Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Individualiseret rTMS-behandling af depression ved hjælp af en fMRI-baseret målretningsmetode

Published: August 2, 2021 doi: 10.3791/62687
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1
1Affiliated Brain Hospital of Guangzhou Medical University

Summary

Den nuværende protokol beskriver anvendelsen af gentagen transkraniel magnetisk stimulering (rTMS), hvor en underregion af den dorsolaterale præfrontale cortex (DLPFC) med den stærkeste funktionelle antikorrelation med den subgenuale anterior cingulate cortex (sgACC) var placeret som stimuleringsmålet under hjælp af et fMRI-baseret neuronavigationssystem.

Abstract

For at opnå større klinisk effekt forventes en revolution i behandlingen af alvorlig depressiv lidelse (MDD). Gentagen transkraniel magnetisk stimulering (rTMS) er en ikke-invasiv og sikker neuromodulationsteknik, der straks ændrer hjerneaktivitet. På trods af dets brede anvendelse i behandlingen af MDD forbliver behandlingsresponset forskelligt blandt individer, hvilket kan tilskrives den unøjagtige positionering af stimuleringsmålet. Vores undersøgelse har til formål at undersøge, om den funktionelle magnetiske resonansbilleddannelse (fMRI) -assisterede positionering forbedrer effektiviteten af rTMS til behandling af depression. Vi har til hensigt at identificere og stimulere subregionen af dorsolateral præfrontal cortex (DLPFC) i MDD med stærkeste antikorrelation med den subgenuale anterior cingulate cortex (sgACC) og at foretage en sammenlignende undersøgelse af denne nye metode og den traditionelle 5-cm regel. For at opnå mere præcis stimulering blev begge metoder anvendt under vejledning af neuronavigationssystemet. Vi forventede, at TMS-behandlingen med individualiseret positionering baseret på funktionel forbindelse i hviletilstand kan vise bedre klinisk effekt end 5-cm-metoden.

Introduction

Major depressiv lidelse (MDD) er karakteriseret ved betydelig og vedvarende depression, og i mere alvorlige tilfælde kan patienter støde på hallucinationer og / eller vrangforestillinger 1,2. Sammenlignet med den generelle befolkning er risikoen for selvmord blandt MDD-patienter ca. 20 gange højere3. Mens medicin i øjeblikket er den mest anvendte behandling for MDD, mangler 30% - 50% af patienterne tilstrækkelig respons på antidepressiva4. For respondenterne har symptomforbedringen tendens til at forekomme efter en relativt lang latent periode og ledsages af bivirkninger. Psykoterapi, selvom det er effektivt for nogle patienter, er dyrt og tidskrævende. Der er derfor et presserende behov for en sikrere og mere effektiv behandling af medicinsk udstyr.

Gentagen transkraniel magnetisk stimulering (rTMS) er en ikke-invasiv og sikker teknik og er godkendt til behandling af forskellige psykiske lidelser 5,6,7. Selvom dens terapeutiske mekanisme forbliver uklar, blev rTMS spekuleret i at virke ved at regulere aktiviteten af de stimulerede hjerneområder og den neurale plasticitet 8,9,10 og dermed normalisere specifikke funktionelle netværk 10,11,12. rTMS forårsager også netværkseffekt, som fremkalder ændringer i fjerntliggende hjerneområder gennem forbindelsesveje, hvilket fører til en forstærket terapeutisk effekt13. Selvom rTMS ændrer hjerneaktiviteten øjeblikkeligt og robust, er dens responsrate ved behandling af MDD kun ca. 18%14. Hovedårsagen kan være den unøjagtige placering af stimuleringsmål15.

