DOI: https://doi.org/10.1038/s41531-024-00772-5
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39289373
تاريخ النشر: 2024-09-17
المؤلف: Scott Stanslaski وآخرون
الموضوع الرئيسي: الاضطرابات العصبية والعلاجات
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على التجربة الحاسمة لتقنية التحفيز العميق التكيفي للدماغ للعلاج الشخصي في مرض باركنسون (ADAPT-PD) (NCT04547712)، والتي تحقق في تقنية التحفيز العميق التكيفي للدماغ (aDBS). تم تسجيل 68 مريضًا مع موصلات التحفيز في النواة تحت المهاد أو الكرة الشاحبة الداخلية متصلة بجهاز تحفيز عصبي Medtronic Percept TM PC. تمكن الأطباء من تحديد إشارة تحكم في الجهد الكهربائي المحلي (LFP) في 84.8% من المرضى أثناء تناول الدواء (مع 65% يظهرون إشارات ثنائية الجانب) وفي 92% من المرضى بدون دواء (مع 78% يظهرون إشارات ثنائية الجانب). تشير هذه النتائج إلى وجود قوي لإشارات LFP في كلا الحالتين، مما يقترح إمكانية تنفيذ aDBS بشكل فعال عبر أنماط مختلفة من مرض باركنسون.
على الرغم من الفعالية المثبتة للتحفيز العميق للدماغ (DBS) في علاج أعراض مرض باركنسون الحركية وتخفيف المضاعفات الناتجة عن الأدوية، لا يزال هناك حاجة كبيرة لتعزيز الفعالية السريرية لعلاج DBS. قد تعيق التباين في استجابات المرضى لـ DBS اعتمادًا أوسع والوصول إلى هذا العلاج. يُعتبر الطابع الديناميكي لأعراض مرض باركنسون عاملاً مساهماً في النتائج العلاجية غير المتسقة التي لوحظت في بعض المرضى، مما يبرز ضرورة اتباع نهج شخصي في علاج DBS.
الطرق
تجربة ADAPT-PD هي دراسة عالمية متعددة المراكز، مستقبلية، ذات تصميم عشوائي مزدوج التعمية، تهدف إلى تقييم سلامة وفعالية التحفيز العميق التكيفي للدماغ (aDBS) في المرضى المصابين بمرض باركنسون (PD). تشمل التجربة مجموعتين: مجموعة أولية بدون تحفيز اتجاهي ومجموعة تحفيز اتجاهي. تتكون من أربع مراحل: خط الأساس cDBS، إعداد وتعديل aDBS، تقييم aDBS، والمتابعة طويلة الأمد. خلال مرحلة التقييم، يتم توزيع المشاركين عشوائيًا لتلقي إما أوضاع عتبة فردية أو مزدوجة من aDBS، بناءً على استجابتهم لكلا الوضعين. تسمح مرحلة الوصول الممتد الاختيارية للمشاركين بمواصلة علاج aDBS بعد المتابعة طويلة الأمد. التجربة مسجلة على ClinicalTrials.gov (NCT04547712).
تهدف التحليلات الإحصائية إلى إثبات أن aDBS فعال في أكثر من 50% من المشاركين خلال مرحلة التقييم، مع كون النقطة النهائية الرئيسية هي مقارنة “الوقت النشط” بدون خلل حركي مزعج بين cDBS و aDBS. تم تحديد الحد الأدنى لحجم العينة بـ 36 موضوعًا باستخدام توزيع ثنائي لتحقيق قوة 90% لهدف الأداء. ستستخدم التحليلات تصحيح بونفيروني لتقييم أوضاع العتبة الفردية والمزدوجة، مع إجراء التقييمات الإحصائية باستخدام إصدار SAS® 9.4. ستوجه مبدأ النية للعلاج التحليل، وسيتم التعامل مع البيانات المفقودة من خلال الإحلال المتعدد. تشمل الأهداف الثانوية تقييم الفرق في إجمالي الطاقة الكهربائية الموردة (TEED) بين aDBS و cDBS، مع تلخيص البيانات الديموغرافية وخصائص المرضى لمجموعة أولية. بالإضافة إلى ذلك، سيتم تحليل بيانات الجهد الكهربائي المحلي (LFP) لكل من زيارات التسجيل والفحص، مصنفة إلى نطاقات تردد: ألفا (8-12 هرتز)، بيتا المنخفضة (13-20 هرتز)، وبيتا العالية (21-30 هرتز).
