Waiting
Login processing...

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

Medicine

שליטה מחלת פרקינסון עם מסתגל עמוק גירוי המוח

Published: July 16, 2014 doi: 10.3791/51403

Summary

גירוי מוחי עמוק מסתגל (aDBS) הוא יעיל לטיפול במחלת פרקינסון, שיפור סימפטומים והפחתת צריכת חשמל בהשוואה לגירוי מוחי עמוק קונבנציונלי (CDBs). בaDBS אנו עוקבים אחר סמן ביולוגי מקומי שדה פוטנציאלי (משרעת oscillatory בטא) בזמן אמת ולהשתמש בזה כדי לשלוט בעיתוי של גירוי.

Abstract

גירוי המוחי עמוק מסתגל (aDBS) יש את הפוטנציאל לשפר את הטיפול במחלת פרקינסון על ידי אופטימיזציה של גירוי בזמן אמת בהתאם לתנודות במצב מחלה וטיפול תרופתי. במימוש הנוכחי של DBS אדפטיבית להקליט ולעורר מאלקטרודות מושתלות DBS בגרעין subthalamic של חולים עם מחלת פרקינסון בתקופה שלאחר הניתוח מוקדם. פוטנציאל בתחום מקומי הם אנלוגי מסונן בין 3 ל 47 הרץ לפני שעבר ליחידת רכישת נתונים שבו הם מסוננים דיגיטלי שוב סביב הפסגה בטא הספציפית המטופל, לתקן והחליקו לתת קריאה מקוונת של משרעת בטא. סף למשרעת בטא מוגדר heuristically, שאם חצה, עובר אות הדק לממריץ. ממריץ אז רמפות את גירוי למתח יעיל מבחינה קלינית שנקבע מראש מעל 250 אלפיות שניים וממשיך לעורר עד משרעת בטא שוב נופל מתחת לסף.הגירוי ממשיך בדרך זו עם פרקים קצרים של DBS ramped בתקופות של כוח בטא גבוה.

יעילות קלינית מוערכת לאחר תקופה מינימאלית של התייצבות (5 דק ') באמצעות וידאו הערכת unblinded והעיוורת של תפקוד מוטורי באמצעות מבחר של עשרות מסולם פרקינסון Unified דירוג (UPDRS). מחקר שנערך לאחרונה הוכיח הפחתה בצריכת חשמל עם aDBS כמו גם שיפור בציונים קליניים בהשוואה לDBS הקונבנציונלי. aDBS כרוני יכול עכשיו להיות trialed בפרקינסון.

Introduction

מחלת פרקינסון היא הפרעה נפוצה בחומרה השבתת ניווניות תנועה עבורה טיפול רפואי לטווח הארוך הוא לא מספק 1. DBS הוא יעיל לפ"ד עקשן רפואי מתקדם, אך מוגבל במונחים של יעילות, תופעות לוואי ויעלה 2. גירוי קונבנציונלי מוגדר heuristically על ידי רופא מומחה בהפרעות תנועה והשאיר פועל ברציפות ללא שינוי עד לביקור במרפאת הקרובה. פרמטרים גירוי אופייניים הם 60 רוחב msec דופק, עוצמת 3 V, ו130 חזרה הרץ. עם זאת, גירוי מתח גבוה רציף זה עלול להפריע לתפקוד מוטורי נורמלי 3. כמה שצעדת לב השתנה בהצלחה ממערכות לולאה פתוחה פשוטות למערכות לולאה סגורה תגובה מורכבת, עם שיפור קשור בתוצאה, הוא קיווה כי DBS יכול באופן דומה ניתן לשפר בכך שהוא מגיב למקצבי מוח הבסיסיים - DBS אדפטיבית (aDBS) 4 , 5.

בordאה לממש aDBS, זה קודם כל קריטי לזהות סמנים ביולוגיים אמינים של מחלה. מחלת פרקינסון מתאפיינת בביתא הבולטת (13-33 הרץ) תנודות שנרשמו לאורך כל מעגל גרעיני בסיס 2. תנודות אלה בטא מדוכאות על ידי levodopa וDBS באופן יחסי לשיפור במצבו הקליני 6,7. הם יציבים וחזקים בטווח הארוך וניתן להקליט מאותו אלקטרודות המשמשות לDBS הקליני מה שהופך אותם למטרות אטרקטיביות לסמנים ביולוגיים 8. בנוסף לתנודות בטא, טווח של סמנים ביולוגיים אחרים, מורכבים יותר, פוטנציאל זוהה אשר הוכח להתייחס לחומרת הסימפטומים 2,9-12.

