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

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 system^19,20. 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.

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…

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-for…

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 hje…

Materials

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