Межприступная высокочастотных колебаний с одновременным Обнаруженные магнитоэнцефалографии и электроэнцефалография как биомаркер детской эпилепсии

Общая цель данного протокола заключается в том, чтобы обеспечить стандартизированную методологию для надежной неинвазивной регистрации, обнаружения и локализации межприступных высокочастотных колебаний у педиатрических пациентов с рефрактерной эпилепсией с использованием одновременно регистрируемой электроэнцефалографии кожи головы и магнитоэнцефалографии. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы при детской эпилепсии, например, какая область мозга является эпилептогенной и должна быть резецирована во время операции. Основное преимущество этой методики заключается в том, что она позволяет неинвазивно локализовать область, которая генерирует высокочастотные колебания в мозге детей с эпилепсией.

Различные исследования показали, что высокочастотные колебания могут быть обнаружены неинвазивно с помощью ЭЭГ и МЭГ кожи головы, но лишь в нескольких исследованиях их генераторы локализуются на уровне источника. Представлена локализация основных генераторов высокочастотных колебаний, полученная при решении обратной задачи, и проведено сравнение ее с определенной эпилептологом. Начните с наложения на голову пациента колпачка для электроэнцефалографии или ЭЭГ по международной системе 10-20.

Очистите кожу в том месте, где находится каждый электрод, уберите волосы в сторону, а затем нанесите гель на каждый электрод. Далее поместите заземляющий электрод и электроды сравнения на голову пациента. Подключите дополнительные электроды для измерения горизонтальной и вертикальной электрокохлеографии, ЭОГ, электрокардиографии, ЭКГ, электромиографии, ЭМГ, а также дополнительные электроды ЭЭГ в местах, охватывающих височные области.

Затем с помощью ЭЭГ-метра измерьте импеданс для каждого электрода. Если импеданс превышает 10 килоом, снова очистите кожу и убедитесь, что он уменьшится ниже 10 килоом. Поместите четыре катушки HPI на колпачок ЭЭГ.

Используйте дигитайзер для получения местоположения реперных ориентиров, включая левые/правые предушные точки и назион, а также расположение катушек HPI и электродов ЭЭГ. Оцифруйте дополнительные точки головы для получения точной формы головы. Затем перенесите пациента в магнитно-экранированную комнату, или MSR, где находится система магнитоэнцефалографии (МЭГ).

Уложите больного на кровать. Поместите их голову в шлем MEG и приложите соответствующие прокладки под голову пациента для комфорта. Отрегулируйте положение головы пациента в сканере, следя за тем, чтобы она располагалась как можно глубже в шлеме.

Наконец, закройте дверь в MSR и общайтесь с пациентом через систему внутренней связи. Начните запись, нажав кнопку «Перейти» в программном обеспечении для сбора данных MEG. Проверьте в режиме онлайн все записанные сигналы и исправьте плохие каналы MEG с помощью сенсорного тюнера.

Затем измерьте положение головы пациента, нажав кнопку измерения в программном обеспечении для сбора данных MEG. Если голова пациента недостаточно хорошо покрыта сенсорным массивом, попросите пациента переместить голову поглубже в шлем. Затем в программном обеспечении для сбора данных МЭГ нажмите кнопку записи, чтобы записать МЭГ, ЭЭГ и получить записи с периферии в течение 60 минут.

После завершения записи откройте MSR и выньте пациента из комнаты MSR. Аккуратно снимите все ленты, электроды, катушки HPI и колпачок ЭЭГ. Наконец, после сопровождения пациента из помещения для исследования запишите магнитные сигналы пустого MSR в течение двух минут без присутствия пациента.

Начните с открытия данных в программном обеспечении для анализа. Отображение данных ЭЭГ и МЭГ с помощью двух вертикально выровненных окон по 10 секунд на странице. Перейдите на вкладку фильтра фильтра высоких частот и установите фильтр высоких частот на частоту в один герц, фильтр нижних частот — на 70 герц, а фильтр нижних частот — на частоту 50 или 60 герц.