הוכחת עיקרון של aDBS יש עכשיו כבר הוכיחה שבאינה - מודל הפרימטים אנושי של 13 פ"ד. זה משמש הנוירון מוטורי בקליפת המוח אחד לשלוט גירוי עם ירי של נוירון מפעילה גירוי DBS באיחור קבוע. המחקר דיווח כי להסתגלגירוי ive היה יעיל יותר מDBS הקונבנציונלי. העבודה אחרונות מאז הרחיבה בהצלחה aDBS לבני אדם, לשיטה המוצגת במאמר יופיטר זה 14. מחקר זה בדק חולים עם PD בתקופה שלאחר הניתוח המיידית לפני ההפנמה של החוטים שלהם וחיבור לסוללה / ממריצם. תנודות ביתא היו במעקב בזמן אמת באינטרנט ומשמשות לשליטה על התזמון של גירוי בתדר גבוה. זה הוביל לירידה> 50% בצריכת חשמל ושיפור 25% בליקוי מוטורי בהשוואה לגירוי סטנדרטי. תוצאות אלו צריכים להיות משוכפלים במדינה המושתלת הכרוניים שבו סף גירוי ופרמטרים אפקטיביים יכולים לשנות, כמו גם רמות תרופה. ככזה, סמנים ביולוגיים ואלגוריתמי שליטה ייתכן שיצטרכו להיות מותאמים ומתאימים בהתאם, ואכן עשויים בהחלט דורשים מורכבות גדולות יותר להסתגל לנוף פרמטר שונה זה. מכשירים שמצוידים לטווח ארוך יותר stimulation והקלטה נמצאים כרגע בשלבי פיתוח וtrialed במחקר הגדרת 15. בינתיים יש צורך בפלטפורמה שתאפשר את היתרונות האפשריים של DBS אדפטיבית והאלגוריתמים העומדים בבסיס הביצועים שלו להיות מוערכים יותר ומעודנים. זהו צעד חשוב, כמו טעויות וגישות תת אופטימלית קשות יותר להפוך פעם אחת מערכות הם הפנימו לשימוש כרוני. יתר על כן, מחקרים חריפים נחוצים כדי להניע את המאמצים להתגבר על האתגרים הגלומים בפיתוח מערכת אדפטיבית מופנמת כרונית DBS.

מטרתו של דו"ח שיטות זה היא לאפשר לחוקרים לבחון מגוון של סמנים ביולוגיים שונים ופרדיגמות גירוי בחולי DBS וכדי לייעל את הפרמטרים כדי למקסם את היעילות ולהקטין את תופעות לוואי / צריכת חשמל. זוהי השיטה הראשונה מסוגו על מנת להיות יעיל בחולים עם מחלת פרקינסון, ובכל זאת היא יחסית פשוט וקל ליישום. השיטה נועדה to לחקור כל מטופל DBS שעבורם יש סמן ביולוגי LFP ידוע ושיש לו תקופה של החצנה שלאחר ניתוח (תקופה של השבוע עד 1 כאשר חוטי האלקטרודה הם תוספת גולגולתי וזמינים לניסויים לקראת הכנסת סוללות / ממריץ).

Protocol

1. הסכמה וסמן זיהוי

פרוטוקול זה נבדק ואושר על ידי לאומי למחקר שירות ועדת האתיקה דרום המרכז - א אוקספורד

  1. זהה את הנושאים מתאימים למחקר: נבדקים הם אלה שמזוהים קליניים כמתאימים לגירוי מוחי עמוק (מחלת פרקינסון עקשן רפואי). הערה: בצע ניסוי לאחר השתלת האלקטרודה (יום 1) ולפני מיקום סוללה / ממריץ (יום 7) תוך חוטי מוחצן.
  2. מסכים מטופל לבדיקת גירוי והפסקת טיפול תרופתי פרקינסון לילה.
  3. בעקבות 12 נסיגת שעות של התרופה פרקינסון, להתחבר אלקטרודות DBS חוצן למגבר מתאים (חייב להיות מתוכנן מגבר, בטיחות נבדקה ואומת לשימוש נוירופיזיולוגיות תוך גולגולתי בבני אדם) 16.
  4. פוטנציאל שיא שדה המקומי (LFP) במנוחה מכל אנשי הקשר של מיליארדיםaterally (L 0-3 & R 0-3).
  5. צור מצרפי תמונות דו קוטביים (0,2 ו 1,3) על ידי חיסור של הקלטות מאנשי קשר סמוכים.
  6. לבצע ניתוח ספקטרלי הכוח לזהות תדר מטופל ספציפי שיא בטא וזוג קשר דו קוטבי עם משרעת בטא הגבוהה ביותר לבדיקת גירוי. שים לב: רוב חולי פרקינסון את התרופה יש לי שיא בטא 2. אם לא שיא בטא ניכר את התרופות, המטופל צריך להיות מחוץ ניתוח נוסף כמו זה עשוי לייצג סיבוכי מיקוד DBS.
  7. בחר קשר לגירוי monopolar שהוא גישר על ידי זוג דו קוטבי קשר (0,2 או 1,3) עם משרעת בטא הגבוהה ביותר.

