Intercritiques Oscillations détectés haute fréquence avec simultanée magnétoencéphalographie et électroencéphalographie comme Biomarker d'épilepsie pédiatrique

L’objectif global de ce protocole est de fournir une méthodologie standardisée pour l’enregistrement, la détection et la localisation fiables et non invasifs des oscillations interictales à haute fréquence chez des patients pédiatriques atteints d’épilepsie médicalement réfractaire en utilisant simultanément l’électroencéphalographie du cuir chevelu et la magnétoencéphalographie. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans l’épilepsie pédiatrique, telles que quelle zone du cerveau est épileptogène et doit être réséquée pendant la chirurgie. Le principal avantage de cette technique est qu’elle permet la localisation non invasive de la zone qui génère des oscillations à haute fréquence dans le cerveau des enfants épileptiques.

Différentes études ont montré que les oscillations à haute fréquence peuvent être détectées de manière non invasive à l’aide de l’EEG et de la MEG du cuir chevelu, mais seules quelques études localisent leurs générateurs au niveau de la source. Nous présentons la localisation des générateurs sous-jacents d’oscillations à haute fréquence obtenus en résolvant le problème inverse et la comparons avec celle déterminée par l’épileptologue. Commencez par placer l’électroencéphalographie ou le capuchon EEG sur la tête du patient selon le système international 10-20.

Nettoyez la peau où se trouve chaque électrode, écartez les cheveux, puis appliquez du gel pour chaque électrode. Ensuite, placez les électrodes de terre et de référence sur la tête du patient. Connectez des électrodes supplémentaires pour mesurer l’électrocochléographie horizontale et verticale, l’EOG, l’électrocardiographie, l’ECG, l’électromyographie, l’EMG et des électrodes EEG supplémentaires à des endroits couvrant les régions temporales.

Ensuite, utilisez un EEG-o-mètre pour mesurer l’impédance de chaque électrode. Si l’impédance est supérieure à 10 kiloohms, nettoyez à nouveau la peau et assurez-vous qu’elle diminue en dessous de 10 kiloohms. Placez quatre bobines HPI sur le capuchon EEG.

À l’aide du numériseur, vous obtiendrez l’emplacement des repères, y compris les points pré-auriculaires gauche/droit et la nasion, ainsi que l’emplacement des bobines HPI et des électrodes EEG. Numérisez des points de tête supplémentaires pour obtenir une forme de tête précise. Ensuite, transférez le patient dans la salle à écran magnétique, ou MSR, où se trouve le système de magnétoencéphalographie, MEG.

Allongez le patient sur le lit. Mettez leur tête dans le casque MEG et appliquez des coussinets appropriés sous la tête du patient pour plus de confort. Ajustez la position de la tête du patient dans le scanner, en vous assurant qu’elle est située aussi profondément que possible dans le casque.

Enfin, fermez la porte du MSR et communiquez avec le patient via un système d’interphone. Démarrez les enregistrements en cliquant sur le bouton aller dans le logiciel d’acquisition MEG. Vérifiez en ligne tous les signaux enregistrés et corrigez les mauvais canaux MEG à l’aide d’un tuner de capteur.

Ensuite, mesurez la position de la tête du patient en cliquant sur le bouton de mesure dans le logiciel d’acquisition MEG. Si la tête du patient n’est pas bien couverte par le réseau sensoriel, demandez-lui de déplacer sa tête plus profondément dans le casque. Ensuite, dans le logiciel d’acquisition MEG, cliquez sur le bouton d’enregistrement pour enregistrer la MEG, l’EEG et obtenir des enregistrements périphériques pendant 60 minutes.

Une fois l’enregistrement terminé, ouvrez le MSR et sortez le patient de la salle MSR. Retirez délicatement tous les rubans, électrodes, bobines HPI et le capuchon EEG. Enfin, après avoir escorté le patient hors de l’espace de test, enregistrez les signaux magnétiques du MSR vide pendant deux minutes sans la présence du patient.

Commencez par ouvrir les données dans le logiciel d’analyse. Affichez les données EEG et MEG avec deux fenêtres alignées verticalement de 10 secondes par page. Allez dans l’onglet filtre et réglez le filtre passe-haut sur un hertz, le filtre passe-bas sur 70 hertz et le filtre coupe-bande sur 50 ou 60 hertz.

