Obrazowanie źródeł elektromagnetycznych w ocenie przedoperacyjnej dzieci z padaczką lekooporną

Naszym głównym celem badań jest opracowanie nowych biomarkerów padaczki, które usprawnią proces oceny przedoperacyjnej i poprawią wyniki operacyjne u dzieci cierpiących na padaczkę lekooporną. Próbujemy zbadać, czy metody nieinwazyjne mogą precyzyjnie zlokalizować obszary mózgu, które odpowiadają tkance epigenetycznej. Najnowsze osiągnięcia w naszej dziedzinie to możliwość jednoczesnego rejestrowania danych MEG i EEG o wysokiej gęstości z dużą liczbą czujników, nowe technologie EEG oferujące minimalny czas przygotowania, co ma kluczowe znaczenie u dzieci, oraz zaawansowane algorytmy, które łączą obrazowanie elektrycznego źródła magnetycznego w unikalne rozwiązanie.

Przedstawiamy dowody na to, że połączone obrazowanie źródła elektrycznego i magnetycznego na jednoczesnych zapisach MEG i EEG o wysokiej gęstości przewyższa każdą z tych modalności pod względem dokładności zlokalizowanej. Wynika to najprawdopodobniej z komplementarnych i potwierdzających profili czułości sygnałów MEG i EEG oraz zwiększonej liczby czujników. Demonstrujemy najnowocześniejszą konfigurację, która pozwala na jednoczesne rejestrowanie magnetycznej i elektrycznej aktywności mózgu za pomocą ponad 500 czujników pokrywających całą głowę.

Dzięki tej konfiguracji demonstrujemy nieinwazyjną lokalizację aktywności postaci padaczkowej międzynapadowej i ictal oraz mapowanie lokalnych obszarów, aby nie doszło do resekcji podczas operacji. Nasze odkrycia pomogą nam zrozumieć uzupełniające i potwierdzające informacje, które magnetoencefalografia i zapisy elektroencefalografii o wysokiej gęstości dostarczają w różnych scenariuszach klinicznych, w których lokalizacja ogniska padaczkowego jest trudna ze względu na głęboką lokalizację źródła lub jego promieniową orientację w stosunku do powierzchni kory mózgowej pacjenta. Na początek niech pacjent w szpitalnym fartuchu usiądzie wygodnie na drewnianym krześle.

Zmierz obwód głowy badanego, aby wybrać odpowiedni rozmiar siatki EEG. Namocz siatkę EEG o odpowiednim rozmiarze na pięć minut w roztworze ciepłej wody z kranu, elektrolitów i szamponu dla dzieci. Używając taśmy papierowej z mikroporami, umieść pięć cewek magnetycznych służących jako wskaźniki położenia głowy lub HPI w znanych miejscach bezpośrednio na skórze głowy.

Aby zarejestrować bicie serca badanego, umieść dwie elektrody EKG po prawej i lewej stronie klatki piersiowej odpowiednio poniżej obojczyka. Aby zarejestrować pionowe ruchy gałek ocznych lub mrugnięcia, umieść dwie elektrody EOG odpowiednio na górnej i dolnej stronie prawego oka. Przyklej dwie pary jednorazowych elektrod kubkowych na pierwszej grzbietowej międzykostnej i odwodzicielu pollicis brevis każdej ręki, aby zmierzyć aktywność mięśni podczas zadania wzrokowo-motorycznego.

Umieść odbiornik referencyjny w plastikowych goglach na głowie fotografowanej osoby. Za pomocą głównego odbiornika rysika zlokalizuj wzorcowe anatomiczne punkty orientacyjne, pozycję pięciu cewek HPI i równomiernie pobierz próbki z dodatkowych punktów skóry głowy. Przed nałożeniem siatki EEG włóż obie ręce do siatki i rozłóż ją.

Umieść rozciągniętą siatkę na głowie fotografowanej osoby i dostosuj jej położenie. Korzystając z miernika impedancji EEG, upewnij się, że impedancje wszystkich elektrod skóry głowy mieszczą się w zakresie od zera do 50 kiloomów. Aby określić trójwymiarowe pozycje elektrod EEG, poproś badanego, aby usiadł wygodnie i patrzył prosto przed siebie.

W oprogramowaniu skanera optycznego wybierz szablon czujnika, który pasuje do układu czujnika EEG używanego podczas nagrań i rozpocznij proces skanowania. Powoli przesuwaj skaner wokół głowy fotografowanej osoby, podążając za łukowatymi pasami od góry do dołu, aby zarejestrować fizyczne położenie wszystkich czujników. Następnie zbadaj punkty odniesienia w czterech czujnikach wyrównania za pomocą bezprzewodowej sondy optycznej, aby wyrównać chmurę czujników trójwymiarowych do wybranego szablonu czujnika.

Aby uzyskać dane dotyczące spoczynku lub snu, ustaw suwnicę systemu MEG w pozycji leżącej. Przenieś osobę do pomieszczenia ekranowanego magnetycznie (MSR) i pomóż usiąść na krawędzi łóżka i położyć się na nim. Delikatnie poruszaj głową fotografowanej osoby, aż dotknie wnętrza kasku.