2. חיבור של חולה להגדרת aDBS

  1. חבר את האלקטרודה DBS למגבר האנלוגי והמסנן. הערה: מסנן מעביר להקה בין 3 - הרץ 37 עם x 9,100 רווח.
  2. חבר התייחסות למטופל. הערה: התייחסות צריכה להיות 5 ס"מ X 5 משטח אלקטרודה ג'ל neurostimulator סנטימטר מחובר על ידי סטןגודארד חוט האלקטרודה monopolar 2 מ"מ. מניחים את האלקטרודה מעל עצם הבריח השמאלי.
  3. חבר מגבר אנלוגי לממיר D / ותוכנה לניתוח אותות ריצה מחשב ניידת. שלב שני באופן דיגיטלי לסנן את האות סביב הפסגה בטא הספציפית מטופל עם להקה לעבור 4 הרץ. לפקח משרעת בטא ולהשתמש בזה כדי לשלוט בגירוי עם סף שנקבע מראש. המשרעת בטא חלקה עם חלון החלקה (400 msec הייתה heuristically יעיל בהתקנה זו.)
  4. חבר D / הדק לממריץ.
  5. חבר ממריץ לחולה דרך מגבר. הערה: לבטיחות, להבטיח צפיפויות תשלום מוגבלות ל <יש 30 μQ / 2 סנטימטר וממריץ קלט ליניארי - פונקצית פלט. אופטי לבודד את כל החיבורים למטופל. ממריץ צריך להיות מתוכנן ונבדק עם תקן בטיחות רפואית EN60601-1 כנקודת התייחסות.

3. בדיקה של גירוי רציף קונבנציונלי

  1. הפעל Stimula תדירות גבוהה הקונבנציונליtion, אבל בהתחלה במתח אפס (אלפיות שני 100, 130 הרץ, 0 V). החל גירוי monopolar בקשר לגישור על ידי מגע זוג דו קוטבי עם משרעת בטא הגבוהה ביותר. לפקח על קריאת נתוני ממריץ ברציפות לאורך ניסוי על מנת להבטיח גירוי שמועבר הוא כצפוי.
  2. לאט לאט להגביר את מתח גירוי על ידי 0.5 V מרווחים כל כמה דקות, מחפש סף השפעה קליני. להקים מתח שימושי קליני גירוי (בדרך כלל 1.5-3.0 V) מלווה בתופעות לוואי מינימליות או ללא כמו נימול.

4. הבדיקה של סף עם הפעלה / כיבוי מיתוג וטריגר הגדרה

  1. עם הגירוי במתח היעיל מבחינה קלינית, כבה את ממריץ עם 250 msec ramping למטה.
  2. עם הגירוי במתח היעיל מבחינה קלינית, לעבור ממריץ עם 250 msec ramping את.
  3. פנו אלינו בנוגע נימול ותופעות לוואי אפשריות אחרות חווה על מיתוג גירוי לסירוגין. </ Li>
  4. אם תופעות לוואי הן בהווה, להפחית את המתח על ידי 0.25 V וחזור על שלבים 4.1-4.3 עד מתחת נימול על הפעלה / כיבוי סף מיתוג.
  5. על ידי טיטרציה למצוא את הסף לנימול עם הפעלה / כיבוי מיתוג מחדש ולהגדיר את המתח ממש מתחת (0.1 V) סף זה לבדיקה נוספת. אם זה לא יעיל מבחינה קלינית ואז לנסות אחר ליצירת קשר (לבחור קשר 1 או 2). הערה: ממריץ מיתוג לסירוגין גם בחלק מהחולים גורמים לחפץ ספייק, ואולי קשורים לקיבול טעינה בממשק האלקטרודה הרקמות. כאות הייתה עוברת להקה המסוננת בלהקת ביתא, לפני הגדרת רמת הדק, חפץ זה נחלש במידה ניכרת. עם זאת, במקרים ספורים חפץ זה היה מספיק כדי לגרום מפעילה עצמי. כדי לטפל בזה במקרים אלה, צמצמנו את המתח של גירוי, והגדיל את סף הדק לברוח מפעילה עצמית. דרך נוספת כי זה יכול להתמודד איתה בעתיד במידת צורך היא באמצעות השילוב שללנעול את התקופה שלאחר כל תחילת הדק כדי למנוע הפעלה עצמית.
  6. הפעל גירוי במתח ממש מתחת לסף נימול / כיבוי המיתוג שנקבע לעיל.
  7. הגדל את סף הדק משרעת בטא לרמה כי תוצאות במינימום הזמן בגירוי תוך שמירה על השפעה קלינית. לשאוף להפחתת 50% לפחות בזמן על גירוי.
  8. כבה את הגירוי ולהשאיר את המטופל ללא גירוי (הבא להגדיר ובין בלוקים מבחן) עבור 10 דקות לסחף אפקט גירוי.

