The effect of a multisite transcranial random noise stimulation (tRNS) on tinnitus loudness, distress, mismatch negativity response (MMN) and electroencephalography (QEEG) in subjects with chronic tinnitus

Objectives: investigating the effects of a multisite transcranial random noise stimulation (tRNS) on tinnitus loudness, distress, MMN response and electroencephalography in chronic tinnitus subjects. Design: it is an interventional, one phase, and randomized, single blinded study. We have two groups: the intervention group in which we will apply the (high frequency) hf-tRNS over the right DLPFC (Dorso Lateral Prefrontal Cortex) followed by (low frequency) lf-tRNS over the auditory cortex in one session. And the control group in which we will apply the lf-tRNS over the auditory cortex only. Each patient in these two groups will take a placebo (Sham stimulation) session before the active tRNS session. There is randomization in allocating patients in groups, but they will take the two treatment stages (placebo & active) without randomization. Patients will be randomly organized into the two groups, but they will take the two treatment stages (placebo & active) without randomization i.e in all cases we will begin with the Sham stimulation. The way of randomization is by drawing a number between 1-32 where numbers from 1 to 16 is referring to the intervention group while numbers from 17 to 32 is referring to the control group. The randomization will be done computerly using Matlab. Setting: After signing the consent form, Patients will be allocated randomly into the two groups. In each group, each patient blindly will undertake both Sham and tRNS simulations beginning with the Sham one. Each patient will complete the VAS-L and VAS-A (Visual Analogue Scale) before and immediately after each session. In addition, EEG and MMN recording will be taken before and immediately after each session. Our intervention is applying transcranial random noise electrical stimulation with two protocols (the multisite protocol (auditory and prefrontal), and the auditory cortex protocol). The placebo intervention is given by using the Sham stimulation mode; the current is switched off automatically after a ramp-in of 10 seconds and the session will be given in the same mentioned protocols in active interventions concerning electrode arrays and the time of the session which lasting for 20 minutes. Participants: all patients with chronic nonpulsatile tinnitus (>6 months) can participate in this study with the following entry criteria: age between 20 and 50 years, the behavioral pure-tone audiometry threshold levels of ≤20 dBHL in octave frequencies of 250–2000 Hz and not more than 40 dBHL in frequencies of 4000 -8000 Hz and the tinnitus intensity is moderate to severe. Patients will be excluded if they have a remarkable cognitive problems, a previous formal musical training, or having a history of otological, neurological, mental diseases, head trauma, psychiatric disorders, seizure and finally if they having a pacemaker or defibrillator. Main outcome measures: in this study we will analyze these variables as the primary variables of the study: tinnitus related loudness, tinnitus related annoyance (distress), MMN amplitude & MMN area under curve, Mean frequency of EEG waves, EEG absolute & relative powers and the EEG activity in ROIs (region of interest). As well as, we have the tinnitus pitch as a secondary variable.

