文摘
目标评估的可行性和临床疗效的局部场电位(联赛)的自适应脑深部电刺激(adb)在晚期帕金森病(PD)患者日常活动在一个非盲、nonblinded研究。
方法我们监测神经生理和临床实验共进行了2围手术期波动持续8小时。第一天,病人把他/她的日常药物,虽然第二,另外他/她接受了丘脑核亚行由联赛β频带能量。
结果β频带能量相关的在这两个实验与病人的临床状态(皮尔森相关系数r= 0.506,p< 0.001,r= 0.477,p< 0.001)。亚行联赛后更改是有效的(提高30%没有药物(我家的方差分析,交互天×药物p= 0.036;30.5±3.4 vs 22.2±3.3,p= 0.003),安全,耐受性良好的病人进行常规的日常活动和采取额外多巴胺能药物治疗。亚洲开发银行能够减少DBS振幅在电机”“州相比,“关闭”状态(配对t测试p= 0.046),自动调整STN-DBS阻止运动困难。
结论我们研究的主要发现是,亚洲开发银行技术上是可行的在日常生活中,并提供一个安全、良好的,有效的治疗方法,临床管理波动。
证据的分类本研究四级提供证据证明先进的PD患者,亚洲开发银行是安全的,耐受性良好,有效地控制PD运动症状。
术语表
- 亚洲开发银行=
- 自适应脑深部电刺激;
- AE=
- 不良事件;
- 方差分析=
- 方差分析;
- 星展银行=
- 脑深部电刺激;
- 锂离子=
- 局部场潜在;
- PD=
- 帕金森病;
- UDysRS=
- 统一的动作障碍评定量表;
- UPDRS三世=
- 统一帕金森病评定量表,第三部分
优化脑深部电刺激(DBS)治疗帕金森病(PD)患者现在看来可行的成功的结果初步研究在闭环自适应星展银行(adb)策略,旨在提供最好的刺激参数根据病人的临床状态。1,- - - - - -,5亚行认为克服经典DBS疗法的局限性,包括电极刺激诱发的长期副作用如步态和语言障碍,不能很好地控制电动机的存在波动。6,- - - - - -,8
适应刺激参数,亚行使用当地神经元的同步突触前和突触后活动人群(局部场电位(联赛))通过相同的植入电极记录提供刺激。β区间振荡的力量(11-35 Hz),由左旋多巴调制管理、活动执行和准备、运动规划、和星展,6,- - - - - -,8亚洲开发银行被认为是最有前途的生物标志物。
有两种主要的适应策略在人类身上进行测试。第一个是基于一个开关的方法,激活DBS只有当LFPβ力量超过一个个性化的阈值,1,2和第二种方法线性调节刺激电压根据联赛β的变化能力,每时每刻都记着的DBS参数适应病人的状态。3,4在这两种情况下,亚洲开发银行被证明是更有效的比传统DBS在提高运动成绩,1在控制levodopa-induced运动困难,3,4和减少言语的副作用。5
尽管积极的结果,可用数据得到简而言之实验课程,2小时。3,4
作为一个初步的步骤开发一个植入装置,在这个工作中,我们旨在调查在很长一段时间窗口在一个非盲、nonblinded研究亚行是否能够遵循和控制临床使用β频带能量变化和波动是耐受性良好和安全的病人。
方法
我们招收13 rigid-akinetic先进的PD患者的丘脑核DBS电极植入手术神经外科部门基金会IRCCS Ca 'Granda Ospedale马焦雷亲自从2016年3月到2017年1月在米兰没有经历任何手术并发症。机构审查委员会批准的这项研究是符合赫尔辛基宣言,和所有病人提供书面知情同意实验程序。患者植入双边但是单方面的研究。附录e 1中详细列出的选择方面,http://links.lww.com/WNL/A238。
实验课程DBS手术后发生前会被连接到皮下脉冲发生器。
在实验会议开始之前,一个校准会话执行验证的存在显著β峰值至少1方面,建立最好的一面记录亚行联赛和测试,并建立有效的刺激参数(附录e 1,http://links.lww.com/WNL/A238)。因为,根据文献,9我们预期β峰中没有检测到所有的病人,因为当前亚行算法是基于β乐队调节,那些没有显示β峰值被排除在研究之外。
试验协议(图1一个每天8)包括两个会话(1)用一个便携式亚行原型装置进行的9:第一天,刺激“关闭”和LFP录音“上”;第二天,刺激“on”(adb)和联赛录音。”