5. בדיקה של חולה על פני תנאי גירוי שונים

  1. ודא מסנוור של חולים כדי לבדוק את התנאים (DBS אדפטיבית, קונבנציונלי וכבוי).
  2. תחול כל תנאי מבחן למינימום של תקופת ייצוב 5 דקות עם הריצה המצב לפני בדיקה קלינית מתחילה. כדי לאזן את מצב מבחן על פני נושאים. תקן על זהות מתח, רוחב דופק ותדירות גירויקאלי פני תנאי בדיקה, כך שההבדל היחיד מתייחס לעיתוי של גירוי ביחס למשרעת בטא.
  3. בנקודה קבועה שנקבעה מראש לאחר תחילתו של הגירוי (למשל, כ300 שניות מינימום), להעריך את המטופל מבחינה קלינית להשפעה באמצעות סולם דירוג UPDRS.
  4. הערכה להקליט וידאו ולאחר מכן שיעור עיוור על ידי מנותק מומחים עצמאיים (ללא נוקשות).
  5. לבצע הערכה קלינית באמצעות מדדים אובייקטיביים (accelerometry או actigraphy).

Representative Results

לאחרונה תוצאות שימוש בשיטה זו כבר פורסמו בפרוטוקול זה למשרעת בטא (איור 1) 14. מחקר זה הראה כי גירוי קליני יעיל יכול להיות מושגת על אף הפחתה> 50% בזמן בגירוי (p <0.001). זה היה גם ציין כי זמן על גירוי נטה לרדת בהדרגה, למרות סף הדק קבוע (זנב 2, 1-מדגם מבחן t, t = 7 3.2, p = 0.01). עשרות מוטוריים שופרו על ידי 66% ו50% במהלך aDBS בתנאי unblinded והתעוורו, בהתאמה. למרות הכמות מופחתת של גירוי בסך הכל - תוצאה קלינית הייתה 29% (p = 0.03) ו27% (p = 0.005) טובה יותר בקבוצת aDBS בהשוואה לקבוצת DBS הקונבנציונלית (לא עיוור והתעוור בהתאמה, איור 2).

איור 1 איור 1. התקנה ניסיונית. התקנה ניסיונית לגירוי מוחי עמוק אדפטיבית בנושאי מוחצן. פוטנציאל בתחום מקומי דו קוטבי (LFP) עובר דרך מגבר StimRecord מותאם אישית שנבנה שמסנן (3-37 הרץ) ומעצים (X9, 100). הפלט האנלוגי (א ') הוא עבר ליחידת רכישת נתונים, שממירה אותו לאות דיגיטלי (ד') כי הוא מוצג במחשב נייד. האות מסונן דיגיטלי סביב הפסגה בטא בזמן אמת והמיר למשרעת ביתא על ידי תיקון והחלקה. סף מוגדר שמפעיל גירוי במונטאז' monopolar בין 2 אלקטרודות ההקלטה דו קוטבית כאשר כוח הבטא עובר את הסף. גירוי מסתיים כאשר כוח הבטא יורד שוב מתחת לסף. (הודפס מחדש באישור מAnnals of Neurology.) אנא לחץ כאן לצפייה בlarגרסת ger של נתון זה.

איור 2
איור 2. שיפורים קליניים. שינוי ממוצע ± SEM% בציוני UPDRS hemibody (פריטי 20, 22, ו23) עם תנאי גירוי שונים כפי שהוערך unblinded במהלך המפגשים הניסויי (א) או מהקלטות וידאו על ידי מומחים עיוורים (ב '). Asterixes לציין הבדלים משמעותיים הבאים תיקון להשוואות מרובות על ידי הליך שיעור גילוי השווא. כל השינויים היו משמעותיים ממדינת unstimulated, למעט הציון עיוור לגירוי אקראי (הודפס מחדש באישור מAnnals of Neurology.) אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותרשל נתון זה.

Discussion

מאמר זה מתאר שיטה חדשה למחקר והאימות של גירוי מוחי עמוק אדפטיבית בחולים לאחר ניתוח. טיפול DBS הוא חלק מהטיפול הסטנדרטי בפרקינסון, רעד חיוני ודיסטוניה והוא שהוצגו ונבחן על מגוון רחב של מצבים אחרים, כולל כאבי ראש מקובצים, אפילפסיה, תסמונת ז'יל דה לה טורט, הפרעת אובססיבית כפייתית ודיכאון. בשלב נוכחי, כל פרדיגמות הגירוי הקליניות להעסיק גירוי מתמשך, פתוחה לולאה ולמרות פרדיגמות גירוי הפשוטים הללו הן לעתים קרובות יעילות, הוא קיווה שהם יכולים להיות שיפור משמעותי על ידי הפיכתם מגיבה לסמנים ביולוגיים מתאימים מחלה וכך לייעל גירוי בהודיע, סבלני אופן ספציפי. השיטה, שתואר כאן, מאפשרת הבדיקה של aDBS בחולים לאחר ניתוח המוחץ הראשון שלהם (השתלת אלקטרודה) לקראת הפנמה והשרשה של הסוללה והממריץ. באמצעות שיטה זו, הוא קיווה שישקדמי כי חוקרים יכולים לחקור את היעילות של aDBS באמצעות מגוון של סמנים ביולוגיים על פני הספקטרום של הפרעות שלDBS משמש. המצב זה יכול להוביל לניסויים במסגרת הקלינית המושתלת באופן כרוני.

