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

Studien finansierades av China Postdoctoral Science Foundation finansierat projekt (2019M652854) och Natural Science Foundation of Guangdong, Kina (Grant No. 2020A1515010077).

Informera alla deltagare om studien och be dem att underteckna formuläret för informerat samtycke innan studien påbörjas. Det nuvarande protokollet godkändes av forskningsetiska kommittén vid det anslutna hjärnsjukhuset vid Guangzhou Medical University.
OBS: I denna dubbelblinda studie delades patienter med depression slumpmässigt in i två grupper. I experimentgruppen lokaliseras stimuleringsmål med den DLPFC-sgACC-baserade individualiserade platsmetoden (se 3.3 för detaljerad beskr...

SgACC ansvarar för känslomässig bearbetning och spelar en viktig roll i stressreglering 16,17,18. En studie tyder på att inriktning på en delregion av DLPFC som visar starkast funktionell anti-anslutning med sgACC (6, 16, -10) kan förbättra den antidepressiva effekten25. Därför är exakt lokalisering av detta mål det kritiska steget i detta protokoll. Före stimuleringen bör hjärnans gränser ...

Egentlig depression (MDD) kännetecknas av signifikant och ihållande depression, och i allvarligare fall kan patienter stöta på hallucinationer och / eller vanföreställningar 1,2. Jämfört med den allmänna befolkningen är risken för självmord bland MDD-patienter cirka 20 gånger högre3. Medan medicinering för närvarande är den mest använda behandlingen för MDD, saknar 30% - 50% av patienterna adekvat svar på antidepressiva medel4. För respondenterna tenderar symptomförbättringen att uppträda efter en relativt lång latent period och åtföljs av biverkningar. Psykoterapi, även om den är effektiv för vissa patienter, är kostsam och tidskrävande. Det finns därför ett akut behov av en säkrare och effektivare behandling av MDD.
Repetitiv transkraniell magnetisk stimulering (rTMS)är en icke-invasiv och säker teknik och har godkänts för behandling av olika psykiska störningar 5,6,7. Även om dess terapeutiska mekanism fortfarande är oklar, spekulerades rTMS att fungera genom att reglera aktiviteten hos de stimulerade hjärnregionerna och den neurala plasticiteten 8,9,10, vilket normaliserar specifika funktionella nätverk 10,11,12. rTMS orsakar också nätverkseffekt, vilket framkallar förändringar i avlägsna hjärnområden genom anslutningsvägar, vilket leder till en förstärkt terapeutisk effekt13. Även om rTMS förändrar hjärnaktiviteten omedelbart och robust, är dess svarsfrekvens vid behandling av MDD endast cirka 18%14. Den främsta orsaken kan vara den felaktiga placeringen av stimuleringsmål15.
Den subgenuella främre cingulära cortexen (sgACC) är huvudsakligen ansvarig för känslomässig bearbetning och spelar en roll för att reglera svaret på stressiga händelser, känslomässigt svar på inre och yttre stimuli och känslomässigt uttryck 16,17,18. Denna delregion av ACC delar betydande strukturell och funktionell anslutning till hjärnbarken och det limbiska systemet 19,20. Intressant nog har studier visat att poststimuleringsaktiviteten i detta område är nära relaterad till den kliniska effekten av TMS. Till exempel minskade blodflödet av sgACC efter en kurs av TMS riktad mot höger dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), som var associerad med lindring av depressiva symtom21. Vink et al.8 fann att stimulering riktad mot DLPFC förökades till sgACC och föreslog att sgACC-aktivitet kan vara en biomarkör för behandlingssvaret för TMS. Enligt tidigare undersökningar föreslog Fox och kollegor22 att inriktning på en delregion av DLPFC som visar starkast funktionell anti-anslutning med sgACC (MNI-koordinat: 6, 16, -10) förbättrar den antidepressiva effekten. Här demonstrerar vi ett studieprotokoll som syftar till att undersöka denna hypotes.

