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Data documento: 09-09-2016
Brain pacemakers without side effects
Pacemaker cerebrali senza effetti collaterali
For Parkinson’s disease (PD) patients whose symptoms cannot be controlled by medication, ‘Deep brain stimulation’ (DBS) may be the only hope.
Per i pazienti affetti dal morbo di Parkinson, i cui sintomi non possono essere controllati con i farmaci, la “stimolazione cerebrale profonda” (deep brain stimulation, SBS) potrebbe essere l’unica speranza.
While DBS is generally considered to be safe, side effects related to the stimulation may occur in some cases, including numbness or tingling sensations, muscle tightness, speech or balance problems and unwanted mood changes.
Anche se la DBS generalmente è considerata sicura, in alcuni casi possono verificarsi effetti collaterali legati alla stimolazione, come sensazioni di intorpidimento o formicolio, contrazione dei muscoli, problemi a parlare o di equilibrio e sbalzi di umore.
The IMPACT project has set out to counter these side-effects by bringing DBS to the next level.
Il progetto IMPACT si è proposto di contrastare questi effetti collaterali portando la DBS al livello successivo.
The IMPACT (Improving the lives of Parkinson’s disease patients while reducing side effects through tailored deep brain stimulation) team initiated its work with one premise:
Il team di IMPACT (Improving the lives of Parkinson’s disease patients while reducing side effects through tailored deep brain stimulation) ha iniziato il suo lavoro con una premessa:
the main problem with current DBS practice lies in the fact that physicians do not have the tools needed to provide personalised treatment.
il problema principale dell’attuale pratica di DBS è che i medici non hanno gli strumenti necessari per offrire un trattamento personalizzato.
Stimulation outside the intended target region occurs in 15 to 30 % of DBS patients and leads to side effects and less effective therapy delivery.
La stimolazione al di fuori della regione designata avviene nel 15-30 % dei pazienti di DBS e porta a effetti collaterali e a una ridotta efficacia della terapia.
>>> The EUR 5 million IMPACT project has spent the past four years trying to develop a ‘direct-feedback, image-based expert tuning tool to improve the positioning and programming (tuning) of “Steering brain stimulation” (SBS) implants in a patient-specific manner’.
Il progetto IMPACT da 5 milioni di euro ha dedicato gli ultimi quattro anni allo sviluppo di uno strumento di regolazione basato sull’immagine per migliorare
il posizionamento e la programmazione (regolazione) di impianti di “stimolazione cerebrale guidata” (steering brain stimulation o SBS) con una modalità specifica per il paziente”.
In other words, instead of targeting a larger average area, the new software will help the clinician to place the stimulation field exactly where it should be, taking into account the specifics of each patient’s brain anatomy.
In altre parole, invece di interessare una zona media più ampia, il nuovo software aiuterà i medici a mettere il campo di stimolazione esattamente dove dovrebbe essere, tenendo conto delle caratteristiche specifiche dell’anatomia del cervello di ogni paziente.
One month ahead of the project’s end, Hubert Martens, Director of Product Development at Medtronic and coordinator of the project, discusses the physician tool developed by his team.
Un mese prima della fine del progetto, Hubert Martens Direttore dello sviluppo dei prodotti presso Medtronic e coordinatore del progetto, ci parla dello strumento medico sviluppato dal suo team.
This new tool combines pre- and post-operative imaging data (MRI, X-ray), high-resolution electrical recordings of the patient’s brain activity and bio-statistical data about DBS target areas.
Questo nuovo strumento associa dati di imaging pre e post operatori (MRI, raggi X), registrazioni elettriche ad alta risoluzione dell’attività cerebrale del paziente e dati bio-statistici sulle zone da stimolare tramite DBS.
Prototypes are already under clinical evaluation.
I prototipi sono già in fase di valutazione clinica.
What are the main shortcomings of current DBS systems?
Quali sono i principali limiti degli attuali sistemi di DBS?
DBS is a great therapy, but less precise delivery of stimulation may elicit unwanted side effects.
La DBS è una terapia molto valida, ma una somministrazione meno precisa della stimolazione potrebbe far insorgere effetti collaterali indesiderati.
Improved precision is required.
È necessario migliorare la precisione.
In essence, the optimisation of the therapy after surgery is a trial-and-error process.
In pratica, l’ottimizzazione della terapia dopo l’intervento chirurgico è un procedimento che prevede prove ed errori.
There are currently no tools that guide the clinician to the most optimal position in a time-efficient manner.
Attualmente non ci sono strumenti in grado di guidare il medico verso la posizione ottimale in modo efficiente dal punto di vista dei tempi.
How does the technology you developed contribute to solving these problems?
In che modo la tecnologia da voi sviluppata contribuisce a risolvere questi problemi?
In IMPACT, we have focused on the usage of imaging, advanced modelling and analysis to precisely identify areas of the brain which need to be stimulated for an optimal effect, as well as areas to be avoided because they are closely related to certain side effects.
Nel progetto IMPACT ci siamo concentrati sull’uso dell’imaging, della modellazione avanzata e dell’analisi per identificare in modo preciso le zone del cervello che devono essere stimolate per un effetto ottimale, oltre alle aree da evitare perché sono strettamente legate a effetti collaterali.