הפרוטוקול שיש לנו בשימוש ונמצא כי הוא מוצלח הוא שתואר לעיל. אנחנו הבחנו במספר הצעדים הקריטיים לכיוון עדין את התהליך על מנת להשיג aDBS המוצלח. פרמטרים שניתן לשלוט בהתקנת aDBS פשוטה זו כוללים מתח, סף הדק, מגע גירוי ומשך בוטש. אלה חייבים להיות מאוזנת מול כל תופעות הלוואי של מעבר גירוי לסירוגין (נימול), בעיות טכניות ('עצמי' חוזר מפעילה) ויעילות קלינית. מיתוג גירוי לסירוגין גורם לחפץ תלוי מתח בLFP שלמרות סינון, עלול לדלוף לתוך טווח התדרים של עניין. אם זה קשה, זה יכול לגרום למערכת הדק עצמי גם בהיעדרו שלהעלאה באות הסמן הביולוגי,-כאן פעילות בטא בפוטנציאל בתחום המקומי. זה לא מייצג את נושא בטיחות כ ביעילות התוצאה aDBS להיות בכל הזמן, ולכן מחקה CDBs אשר ידוע כדי להיות בטוח. עם זאת, זה יגרום לחוסר תגובתיות למשרעת בטא ולכן האובדן של כל תועלת פוטנציאלית של aDBS מעל CDBs. מצאנו כי, במידת צורך, ניתן למנוע מפעילות עצמי על ידי הפחתת מתח הגירוי, להעלות את הסף או שינוי קשר הגירוי. 250 ramping האלפיות השני של גירוי לסירוגין נמצא פשרה משביעת רצון בנוגע למניעה נימולה תוך שמירה על ההיענות של aDBS. בשלב נוכחי פרמטרים צריכים להיות מותאמים heuristically על מנת להשיג את פרופיל התגובה הטוב ביותר בחולים בודדים ואנחנו לא זיהינו עדיין כללים עקביים שחלים ברמת הקבוצה כדי להשיג את זה באופן מהימן. עם זאת, בכל החולים למדו עד כה, מצאנוכי ההתאמה היוריסטי של מתח, סף גירוי הדק ומגע אפשרה aDBS היעיל, ופרמטרים אופטימליים זוהו בפחות מ 30 דקות. יש לקוות כי הניהול של תופעות לוואי (נימול מ/ כיבוי מיתוג) וזיהום חפץ (אולי קשור לקיבול רקמות אלקטרודה) יכול להיחקר יותר ולהבין טוב יותר כדי להפיק כללים כלליים יותר בנוגע למזעורם.

מרחב פרמטר הפוטנציאל לחיפושי גם יהפוך גדול יותר ויותר מסובך כמו המורכבות של סמנים ביולוגיים ואלגוריתמי גירוי לגדול. לדוגמא, יחסים בתדירות גבוהים כוח, צימוד משרעת שלב והשתנות בטא כולם הוכחו מתייחסים למדינת פרקינסון 9,10,12,17. השיטה המתוארת במאמר זה צריכה לאפשר החקירה השיטתית של פרמטרים כגון והשפעתם על היעילות הקלינית של גירוי בנוסף לפרופיל תופעות לוואי שלהם. עם זאת, לאhorough אופטימיזציה של כל הפרמטרים בעתיד צפויה להיות בהנחייתם פעם דגמי DBS ושגרת אופטימיזציה אלגוריתמית המתמקדים בתגובה של הסמן הביולוגי ולא תופעות קליניות לאפשר הגבלה של הפרמטר נעה להיות חיפשה באופן אמפירי.

שיטה זו הוכיחה את צריכת חשמל משופרת ויעילות קלינית בהשוואה לDBS הקונבנציונלי ויש לו הפוטנציאל להיות שיפור נוסף בPD עם התקדמות בהבנה שלנו לגבי סמנים ביולוגיים ודפוסי גירוי. במצבים אחרים שבו DBS משמש, הרבה פחות ידוע לגבי הפתופיזיולוגיה בסיסית ולכן סמנים ביולוגיים המתאימים הם עדיין לא נקבעו באופן מלא. מחקר נוסף משמעותי נדרש לרתום באופן מלא את הפוטנציאל של aDBS בפרקינסון, ולחקור את היתכנותה במספר תנאי נוירולוגיות ונוירו פוטנציאליים אחרים שבו חומרה וירידת הערך להשתנות לאורך זמן.