هدف: بررسی تاثیر تحریک الکتریکی چند کانونی فراجمجمه ای بر بلندی، ازاردهندگی، امواج ناهمخوان منفی وامواج مغزی در بیماران مبتلا به وزوز زمن گوش. طراحی: این تحقیق عبارت از تحقیق مداخله ای تک فازی تصادفی و یک سویه کور است. در این تحقیق دو گروه وجود دارد: گروه مداخله که در ان تحریک الکتریکی با استفاده از پروتکل چند کانونی ( ارایه تحریک فرکانس بالا hf-tRNS روی ناحیه پره فرونتال سپس ارایه تحریک فرکانس کم lf-tRNS روی ناحیه قشر شنوایی) ارایه می شود. اما در گروه کنترل تحریک الکتریکی فقط روی ناحیه قشر شنوایی ارایه می شود. برای هر بیماری در این دوتا گروه یه جلسه پلاسیبو (تحریک شم) قبل از جلسه تحریک فعال ارایه می شود. در مورد تصادفی سازی بیماران بطور تصادفی وارد گروه ها میشوند اما ارایه جلسات تحریک وشم تصادفی نیست، شروع همیشه باجلسه شم است. برای اختصاص هر بیمار به گروه خود ار روش قرعه کشی (انتخاب عدد بین 1-32 جایی که اعداد بین 1-16 مختص به گروه مداخله است و اعداد بین 17-32 مختص به گروه کنترل می باشد) استفاده میشود. این روش کاملا کامپیوتری است وبا استفاده از نرم افزار مطلب انجام میشود. سایر مشخصات طراحی مطالعه نحوه اجرا: بعد از امضای فرم رضایتنامه واختصاص دادن هر بیمار به گروه خود، جلسه شم در ابتدا وسپس جلسه تحریک برای هر بیمار ارایه می شود. هر بیماری موظف است که قبل از ارایه هر جلسه و بلافاصله بعد از تمام شدن جلسه درمان اینکه فرم مقیاس بصری انالوگ بلندی وازاردهندگی وزوز خود را پرکند. ودر همین حال قبل و بلافاصله بعد از تمام شدن جلسه درمان ثبت امواج مغزی وامواج منفی ناهمخوان انجام خواهد شد. مداخه ما تحریک الکتریکی فراجمجمه ای از نوع tRNS است که در گروه مداخله روی ناحیه پره فرونتال ونیز قشر شنوایی ارایه می شود ونتایج ان با گروه کنترل که فقط تحریک قشر شنوایی دارد مقایسه می شود. اما در جلسه شم یا اثر پلاسیبو تحریک بطور اتوماتیک با انتخاب گزینه تحریک شم بعداز 10 ثانیه قطع می شود. در همه جلسات ارایه الکترودها بین شم وتحریک وهم زمان هر جلسه 20 دقیقه رعایت می شود. شرکت کنندگان: همه بیمارن وزوز مزمن گوش باسابقه بیشتر از 6 ماه میتوانند در این تحقیق شرکت کنند با رعایت شرایط زیر: سن بیمار بین 20-50 سال است، استانه شنوایی کمتر از 20 دسی بل در فرکانسهایی بین 250-2000 هرتز وکمتر از 40 دسی بل در فرکانس های بین 4000-8000، شدت وزوز باید متوسط تا شدید باشد. اما معیار های که باعث خارج شدن بیمار از تحقیق این است که: داشتن مشکل شناختی بارز، داشتن سابقه اموزش موسیقی، داشتن سابقه بیماری اتولوژی، نورولوژی، ذهنی، ضربه سر، اضطرابات روانی ،صرع ویاداشتن باتری قلب. متغیرهای پیامد اصلی: در این تحقیق متغیرهای زیر به عنوان متغیرهای اولیه تحقیق انتخاب شده اند؛ بلندی وزوز- ازاردهندگی وزوز- امپلیتیود امواج mmn وسطح زیر منحنی ان، میانگین فرکانس امواج مغزی، قدرت مطلق ونسبی امواج مغزی و فعالیت امواج مغزی در مناطق مهم (انالیر منشا) اما زیروبمی وزوز متغیری که بعنوان متغیر ثانویه این تحقیق انتخاب شده است.

50

The effect of a electrical stimulation on the treatment of chronic tinnitus.

Patients will be randomly organized into the two groups, but they will take the two treatment stages (placebo & active) without randomization i.e in all cases we will begin with the Sham stimulation. The way of randomization is by drawing a number between 1-32 where numbers from 1 to 16 is referring to the intervention group while numbers from 17 to 32 is referring to the control group. The randomization will be done computerly using Matlab.

در مورد تصادفی سازی بیماران بطور تصادفی وارد گروه ها میشوند اما ارایه جلسات تحریک وشم تصادفی نیست، شروع همیشه باجلسه شم است. برای اختصاص هر بیمار به گروه خود ار روش قرعه کشی (انتخاب عدد بین 1-32 جایی که اعداد بین 1-16 مختص به گروه مداخله است و اعداد بین 17-32 مختص به گروه کنترل می باشد) استفاده میشود. این روش کاملا کامپیوتری است وبا استفاده از نرم افزار مطلب انجام میشود.

گروه کنترل: در این گروه مداخله عبارت است از تحریک الکتریکی tRNS فرکانس پایین با همین شرایط تحریک که در گروه مداخله وجود دارد. در این جلسه تحریک روی قشر شنوایی بطور تمام جلسه 20 دقیقه ارایه میشود وقبلاز جلسه تحریک یک جلسه شم به بیمار ارایه میشود.