Den subgenuale anterior cingulate cortex (sgACC) er hovedsageligt ansvarlig for følelsesmæssig behandling og spiller en rolle i reguleringen af reaktionen på stressende begivenheder, følelsesmæssig reaktion på interne og eksterne stimuli og følelsesmæssigt udtryk 16,17,18. Denne underregion af ACC deler betydelig strukturel og funktionel forbindelse med hjernebarken og det limbiske system19,20. Interessant nok har undersøgelser vist, at poststimuleringsaktiviteten i dette område er tæt forbundet med den kliniske effekt af TMS. For eksempel faldt blodgennemstrømningen af sgACC efter et forløb af TMS målrettet mod den højre dorsolaterale præfrontale cortex (DLPFC), som var forbundet med lindring af depressive symptomer21. Vink et al.8 fandt, at stimulering målrettet mod DLPFC blev forplantet til sgACC, og foreslog, at sgACC-aktivitet kan være en biomarkør for behandlingsresponset af TMS. Ifølge tidligere undersøgelser foreslog Fox og kolleger22, at målretning mod en underregion af DLPFC, der viser stærkeste funktionelle anti-tilslutning med sgACC (MNI-koordinat: 6, 16, -10) forbedrer den antidepressive virkning. Her demonstrerer vi en undersøgelsesprotokol med det formål at undersøge denne hypotese.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Informer alle deltagere om undersøgelsen, og bed dem om at underskrive den informerede samtykkeformular inden undersøgelsens start. Den nuværende protokol blev godkendt af den videnskabsetiske komité på affiliated brain hospital ved Guangzhou Medical University.

BEMÆRK: I denne dobbeltblindede undersøgelse blev patienter med depression tilfældigt opdelt i to grupper. I forsøgsgruppen er stimuleringsmål placeret ved hjælp af den DLPFC-sgACC-baserede individualiserede placeringsmetode (se 3.3 for detaljeret beskrivelse). Kontrolgruppens mål opnås ved den gennemsnitlige 5 cm metode (dvs. (-41, 16, 54))22.

1. Udvælgelse af deltagere

  1. Rekruttere patienter med en diagnose af MDD som bekræftet af en ekspert psykiater.
    BEMÆRK: Bekræft diagnosen med det standardiserede MINI-International Neuropsychiatric Interview (M.I.N.I.) 23 . Den samlede score for Montgomery-Asberg Depression Rating Scale (MADRS)24 bør være ikke mindre end 22.
  2. Ekskluder patienter, der opfylder udelukkelseskriterierne: (1) alvorlige fysiske sygdomme såsom ondartet tumor, akut hjertesvigt, multipel organsvigt eller alvorlige neurologiske tilstande, herunder men ikke begrænset til epilepsi, slagtilfælde, encephalitis, hjernetraume; (2) comorbiditet af anden psykisk sygdom eller en historie med stofbrugsforstyrrelse; 3) at have metalliske implantater, især i hjerne eller hjerte 4) kvinder under graviditet eller amning (5) havde selvmordsadfærd eller forsøgt selvmord i de sidste seks måneder; og (6) en diagnose af bipolar depression eller psykotisk depression.
    BEMÆRK: Rekruttér mindst 36 forsøgspersoner for hver gruppe for at sikre statistisk styrke. Det anbefales, at der skabes en afbalanceret demografisk profil mellem de to grupper.

2. Forberedelse af magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) og TMS

  1. Få fMRI-billeder med en 3T MR-scanner, før du udfører TMS.
    1. Bekræft igen, at patienten ikke har kontraindikationer før en MR-scanning. Instruer patienten til at prøve at ligge stille og ikke tænke på noget under scanningen.
    2. Udfør en hviletilstand fMRI (rs-fMRI) scanning ved hjælp af FFE-EPI-sekvensen med følgende parametre: TR / TE = 2000/30 ms, FA = 90 °, synsfelt = 220 x 220 x 256 mm3, matrix = 64 x 64, voxelstørrelse = 3,44 x 3,44 x 4 mm3, mellemrum = 0,6 mm, antal signalgennemsnit = 1, volumener = 240, antal skiver = 33.
    3. Udfør en strukturel MR-scanning ved hjælp af den sagittale T1-vægtede 3D turbofeltekko (T1W 3D TFE) sekvens med følgende parametre: synsfelt = 256 x 256 mm2, TR / TE = 8,2 / 3,8 ms, visningsmatrix = 256 x 256, skivetykkelse = 1 mm.
  2. Indstil TMS-parametre.
    BEMÆRK: Protokollen for TMS i vores undersøgelse er den intermitterende theta-burst-stimulering (iTBS). En daglig behandlingssession inkluderer 60 cyklusser med 10 udbrud af 3 impulser ved 50 Hz leveret ved 100% RMT i 2-s tog med et interval på 8 s. Hele behandlingen består af 10 sessioner udført på hverdage i to på hinanden følgende uger.