النتائج
بدأت تجربة ADAPT-PD، التي أجريت عبر 10 مراكز في الولايات المتحدة وأوروبا وكندا، تسجيل المشاركين في ديسمبر 2020. تألفت مجموعة الدراسة الأولية من 68 فردًا مصابًا بمرض باركنسون (PD) الذين خضعوا لتحفيز عميق ثنائي الجانب (DBS)، حيث تلقى 51 مشاركًا التحفيز في النواة تحت المهاد (STN) و17 في الكرة الشاحبة الداخلية (GPi). تجدر الإشارة إلى أن بيانات مجموعة التحفيز الاتجاهي مستبعدة من هذا التقرير. خلال مرحلة التسجيل، خرج 15 مشاركًا من الدراسة، بسبب أسباب مثل فشل الفحص (n = 11)، الانسحاب الطوعي (n = 3)، وقرار واحد من طبيب.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في تجربة ADAPT-PD السريرية الضوء على فعالية وخصائص التحفيز العميق التكيفي للدماغ (aDBS) في المرضى المصابين بمرض باركنسون (PD). أظهرت التجربة معدل اكتشاف قمة مرتفع لإشارات الجهد الكهربائي المحلي (LFPs)، حيث أظهر 84% من المشاركين إشارات كافية لبرمجة aDBS، بغض النظر عن حالة أدويتهم. تجدر الإشارة إلى أن معدل الاكتشاف كان أعلى قليلاً (91.5%) عندما كان المشاركون بدون دواء، مما يشير إلى أن الدواء له تأثير ضئيل على اكتشاف LFP. وجدت الدراسة أن قمم LFP تحدث بشكل رئيسي في نطاق تردد بيتا، مع وجود فرق كبير في توزيع قمم ألفا بين الكرة الشاحبة الداخلية (GPi) والنواة تحت المهاد (STN)، مما يقترح آثار سريرية محتملة تستدعي مزيدًا من التحقيق.
استخدمت التجربة وضعين متميزين من aDBS: عتبة فردية وعتبة مزدوجة، كل منهما مصمم لتكييف سعة التحفيز بناءً على قوة LFP. يسمح وضع العتبة الفردية بإجراء تعديلات سريعة، بينما يقدم وضع العتبة المزدوجة تغييرات أبطأ وأكثر تدريجية، تتماشى مع تأثيرات الأدوية على قوة نطاق بيتا. تهدف هذه المرونة في البرمجة إلى تخصيص العلاج وفقًا لاحتياجات المرضى الفردية وعلم الأعصاب. من المتوقع أن تسهم نتائج تجربة ADAPT-PD في تعزيز فهم سلامة aDBS، وإمكانية برمجته، ومزاياه السريرية مقارنةً بالتحفيز العميق المستمر التقليدي (cDBS)، مما يمهد الطريق لتنفيذ سريري أوسع وإمكانيات تطبيقية محتملة في اضطرابات عصبية أخرى.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41531-024-00772-5
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39289373
Publication Date: 2024-09-17
Author(s): Scott Stanslaski et al.
Primary Topic: Neurological disorders and treatments
Overview
The section provides an overview of the ongoing Adaptive DBS Algorithm for Personalized Therapy in Parkinson’s Disease (ADAPT-PD) pivotal trial (NCT04547712), which investigates adaptive deep brain stimulation (aDBS) technology. The study enrolled 68 patients with either subthalamic nucleus or globus pallidus internus DBS leads connected to a Medtronic Percept TM PC neurostimulator. Clinicians successfully identified a local field potential (LFP) control signal in 84.8% of patients while on medication (with 65% exhibiting bilateral signals) and in 92% of patients off medication (with 78% exhibiting bilateral signals). These findings indicate a robust presence of LFP signals in both states, suggesting potential for effective aDBS implementation across various Parkinson’s disease phenotypes.