(一)时间线显示了活动记录在(10 8个小时我6点)代表病人。中间的情节代表活动指数(即。,a custom index based on accelerometer data in the band of 0.5–4 Hz representing the amount of motor activity) corresponding to each activity, and the bottom trace is beta power percentage change from baseline throughout the 8 hours. Bottom arrows show the times in which the patient was assessed (baseline, peak dose 1, end dose 1, peak dose 2, end dose 2) and received levodopa. (B) Beta power changes from baseline in day 1 (top trace) and day 2 (bottom trace) of a representative patient (patient 4). The x-axis represents time (hours) and y-axis represents percent beta power change from baseline. Gray rectangles highlight beta power during clinical assessments (baseline, peak dose 1, end dose 1, peak dose 2, end dose 2). (C) Average beta power changes from baseline in day 1 (top trace) and day 2 (bottom trace). Only the time windows of ±10 minutes around clinical assessments were represented to allow averaging among patients. The x-axis represents time (hours) and y-axis represents percent beta power change from baseline. Gray rectangles highlight beta power during clinical assessments (baseline, peak dose 1, end dose 1, peak dose 2, end dose 2). aDBS = adaptive deep brain stimulation; AU = arbitrary units; UPDRS = Unified Parkinson's Disease Rating Scale.
12小时后药物戒断,每个会话开始时一个基线评估(药物”,“刺激“关闭”)。病人带着他/她的第一个早晨服药之后,然后评估当他/她的药物是有效的(药物”,“峰剂量≈药物摄入后45 - 60分钟),然后用药结束后其效果(药物剂量”,“结束60 - 90分钟后峰值剂量)。同样的步骤是重复整个8小时(图1一个)。根据个人的反应时间,每个病人2或3的药物。因此,允许比较,我们认为第一个2政府相关的临床评估。2天,DBS切换“On”在实验的开始会话,之后立即基线评估。临床评估第二天第一天都遵循着相同的模式,根据左旋多巴反应(峰值剂量,剂量结束)。
临床评估,我们收集了统一帕金森病评定量表,第三部分,电机部分(UPDRS III),统一动作障碍评定量表(UDysRS), 3和4部分,不良事件(AEs)病人经历(附录e 1,http://links.lww.com/WNL/A238AE分类)。
评估亚行设备功能在整个8个小时的会议中,我们收集了β频带能量,在第二天,刺激振幅。我们相关的临床评估β功率对应的时间UPDRS三世评估(±10分钟)。我们也收集了病人的身体活动使用可穿戴商业手镯配备使用硬件加速计。一个专用的应用程序开发获取和存储数据,并提供一个临床日记(睡眠、休息、走路、说话、吃东西、其他)由患者填写每30分钟。