Изучите данные и определите участки с межприступными эпилептическими разрядами или СВУ. Отметьте пик каждого ИЭУ, возникающий как в данных ЭЭГ, так и в МЭГ. Запустите алгоритм автоматического обнаружения СОТ на участках данных ЭЭГ с помощью ИЭУ и импортируйте обнаруженные СОТ в программное обеспечение для визуализации данных.

Для просмотра обнаруженных событий HFO отображайте записи ЭЭГ, МЭГ и периферийных устройств с вертикально выровненными окнами по две секунды на страницу. Перейдите на вкладку фильтра и установите фильтр нижних частот на 250 герц, а фильтр высоких частот на 80 герц. Чтобы убедиться в том, что обнаруженные мазуты не являются результатом артефактов, убедитесь, что в периферийных записях нет параллельной активности.

Кроме того, учитывайте только события HFO, которые происходят в сигналах ЭЭГ и MEG, и не обращайте внимания на HFO, которые не перекрываются с отмеченными IED. Затем сегментируйте МРТ пациента и получите поверхность коры головного мозга с помощью программного обеспечения для анализа визуализации мозга и оцените прямую модель с помощью метода граничных элементов. Для каждого события HFO выполните локализацию источника по данным ЭЭГ и МЭГ, используя вейвлет-максимальную энтропию по среднему или методом WMEM.

Усредняйте результаты локализации по длительности события, чтобы получить карту исходной локализации. Наконец, визуализируйте зону HFO на поверхности коры головного мозга, применяя порог в 60% от максимальной амплитуды активации, используя данные ЭЭГ и МЭГ. В этих примерах пациентов ГФО были идентифицированы в диапазоне частот пульсаций на частоте от 80 до 150 Гц, встречающихся как в ЭЭГ, так и в МЭГ, а также в вышележащих ИЭУ.

Временная плоскость частот двух репрезентативных каналов ЭЭГ и МЭГ показывает типичный изолированный пик во время СЧ. Здесь представлены результаты локализации ГФО с ЭЭГ кожи головы и МЭГ у 15-летней девочки с энцефаломаляцией правой средней мозговой артерии. Оба метода локализуют HFO в непосредственной близости от поражения в месте, близком к правому височно-теменному соединению, хотя они немного отличаются.

Здесь представлены результаты для 11-летнего мальчика с левотеменной верхней височной энцефаломаляцией. На рисунке показано пространственное соответствие между зоной СЧ, локализованной неинвазивно с помощью ЭЭГ и МЭГ кожи головы, ИЭУ, локализованными с помощью МЭГ, и зоной СЧ, локализованной инвазивно с помощью ЭЭГ. Расположение внутричерепных электродов с наибольшим числом HFO, LA51, LA52 и LA53, согласуется с локализованной неинвазивной активностью HFO, и оба они перекрываются с зоной начала судорог.

Это первое исследование, в котором сообщается о локализации межприступных высокочастотных колебаний с одновременными записями ЭЭГ и МЭГ, в котором также исследуется соответствие результатов локализации с результатами внутричерепных записей. Неинвазивная регистрация, обнаружение и локализация высокочастотных колебаний является сложной задачей, поскольку HFO представляют собой очень слабые сигналы, генерируемые небольшими областями мозга размером порядка кубических миллиметров и затрудняемые шумом и фоновой активностью мозга. До сих пор в немногих исследованиях удалось показать, что высокочастотные колебания могут быть обнаружены неинвазивно с помощью электроэнцефалографии и магнитоэнцефалографии и локализовать эту активность путем решения обратной задачи.

Освоение, совершенствование, оценка предложенного протокола позволит врачам получить надежный, неинвазивно регистрируемый биомаркер для идентификации эпилептогенной зоны. Разработка биомаркера может снизить потребность в долгосрочном мониторинге и инвазивных внутричерепных записях, а также значительно улучшить процедуру предоперационной оценки педиатрических пациентов с эпилепсией.