has increased. However, ...

Fear Incubation Using an Extended Fear-Conditioning Protocol for Rats

Angst-Inkubation mit einem erweiterten Angst-Konditionierungsprotokoll für Ratten

Emotional memory has been primarily studied with fear-conditioning paradigms. Fear conditioning is a form of learning through which individuals learn the ...