<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

För att uppnå större klinisk effekt förväntas en revolution i behandlingen av egentlig depression (MDD). Repetitiv transkraniell magnetisk stimulering (rTMS) är en icke-invasiv och säker neuromoduleringsteknik som omedelbart förändrar hjärnaktiviteten. Trots sin breda tillämpning vid behandling av MDD förblir behandlingssvaret annorlunda bland individer, vilket kan hänföras till felaktig positionering av stimuleringsmålet. Vår studie syftar till att undersöka om funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI)-assisterad positionering förbättrar effekten av rTMS vid behandling av depression. Vi avser att identifiera och stimulera subregionen av dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) i MDD med starkast antikorrelation med den subgenuella främre cingulära cortexen (sgACC), och att genomföra en jämförande undersökning av denna nya metod och den traditionella 5 cm-regeln. För att uppnå mer exakt stimulering tillämpades båda metoderna under ledning av neuronavigationssystemet. Vi förväntade oss att TMS-behandlingen med individualiserad positionering baserad på vilotillståndsfunktionell anslutning kan visa bättre klinisk effekt än 5 cm-metoden.

ROI-mässig FC-analys bör visa att sgACC är signifikant antikorrelerat med DLPFC, där den starkaste negativa korrelationen är det stimulansmål som ska väljas. Signifikant antikorrelation mellan den funktionella anslutningen sgACC-DLPFC och behandlingssvaret bör hittas i korrelationsanalysen33.
Det nuvarande protokollet är baserat på en innovativ TMS-inriktningsmetod som inga tidigare studier har tillämpat. Här presenterar vi resultat från en fMRI-styrd TMS-s...

Watch this Scientific Journal Video about Individualized rTMS Treatment for Depression using an fMRI-Based Targeting Method at JoVE.com

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

Det nuvarande protokollet beskriver tillämpningen av repetitiv transkraniell magnetisk stimulering (rTMS), där en subregion av den dorsolaterala prefrontala cortexen (DLPFC) med den starkaste funktionella antikorrelationen med den subgenuella främre cingulära cortexen (sgACC) befanns som stimuleringsmål under hjälp av ett fMRI-baserat neuronavigationssystem.

Individualiserad rTMS-behandling för depression med en fMRI-baserad inriktningsmetod

