Oscilações de alta frequência interictais detectado com simultânea Magnetoencefalografia e Eletroencefalografia como biomarcador da Pediatric epilepsia

O objetivo geral deste protocolo é fornecer uma metodologia padronizada para o registro, detecção e localização não invasivos confiáveis de oscilações interictais de alta frequência de pacientes pediátricos com epilepsia refratária a medicamentos usando eletroencefalografia e magnetoencefalografia do couro cabeludo registradas simultaneamente. Este método pode ajudar a responder a questões-chave na epilepsia pediátrica, como qual área do cérebro é epileptogênica e deve ser ressecada durante a cirurgia. A principal vantagem dessa técnica é que ela permite a localização não invasiva da área que gera oscilações de alta frequência no cérebro de crianças com epilepsia.

Diferentes estudos mostraram que oscilações de alta frequência podem ser detectadas de forma não invasiva usando EEG e MEG do couro cabeludo, mas apenas alguns estudos localizam seus geradores no nível da fonte. Apresentamos a localização dos geradores subjacentes de oscilações de alta frequência obtidos pela resolução do problema inverso e comparamos com o determinado pelo epileptologista. Comece colocando o eletroencefalógrafo ou a tampa de EEG na cabeça do paciente de acordo com o sistema internacional 10-20.

Limpe a pele onde cada eletrodo está localizado, mova o cabelo para fora do caminho e aplique gel para cada eletrodo. Em seguida, coloque os eletrodos de aterramento e referência na cabeça do paciente. Conecte eletrodos adicionais para medir eletrococleografia horizontal e vertical, EOG, eletrocardiografia, ECG, eletromiografia, EMG e eletrodos de EEG adicionais em locais que cobrem as regiões temporais.

Em seguida, use um EEG-o-o-meter para medir a impedância de cada eletrodo. Se a impedância estiver acima de 10 kiloohms, limpe a pele novamente e certifique-se de que ela diminua abaixo de 10 kiloohms. Coloque quatro bobinas HPI na tampa do EEG.

Use o digitalizador para obter as localizações dos pontos de referência fiduciais, incluindo pontos pré-auriculares esquerdo/direito e o násio, bem como a localização das bobinas HPI e dos eletrodos de EEG. Digitalize pontos de cabeça adicionais para obter o formato preciso da cabeça. Em seguida, transfira o paciente para a sala blindada magnética, ou MSR, onde o sistema de magnetoencefalografia, MEG, está localizado.

Deite o paciente na cama. Coloque a cabeça no capacete MEG e aplique almofadas apropriadas sob a cabeça do paciente para maior conforto. Ajuste a posição da cabeça do paciente no scanner, certificando-se de que ela esteja localizada o mais fundo possível no capacete.

Por fim, feche a porta do MSR e comunique-se com o paciente por meio de um sistema de intercomunicação. Inicie as gravações clicando no botão ir no software de aquisição MEG. Verifique online todos os sinais gravados e corrija canais MEG ruins usando um sintonizador de sensor.

Em seguida, meça a posição da cabeça do paciente clicando no botão de medição no software de aquisição de MEG. Se a cabeça do paciente não estiver bem coberta pela matriz sensorial, peça ao paciente para mover a cabeça mais fundo no capacete. Em seguida, no software de aquisição de MEG, clique no botão de gravação para gravar MEG, EEG e obter gravações periféricas por 60 minutos.

Após a conclusão da gravação, abra o MSR e retire o paciente da sala MSR. Remova cuidadosamente todas as fitas, eletrodos, bobinas HPI e a tampa do EEG. Finalmente, depois de escoltar o paciente para fora do espaço de teste, registre os sinais magnéticos do MSR vazio por dois minutos sem a presença do paciente.