第一天我们使用数据验证的能力β频带能量作为生物标志物的病人的状态,更具体地说,我们测试了β权力是否被使用nonsupraliminar左旋多巴剂量左旋多巴(配对tβ测试力量“关闭”与β力量“,”p< 0.05),β电力相关病人的临床状态的UPDRS III(皮尔逊相关系数,p< 0.05),β权力与特定的体育活动可佩戴手镯(皮尔逊相关系数,p< 0.05)。
亚行疗效评估的比较(UPDRS III和UDysRS)收集临床数据1和2天(我家的方差分析(方差分析)与天的因素2水平,第一天和第二天,条件[2水平,药物和药物治疗“关闭”),和管理[2水平,管理1和管理2])。亚行的发生和强度安全验证了AEs相关刺激。数据报告为平均值±标准误差。
结果
我们筛选13例(表1)。,只有1例患者(5)没有表现出显著的β高峰,我们失去了整个第一天记录病人6因为电池放电。因此,我们分析了11个病人。实验的细节发表在表e 1,http://links.lww.com/WNL/A237。
在第一天,我们发现β对左旋多巴政府力量,正如预期的那样,平均减少18.0±0.03%相比,峰值剂量在结束剂量(8.3±0.03%p= 0.009)对基线(药物”,“刺激”,“12小时的左旋多巴后退出)。此外,β权力被确认与病人的临床状态的UPDRS III(皮尔森相关系数= 0.477,p< 0.001),并专门调制在走路与说话和放松(β力量改变从基线:行走−14.0±4.212%,说话−11.2±2.724%,放松−8.8±2.418%,1路的方差分析p< 0.0001)。
2天(图2),我们观察到亚洲开发银行是有效地降低第三UPDRS运动成绩近30%患者“关闭”药物,而没有改善在第一天观察到当病人没有收到亚行(基线vs药物“关闭”:第一天,32.6±2.8 vs 29.4±3.9;第二天,30.5±3.4 vs 22.2±3.3;我家的方差分析交互天×左旋多巴p= 0.036;事后考验p= 0.003)。当患者在左旋多巴,亚行的累积效应和提高左旋多巴提供了45%的第三UPDRS运动成绩与引起单靠左旋多巴在第一天(基线vs药物“on”:第一天,32.6±2.8 vs 17.9±2.0;第二天,30.5±3.4 vs 15.5±2.3;事后考验p= 0.4)。左旋多巴的累积效应和亚行不引起动作障碍(“关闭”与药物“上”:第一天,3.4±1.0 vs 5.8±1.7;第二天,3.5±0.9 vs 4.4±1.5;我家的方差分析交互天×左旋多巴p= 0.51)。事实上,正如预期的那样,刺激电压的数量交付当病人在左旋多巴峰值明显低于交付当病人最后峰(归一化电压刺激如表e 1百分之一的最大电压,http://links.lww.com/WNL/A237,“在”“关闭”与药物:0.67±0.23 vs 0.38±0.37,配对t测试p= 0.046)。亚洲开发银行功能的进一步验证,我们发现β权力被确认与病人的临床状态的UPDRS III(皮尔森相关系数= 0.506,p即使在第二天< 0.001)。最后,没有AEs相关亚行或投诉(实验过程或设备/刺激被报道。
(A)图代表平均UPDRS三世值1(绿线)和天2天在基线(浅灰色线),在结束剂量/药物“,”和在高峰剂量/药物”。“误差线扫描电镜。UPDRS三世值在结束剂量/药物“关闭”第一天明显不同于那些在2天,从峰值剂量/药物“on”当天1。(B)图代表平均UDysRS,第三部分和第四值在第一天(绿线)和第二天在基线(浅灰色线),在结束剂量/药物“,”和在高峰剂量/药物”。“误差线扫描电镜。条件中未发现显著差异。(C)的细节UPDRS第三天值1天(绿线)和2(浅灰色线)在基线,在结束剂量/药物“,”和在高峰剂量/药物“on”2课程在整个8个小时的实验。第一天,只有在高峰值剂量/药物“On”是不同于基线值,而在第二天,在各个时间点上均差异显著亚行打开后。(D)直方图代表的平均电压变化峰值剂量/药物“on”条件(绿色)和最后剂量/药物“关”在第二天(浅灰色)。误差线扫描电镜。亚行=自适应脑深部电刺激;HSD =最高显著差异; UPDRS = Unified Parkinson's Disease Rating Scale; UDysRS = Unified Dyskinesias Rating Scale.