Despite the established efficacy of deep brain stimulation (DBS) in treating Parkinson’s disease motor symptoms and mitigating medication-induced complications, there remains a significant need to enhance the clinical effectiveness of DBS therapy. Variability in patient responses to DBS may hinder broader adoption and access to this treatment. The dynamic nature of Parkinson’s disease symptoms is posited as a contributing factor to the inconsistent therapeutic outcomes observed in some patients, underscoring the necessity for personalized approaches in DBS therapy.
Methods
The ADAPT-PD trial is a global, multicenter, prospective, single-blind, randomized crossover study designed to assess the safety and efficacy of adaptive deep brain stimulation (aDBS) in patients with Parkinson’s disease (PD). The trial encompasses two cohorts: a Primary Cohort without directional stimulation and a Directional Stimulation Cohort. It consists of four phases: cDBS Baseline, aDBS Setup and Adjustment, aDBS Evaluation, and Long-term Follow-up. During the Evaluation Phase, participants are randomized to receive either single or dual threshold modes of aDBS, contingent on their response to both modes. An optional Extended Access Phase allows participants to continue aDBS therapy post Long-term Follow-up. The trial is registered on ClinicalTrials.gov (NCT04547712).
Statistical analysis aims to demonstrate that aDBS is effective in over 50% of participants during the Evaluation Phase, with the primary endpoint being the comparison of “On” time without troublesome dyskinesia between cDBS and aDBS. A minimum sample size of 36 subjects was determined using a binomial distribution to achieve 90% power for the performance goal. The analysis will employ a Bonferroni correction for the evaluation of Single and Dual Threshold modes, with statistical evaluations conducted using SAS® version 9.4. The intention-to-treat principle will guide the analysis, and missing data will be handled through multiple imputation. Secondary objectives include assessing the difference in total electrical energy delivered (TEED) between aDBS and cDBS, with demographic data and patient characteristics summarized for the Primary Cohort. Additionally, local field potential (LFP) data will be analyzed for both enrollment and screening visits, categorized into frequency bands: alpha (8-12 Hz), low-beta (13-20 Hz), and high-beta (21-30 Hz).
Results
The ADAPT-PD trial, conducted across 10 centers in the United States, Europe, and Canada, commenced participant enrollment in December 2020. The study’s Primary Cohort comprised 68 individuals with Parkinson’s Disease (PD) who underwent bilateral deep brain stimulation (DBS), specifically 51 participants receiving stimulation in the subthalamic nucleus (STN) and 17 in the globus pallidus internus (GPi). Notably, data from the Directional Cohort are excluded from this report. During the Enrollment Phase, 15 participants exited the study, attributed to reasons such as screen failure (n = 11), voluntary withdrawal (n = 3), and one clinician-initiated decision.
Discussion
The discussion section of the ADAPT-PD clinical trial highlights the efficacy and characteristics of adaptive deep brain stimulation (aDBS) in patients with Parkinson’s disease (PD). The trial demonstrated a high peak detection rate of local field potentials (LFPs), with 84% of participants showing sufficient signals for aDBS programming, regardless of their medication status. Notably, the detection rate was slightly higher (91.5%) when participants were off medication, indicating that medication has a minimal impact on LFP detection. The study found that LFP peaks predominantly occurred in the beta frequency range, with a significant difference in alpha peak distribution between the globus pallidus internus (GPi) and subthalamic nucleus (STN), suggesting potential clinical implications that warrant further investigation.
The trial utilized two distinct aDBS modes: single threshold and dual threshold, each designed to adapt stimulation amplitude based on LFP power. The single threshold mode allows for rapid adjustments, while the dual threshold mode offers slower, more incremental changes, aligning with medication effects on beta band power. This flexibility in programming aims to personalize therapy according to individual patient needs and neurophysiology. The findings from the ADAPT-PD trial are expected to advance the understanding of aDBS safety, programming feasibility, and its clinical advantages over conventional continuous DBS (cDBS), thereby laying the groundwork for broader clinical implementation and potential applications in other neurological disorders.