We integrated that information into algorithms and an intuitive tool which is able to help guide programming decisions by a physician managing the therapy for DBS patients.
Abbiamo integrato queste informazioni in algoritmi e in uno strumento intuitivo in grado di aiutare a guidare le decisioni di programmazione di un medico responsabile della terapia per pazienti di DBS.
What are the other features of your technology that, according to you, provide real added value for experts and patients?
Quali sono le altre caratteristiche della vostra tecnologia che, secondo lei, costituiscono un vero valore aggiunto per esperti e pazienti?
We have created an intuitive workflow.
Abbiamo creato un flusso di lavoro intuitivo.
A lot of energy was spent on optimising the usability of the product to make sure that physicians — in light of their busy schedules — can use it in an easy and optimal manner.
È stata impiegata molta energia per ottimizzare l’usabilità del prodotto in modo da garantire che i medici – considerati i loro programmi di lavoro molto pieni – possano usarlo in modo facile e ottimale.
In general, technically complicated products and user interfaces are not very successful and fail to have an actual impact on clinical practice.
In generale, prodotti e interfaccia utente complicati dal punto di vista tecnico non sempre riescono ad avere un vero impatto sulla pratica clinica.
Advanced visualisation and integration with other modalities, for instance the analysis of physiological sensing data, provide a comprehensive view of function and anatomy that helps support programming decisions.
L’avanzata visualizzazione e integrazione con altre modalità, per esempio l’analisi dei dati di rilevazione fisiologica, forniscono una visione completa della funzione e dell’anatomia che aiuta a prendere decisioni di programmazione.
What were the main difficulties which you faced during the project and how did you overcome them?
Quali sono state le maggiori difficoltà che avete incontrato nel corso del progetto e come le avete risolte?
It really was a challenge to keep geographically remote partners aligned over the duration of a multi-year project.
È stato molto difficile tenere allineati partner lontani geograficamente tra di loro per i diversi anni di durata del progetto.
To keep everyone on track, we organised regular consortium meetings to discuss progress, align our plans and have these linked to appealing scientific meetings, so that the partners enjoyed participating and to contribute to the bigger picture.
Per tenere tutti aggiornati, abbiamo organizzato incontri regolari del consorzio per discutere i progressi, allineare i nostri piani e metterli in collegamento con incontri scientifici interessanti, in modo che per i partner fosse piacevole partecipare e contribuire al quadro generale.
In addition, a programme manager dedicated to IMPACT, made sure that there was regular communication between consortium meetings and that relevant information on progress/deliverables/plans was shared and available to all.
Inoltre un manager del programma dedicato a IMPACT, si è assicurato che ci fosse una comunicazione regolare tra un incontro e l’altro del consorzio e che le informazioni rilevanti su progressi/prodotti/piani fossero condivise e a disposizione di tutti.
What other diseases did you focus on, apart from PD?
Di quali altre malattie vi siete occupati, oltre al morbo di Parkinson?
Most focus was actually on PD, in order to demonstrate the feasibility of the concept.
Ci siamo occupati principalmente del morbo di Parkinson, per dimostrare la fattibilità del concetto.
But some research was indeed conducted on essential tremor, dystonia and obsessive-compulsive disorder.
Abbiamo fatto però ricerche anche su tremore essenziale, distonia e disturbo ossessivo-compulsivo.
The project is getting close to its end.
Il progetto si sta avvicinando alla sua conclusione.
Does its success meet your initial expectations?
Ha soddisfatto le sue aspettative iniziali?
Yes, it does. It has been very rewarding to work together with top-notch clinical and technical partners on this project.
Sì. È stato molto gratificante lavorare con partner medici e tecnici di primo piano a questo progetto.
It has really allowed us to push the envelope of technology and clinically validate our ideas.
Ci ha permesso veramente di andare oltre i limiti della tecnologia per verificare le nostre idee dal punto di vista clinico.
When do you think patients can expect your technology to reach the market?
Secondo lei i pazienti quando possono aspettarsi di vedere questa tecnologia disponibile sul mercato?
The IMPACT technology is on our product roadmap.
La tecnologia di IMPACT è sulla nostra tabella di marcia dei prodotti.
The existing IMPACT prototypes are currently undergoing clinical evaluation as part of the IMPACT programme.
I prototipi di IMPACT esistenti sono adesso in fase di valutazione clinica nell’ambito del programma IMPACT.
The outcome of this initial study will drive our further plans in terms of additional steps needed to further develop and commercialise this technology.
Il risultato di questo studio iniziale guiderà i nostri piani successivi in termini di ulteriori passi necessari per sviluppare e commercializzare questa tecnologia.
These steps will drive the timeline.
Saranno questi passi a determinare le tempistiche.
IMPACT
IMPACT
Funded under FP7-HEALTH
Finanziato nell’ambito di FP7-HEALTH
project website
Sito web del progetto
Source: Interview from research*eu results magazine n.55 p.11-12
Fonte: Intervista su research*eu rivista dei risultati n. 55 pagg. 11-12