讨论
8在我们的实验中,我们的亚洲开发银行设备提供了一个刺激的输出总是校准β节律和病人的状态。
我们所知,这是最长的实验与亚行。之前与亚洲开发银行从我们组和其他实验室实验显示,亚洲开发银行效率在较短的时间窗口。1,- - - - - -,5我们的观察表明,DBS电压线性变化与β节律提供恒定的好处数小时无限制的病人的正常活动和与左旋多巴的假设。相反,在之前的实验中,了解亚行是否能够控制刺激的副作用比传统DBS,患者管理意识之上的剂量左旋多巴,能够诱导运动困难,尤其是DBS的总结。3,4
尽管这些新见解提供了当前实验,这项研究有一些局限性。首先,亚洲开发银行与外部的原型是在手术后立即DBS电极位置,所谓的急性实验设置。在这个时间窗口,一些适应过程在tissue-electrode界面发生,出现水肿和lesional效应由于电极插入限制可能模仿更稳定的慢性阶段。此外,单边亚行应用,研究在一个非盲、选取时尚。最后,分析日常生活的活动(例如,说话,放松,睡觉)是基于自我报告日记和数据从一个加速度计放在病人的手腕在30分钟的时间窗口。这提供了一个显示一个特定活动的优势在这个时间,并且不能追踪的可能同现不同的活动。占这个内在的不准确,β权力研究在平均时间框架。然而,这种方法提供了证据之间的平均相关测试能力和病人的活动,应该更好的学习更多的定量方法基于多个传感器。
虽然仍在急性实验获得设置DBS手术后的几天,我们的结果表明,β波段的亚行可以诱导稳定控制透析相关电机干扰的适应刺激参数根据病人的状态。总的来说,这个发现是一个一步发展的新一代的植入式治疗PD亚行设备。
作者的贡献
Mattia Arlotti:研究设计和概念,数据采集、分析和解释,手稿起草。莎拉Marceglia:学习概念,数据分析和解释,统计分析,手稿起草。古格列尔莫Foffani:数据解释,重要的知识内容的修订手稿。安德烈斯·m·Jens福Lozano,埃琳娜·莫罗:重要的知识内容的修订手稿。菲利波Cogiamanian:数据采集。马可Prenassi:数据分析。托马索地掷球,弗朗西斯卡Cortese Paolo Rampini数据采集。塞尔吉奥·巴比里:重要的知识内容的修订手稿。阿尔贝托先天:研究概念和设计,重要的知识内容的修订手稿。
研究资金
捐款支持的研究在一定程度上为纪念奥尔多Ravelli格兰特gr - 2011 - 02352807从意大利卫生部。
信息披露
m . Arlotti报告没有披露相关的手稿。Marceglia和g Foffani: Newronika Srl的股东,这个基金会IRCCS剥离公司Ca 'Granda Ospedale马焦雷亲自和米兰大学的。j .福a Lozano, e·莫罗:Newronika Srl的科学顾问委员会的成员,这个基金会IRCCS剥离公司Ca 'Granda Ospedale马焦雷亲自和米兰大学的。f . Cogiamanian: Newronika Srl的股东,这个基金会IRCCS剥离公司Ca 'Granda Ospedale马焦雷亲自和米兰大学的。m . Prenassi t .室外地滚球戏,f . Cortese报告没有披露相关的手稿。p . Rampini s .巴比里,先天:Newronika Srl的股东,这个基金会IRCCS剥离公司Ca 'Granda Ospedale马焦雷亲自和米兰大学的。去首页Neurology.org/N为充分披露。
脚注
去首页Neurology.org/N为充分披露。资金信息和披露认为作者相关的,如果有的话,年底提供这篇文章。
这篇文章加工费由Newronika SRL资助。
↵*这些作者同样导致了这项工作。
类的证据:NPub.org/coe
编辑、页面497年
- 收到了2017年8月4日。
- 接受的最终形式2017年12月20日。
- 版权©2018年作者(年代)。发表的Wolters Kluwer健康,公司代表美国神经病学学会。首页
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