Disclosures

LZ, MH: ייעוץ, תמיכת נסיעה, דמי מדברים, מדטרוניק, סנט ג'וד. TF: ייעוץ, AbbVie תרופות, סנט ג'וד, מדטרוניק; PL: ייעוץ, דמי מדברים, מדטרוניק, סנט ג'וד. PB: ייעוץ, מדטרוניק, סאפיינס.

Acknowledgments

שיטה זו פותחה באמצעות מימון מקרן Wellcome, המועצה למחקר רפואי, המכון הלאומי לבריאות המחקר אוקספורד Biomedical Research Centre, וRosetrees האמון. יחידת UCL הנוירוכירורגית פונקציונליים נתמכת על ידי המגבית בריטניה פרקינסון ואמון האנדרטה.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
StimRecord Amplifier (3-37 Hz) In house NA Common mode rejection, 3-37 Hz (bandpass), x9500 amplifier. See - Eusebio, A et al16.
1401 Digital acquisition unit CED Micro 1401-3
Spike 2 software CED NA
Stimulator In house NA Biphase, variable, ramped stimulator. See - Little et al14.
Gel electrode reference pad Axelgaard 895220 5 x 5 cm PALS platinum gel electrode pad

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Schrag, A. Dyskinesias and motor fluctuations in Parkinson's disease: A community-based study. Brain. 123 (11), 2297-2305 (2000).
  2. Little, S., Brown, P. What brain signals are suitable for feedback control of deep brain stimulation in Parkinson's disease. Annals of the New York Academy of Sciences. 1265 (1), 9-24 (2012).
  3. Chen, C. C., Brücke, C., et al. Deep brain stimulation of the subthalamic nucleus: a two-edged sword. Current biology. 16 (22), 952-953 (2006).
  4. Modolo, J., Legros, A., Thomas, A. W., Beuter, A. Model-driven therapeutic treatment of neurological disorders: reshaping brain rhythms with neuromodulation. Interface Focus. (1), 61-74 (2011).
  5. Priori, A., Foffani, G., Rossi, L., Marceglia, S. Adaptive deep brain stimulation (aDBS) controlled by local field potential oscillations. Experimental neurology. 245, 77-86 (2012).
  6. Kühn, A. A., Kupsch, A., Schneider, G., Brown, P. Reduction in subthalamic 8-35 Hz oscillatory activity correlates with clinical improvement in Parkinson's disease. The European journal of neuroscience. 23 (7), 1956-1960 (2006).
  7. Eusebio, A., Cagnan, H., Brown, P. Does suppression of oscillatory synchronisation mediate some of the therapeutic effects of DBS in patients with Parkinson's disease. Frontiers in integrative neuroscience. 6, (2012).
  8. Giannicola, G., Rosa, M., et al. Subthalamic local field potentials after seven-year deep brain stimulation in Parkinson's disease. Experimental neurology. 237 (2), 312-317 (2012).
  9. López-Azcárate, J., Tainta, M., et al. Coupling between beta and high-frequency activity in the human subthalamic nucleus may be a pathophysiological mechanism in Parkinson's disease. The Journal of Neuroscience. 30 (19), 6667-6677 (2010).
  10. Ozkurt, T. E., Butz, M., et al. High frequency oscillations in the subthalamic nucleus: A neurophysiological marker of the motor state in Parkinson's disease. Experimental neurology. 229 (2), 324-331 (2011).
  11. Pogosyan, A., Yoshida, F., et al. Parkinsonian impairment correlates with spatially extensive subthalamic oscillatory synchronization. Neuroscience. 171 (1), 245-257 (2010).
  12. Chen, C. C., Hsu, Y. T., et al. Complexity of subthalamic 13-35 Hz oscillatory activity directly correlates with clinical impairment in patients with Parkinson's disease. Experimental neurology. 224 (1), 234-240 (2010).
  13. Rosin, B., Slovik, M., et al. Closed-loop deep brain stimulation is superior in ameliorating parkinsonism. Neuron. 72 (2), 370-384 (2011).
  14. Little, S., Pogosyan, A., et al. Adaptive Deep Brain Stimulation in Advanced Parkinson Disease. Annals of neurology. 74 (3), 449-457 (2013).
  15. Afshar, P., Khambhati, A., et al. A translational platform for prototyping closed-loop neuromodulation systems. Frontiers in neural circuits. 6, (2012).
  16. Eusebio, A., Thevathasan, W., et al. Deep brain stimulation can suppress pathological synchronisation in parkinsonian patients. Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry. 82 (5), 569-573 (2011).
  17. Little, S., Pogosyan, A., Kuhn, A. A., Brown, P. Beta band stability over time correlates with Parkinsonian rigidity and bradykinesia. Experimental neurology. 236 (2), 383-388 (2012).

