Einsatz von automatisierter Sprachanalyse zur Reduktion von sprachrelevanten Nebenwirkungen der Tiefen Hirnstimulation bei Patienten mit Parkinsonkrankheit (RESPEECH-PD).

Summary description of the study

Die Studie besteht aus drei Phasen. In der ersten Phase unseres Projektes wird eine Spracherkennungssoftware mittels künstlicher Intelligenz trainiert, die Einflüsse von Parkinsonerkrankung und Tiefer Hirnstimulation auf das Sprechen zu unterscheiden. Dafür werden bei verschiedenen Stimulatoreinstellungen Sprachaufnahmen gemacht, die dann computerbasiert analysiert werden. In der zweiten Phase werden moderne Bildgebungsverfahren eingesetzt, um die Hirnstrukturen zu identifizieren, die an der Entstehung von Sprechstörungen durch Tiefen Hirnstimulation beteiligt sind. Dafür werden in der Klinik bereits vorhandene Magnetresonanztomographie (MRI)- und Computertomographie (CT)-Aufnahmen vom Gehirn in Zusammenhang mit den Ergebnissen der Sprachaufnahmen analysiert. Es werden keine neuen Aufnahmen angefertigt. In der dritten Phase wird in einer klinischen Studie untersucht, ob mit Hilfe der neuen Software und den Kenntnissen, welche Hirnstrukturen für Sprechstörungen verantwortlich sind, die Tiefe Hirnstimulation dahingehend optimiert werden kann, dass Sprechstörungen nicht mehr auftreten und ob die Spracherkennungssoftware dies verlässlich erkennt.

(BASEC)

Intervention under investigation

Im ersten Teil, wird der Hirnschrittmacher auf einer Hirnhälfte um 50% reduziert. Auf der anderen Hirnhälfte werden dann verschiedene Stimulationsamplituden (in Volt oder Ampere) innerhalb der nach der Implantation der Tiefen Hirnstimulation festgelegten Bereiche eingestellt. Es werden also nur Stimulatoreinstellungen gewählt, die in der Vergangenheit bereits ausgetestet wurden. Bei jeder Einstellung werden die Probanden dann gebeten kurze Sprechaufgaben durchzuführen und es erfolgt jeweils eine kurze klinische Untersuchung. Der Stimulator wird am Ende wieder auf die Voreinstellung zurückgestellt (d.h. beide Hirnhälften werden dann wieder stimuliert). Im ersten Teil der Studie erfolgt die Untersuchung nach einer Pause der Parkinsonmedikamente über Nacht. Falls das nicht möglich sein sollte, kann die Untersuchung auch unter bestehender Parkinsonmedikation erfolgen. Die Sprachaufnahmen werden digital aufgezeichnet und dann durch den Projektpartner, Prof. Jan Rusz, an der Tschechischen Technischen Universität in Prag analysiert. Im zweiten Teil ist keine aktive Teilnahme durch die Probanden erforderlich. Hier werden die schon vorhandenen CT- oder MRI-Bilder vom Kopf analysiert und mit den Sprachaufnahmen in Kontext gesetzt. Im dritten Teil werden verschiedene Stimulationsparameter so angepasst, dass die Sprechstörung weniger wird. Vorher und nachher erfolgen wieder die Sprachaufnahmen.

(BASEC)

Disease under investigation

Die Parkinsonkrankheit ist die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung. Neurodegenerative Erkrankungen sind Erkrankungen bei denen Nervenzellen im Gehirn schrittweise zugrunde gehen. Die Ursachen sind meistens nicht bekannt und daher sind diese Erkrankungen in der Regel nicht heilbar. Durch verschiedene medikamentöse und nicht-medikamentöse Verfahren sind jedoch behandelbar. Die Tiefe Hirnstimulation stellt eine wirksame Behandlungsform der Symptome der Parkinsonerkrankung dar. Hierbei werden in einer Operation Elektroden in bestimmte Regionen des Gehirns eingesetzt, die dann mit einem Schrittmacher verbunden werden, der kontinuierlich einen sehr leichten Strom abgibt. Wir die meisten Therapieformen, ist auch diese Behandlung nicht ohne Nebenwirkungen. Eine der häufigsten Einschränkungen sind Störungen des Sprechens. Für das Sprechen ist das fein koordinierte Zusammenspiel zahlreicher Muskelgruppen erforderlich (Atemmuskeln, Stimmbänder, Zunge, Lippen). Die Parkinsonkrankheit führt als Bewegungsstörung selbst früh zu einer Beeinträchtigung des Sprechens. Die Tiefe Hirnstimulation kann die parkinsonbedingte Sprechstörung zwar einerseits verbessern, sie kann andererseits aber auch selbst zu Sprechstörungen führen (z.B. undeutliche Aussprache oder gepresste Stimme). Das menschliche Ohr ist nicht genau genug, zu unterscheiden, ob eine Sprechstörung durch die Parkinsonerkrankung, oder durch die Tiefe Hirnstimulation verursacht ist. Daher ist die Behandlung der Sprechstörung bei Patienten mit Tiefer Hirnstimulation bisher noch sehr schwierig und das Potential der Tiefen Hirnstimulation kann in vielen Fällen nicht ausgeschöpft werden.

(BASEC)

Sponsor

not available

Name of the authorising ethics committee (for multicentre studies, only the lead committee)

Ethics Committee Bern

(BASEC)

Date of authorisation

13.12.2021

(BASEC)

Results of the trial