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

Variationen av stimulerade mål över DLPFC kan stå för det mesta av effektiviteten heterogenitet av rTMS. Denna metod hjälper till att hitta det effektiva målet exakt. Skillnaderna mellan enskilda hjärnor kan leda till felaktigt stimuleringsmål enligt den traditionella fem cm-regeln.Detta protokoll ger en strategi för att förvärva det individuella stimulera målet för varje ämne. Denna teknik kan bidra till att förbättra noggrannheten i positionering och eventuellt förbättra behandlingssvaret vid depression. Demonstrerar proceduren kommer att vara Min Zhang och Xin Luo, ett par medlemmar från mitt laboratorium.Börja med att välja den subgenuala främre cingulära cortexen, eller sgACC, som intresseområde, eller ROI, med en radie på 10 millimeter. Ta bort den vita substansen och cerebrospinalvätskan i ROI baserat på Harvard-Oxford kortikala atlas. med en sannolikhetströskel för grå substans på 0,25.Extrahera den genomsnittliga tidsförloppet för ROI. För att generera den funktionella anslutningen, eller FC, mappa, beräkna Pearsons korrelationskoefficienter mellan ROI och dorsolateral prefrontal cortex, eller DLPFC, på ett voxelmässigt sätt. Normalisera varje korrelationskoefficient med Fishers r-till-z-transformation.Enligt FC-kartan identifierar du toppkoordinaten i DLPFC med den största Pearsons antikorrelationskoefficient med sgACC. Detta är delregionen av DLPFC med den starkaste negativa FC med sgACC, som senare kommer att riktas in i den transkraniella magnetiska stimuleringen, eller TMS, behandlingen för experimentgruppen. För att börja bestämma vilomotortröskeln, eller RMT, och spela in hotspot för varje ämne, instruera patienten att luta sig tillbaka och slappna av.Sätt sedan två inspelningselektroder på högerhandens thenar och en referenselektrod på den beniga delen av handleden. Stimulera den motoriska hotspoten med 10 på varandra följande stimuleringar med olika intensiteter, under tiden som antalet muskelsammandragningar registreras. Identifiera den minsta TMS-intensitet vid vilken en motorisk framkallad potential på mer än eller lika med 50 mikrovolt registreras minst fem gånger och definiera den som patientens RMT.Bedöm svårighetsgraden av depression med hjälp av kliniska skalor som beskrivs i Klinisk datainsamling. Utför TMS-behandlingen två gånger om dagen i 10 dagar. Om du vill skapa en ny patientpost väljer du alternativet Skapa ny patient.Ange patientens ID-nummer eller namn i textrutan. Om du sedan vill lägga över de strukturella MR-bilderna på navigeringssystemet väljer du Importera patient-MR och importerar sedan patientens strukturella bild och väljer bildtyp. Skapa en individuell huvudmodell och definiera stimuleringsmålet genom att först trycka på knappen Ange MRI Fiducials.Placera hårkorset på olika ställen i MR-bilden som nämns i manuskriptet. Tryck på Skapa huvudmodell och välj Manuell hjärnsegmentering. Och justera tröskeln i hårbotten, den nedre hjärnan och den övre hjärnan.Klicka på Definiera mål för att fortsätta. Välj sidan Målmarkör och klicka på Gå till MR-koordinater för att mata in koordinaten för behandlingsmålet som identifierats tidigare och tryck sedan på Gå till. Tryck på Lägg till markör för att namnge punkten.För att kalibrera spolen, klicka först på Fortsätt till Neuronavigation. I textrutan väljer du rätt typ av verktyg som ska användas i behandlingen. Se till att alla referensverktyg finns i vyn för den infraröda kameran.Tryck sedan på Validate Coil och placera pekarens spets på den markerade spolpunkten. Tryck på Validera när indikatorn för varje verktyg blir grön. Välj patientens namn eller ID på sidan Välj patient.Klicka sedan på Välj mål på nästa sida. Välj Läs målmarkörer för att bläddra i målfilen. Importera filen och välj målet.Klicka på Definiera koordinatsystem. Sätt ett pannband med ett referensverktyg på patienten. Se till att spolspåraren och referensverktyget är i navigationssystemets vision.Placera pekarens spets på nasion och båda tragi i tur och ordning. Tryck på den gröna knappen på fjärrkontrollen varje gång indikatorn för en markör blir grön. Flytta pekarens spets kontinuerligt över toppen av huvudet.Tryck på knappen på fjärrkontrollen för att fortsätta. Tryck på Neuronavigation och ställ in stimuleringsintensiteten till 100% RMT på sidan Active Coil. Välj Stimulera vid mål för att se målet på huvudmodellen online.När spolen matchar målkorset och indikatortexten blir grön, stimulera. Förbered och starta behandlingen direkt från spolkalibreringssteget om patientens post har skapats tidigare. Gör uppföljande bedömningar dag ett, dag 28 och dag 56 efter hela behandlingsförloppet.Svarsfrekvensen bland 23 MDD-patienter visade sig vara 90,48%19 av 22 deltagare uppfyllde remissionskriterierna i avsikt att behandla analysen. Poängen för kliniska bedömningar efter TMS-behandling beräknades för alla patienter. Genom att exakt lokalisera det effektiva målet för rTMS kan denna teknik förbättra behandlingen av depression och också ge nya idéer för behandling av behandlingsresistent depression.

Research

JoVE Journal

Behavior

Using Chronic Social Stress to Model Postpartum Depression in Lactating Rodents

Använda kronisk social stress till Model förlossningsdepression hos lakterande Gnagare

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

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

Design och implementering av en fMRI studie för att undersöka Trodde Suppression i Unga kvinnor med och Risk för 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

En behandling paket utan Escape Extinction att behandla mat selektivitet

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

Behandling Klinisk depression med repetitiv djup transkraniell magnetisk stimulering Använda Brainsway H1-coil

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

Hur man använder H1 Djup transkraniell magnetisk stimulering Coil för andra villkor än 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

En ny metod för att inducera en Depression-liknande beteende hos råttor

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

Utvärdera den antidepressiva effekten av Xiaoyaosan på kroniskt-stressade möss

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

En mellersta cerebral artär ocklusion teknik för inducera post-stroke depression hos råttor

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

En kronisk immobilisering stress protokoll för att inducera depression-liknande beteende hos möss

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

Rädsla Inkubation Med hjälp av en utökad Fear-Conditioning Protokoll för råttor

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