Tags

רפואה גיליון 89 פרקינסון גירוי מוחי עמוק הסתגלות לולאה סגורה
שליטה מחלת פרקינסון עם מסתגל עמוק גירוי המוח
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Little, S., Pogosyan, A., Neal, S.,More

Little, S., Pogosyan, A., Neal, S., Zrinzo, L., Hariz, M., Foltynie, T., Limousin, P., Brown, P. Controlling Parkinson's Disease With Adaptive Deep Brain Stimulation. J. Vis. Exp. (89), e51403, doi:10.3791/51403 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

PLAYLIST

  • Research • Medicine
    Digital Handwriting Analysis of Characters in Chinese Patients with Mild Cognitive Impairment
  • Research • Medicine
    Magnetic Resonance Imaging of Multiple Sclerosis at 7.0 Tesla
  • Research • Medicine
    Involving Individuals with Developmental Language Disorder and Their Parents/Carers in Research Priority Setting
  • Research • Medicine
    A Computerized Functional Skills Assessment and Training Program Targeting Technology Based Everyday Functional Skills
  • Research • Medicine
    Updated Technique for Reliable, Easy, and Tolerated Transcranial Electrical Stimulation Including Transcranial Direct Current Stimulation
  • Research • Medicine
    Integration of Brain Tissue Saturation Monitoring in Cardiopulmonary Exercise Testing in Patients with Heart Failure
  • Research • Medicine
    Structured Motor Rehabilitation After Selective Nerve Transfers
  • Research • Medicine
    Testing of all Six Semicircular Canals with Video Head Impulse Test Systems
  • Research • Medicine
    Development and Implementation of a Multi-Disciplinary Technology Enhanced Care Pathway for Youth and Adults with Concussion
  • Research • Medicine
    Targeting Gray Rami Communicantes in Selective Chemical Lumbar Sympathectomy
  • Research • Medicine
    Vagus Nerve Stimulation As an Adjunctive Neurostimulation Tool in Treatment-resistant Depression
  • Research • Medicine
    Semi-quantitative Assessment Using [18F]FDG Tracer in Patients with Severe Brain Injury
  • Research • Medicine
    Autonomic Function Following Concussion in Youth Athletes: An Exploration of Heart Rate Variability Using 24-hour Recording Methodology
  • Research • Medicine
    Objective Nociceptive Assessment in Ventilated ICU Patients: A Feasibility Study Using Pupillometry and the Nociceptive Flexion Reflex
  • Research • Medicine
    Home-Based Transcranial Direct Current Stimulation Device Development: An Updated Protocol Used at Home in Healthy Subjects and Fibromyalgia Patients
  • Research • Medicine
    In Vivo Morphometric Analysis of Human Cranial Nerves Using Magnetic Resonance Imaging in Menière's Disease Ears and Normal Hearing Ears
  • Research • Medicine
    Electrophysiological Measurement of Noxious-evoked Brain Activity in Neonates Using a Flat-tip Probe Coupled to Electroencephalography
  • Research • Medicine
    A Detailed Protocol for Physiological Parameters Acquisition and Analysis in Neurosurgical Critical Patients
  • Research • Medicine
    Using Retinal Imaging to Study Dementia
  • Research • Medicine
    Application of an Amplitude-integrated EEG Monitor (Cerebral Function Monitor) to Neonates
  • Research • Neuroscience
    Comprehensive Endovascular and Open Surgical Management of Cerebral Arteriovenous Malformations
  • Research • Medicine
    Subcutaneous Trigeminal Nerve Field Stimulation for Refractory Facial Pain
  • Research • Medicine
    Network Analysis of Foramen Ovale Electrode Recordings in Drug-resistant Temporal Lobe Epilepsy Patients
  • Research • Medicine
    A Model to Simulate Clinically Relevant Hypoxia in Humans
  • Research • Medicine
    Interictal High Frequency Oscillations Detected with Simultaneous Magnetoencephalography and Electroencephalography as Biomarker of Pediatric Epilepsy
  • Research • Medicine
    Drug-Induced Sleep Endoscopy (DISE) with Target Controlled Infusion (TCI) and Bispectral Analysis in Obstructive Sleep Apnea
  • Research • Behavior
    A Protocol of Manual Tests to Measure Sensation and Pain in Humans
  • Research • Medicine
    A Choroid Plexus Epithelial Cell-based Model of the Human Blood-Cerebrospinal Fluid Barrier to Study Bacterial Infection from the Basolateral Side
  • Research • Medicine
    A Multimodal Imaging- and Stimulation-based Method of Evaluating Connectivity-related Brain Excitability in Patients with Epilepsy
  • Research • Medicine
    Measuring Cardiac Autonomic Nervous System (ANS) Activity in Toddlers - Resting and Developmental Challenges
  • Research • Medicine
    Using Saccadometry with Deep Brain Stimulation to Study Normal and Pathological Brain Function
  • Research • Medicine
    A Pipeline for 3D Multimodality Image Integration and Computer-assisted Planning in Epilepsy Surgery
  • Research • Medicine