Intervention group: Stimulation is delivered by a battery-driven electrical stimulator (NeuroStim2; Medinateb, Iran) through conductive rubber electrodes, placed in two saline-soaked sponges. In the stimulation mode “noise” there is a random level of current generated for every sample (sampling rate 1280 samples/s). The random numbers are normally distributed; the probability density function follows a bell-shaped curve. In the frequency spectrum all coefficients have a similar size (“white noise”). The noise signal contains all frequencies up to half of the sampling rate, i.e., a maximum of 640 Hz. In our experiment this frequency spectrum is separated into a low (0.1–100 Hz)-frequency which will be applied over the auditory cortex (AC-tRNS) for 10 minutes followed by the high (101–640 Hz)-frequency spectrum stimulation of the DLPFC (DLPFC-tRNS) for the following 10 minutes to have an active stimulation session of 20 minutes called the multi-site one. Because of the statistical characteristics, the signal has no DC offset, provided that the offset is set to zero and the intensity of alternating current is 2.0 mA which, is initially increased in a ramp-like fashion over several seconds (30 s) until reaching 2.0 mA. In the AC-tRNS, the electrodes is placed over the left and right auditory cortices (T3, T4), while in the DLPFC-tRNS they will be placed over the right DLPFC (F4) and the left frontopolar cortex (FP1) as determined by the International 10/20 Electroencephalogram System. In the stimulation mode “sham” the current is switched off automatically after a ramp-in of 30 seconds. Each patient in the group will take a sham stimulation session before taking his/her active intervention without knowing which of them is placebo. The session will be given in the same mentioned protocols in active intervention concerning electrode arrays and the time of the session.

گروه مداخله: تحریک توسط یک دستگاه تحریک الکتریکی باتری ( NeuroStim2، مدیناطب، ایران) از طریق الکترودهای لاستیک رسانا، قرار داده شده در دو اسفنج مرطوب ارایه میشود. در حالت تحریک "نویز" یک سطح تصادفی جریان تولید شده برای هر نمونه (نرخ نمونه برداری 1280 نمونه / ثانیه) وجود دارد. اعداد تصادفی توزیع نرمال دارند؛ تابع احتمال چگالی یک منحنی که به شکل زنگ است. در طیف فرکانسی تمام ضرایب دارای اندازه مشابه (نویز سفید) است. سیگنال نویزی شامل تمام فرکانس ها تا نیمی از نرخ نمونه برداری، به عنوان مثال، حداکثر 640 هرتز. در آزمایش ما این طیف فرکانس تقسیم میشود به یک فرکانس پایین (0.1-100 هرتز) که روی قشر شنوایی به مدت 10 دقیقه اعمال خواهد شد (AC-tRNS). به دنبال ان، تحریک طیف فرکانس بالا (101-640 هرتز) روی قشر پره فرنتال DLPFCبرای 10 دقیقه دیگر اعمال خواهد شد (DLPFC-tRNS). ودر جمع یه جلسه تحریک الکتریکی 20 دقیقه ای ارایه میشود که بنام "چندکانونی" نامیده میشود. از آنجای که از لحاظ آماری، سیگنال هیچ جریان DC ندارد، آفست قرار است به صفر بماند و شدت جریان متناوب 2.0 میلی آمپر می باشد، که در ابتدا در مد مانند سطح شیب دار بیش از چند ثانیه (30 ثانیه) به افزایش است تا رسیدن به 2.0 میلی آمپر. در AC-tRNS، الکترودها بر روی قشر شنوایی چپ و راست(T3, T4) قرار می گیرد، در حالی که در DLPFC-tRNS الکترودها بر DLPFC راست (F4) و قشر frontopolar سمت چپ (FP1) قرار داده میشود (این تعیین توسط سیستم 10/20 الکتروانسفالوگرام بین المللی انجام میشود). در حالت تحریک "شم" جریان به طور خودکار پس از یک سطح شیب دار در 30 ثانیه خاموش می شود. هر بیمار در گروه یک جلسه تحریک شم قبل از مداخله فعال او می بیند بدون دانستن کدام از آنها دارونما است. این جلسه هم طبق پروتکل های ذکر شده در مداخله فعال در مورد آرایه الکترود و زمان جلسه ارایه می شود.

Name of recruitment center - English: School of Rehabilitation
Name of recruitment center - Persian: دانشکده بازتوانی
Full name of responsible person - English: Samer Mohsen
Full name of responsible person - Persian: سامر محسن
Street address - English: Hazrat-e Rasool General Hospital, Niyayesh St., Satarkhan St., Tehran, Iran
Street address - Persian: خیابان ستارخان، خیابان نیایش، بیمارستان حضرت رسول اکرم
City - English: Tehran
City - Persian: تهران
Province:
Country: Iran (Islamic Republic of)
Postal code:
Phone:
Fax:
Email:
Web page address:

contact.organization_id:
Name of organization / entity - English: Vice chancellor for research, Iran University of Medical Sciences
Name of organization / entity - Persian: معاونت پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی ایران.
Full name of responsible person - English: Farhad Ahmadi
Full name of responsible person - Persian: دکتر فرهاد احمدی
Street address - English: Vice chancellor for research, Vice chancellor for International Affairs,Iran University of Medical Sciences, near Milad Tower, Shahid Hemmat Highway. Tehran
Street address - Persian: اتوبان همت، کنار برج میلاد، دانشگاه علوم پزشکی ایران، معاونت بین المللی، معاونت پژوهشی
City - English: Tehran
City - Persian: تهران
Province:
Country: Iran (Islamic Republic of)
Postal code:
Phone:
Fax:
Email:
Web page address:

Vice chancellor for research, Iran University of Medical Sciences

معاونت پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی ایران.

contact.organization_id:
Name of organization / entity - English: ENT and head & neck research center
Name of organization / entity - Persian: مرکز تحقیقات گوش، گلو، بینی و سروگردن
Full name of responsible person - English: Seyed Kamran Kamrava
Full name of responsible person - Persian: سید کامران کامروا
Street address - English: Hazrat-e Rasool General Hospital, Niyayesh St., Satarkhan St.
Street address - Persian: خیابان ستارخان، خیابان نیایش، بیمارستان حضرت رسول )ص(، مرکز تحقیقات گوش، گلو، بینی و سروگردن
City - English: Tehran
City - Persian: تهران
Province:
Country: Iran (Islamic Republic of)
Postal code:
Phone:
Fax:
Email:
Web page address:

-

Yes

-

-

ENT and head & neck research center

مرکز تحقیقات گوش، گلو، بینی و سروگردن

contact.organization_id:
Name of organization / entity - English: ENTand Head &Neck Research Center, Iran University of Medical Sciences (IUMS)
Name of organization / entity - Persian: مرکز تحقیقات گوش، گلو، بینی و سر و گردن، دانشگاه علوم پزشكي ايران
Full name of responsible person - English: Saeid Mahmoudian
Full name of responsible person - Persian: سعید محمودیان
Position - English: Assistant Professor
Position - Persian: استادیار/ هیات علمی
Latest degree:
Area of specialty/work: 0
Area of specialty/work title - English:
Area of specialty/work title - Persian:
Street address - English: Hazrat-e Rasool General Hospital, Niyayesh St., Satarkhan St., Tehran, Iran
Street address - Persian: خیابان ستارخان، خیابان نیایش، بیمارستان حضرت رسول )ص(، مرکز تحقیقات گوش، گلو، بینی و سروگردن
City - English: Tehran
City - Persian: تهران
Province:
Province - English:
Province - Persian:
contact.provinces_available: 1
Country: Iran (Islamic Republic of)
Postal code: 1445613131
Phone: +98 21 6655 2828
Mobile: +98 912 510 6629
Fax: -
Email: mahmoudian.s@iums.ac.ir
Web page address: http://www.ent-hns.org/links/neuroSci.php

contact.organization_id:
Name of organization / entity - English: Iran University of Medical Sciences
Name of organization / entity - Persian: دانشگاه علوم پزشكي ايران
Full name of responsible person - English: Akram Pourbakht
Full name of responsible person - Persian: اكرم پوربخت
Position - English: Associate Professor
Position - Persian: دانشيار
Latest degree:
Area of specialty/work: 0
Area of specialty/work title - English:
Area of specialty/work title - Persian:
Street address - English: Faculty of Rehabilitation, Madadkaran st., Shahnazari st., Madar sq., Mirdamad
Street address - Persian: میرداماد، ميدان مادر، خ شاه نظرى، خ مددكاران، دانشکده توانبخشی
City - English: Tehran
City - Persian: تهران
Province:
Province - English:
Province - Persian:
contact.provinces_available: 1
Country: Iran (Islamic Republic of)
Postal code:
Phone: +98 21 2225 0541
Mobile: +98 912 696 8354
Fax:
Email: pourbakht.a@iums.ac.ir
Web page address:

contact.organization_id:
Name of organization / entity - English: Iran University of Medical Sciences
Name of organization / entity - Persian: دانشگاه علوم پزشكي ايران
Full name of responsible person - English: Samer Mohsen
Full name of responsible person - Persian: سامر محسن
Position - English: Associate Professor
Position - Persian: دانشيار
Latest degree:
Area of specialty/work: 0
Area of specialty/work title - English:
Area of specialty/work title - Persian:
Street address - English: Faculty of Rehabilitation, Madadkaran st., Shahnazari st., Madar sq., Mirdamad
Street address - Persian: ميرداماد، ميدان مادر، خ شاه نظرى، خ مددکاران، دانشکده توانبخشی
City - English: Tehran
City - Persian: تهران
Province:
Province - English:
Province - Persian:
contact.provinces_available: 1
Country: Iran (Islamic Republic of)
Postal code: -
Phone: +98 21 2225 0541
Mobile: +98 912 696 8354
Fax: -
Email: pourbakht.a@iums.ac.ir; akram48@yahoo.com
Web page address: -