Inspectez les données et identifiez les parties présentant des décharges d’épilepsie interictale ou des EEI. Marquez le pic de chaque IED apparaissant à la fois dans les données EEG et MEG. Exécutez l’algorithme de détection automatique des HFO sur les parties des données EEG avec des EED et importez les HFO détectés dans le logiciel pour la visualisation des données.

Pour examiner les événements HFO détectés, affichez les enregistrements EEG, MEG et périphériques avec des fenêtres alignées verticalement de deux secondes par page. Allez dans l’onglet filtre et réglez le filtre passe-bas sur 250 hertz et le filtre passe-haut sur 80 hertz. Pour vous assurer que les HFO détectés ne sont pas dus à des artefacts, vérifiez qu’il n’y a pas d’activité simultanée dans les enregistrements périphériques.

De plus, ne tenez compte que des événements HFO qui se produisent à la fois dans les signaux EEG et MEG et ne tenez pas compte des HFO qui ne chevauchent pas les EEI marqués. Ensuite, segmentez l’IRM du patient et obtenez la surface corticale à l’aide d’un logiciel d’analyse d’imagerie cérébrale et estimez le modèle avant avec la méthode des éléments limites. Pour chaque événement HFO, effectuez la localisation de la source sur les données EEG et MEG en utilisant l’entropie maximale des ondelettes sur la moyenne ou la méthode WGEM.

Faites la moyenne des résultats de localisation tout au long de la durée de l’événement pour obtenir une carte de localisation source. Enfin, visualisez la zone HFO sur la surface corticale, en appliquant un seuil de 60 % de l’amplitude d’activation maximale en utilisant à la fois les données EEG et MEG. Dans ces exemples de patients, les HFO ont été identifiés dans la bande de fréquence d’ondulation à 80 à 150 hertz, apparaissant à la fois dans l’EEG et la MEG et les DEI sus-jacents.

Le plan de fréquence temporelle de deux canaux EEG et MEG représentatifs montre le pic isolé typique au moment du HFO. Ici, les résultats de localisation du HFO sont présentés à partir de l’EEG du cuir chevelu et de la MEG pour une fille de 15 ans atteinte d’encéphalomalacie de la région de l’artère cérébrale moyenne droite. Les deux techniques localisent les HFO au voisinage de la lésion à un endroit proche de la jonction temporopariétale droite, bien qu’elles soient légèrement différentes.

Ici, les résultats pour un garçon de 11 ans atteint d’une encéphalomalacie temporale supérieure pariétale gauche sont présentés. La figure montre la concordance spatiale entre la zone HFO localisée de manière non invasive avec l’EEG du cuir chevelu et la MEG, les IED localisés par la MEG et la zone HFO localisée de manière invasive avec l’iEEG. L’emplacement des électrodes intracrâniennes contenant le plus grand nombre de HFO, LA51, LA52 et LA53, concordait avec l’activité des HFO localisée de manière non invasive et les deux chevauchaient la zone d’apparition des crises.

Il s’agit de la première étude à rapporter la localisation des oscillations interictales à haute fréquence avec des enregistrements simultanés EEG et MEG qui étudie également la concordance des résultats de localisation avec ceux des enregistrements intracrâniens. L’enregistrement, la détection et la localisation non invasifs des oscillations à haute fréquence sont des défis car les HFO sont des signaux très faibles générés par de petites régions du cerveau de l’ordre du millimètre cube et entravés par le bruit et l’activité cérébrale de fond. Jusqu’à présent, peu d’études ont réussi à montrer que les oscillations à haute fréquence peuvent être détectées de manière non invasive en utilisant l’électroencéphalographie et la magnétoencéphalographie et localiser cette activité en résolvant le problème inverse.

La maîtrise, l’amélioration et la valorisation du protocole proposé fourniront aux médecins des biomarqueurs fiables et non invasifs pour l’identification de la zone épileptogène. La mise au point de biomarqueurs a le potentiel de réduire la nécessité d’une surveillance à long terme et d’enregistrements intracrâniens invasifs et d’améliorer considérablement la procédure d’évaluation préopératoire des patients pédiatriques atteints d’épilepsie.