Comece abrindo os dados no software de análise. Exiba dados de EEG e MEG com duas janelas alinhadas verticalmente de 10 segundos por página. Vá para a guia do filtro e defina o filtro passa-alta para um hertz, o filtro passa-baixa para 70 hertz e o filtro de entalhe para 50 ou 60 hertz.

Inspecione os dados e identifique porções com descargas epilépticas interictais ou IEDs. Marque o pico de cada IED que ocorre nos dados de EEG e MEG. Execute o algoritmo para a detecção automática de HFOs nas partes dos dados de EEG com IEDs e importe os HFOs detectados para o software para visualização de dados.

Para revisar os eventos HFO detectados, exiba gravações de EEG, MEG e periféricos com janelas alinhadas verticalmente de dois segundos por página. Vá para a guia do filtro e defina o filtro passa-baixa para 250 hertz e o filtro passa-alta para 80 hertz. Para garantir que os HFOs detectados não sejam devidos a artefatos, verifique se não há atividade simultânea nas gravações periféricas.

Além disso, considere apenas os eventos de HFO que ocorrem nos sinais de EEG e MEG e desconsidere os HFOs que não se sobrepõem aos IEDs marcados. Em seguida, segmente a ressonância magnética do paciente e obtenha a superfície cortical usando um software de análise de imagens cerebrais e estime o modelo direto com o método dos elementos de contorno. Para cada evento HFO, execute a localização da fonte nos dados EEG e MEG usando a entropia máxima wavelet no método médio ou WMEM.

Calcule a média dos resultados de localização ao longo da duração do evento para obter um mapa de localização de origem. Finalmente, visualize a zona HFO sobre a superfície cortical, aplicando um limite de 60% da amplitude máxima de ativação usando dados de EEG e MEG. Nesses exemplos de pacientes, os HFOs foram identificados na banda de frequência de ondulação de 80 a 150 hertz, ocorrendo em EEG e MEG e IEDs sobrepostos.

O plano de frequência de tempo de dois canais representativos de EEG e MEG mostra o pico isolado típico no momento da OAF. Aqui, os resultados da localização da HFO são mostrados tanto no EEG do couro cabeludo quanto no MEG para uma menina de 15 anos com encefalomalácia da região da artéria cerebral média direita. Ambas as técnicas localizam os HFOs nas proximidades da lesão em um local próximo à junção temporoparietal direita, embora fossem ligeiramente diferentes.

Aqui, são mostrados os resultados de um menino de 11 anos com encefalomalácia temporal superior parietal esquerda. A figura mostra a concordância espacial entre a zona HFO localizada de forma não invasiva com EEG e MEG do couro cabeludo, os IEDs localizados por MEG e a zona HFO localizada invasivamente com iEEG. A localização dos eletrodos intracranianos com maior número de HFOs, LA51, LA52 e LA53, foi concordante com a atividade da HFO localizada de forma não invasiva e ambos se sobrepuseram à zona de início da crise.

Este é o primeiro estudo a relatar a localização de oscilações interictais de alta frequência com registros simultâneos de EEG e MEG que também investiga a concordância dos resultados de localização com os de registros intracranianos. O registro, detecção e localização não invasivos de oscilações de alta frequência são desafiadores porque os HFOs são sinais muito fracos gerados por pequenas regiões cerebrais da ordem de milímetros cúbicos e prejudicados por ruído e atividade cerebral de fundo. Até agora, poucos estudos conseguiram mostrar que oscilações de alta frequência podem ser detectadas de forma não invasiva usando eletroencefalografia e magnetoencefalografia e localizaram essa atividade resolvendo o problema inverso.

Dominar, melhorar e valorizar o protocolo proposto fornecerá aos médicos um biomarcador confiável e não invasivo para a identificação da zona epileptogênica. O desenvolvimento de biomarcadores tem o potencial de reduzir a necessidade de monitoramento de longo prazo e registros intracranianos invasivos e melhorar significativamente o procedimento de avaliação pré-cirúrgica de pacientes pediátricos com epilepsia.