3. Behandling (figur 1)

  1. Gennemføre MR-scanninger og kliniske vurderinger af symptomer og kognitiv ydeevne en dag før behandlingen.
  2. Tildel patienten tilfældigt til en af de to grupper efter scanning.
  3. For den eksperimentelle gruppe skal du identificere den underregion af DLPFC, der viser den stærkeste funktionelle antiforbindelse med sgACC. For kontrolgruppen skal du blot lokalisere målet i standardrummet ved hjælp af den gennemsnitlige 5 cm-metode og derefter konvertere det til de enkelte rumkoordinater.
    1. rs-fMRI-forbehandling af data
      1. Forbehandler rs-fMRI-dataene ved hjælp af en MR-analysesoftware: (a) fjern de første 10 volumener; b) foretage korrektionen af skivetidspunktet c) korrigere hovedets bevægelse d) medregistrere EPI-billeder på T1-billeder e) foretage segmentering (f) udføre normalisering ved hjælp af T1-billeder; g) udjævne de normaliserede aftryk med en gaussisk kerne med en 6 mm gaussisk kerne med halv maksimum i fuld bredde (FWHM) h) båndpasfilter (0,01 - 0,08 Hz) og (i) udføre generende regression (hovedbevægelseseffekter, lineære tendenser, hvidt stof, cerebrospinalvæske og globalt gennemsnitstidsforløb).
    2. Funktionel forbindelse (FC) af sgACC
      1. Vælg sgACC (MNI-koordinat: 6, 16, -10; Fox et al.) som interesseområde (ROI)25 med en radius på 10 mm.
      2. Fjern det hvide stof og cerebrospinalvæsken i ROI baseret på Harvard-Oxford kortikale atlas (http://www.cma.mgh.harvard.edu/) ved hjælp af en sandsynlighedstærskel for gråt stof på 0,25.
      3. Uddrag det gennemsnitlige tidsforløb for ROI.
      4. For at generere FC-kort skal du beregne Pearsons korrelationskoefficienter mellem ROI (sgACC) og DLPFC på en voxel-klog måde. Normaliser hver korrelationskoefficient ved hjælp af Fishers r-to-z-transformation.
        BEMÆRK: DLPFC-masken er en kombination af 20 mm radiuskugler centreret langs venstre halvkugle ved BA9 (x = -36, y = 39, z = 43), BA46 (x = -44, y = 40, z = 29), 5 cm tilgangsstedet (x = -41, y = 16, z = 54) og F3 Beam-gruppens gennemsnitlige stimuleringssted (x = -39, y = 26, z = 49) 26.
      5. Ifølge FC-kortet skal du identificere topkoordinaten i DLPFC, der har den største Pearsons antikorrelationskoefficient med sgACC. Dette er den underregion af DLPFC med den stærkeste negative FC med sgACC, som senere vil blive målrettet i TMS-behandlingen for den eksperimentelle gruppe.
  4. Bestem hvilemotortærsklen (RMT) for hvert emne, og registrer hotspottet.
    1. Bed patienten om at læne sig tilbage og slappe af, og sæt derefter to optageelektroder på højre hånd og en referenceelektrode på den benede del af håndleddet.
    2. Stimulere det motoriske hotspot med 10 på hinanden følgende stimuleringer med forskellige intensiteter; i mellemtiden registrere tiderne fornar muskelkontraktion.
    3. Identificer den mindste TMS-intensitet, hvormed et motor fremkaldt potentiale (MEP) ≥ 50 μV registreres mindst 5 gange. Definer det som patientens RMT.
  5. Vurder sværhedsgraden af depression ved hjælp af kliniske skalaer som beskrevet i Klinisk dataindsamling.
  6. Udfør TMS-behandling to gange om dagen i 10 dage.
    BEMÆRK: For et emne, der ikke modtog behandlinger som planlagt, skal du udføre yderligere stimuleringer efter afslutningen af behandlingsforløbet efter behov. Enhver forsøgsperson, der savner behandlingen i mere end fire på hinanden følgende dage, bør dog udelukkes.