Podłącz cewki HPI, elektrody EKG i EOG do odpowiednich paneli systemu MEG. Podłącz siatkę EEG do amplifier jednostka, aż znajdzie się w MSR. Sprawdź pomiary współrzędnych głowicy ze stanowiska akwizycji znajdującego się poza MSR.

W przypadku zadania motoryki wizualnej ustaw suwnicę systemu MEG w pozycji pionowej i ustaw krzesło MEG tak, aby głowa badanego znajdowała się pod suwnicą. Pomóż pacjentowi usiąść na niemagnetycznym i kompatybilnym krześle. Podłącz cewki HPI, EKG, EOG, pierwszą elektrodę grzbietową, międzykostną i odwodziciela pollicis brevis na prawym panelu maszyny MEG.

Podłącz siatkę EEG do amplifier jednostka wewnątrz MSR. Podnieś krzesło za pomocą pedału podnoszenia, aż głowa fotografowanej osoby lekko dotknie wnętrza kasku. Umieść ekran projekcyjny przed obiektem i poinstruuj go, aby stukał palcem wskazującym w stół tylko wtedy, gdy na ekranie pojawi się bodziec wizualny.

Użyj tej samej konfiguracji do stymulacji słuchowej i pomóż badanemu nosić słuchawki. Słuchając wyzwalacza dźwiękowego, poinstruuj badanego, aby skupił się na bodźcach wyświetlanych na ekranie. W przypadku stymulacji somatosensorycznej przymocuj cienkie elastyczne błony bezpośrednio do dystalnych części wolarnych trzech palców obu rąk w celu stymulacji dotykowej.

Zapytaj osobę o preferencje dotyczące oglądania filmów na ekranie projektora. Przed rozpoczęciem nagrywania zamknij drzwiczki MSR. Za pomocą systemu interkomu głosowego potwierdź komfort obiektu wewnątrz MSR i poinstruuj go, aby utrzymał nieruchomą pozycję przez około 30 sekund przed rozpoczęciem zadania.

Dla każdej sesji nagrywania naciśnij przycisk nagrywania w oprogramowaniu do akwizycji danych EEG, aby rozpocząć zapis EEG. Następnie naciśnij przycisk nagrywania w oprogramowaniu do akwizycji danych MEG, aby rozpocząć nagrywanie MEG. Na koniec naciśnij przycisk start w oprogramowaniu komputerowym do stymulacji, aby wyświetlić bodźce wizualne.

Nagrywaj około jednej godziny jednoczesnych sygnałów MEG i EEG dla danych dotyczących odpoczynku lub snu. Podobnie rejestruj sygnały MEG i EEG podczas zadania wzrokowo-motorycznego przez około godzinę. W przypadku stymulacji słuchowej zapisz około 20 minut, a w przypadku stymulacji somatosensorycznej zapisz około 14 minut jednoczesnych danych MEG i EEG.

Po nagraniu poproś osobę, aby usiadła na krześle na zewnątrz MSR. Wyciągnij siatkę EEG z głowy badanego obiema rękami, aż zostanie całkowicie odklejona. W Brainstorm zaimportuj jednoczesny sygnał MEG i HD EEG.

Korzystając ze standardowego ustawienia wyświetlania 10 sekund na stronę, zaznacz ujemny szczyt każdego IED, który występuje zarówno w zapisach MEG, jak i EEG, a także w każdej modalności z osobna. Zlokalizuj podstawowe generatory wybranych skoków międzynapadowych za pomocą nieograniczonej metody ECD na MEG, EEG i połączonej matrycy czujników MEG i EEG oddzielnie. Zaznacz ujemny szczyt każdego wybuchu wyładowań padaczkowych występujących podczas zdarzenia ictal na MEG i EEG, a także na każdej modalności osobno.

Podobnie, zlokalizuj podstawowe generatory wybranych wyładowań ictal za pomocą nieograniczonej metody ECD na nieograniczonej matrycy czujników MEG, EEG i połączonych czujników MEG i EEG oddzielnie. W celu mapowania kory ruchowej zaznacz zdarzenie stukania lewej ręki, wybierając pierwszy szczyt aktywacji mięśni inny niż linia bazowa na elektrodzie pary FDI. Następnie zastosuj średni montaż referencyjny i oszacuj średnią dla wszystkich bodźców, aby uzyskać pola i potencjały wywołane zdarzeniem.

Dla każdego pola i potencjału wywołanego zdarzeniem oblicz źródła korowe uśrednionych zdarzeń za pomocą DSPM dla MEG, EEG i połączonej matrycy czujników MEG i EEG osobno. U 10-letniej dziewczynki EMSI wskazało ogniskowe skupiska dipoli w obustronnych obszarach czołowo-skroniowych zgodnie z ESI wykonanym na wzorcowym iEEG. U 13-letniego chłopca EMSI ujawniło lokalizację początku ictal w płacie skroniowym zgodną z ESI na poziomie porównawczym iEEG.

U 15-letniej kobiety EMSI przeprowadzone na uśrednionych wzrokowych, motorycznych, słuchowych i somatosensorycznych odpowiedziach wywołanych wykazało maksymalną aktywację kory mózgowej w zaangażowanych obszarach wymownych.