The goal of this pilot study is to describe a protocol for the remotely-supervised delivery of transcranial direct current stimulation (tDCS) so that the procedure maintains standards of in-clinic practice, including safety, reproducibility, and tolerability. The feasibility of this protocol was tested in participants with multiple sclerosis (MS).
Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses low amplitude direct currents to alter cortical excitability. With well-established safety and tolerability, tDCS has been found to have the potential to ameliorate symptoms such as depression and pain in a range of conditions as well as to enhance outcomes of cognitive and physical training. However, effects are cumulative, requiring treatments that can span weeks or months and frequent, repeated visits to the clinic. The cost in terms of time and travel is often prohibitive for many participants, and ultimately limits real-world access.
Following guidelines for remote tDCS application, we propose a protocol that would allow remote (in-home) participation that uses specially-designed devices for supervised use with materials modified for patient use, and real-time monitoring through a telemedicine video conferencing platform. We have developed structured training procedures and clear, detailed instructional materials to allow for self- or proxy-administration while supervised remotely in real-time. The protocol is designed to have a series of checkpoints, addressing attendance and tolerability of the session, to be met in order to continue to the next step. The feasibility of this protocol was then piloted for clinical use in an open label study of remotely-supervised tDCS in multiple sclerosis (MS). This protocol can be widely used for clinical study of tDCS.
tDCS is a relatively recent therapy that operates through the use of low amplitude (2.0 mA or less) direct current to modulate cortical excitability 1. Hundreds of clinical trials have demonstrated tDCS to be safe and well-tolerated2-4. tDCS is easier to use, lower in cost, and better tolerated when compared to other methods such as transcranial magnetic stimulation (e.g., tDCS has not been associated with the development of seizures 5,6). Multiple tDCS sessions are required for benefit, especially when administered with the goal of enhancing rehabilitation outcomes.7-10
It is not yet known how many tDCS sessions are necessary or optimal, but the effects are cumulative with little evidence that tDCS over a single session produces behaviorally meaningful changes.2,11 For example, studies of depression have found 30 or more sessions needed for full benefit in some participants. 12,13 Multiple sessions are especially important when pairing tDCS with a behavioral therapy, which only occurs with rigorous repetition across many sessions. 14
For many patients and caregivers, traveling to the outpatient facility to receive repeated tDCS treatment sessions is a major obstacle in terms of time, cost and travel arrangements. This real-world limitation has resulted in studies with small sample sizes and without adequate power or design to draw conclusions that can lead to clinical use.15 Remote tDCS delivery would allow for participation in study protocols from home or other locations, and reach those patients who otherwise would not have access to these trials. Further, it allows the possibility for testing “on-demand” application for indications such as epilepsy and migraines.
We have worked with a diverse group of clinical investigators interested in remotely-supervised tDCS to develop guidelines and standards for remotely-supervised tDCS delivery including specialized equipment and specific training requirements both for staff and study participants16. Here, we developed a protocol to follow these guidelines and test for feasibility in patients with multiple sclerosis (MS), a disorder where tDCS may be a useful tool for the management of its symptoms. 11,17-23
Kritiske trinnene i protokollen
Som eksternt-veiledet tDCS administreres unna direkte tilsyn av en kliniker, er inklusjons- og eksklusjonskriteriene er utformet for å sikre at deltakeren har ingen kontraindisert helsemessige forhold eller miljømessige distraksjoner, og er fullt i stand til å bruke en bærbar datamaskin (inkludert de med adaptive teknologi) for kommunikasjon med forskerteamet. I tillegg må deltakerne være i stand til å tåle en tDCS session og forplikte seg til den planlagte økten tid for varigheten av studien.
Mens fjern tDCS tilbyr en tjeneste til studiet og administrasjon av terapi, er selvstyrt deltaker bruk ikke tilrådelig på grunn av både sikkerhet bekymringer og manglende evne til å overvåke og standardisere stimulering som er levert. I stedet følger vår protokoll standarder og retningslinjer for fjern overvåket tDCS 16 å forlenge clinic standarder gjennom levering i et avsidesliggende sted. Retningslinjene sikrer at forskere er skikkelig trent for deltakernes samhandling, at brukerne har skikkelig mulighet til å delta i eksterne tDCS, og at det er pågående opplæringsmateriell samt vurderinger som er gjort av deltakeren på hvert trinn av studien. Stimulering var uniform og reproduserbar med nøyaktig 20 min på 1,5 mA levert på hver økt uten avbrudd eller variasjon mellom økter eller enkeltpersoner.