    1. Opret en ny patientpost.
      1. Vælg indstillingen Opret ny patient. Indtast patientens id-nummer eller navn i tekstboksen.
    2. Overlejr de strukturelle MR-billeder på navigationssystemet.
      1. Vælg Importer patient-MR, og importer derefter det strukturelle billede af patienten, og vælg billedtypen.
    3. Opret individuel hovedmodel og definer stimuleringsmålet.
      1. Tryk på knappen Angiv MR-fiducialer.
      2. Placer trådkorset på disse pletter i MR-billedet: (1) Fiducial Markers: nasion, både venstre og højre tragi; (2) AC-PC Markører til Talairach: anterior commissure, posterior commissionmissure, inter-hemispheric point; (3) Talairach Markører: forreste punkt, bageste punkt, overlegen punkt, ringere punkt, venstre punkt og højre punkt.
        BEMÆRK: "Talairach Markers" markerer hjernens grænser.
      3. Tryk på Opret hovedmodel. Vælg Manuel hjernesegmentering , og juster tærsklen for hovedbunden, den nedre hjerne og den øvre hjerne.
      4. Klik på Definer mål for at fortsætte.
      5. Vælg siden Målmarkør . Klik på ... for at indtaste koordinaten for behandlingsmålet som identificeret i trin 3.3, og tryk derefter på Gå til. Tryk på Tilføj markør for at navngive punktet.
        BEMÆRK: Koordinaterne for kontrolgruppen vil være (-41, 16, 54).
    4. Kalibrering af spole
      1. Klik på Fortsæt til Neuronavigation. I tekstboksen skal du vælge den rigtige type værktøjer, der skal bruges i behandlingen. Sørg for, at alle referenceværktøjer er i det infrarøde kameras synsvinkel.
      2. Tryk på Valider spole. Sæt spidsen af markøren på det markerede spolepunkt. Tryk på Valider (eller den grønne knap på fjernbetjeningen), når indikatoren for hvert værktøj bliver grøn.
    5. Vælg patient og mål.
      1. Vælg patientens navn eller id på siden Vælg patient . Klik på Vælg mål på næste side.
      2. Vælg Læs målmærker for at gennemse filen med mål. Importer filen, og vælg målet som i trin 3.6.3.5.
    6. Definer koordinatsystemet.
      1. Klik på Definer koordinatsystem. Sæt et pandebånd med et referenceværktøj på patienten. Sørg for, at spolesporingen og referenceværktøjet er i navigationssystemets vision.
      2. Placer markørens spids på nasionen og begge tragi efter tur. Tryk på den grønne knap på fjernbetjeningen, hver gang indikatoren for en markør bliver grøn.
    7. Generering af hovedform
      1. Bevæg markørens spids kontinuerligt på toppen af hovedet. Tryk på knappen på fjernbetjeningen (eller Fit) for at fortsætte.
        BEMÆRK: Man kan trykke på Pause for at stoppe processen og genoptage ved at trykke på Start-knappen igen, når markøren er placeret korrekt.
    8. Neuronavigation og stimulering
      1. Tryk på Neuronavigation. På siden Active Coil skal du indstille stimuleringsintensiteten til 100% RMT. Vælg Stimuler på mål for at se målet på hovedmodellen online.
      2. Når spolen matcher målkorset, det vil sige, når indikatorteksten bliver grøn, stimulere.
    9. Forbered og start behandlingen fra trin 3.6.4 direkte, hvis patientens indtastning var blevet oprettet før.
  7. Gennemfør opfølgende vurderinger på dag 1, dag 28 og dag 56 efter hele behandlingsforløbet.