    Adapted Resistance Training Improves Strength in Eight Weeks in Individuals with Multiple Sclerosis
  • Research • Medicine
    Stereo-Electro-Encephalo-Graphy (SEEG) With Robotic Assistance in the Presurgical Evaluation of Medical Refractory Epilepsy: A Technical Note
  • Research • Medicine
    A Protocol for the Use of Remotely-Supervised Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Multiple Sclerosis (MS)
  • Research • Medicine
    Design, Fabrication, and Administration of the Hand Active Sensation Test (HASTe)
  • Research • Neuroscience
    Investigating the Function of Deep Cortical and Subcortical Structures Using Stereotactic Electroencephalography: Lessons from the Anterior Cingulate Cortex
  • Research • Medicine
    A Multicenter MRI Protocol for the Evaluation and Quantification of Deep Vein Thrombosis
  • Research • Medicine
    Single-stage Dynamic Reanimation of the Smile in Irreversible Facial Paralysis by Free Functional Muscle Transfer
  • Research • Medicine
    Minimally Invasive Thumb-sized Pterional Craniotomy for Surgical Clip Ligation of Unruptured Anterior Circulation Aneurysms
  • Research • Medicine
    A Neuroscientific Approach to the Examination of Concussions in Student-Athletes
  • Research • Medicine
    A Multi-Modal Approach to Assessing Recovery in Youth Athletes Following Concussion
  • Research • Medicine
    Clinical Assessment of Spatiotemporal Gait Parameters in Patients and Older Adults
  • Research • Medicine
    Multi-electrode Array Recordings of Human Epileptic Postoperative Cortical Tissue
  • Research • Medicine
    Network Analysis of the Default Mode Network Using Functional Connectivity MRI in Temporal Lobe Epilepsy
  • Research • Medicine
    EEG Mu Rhythm in Typical and Atypical Development
  • Research • Medicine
    Controlling Parkinson's Disease With Adaptive Deep Brain Stimulation
  • Research • Medicine
    The Multiple Sclerosis Performance Test (MSPT): An iPad-Based Disability Assessment Tool
  • Research • Medicine
    Utility of Dissociated Intrinsic Hand Muscle Atrophy in the Diagnosis of Amyotrophic Lateral Sclerosis
  • Research • Medicine
    Lesion Explorer: A Video-guided, Standardized Protocol for Accurate and Reliable MRI-derived Volumetrics in Alzheimer's Disease and Normal Elderly
  • Research • Medicine
    3D-Neuronavigation In Vivo Through a Patient's Brain During a Spontaneous Migraine Headache
  • Research • Medicine
    Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in the Analysis of Neurodegenerative Diseases
  • Research • Medicine
    Technique and Considerations in the Use of 4x1 Ring High-definition Transcranial Direct Current Stimulation (HD-tDCS)
  • Research • Medicine
    Utilizing Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to Improve Language Function in Stroke Patients with Chronic Non-fluent Aphasia
  • Research • Medicine
    Breathing-controlled Electrical Stimulation (BreEStim) for Management of Neuropathic Pain and Spasticity
  • Research • Medicine
    Deep Neuromuscular Blockade Leads to a Larger Intraabdominal Volume During Laparoscopy
  • Research • Medicine
    Non-invasive Optical Measurement of Cerebral Metabolism and Hemodynamics in Infants
  • Research • Medicine
    The Use of Primary Human Fibroblasts for Monitoring Mitochondrial Phenotypes in the Field of Parkinson's Disease
  • Research • Medicine
    Eye Tracking Young Children with Autism
  • Research • Medicine
    Real-time fMRI Biofeedback Targeting the Orbitofrontal Cortex for Contamination Anxiety
  • Research • Medicine
    Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System
  • Research • Medicine
    Probing the Brain in Autism Using fMRI and Diffusion Tensor Imaging
  • Research • Medicine
    Examining the Characteristics of Episodic Memory using Event-related Potentials in Patients with Alzheimer's Disease
  • Research • Medicine
    A Protocol for Comprehensive Assessment of Bulbar Dysfunction in Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)
  • Research • Medicine
    An Investigation of the Effects of Sports-related Concussion in Youth Using Functional Magnetic Resonance Imaging and the Head Impact Telemetry System
  • Research • Medicine
    Intra-Operative Behavioral Tasks in Awake Humans Undergoing Deep Brain Stimulation Surgery
  • Research • Medicine
    An Experimental Paradigm for the Prediction of Post-Operative Pain (PPOP)
  • Research • Biology
    Microsurgical Clip Obliteration of Middle Cerebral Aneurysm Using Intraoperative Flow Assessment
  • Research • Biology
    Bioelectric Analyses of an Osseointegrated Intelligent Implant Design System for Amputees
  • Research • Biology
    Demonstration of Cutaneous Allodynia in Association with Chronic Pelvic Pain
  • Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

    Waiting X
    Simple Hit Counter