Modifikasjoner til protokollen og feilsøkingstips
Protokollen omfatter flere små modifikasjoner. For det første, vi utvidet bruk av denne protokollen til MS deltakere som har en EDSS score over 6,5 i tilfelle hvor det er en proxy tilgjengelig for å administrere hver dose. I tillegg har vi gjennomført en prosedyre der vi ekstern tilgang deltakerens studien gitt laptop for å starte web konferanRence for de som trenger ekstra støtte og gjennomgang tiltak av toleranse og studere erfaringer gjennom et felles dokument. En fremtidig endring i gjeldende protokollen omfatter å la ulike grader av ekstern veiledning slik at deltakere som beviser mest kompetente med teknikken ville bare kreve tidlig tilsyn for å bekrefte enhet sette opp og å motta låsekoden.
Begrensninger av teknikken
Mens våre foreløpige resultatene støtter muligheten for denne protokollen, er størrelsen på utvalget begrenset. Som påmelding utvides, vil analyser gjøres for hull i trening, måter å effektivisere økter, forbedrer instruksjonsvideo, og gjør teknikken mer tilgjengelig for de med motor nyrefunksjon (dvs. adaptive mus for PC-bruk, svamp lomme / headset modifikasjon til videre lette søknad). Noen deltakere i EDSS variere under 6,5 (uten egen proxy), kan fortsatt oppleve noen difskeligheter i forberedelse headset og feilsøking datarelaterte problemer. Videre, mens denne studien anbefaler fulle fjernovervåking av deltakerne gjennom alle øktene, kan fremtidige studier anser noen deltakere tilstrekkelig opplært til å bruke enheten uten tilsyn for helheten av en økt.
Betydningen av metoden i forhold til eksisterende metoder
Disse første resultatene demonstrere gjennomførbarheten av vår protokoll for fjern overvåket tDCS levering for kliniske studier, etter et sett med retningslinjer og standarder som skal brukes for å trygt og effektivt administrere tDCS henhold ekstern veiledning. Protokollen ble utviklet for å ha et beslutnings tre serie kontrollposter med kriterier "stop" (seksjon 2.5.1 ovenfor) som må ryddes for å fortsette på hvert trinn (se figur 1). Disse sjekkpunkter adressert toleranse (opplevelser av smerte eller negativ effekts til behandling) og compliance (betimelig økt oppmøte og riktig teknikk). For hver økt fra 1 til 10, fullførte deltakere korte bivirkningsrapporter før og etter sine økter (med elementer hentet fra en liste over de vanligste tDCS bivirkninger i tidligere studier). I tillegg gjennomførte deltakerne selvrapporterings tiltak for å løse toleranse (før og etter økten) og kan fullføre symptom varelager også. Denne studien er viktig i at det etablerer en teknikk for å undersøke en terapi i MS med tilstrekkelig kraft samtidig gir bredere tilgang til tDCS behandling.
Fremtidige anvendelser av teknikken
Når metoden for fjern overvåket tDCS har blitt fullstendig testet i MS befolkningen, kan igangsettes en større, randomisert kontrollert studie for å målrette symptomlindring. Gjennom bruk av undervisningsopplæringsmateriell og struktur rundt daglig deltaker interactions, kan fjern-overvåket tDCS nås av et bredere spekter av pasientpopulasjoner og utvide klinisk studie av teknikken.
The authors have nothing to disclose.
Supported by The Lourie Foundation, Inc.
Mini-CT transcranial direct current stimulation device | Soterix | Device to deliver direct current stimultion in a remote manner | |
Study Kit | NA | Provided to participant with all required setup items – device, headset, sponge pockets, pre-filled syringes, Kleenex, handheld mirro, spare batteries | |
Laptop | NA | Provided to allow secure video conferecing during device setup and headset placement | |
Instruction Manual | NA | Transcription of instructional video and detailed instructions for protocol |