4. Indsamling af klinikdata (figur 1b)

  1. Udfør kliniske vurderinger ved hjælp af MADRS24, Hamilton Depression Rating Scale (HAMD)27, Beck Depression Inventory-II (BDI-II)28, Hamilton Anxiety Scale (HAMA)29, Clinical Global Impression (CGI)30 og MATRICS Consensus Cognitive Battery (MCCB)31,32.
    BEMÆRK: MINI og MADRS bruges til screeningen. Alle ovennævnte skalaer anvendes til klinisk vurdering før og efter behandling.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ROI-wise FC-analyse skal vise, at sgACC er signifikant antikorreleret med DLPFC, hvor den stærkeste negative korrelation er det stimulusmål, der skal vælges. Signifikant antikorrelation mellem sgACC-DLPFC funktionel forbindelse og behandlingsresponset bør findes i korrelationsanalysen33.

Den nuværende protokol er baseret på en innovativ TMS-målretningsmetode, som ingen tidligere undersøgelser har anvendt. Her præsenterer vi resultater fra et fMRI-guidet TMS-forsøg, der anvendte den traditionelle 5-cm metode. Denne undersøgelse34 foreslog en ny behandlingsprotokol, Stanford Accelerated Intelligent Neuromodulation Therapy (SAINT), et højdosis iTBS-regime med fMRI-guidet målretning. Responsraten (en MADRS-score var 50 % lavere end baseline) blandt 23 MDD-patienter var 90,48 %. 19 af 22 deltagere (86,4%) opfyldte remissionskriterierne i intent-to-treat-analysen34. To deltagere faldt ud på grund af terapeutisk intolerance og høj motorisk tærskel. Tabel 1 viser resultaterne af kliniske vurderinger efter TMS-behandling. Derfor formoder vi, at TMS-behandlingsbasen på FC kan producere bemærkelsesværdig effektivitet.

Figure 1
Figur 1. Behandling diagram. a) Proces med erhvervelse af stimuleringsmål og behandling. Se punkt 3.3 for den detaljerede beskrivelse af opnåelse af målkoordinaterne for forsøgsgruppen. Målkoordinaten for kontrolgruppen er defineret som (-41, 16, 54). b) Tidspunkter for MR-scanning og klinisk evaluering. Kliniske data blev indsamlet på screeningen, baseline (dvs. før behandling) samt dag 1, dag 28 og dag 56 efter behandlingen. MR-scanningen blev kun udført på baseline.
*Evaluer patienter med M.I.N.I.23 og MADRS24.
**Evaluer patienter med alle de skalaer, der er nævnt i trin 4. Klik her for at se en større version af denne figur.

Efter SAINT En måned efter SAINT
Måle Betyde Sd N Svar(%) N Eftergivelse(%) N Betyde Sd N Svar(%) N Eftergivelse(%) N
MADRS 5 6.37 21 90.48 21 90.48 21 10.95 11.76 20 70 20 60 20
HAM-D, 17-punkts 4.29 4.43 21 90.48 21 80.95 21 8.05 8.31 20 75 20 65 20
HAM-D, 6-punkts 2.24 3.1 21 85.71 21 85.71 21 4.4 4.72 20 75 20 70 20
BDI-II (N=18) 4.47 5.76 15 100 12 93.33 15 12.25 13.06 16 57.14 14 62.5 16
Selvmordstanker
C-SSRS[b] 0 0 18 100 14 100 18 0 0 19 100 14 100 19
HAM-D, punkt 3 0.05 0.22 21 100 19 95.24 21 0.1 0.31 20 100 18 90 20
MADRS, punkt 10 0.1 0.44 21 95.24 21 95.24 21 0.35 0.75 20 90 20 80 20

Tabel 1. Klinisk vurdering scorer umiddelbart efter og 1 måned efter Stanford Accelerated Intelligent Neuromodulation Therapy (SAINT) for behandlingsresistent depression[a] 34

[a] Behandlingsrespons blev defineret som en reduktion på den samlede MADRS-score med ≥ 50 %; remission blev defineret som en score på < 8 for 17-punkts HAM-D, < 5 for 6-punkts HAM-D, < 11 for MADRS, < 13 for BDI-II og nul for C-SSRS.
[b] Suicidal Ideation subskala.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

SgACC er ansvarlig for følelsesmæssig behandling og spiller en vigtig rolle i stressregulering 16,17,18. En undersøgelse tyder på, at målretning mod en underregion af DLPFC, der viser den stærkeste funktionelle anti-forbindelse med sgACC (6, 16, -10), kan forbedre den antidepressive virkning25. Derfor er netop lokalisering af dette mål det kritiske trin i denne protokol. Før stimuleringen skal hjernens grænser markeres nøjagtigt ved hjælp af neuronavigation, og hovedet skal registreres omhyggeligt for at sikre nøjagtigheden af en hovedmodel. Bemærk også, at 5-cm-reglen generelt stimulerer meget bageste regioner i fronthjernen, mens vores sgACC-DLPFC-målretningsprotokol normalt fører til en meget forreste region35,36. Således kan den differentierede kliniske effekt blandt målretningsmetoder være forbundet med orienteringen. Vores metode bør evalueres nøje i sammenligning med andre tilgange, der definerer stimuleringsmålet baseret på andre funktionelle forbindelser.

Vores protokol har nogle begrænsninger. Først og fremmest er sgACC placeret nær den sphenoidale sinus, hvilket forårsager alvorligt signaltab på grund af magnetfelternes manglende ensartethed37. Desuden afhænger nøjagtigheden af neuronavigationen i vid udstrækning af kvaliteten af MR-billeder, hvilket kan føre til unøjagtige stimuleringsmål. Forbedring af signal/støj-forholdet mellem MR eller en bedre erstatning for sgACC kan hjælpe med at løse dette problem. En anden begrænsning er de tidskrævende procedurer, der potentielt påvirker patienternes overholdelse af behandlingen, da forberedelse som etablering af en hovedmodel tager lang tid, for ikke at nævne hele behandlingsforløbet, der varer i cirka to uger.

På trods af disse begrænsninger har denne metode sin styrke. På trods af at 5-cm-reglen er blevet anvendt i vid udstrækning i kliniske indstillinger, overser den de individuelle forskelle på de anatomiske egenskaber, hvilket betragtes som en vigtig årsag til den heterogene effekt af TMS38. Neuronavigationssystemet modellerer hovedet individuelt ved at henvise til strukturelle MR-billeder og forbedrer dermed nøjagtigheden af spolepositionering. Forskning har vist, at en neuronavigeret TMS-terapi er mere effektiv end en traditionel behandling ved hjælp af 5-cm målretningsmetoden38, Desuden kan en operatør justere spolen i realtid under vejledning af systemet39,40.

Traditionel TMS-terapi retter sig mod DLPFC som helhed. I denne protokol blev underregionen af DLPFC med den stærkeste negative forbindelse med sgACC valgt som mål. Baeken et al.41 fandt ud af, at sgACC er relateret til selvmordstanker og håbløshed. Patienter med behandlingsresistens depression viser en stærkere FC mellem sgACC og den højre laterale frontotemporale cortex, som kan være relateret til patientens ildfaste tilstand42. Derudover blev der fundet stærk forbindelse mellem sgACC og DLPFC hos MDD-patienter43, og den negative FC mellem sgACC og standardtilstandsnetværk (DMN) var korreleret med den kliniske forbedring. Derfor spekulerer vi i, at forbindelsen mellem sgACC er tæt forbundet med den terapeutiske virkning af TMS, og at stimulering af en bestemt region af DLPFC kan ændre sin FC med sgACC, hvilket kan forbedre effektiviteten af behandlingen25,44.

Sammenfattende drives den nuværende TMS-protokol under det MR-assisterede neuronavigationssystem og er rettet mod den underregion af DLPFC, der viser den stærkeste negative funktionelle forbindelse med sgACC. Selvom ingen tidligere undersøgelser har anvendt denne målretningsmetode, kan det hjælpe med at forbedre nøjagtigheden af positionering og muligvis forbedre behandlingsresponset.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfattere har ingen oplysninger at rapportere.

Acknowledgments

Undersøgelsen blev finansieret af China Postdoctoral Science Foundation finansieret projekt (2019M652854) og Natural Science Foundation of Guangdong, Kina (Grant No. 2020A1515010077).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3T Philips Achieva MRI scanner Philips
Harvard/Oxford cortical template http://www.cma.mgh.harva rd.edu/
MATLAB MathWorks
SPM12 http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm
The Visor2 system ANT Neuro The Visor2 software, the optical tracking system, tracking tools and calibration board are part of the visor2 system.
TMS device Magstim, Carmarthenshire, UK

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Schramm, E., Klein, D. N., Elsaesser, M., Furukawa, T. A., Domschke, K. Review of dysthymia and persistent depressive disorder: History, correlates, and clinical implications. Lancet Psychiatry. 7 (9), 801-812 (2020).
  2. Knight, M. J., Baune, B. T. Cognitive dysfunction in major depressive disorder. Current Opinion in Psychiatry. 31 (1), 26-31 (2018).
  3. Otte, C., et al. Major depressive disorder. Nature Reviews Disease Primers. 2 (1), 1-20 (2016).
  4. Rafeyan, R., Papakostas, G. I., Jackson, W. C., Trivedi, M. H. Inadequate response to treatment in major depressive disorder: Augmentation and adjunctive strategies. Journal of Clinical Psychiatry. 81 (3), (2020).
  5. Zhang, J. J., Fong, K. N., Ouyang, R. g, Siu, A. M., Kranz, G. S. J. A. Effects of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) on craving and substance consumption in patients with substance dependence: A systematic review and meta-analysis. Addiction. 114 (12), 2137-2149 (2019).
  6. Enokibara, M., Trevizol, A., Shiozawa, P., Cordeiro, Q. Establishing an effective TMS protocol for craving in substance addiction: Is it possible. American Journal on Addictions. 25 (1), 28-30 (2016).
  7. Diana, M., et al. Rehabilitating the addicted brain with transcranial magnetic stimulation. Nature Reviews Neuroscience. 18 (11), 685 (2017).
  8. Vink, J. J. T., et al. A novel concurrent TMS-fMRI method to reveal propagation patterns of prefrontal magnetic brain stimulation. Human Brain Mapping. 39 (11), 4580-4592 (2018).
  9. Baeken, C., De Raedt, R. Neurobiological mechanisms of repetitive transcranial magnetic stimulation on the underlying neurocircuitry in unipolar depression. Dialogues in Clinical Neuroscience. 13 (1), 139-145 (2011).
  10. Tik, M., et al. Towards understanding rTMS mechanism of action: Stimulation of the DLPFC causes network-specific increase in functional connectivity. Neuroimage. 162, 289-296 (2017).
  11. Castrén, E. Neuronal network plasticity and recovery from depression. JAMA Psychiatry. 70 (9), 983-989 (2013).
  12. Cantone, M., et al. Cortical plasticity in depression. ASN Neuro. 9 (3), 1759091417711512 (2017).
  13. Valero-Cabré, A., Amengual, J. L., Stengel, C., Pascual-Leone, A., Coubard, O. A. Transcranial magnetic stimulation: A comprehensive review of fundamental principles and novel insights. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 83, 381-404 (2017).
  14. Luber, B. M., et al. Using neuroimaging to individualize TMS treatment for depression: Toward a new paradigm for imaging-guided intervention. Neuroimage. 151, 65-71 (2017).
  15. Wassermann, E. M., Zimmermann, T. J. P. Transcranial magnetic brain stimulation: Therapeutic promises and scientific gaps. Pharmacology & Therapeutics. 133 (1), 98-107 (2012).
  16. Kim, H., et al. Hypometabolism and altered metabolic connectivity in patients with internet gaming disorder and alcohol use disorder. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry. 95, 109680 (2019).
  17. Kim, J. Y., et al. The correlation between the frontostriatal network and impulsivity in internet gaming disorder. Scientific Reports. 9 (1), 1191 (2019).
  18. Wang, Y., et al. Impaired decision-making and impulse control in Internet gaming addicts: evidence from the comparison with recreational Internet game users. Addiction Biology. 22 (6), 1610-1621 (2017).
  19. Mayberg, H. S. Limbic-cortical dysregulation: A proposed model of depression. Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences. 9 (3), 471-481 (1997).
  20. Rolls, E. T. The cingulate cortex and limbic systems for emotion, action, and memory. Brain Structure and Function. 224 (9), 3001-3018 (2019).
  21. Philip, N. S., et al. Network mechanisms of clinical response to transcranial magnetic stimulation in posttraumatic stress disorder and major depressive disorder. Biological Psychiatry. 83 (3), 263-272 (2018).
  22. Fox, M. D., Buckner, R. L., White, M. P., Greicius, M. D., Pascual-Leone, A. Efficacy of transcranial magnetic stimulation targets for depression is related to intrinsic functional connectivity with the subgenual cingulate. Biological Psychiatry. 72 (7), 595-603 (2012).
  23. Sheehan, D. V., et al. The Mini-International Neuropsychiatric Interview (M.I.N.I.): The development and validation of a structured diagnostic psychiatric interview for DSM-IV and ICD-10. Journal of Clinical Psychiatry. 59, Suppl 20 22-33 (1998).
  24. Montgomery, S. A., Asberg, M. A new depression scale designed to be sensitive to change. British Journal of Psychiatry. 134, 382-389 (1979).
  25. Fox, M. D., Buckner, R. L., White, M. P., Greicius, M. D., Pascual-Leone, A. J. B. p Efficacy of transcranial magnetic stimulation targets for depression is related to intrinsic functional connectivity with the subgenual cingulate. Biological Psychiatry. 72 (7), 595-603 (2012).
  26. Cash, R. F. H., et al. Personalized connectivity-guided DLPFC-TMS for depression: Advancing computational feasibility, precision and reproducibility. Human Brain Mapping. , (2021).
  27. Hamilton, M. A rating scale for depression. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 23 (1), 56-62 (1960).
  28. Beck, A. T., Steer, R. A., Brown, G. K. Manual for the Beck depression inventory-II. , TX Psychol. Corp. San Antonio. 1-82 (1996).
  29. Hamilton, M. The assessment of anxiety states by rating. British Journal of Medical Psychology. 32 (1), 50-55 (1959).
  30. Guy, W. ECDEU assessment manual for psychopharmacology, revised. U.S. Dept. of Health, Education, and Welfare, Public Health Service, Alcohol, Drug Abuse, and Mental Health Administration, National Institute of Mental Health, Psychopharmacology Research Branch, Division of Extramural Research Programs. , (1976).
  31. Kern, R. S., et al. The MATRICS consensus cognitive battery, part 2: Co-norming and standardization. American Journal of Psychiatry. 165 (2), 214-220 (2008).
  32. Nuechterlein, K. H., et al. The MATRICS consensus cognitive battery, part 1: Test selection, reliability, and validity. American Journal of Psychiatry. 165 (2), 203-213 (2008).
  33. Jing, Y., et al. Pregenual or subgenual anterior cingulate cortex as potential effective region for brain stimulation of depression. Brain and Behavior. 10 (4), 01591 (2020).
  34. Cole, E. J., et al. Stanford accelerated intelligent neuromodulation therapy for treatment-resistant depression. American Journal of Psychiatry. 177 (8), 716-726 (2020).
  35. Cash, R. F. H., et al. Subgenual functional connectivity predicts antidepressant treatment response to transcranial magnetic stimulation: Independent validation and evaluation of personalization. Biological Psychiatry. 86 (2), 5-7 (2019).
  36. Ge, R., Downar, J., Blumberger, D. M., Daskalakis, Z. J., Vila-Rodriguez, F. Functional connectivity of the anterior cingulate cortex predicts treatment outcome for rTMS in treatment-resistant depression at 3-month follow-up. Brain Stimulation. 13 (1), 206-214 (2020).
  37. Ojemann, J. G., et al. Anatomic localization and quantitative analysis of gradient refocused echo-planar fMRI susceptibility artifacts. Neuroimage. 6 (3), 156-167 (1997).
  38. Schonfeldt-Lecuona, C., et al. The value of neuronavigated rTMS for the treatment of depression. Clinical Neurophysiology. 40 (1), 37-43 (2010).
  39. Krieg, S. M., et al. Protocol for motor and language mapping by navigated TMS in patients and healthy volunteers; workshop report. Acta Neurochir (Wien). 159 (7), 1187-1195 (2017).
  40. Haddad, A. F., Young, J. S., Berger, M. S., Tarapore, P. E. Preoperative applications of navigated transcranial magnetic stimulation. Frontiers in Neurology. 11, 628903 (2020).
  41. Baeken, C., Duprat, R., Wu, G. R., De Raedt, R., van Heeringen, K. Subgenual anterior cingulate-medial orbitofrontal functional connectivity in medication-resistant major depression: A neurobiological marker for accelerated intermittent theta burst stimulation treatment. Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging. 2 (7), 556-565 (2017).
  42. Wu, G. R., De Raedt, R., Van Schuerbeek, P., Baeken, C. Opposite subgenual cingulate cortical functional connectivity and metabolic activity patterns in refractory melancholic major depression. Brain Imaging and Behavior. 14 (2), 426-435 (2020).
  43. Salomons, T. V., et al. Resting-state cortico-thalamic-striatal connectivity predicts response to dorsomedial prefrontal rTMS in major depressive disorder. Neuropsychopharmacology. 39 (2), 488-498 (2014).
  44. Iseger, T. A., van Bueren, N. E. R., Kenemans, J. L., Gevirtz, R., Arns, M. A frontal-vagal network theory for major depressive disorder: Implications for optimizing neuromodulation techniques. Brain Stimulation. 13 (1), 1-9 (2020).

Tags

Adfærd udgave 174
Individualiseret rTMS-behandling af depression ved hjælp af en fMRI-baseret målretningsmetode
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Luo, X., Hu, Y., Wang, R., Zhang,… More

Luo, X., Hu, Y., Wang, R., Zhang, M., Zhong, X., Zhang, B. Individualized rTMS Treatment for Depression using an fMRI-Based Targeting Method. J. Vis. Exp. (174), e62687, doi:10.3791/62687 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter