Abstract
간질 환자의 30 % 정도가 항 경련제 난치성이다. 이러한 경우에는, 수술 / 제어 발작을 제거하는 유일한 대안이다. 그러나, 환자의 상당한 소수 심지어 발작의 의심 소스가 제대로 지역화와 절제되어있는 사람들의 경우, 수술 후 발작을 전시하고 있습니다. 여기에 제시된 프로토콜은 통상적으로 네트워크 분석을위한 새로운 기술에 측두엽 간질 (TLE) 환자의 수술 전 평가시에 사용되는 임상 절차를 결합한다. 상기 방법은 근심 네트워크 파라미터의 시간적 전개의 평가를 허용한다. 주변 구덩이에 난원의 개존증 전극 (FOE)의 양자 삽입 동시에 측두엽의 여러 근심 지역에서 electrocortical 활동을 기록합니다. 또한, 기록 된 시계열인가 네트워크 방법은 모두 interictally와 근심 동안 네트워크의 1961-1990 트랙발작. 이러한 방식으로, 제시된 프로토콜은 시각화 여러 근심 영역 대신에 하나의 영역 사이의 관계를 고려한 조치를 정량화하는 독특한 방법을 제공한다.
Introduction
세계 인구의 2 % - 간질 1에 영향을 미치는 해제 질환이다. 대부분의 경우, 발작 - 간질의 특징은 - 완전히 제어 할 수 또는 항 간질 약물 폐지. 그러나, 간질 특허의 약 30 %의 약물 치료에 반응한다. 간질 환자의 가장 일반적인 형태에서 측두엽 간질 (TLE) 1 다행히도 수술은 환자의 상태를 개선하는 유효한 대안이다. 메타 분석의 결과는이 비율이 특히, 여러 가지 요인에 걸쳐 다양하지만 약제 내성 TLE 환자의 약 2/3, 해마의 유형 발작 무료 resective 수술 2,3 후 첫 2 ~ 3 년에 있음을 보여 경화증 2. 성공적인 결과를위한 중요한 단계는 일반적 mesia에 위치한 소위 간질 포커스의 정확한 위치 파악, 발작의 발생에 책임이있는 피질 영역이며측두엽의 리터 영역입니다. 그러나, 간질 포커스 정확하게 수술 중에 절제 식별 된 이러한 경우, 환자의 상당한 소수 수술후 발작으로 남아 있거나, 발작 제어 엄격한 항 간질 약물 치료하에 위치되어야한다. 따라서, 새로운 관점하는주의가 더이상 아니라 피질 상호 이제 근본적인 문제를 구성 전적으로 격리 영역에 집중 등장하지 않았다. 이 "네트워크"접근법보다는 실형 구조의 역할을 강조하는보다 다른 영역 사이의 신경 연결 주목 초점을 맞추고 커 넥톰 개념 4에 접지된다. 이 새로운 패러다임은 그래프 이론, 그래프의 위상과 통계적 특성에 대한 연구에 전념 수학 프레임 워크에서 발견, 적절한 도구는 기본적인 연구 결과를 표현. 이러한 관점에서 뇌는 링크들에 의해 상호 연결된 노드의 세트로 간주 통상적 전세계 대부분 간질 센터에서 사용되는 많은 침습 신경 생리 학적 기법 중에서, 난원 전극 (원수) 특히 현저 개존증. 수술과 관련된 합병증을 감소시키는 열 개두술을 수행 할 필요가 없기 때문에 FOE 세미 침습적 방법이다. 또한, 주변 구덩이 11 FOE의 위치 등 entorhinal 피질과 같은 발작 발생 및 증식에 관여하는 여러 가지 구조 피질에서 근심 활동을 기록하기에 특히 편리한다. 따라서, 이후의 사용외관이 약제 내성 TLE 환자의 수술 전 평가에 널리 퍼져있다. 전통적으로,이 기술은 간기 간질 스파이크 날카로운 파 형태의 자극성 활성을 찾는데 사용되며,보다 중요하게, 정확하게 근심 발작 증상의 영역을 식별하기. 간질에 대한 국제 연맹 (ILAE)에서 분류 및 용어에위원회에서 제안 된 새로운 정의는 발작이 특정 네트워크 (12) 내의 어떤 점에서 발생한 것이 좋습니다. 또한, 여러 연구는 발작이 비정상적인 네트워크 활동에 의해보다는 고립 된 병적 지역 13 ~ 16에 의한 것을 증명하고있다. 분명히,이 새로운 관점은 복잡한 네트워크 방법론 새로운 수치 방법을 사용하여 이전에 획득 된 정보의 재분석이 필요합니다. 이러한 분석의 실제적인 사용은 아직 임상에 초기 있지만, 여러 연구에 연구 입증 그들의값 13-17. 아래에서 설명하는 프로토콜은 정기적으로 네트워크 분석의 새로운 기술과 약제 내성 TLE 간질 환자에 수행 된 임상의 조합입니다. 상기 방법은 근심 네트워크 파라미터의 시간적 전개의 평가를 허용한다. 주변 구덩이에 FOE의 양자 삽입 동시에 측두엽의 여러 근심 지역에서 electrocortical 활동을 기록합니다. 녹화 시간 시리즈에 적용되는 네트워크 방식 모두 interictally 및 발작 동안 근심 네트워크의 시간적 발전을 추적한다. 이러한 방식으로, 제시된 프로토콜은 시각화 여러 근심 영역 사이의 관계를 고려한 조치를 정량화하는 독특한 방법을 제공한다.
Protocol
아래에 설명 된 프로토콜에서 두 엄격하게 만 임상 적 기준에 의해 선택된 절제 수술에 대한 모든 근심 TLE 후보에서 준수 연구와 임상 두 프로토콜에 속하는 1, 2, 3 단계를 반복합니다. 4-5 연구 프로토콜 전속 단계. 두 절차는 병원 드 라 프린 세사의 윤리위원회의 지침에 따라 있습니다.
1. 사전 주입 절차
- 포인트 연구 과정이 임상 절차를 수정 어떠한 방식임을 주목하는, 임상에 적용 할 수있는 연구들에 대응하는 참가자 지정하는 실험 절차를 설명한다. 전극의 외과 적 이식의 잠재적 인 위험을 설명에 특별한주의를 기울이십시오. 서명 된 동의서 양식을 참가자를 얻습니다.
- 절제 수술에 대한 모든 후보의 경우, 수술 전 신경 및 신경 심리 엑사을 수행minations 18.
- 20 국제 시스템 Maudsley의 - 10에있어서, 99 테크네튬 HMPAO, 자기 공명 영상 (MRI) 1.5 T 및 비디오 뇌파 (V-EEG) 25 두피 전극을 이용하는 경우와 간기 단일 광자 방출 컴퓨터 단층 촬영 (SPECT)에 의해 환자의 평가 프로토콜 18.
- 수술 전 V-EEG 기록 머무는 동안, 점진적으로 넷째 날 (하루 투여 량의 약 3 분의 1)에 두 번째 날의 항 간질 약물을 테이퍼.
2. 주입 절차 (수술)
- 사전에 작동 항 경련제를 관리하고, 전신 마취하에 수술을 수행 (- / kg rocuronium 0.3 ㎎ / ㎏ 펜타닐 0.5 mg을 3 mg을 / 0.2 다음 프로포폴의 덩어리를, ㎏).
- 양측 커쉬너의 기술 (19)를 사용하여 주변 물 탱크에 1 cm 중심 간 거리가 2 ~ 6 접촉 원수를 삽입합니다.
- 환자 O를 배치n은 목 앙와위에서 운영 표, 부드럽게 15도에서 확장. 절개 부위에서 시작하여 바깥쪽으로 선회, 요오드 용액으로 환자의 뺨을 준비하고 즉시 절개 부위 주변의 영역 드레이프.
- Hartel의 랜드 마크 (20)에 따라 20 게이지 척추 바늘로 피부에 구멍 : 엔트리 포인트는 약 3cm가 전후방 평면에서 동측 학생 약 지점에 바로 떨어지는 지점을 향해 구강 접합면의 동측 측의 측 방향 2.5 cm 전방 측 방향 평면에서 외이도 (外耳道)에 관한 것이다.
- 투시에서 난원의 개존증의 영역을 향해 바늘을 전진. 바늘 끝의 위치를 결정하는 투시 영상에서 제공하는 측면도를 사용한다. 바늘이 난원의 개존증을 통과 할 때, (그림 1A를, 탐침을 제거하는 전극으로 대체하고, 주변 구덩이에 사전을
- 수술실 (21)의 투시 영상으로 정확한 주입을 평가; 이 같은합니다 (난원의 개존증에 전방에 위치) 하부 궤도 균열과 (여기에 후방에 위치) 경정맥 난원로 두개골베이스의 foramina에 침투를 배제하는 것이 중요하다. 이러한 잘못 삽관은 잠재적으로 심각한 신경 혈관 손상 (22)가 발생할 수 있습니다.
- 전극이 올바르게 주변 물 탱크에 위치되면, 커튼으로 피부에 고정합니다. 환자 일어나 및 복구 방에 그 또는 그녀를지도한다.
FOE 녹음 3. 취득
- 약 5.2 ± 2.4 일의 체류를 위해 V-EEG 실에 환자를 돌려줍니다 (SD ± 의미).
- 국제 10-20 시스템에 따라 19 전극을 배치합니다.
- , 측정 테이프를 사용하여 nasion (코의 다리)와 inion (후두 돌기) 사이의 거리를 측정마커와 D 마크 중간 지점합니다 (Cz에 전극의 위치). 측정 지점에게 nasion합니다 (FPZ 전극의 위치) 위의 거리의 10 %를 표시합니다.
- nasion 및 inion 방향 (각각 FZ과 PZ 전극의 위치) 모두에 거리에게 Cz에에서 20 % 마킹의 inion (오즈 전극의 위치)에 대해 동일한 절차를 반복합니다.
- preauricular 두 점 사이의 거리를 측정하고, 거리를 좌우 preauricular 점 (T3 및 T4 전극 각각) 위의 10 %를 표시한다. 이어서, C3 및 C4의 위치를 획득하기 위해 20 % Cz에 방향 모두 T3 및 T4 위의 거리를 표시한다.
- 뒤에 O1 (왼쪽)와 O2 (오른쪽) 앞과에서 FP1 (왼쪽)과 FP2 (오른쪽)의 양 전극 위의 거리의 5 %에 FPZ 오즈를 연결하기 위해 측정 테이프를 사용하여 주위를 만듭니다.
- 동일한 원주에서 OBT 할 inion 방향 상방의 거리의 10 %를 추가F7의 위치 AIN (그것이 preauricular 점 사이의 라인 상부에 위치한다) T3에 도달하고, T5 (O1 전극)을 획득하기 위해 다른 10 %를 추가의 10 %를 추가한다. 마크 각 전극의 위치 및 오른쪽 (짝수) 전극과 동일한 방법을 반복한다.
- 측정하고 중간 F7 및 FZ와 F3 방향으로 FP1으로의 상향 거리의 20 % 사이의 교차점 (F3 전극 위치)를 표시합니다. F4 (앞 오른쪽 위치), P3 (다시 왼쪽 위치) 및 P4 (백 왼쪽 위치)를 얻기 위해 머리의 각 사분면에이 과정을 반복합니다.
- 청소하고 피부를 건조. 각 전극 컵에 도전 젤 콜로 디온의 적당한 양을 배치하고, 수험 공부 지역에 전극을 배치합니다. 헤어 드라이어와 콜로 디온을 건조시킵니다.
- , 측정 테이프를 사용하여 nasion (코의 다리)와 inion (후두 돌기) 사이의 거리를 측정마커와 D 마크 중간 지점합니다 (Cz에 전극의 위치). 측정 지점에게 nasion합니다 (FPZ 전극의 위치) 위의 거리의 10 %를 표시합니다.
- 이미 electroencephalographer에 연결된 전극 상자에 와이어에 의해 전극 (두피와 원수)을 모두 연결합니다. 전극 신호가 잘 있는지 확인하고, 두피에 전극을 IMPE 확인춤은 electroencephalographer를 사용하여 10 kΩ에서 받고있다.
- 디지털 두피 뇌파 (EEG)를 비디오 동기화 electroencephalographer (V-EEG)를 사용하여 데이터 및 FOE 데이터 1024 Hz에서 획득하고, 0.5 내지 밴드 패스 필터를 이용하여 데이터를 필터링 - 100 Hz에서 노치 필터 (50 Hz로) electroencephalographer와.
- 점진적 발작의 가능성을 증가시키기 위해 제 일 (하루 투여 량의 약 1/3)에 제의 항 간질 약물을 제거한다. 이 단계는 각 환자의 특정 약물 처방에 따라 달라집니다.
- 느린 파 단지, polyspikes, 빠른 스파이크, 날카로운 파도, 날카로운 - 및 - 느린 파 단지의 실행을 포함하여 간질 요소 (23)를 표시 전극 / 채널을 식별하여 ictogenic 영역을 찾아 약을 간기 발작과 발작 활동을 모두 사용 느린 날카로운 파도, 스파이크와 스파이크 느린 파도. 뿐만 아니라, 발작 시작과 끝의 시간을 기록연구와 관련된 예 기타 임상 증상이나 발생. 환자의 머리에서의 전극 위치와 간질 활성이 나타나는 위치를 식별하는 해부학 수있는 EEG 소프트웨어 헤드 모델간에 일대일 매핑이 존재한다.
- 이 연구가 완료되면 환자의 입이 반 개설 남아있는 동안, 부드럽게를 잡아 당겨 V-EEG 장치에서 적을 제거합니다. 체계적으로 신경 학적 증상이 나타날 경우를 제외하고, FOE 제거 후 이미지를 수행하지 마십시오. 이러한 경우, 긴급 전산화 단층 촬영 (CT) 검사를 수행합니다.
4. FOE 신호 전처리
- (이미 전문가의 신경 생리에 의해 식별) 발작의 약 30 분 (그림 1C)의 수치 해석에 적합한 신 (新) 시대에 ASCII 형식으로 200 Hz에서에서 electroencephalographer에 저장된 데이터를 내 보냅니다. 이러한 포화 전기 활동, 근육 활동, 전자 등의 유물을 포함하는 신 (新) 시대를, 피lectrode 변위.
- 모든 UNIX 스트림 편집기를 사용하여 내 보낸 파일을 열고, 오직 타임 스탬프 및 채널 전압을 떠나 보낸 데이터 파일에서 모든 숫자가 아닌 문자를 제거합니다. 또한 수치 해석에 대한 수정 된 파일을 저장합니다.
참고 : 지금부터, R 저장소 또는 제 코드 (표 1)에서 R 패키지를 사용하여 모든 계산을 수행합니다. - R 소프트웨어를 사용하여 필요한 R 패키지를 설치하고, R 환경으로 수정 된 데이터 파일을로드. 비어있는 채널을 제거하고, 평균 중간 선 기준 (FZ + + Cz에 년 Pz) / 3을 참조로, 모든 데이터를 포함하는 어레이의 특정 열의 각 행에 할당 모든 채널을 주문한다.
- 및 라인 주파수 (약 50 Hz에서)의 효과적인 제거를 위해 확인 결과 변수를 플롯 : 고속 푸리에 변환 알고리즘 (FFT R 함수 Transform)을 사용한다. 다른 스퓨리어스 FR을 필터링하는 주파수 영역을 사용equencies 그 신호를 오염시킬 수있다.
- 16 두피와 12 적 - -는 R 기능 TS를 사용하여 28 열 (MTS) 다변량 시계열 객체에로드 된 데이터를 변환합니다. MTS가 파일 크기를 감소시키고 연산 시간을 최적화하기 위해 각각 5 초 (200 Hz에서 1000 데이터 지점)의 비 - 중첩 시간 창에 물체 나눈다.
5. 후 처리 계산 (복잡한 네트워크 분석)
참고 : 시간 진화를 시각화의 목적으로, 발작 발병 (60 창) 전에 5 분에서 시작하여 발작 발병 후 오분 (60 창)에서 끝나는, 각 시간 창 아래에 설명 된 조치를 계산합니다.
- 다른 시계열 사이의 상관 관계를 고려하지 않고 각 컬럼 / 채널에 대한 단 변량 측정, 스펙트럼 전력, 흥분 및 스펙트럼 엔트로피를 계산합니다.
- 각 V에 대한 흥분 (S)를 계산들러 (24)에 의해 제안 된 식에 따른 제 코드를 사용 oltage 활동 시계열 (보조 파일 참조). S> 2.5는 경험적으로 결정된 임계 값 17,25,26, 간질 간주됩니다.
- (- 7 Hz에서 4), 알파 (7-14 Hz에서), 베타 (14-30 Hz의 각 활동 시계열 들어, 델타 (> 0.5 Hz에서 <4 Hz에서), 세타하는 제 코드를 사용하여 전력 스펙트럼 밀도를 계산 )와 감마 (> 30).
- 각 시계열 대신 해당 확률 시계열의 전력 스펙트럼 밀도를 이용하여 제 코드 섀넌 엔트로피를 계산한다. 전극 세트를 통해 각 채널에 대해 얻어진 개별 스펙트럼 엔트로피 (SE)의 값을 평균화. 섀넌 엔트로피는 추가 파일에 설명되어 있습니다.
주 : SE 스펙트럼의 엔트로피 때문에 SE의 감소가 스펙트럼의 주파수의 수가 감소하는 것으로 해석되어야한다.
- 네트워크 조치
아니E :이 부분은 전극의 다른 시계열 사이의 상호 작용을 평가합니다.- 제로 지연 (: R CCF 기능)에서 계산 된 직선 상호 상관 계수의 절대 값을 이용하여 각각의 시간 창에 전압 시계열의 각 쌍 사이의 기능적 연결성을 계산한다.
주 : 동기 비 대표 값을 제거 17,25,26 이전 연구에 기초하여 임계 값을 설정하기 위해. 특히이 경우, 0.5의 임계 값을 사용한다. - igraph의 R 패키지 (27)를 설치합니다. 인접성 매트릭스에서 igraph 개체 (: graph.adjacency R 기능)를 만듭니다. 그래프 가중치 방향성 것을 지정 이전 단계에서 수득 된 상관 행렬을 사용한다.
- 각각의 시간 창에서 전체 네트워크 (두피 + FOE)의 평균 경로 길이 (APL) (R 기능 average.path.length)를 계산하고, 4 개의 서브 네트워크의 각 : 왼쪽 두피, 오른쪽 두피, FOE를 떠나 바로 FOE. 전자에서모듈화 (MOD) (R 기능 : 모듈) 평균 클러스터링 계수 (ACC) (R 기능 : 이행 성) xactly 같은 방식으로 링크의 밀도 (DOL) (graph.density R 함수)를 계산한다.
- 대신 상호 상관 함수의 기능적 연결성의 추정치로서 위상 동기화 (제 R 코드)을 이용하여 5.2.1 내지 5.2.3 이전 단계를 반복한다.
- 제로 지연 (: R CCF 기능)에서 계산 된 직선 상호 상관 계수의 절대 값을 이용하여 각각의 시간 창에 전압 시계열의 각 쌍 사이의 기능적 연결성을 계산한다.
- preictal 및 발작 단계 사이뿐만 아니라 preictal 및 발작 단계 사이에, 상기 변수의 변화의 크기의 효과를 나타 내기 위해, (SMD 패키지 MBESS에서 R 기능) 표준화 된 평균 차 (SMD)를 계산한다.
- 기준으로 preictal을 고려하여 preictal 값으로 5 분 발작 발병 마크 전에 삼십초 (6 값)을 선택합니다. 30의 유사한 시간 창은 SMD를 사용함으로써, preictal 스테이지 변경 대하여 정량화하기 위해 발작 중에 선택 될 수있다.
Representative Results
축 시상 MRI (도 1a 상부 패널)에 도시 된 바와 같이 원수의 최종 위치는 주변 저수조이다. 측두엽 (그림 1A 낮은 패널)의 여러 근심 구조에서 FOE 레코드 전기 활동의 연락처. (20) 시스템 (그림 1B 오른쪽) - 수술 (그림 1B 왼쪽 패널) 후, 환자는 두피에 전극을 10으로 따라 배치되는 비디오 EEG 실에 전달됩니다. 비디오 - 뇌파 룸에서 체류하는 동안 환자는 지속적으로 잘 비디오 및 중요한 상수로, 추가 분석 두피와 FOE 기록에 대한 저장, 모니터링된다. 일반적인 원시 두피와 FOE 신호 (그림 1C)는 왼쪽 FOE에서 발작의 모양과 두피과 오른쪽 FOE 연락처에 그것의 확산을 보여줍니다.
을 사용하여 간질 활동의 표현흥분 (S)가 발작과 발작 기간에 preictal에서 전환하는 동안 그림 1C에서 원시 EEG 녹화에 해당한다 (그림 2). 발작 발병이 시점이라고 고체 수직 라인과 시간 (x 축)으로 표시됩니다. S (흥분)>의 값 2.5 자극성 또는 간질 활동 17,25,26을 나타낸다. 높은 흥분 (붉은 색) 왼쪽 FOE 연락처 (LFOE)에 더 높은 강도로 첫째로 나타났다. 전문가의 신경 생리에 의해 통보로이 결과는 왼쪽 근심 측두엽 간질과 조화 된입니다.
여러 네트워크 대책 시간적 동성뿐만 아니라도 1c 및도 2에 표시된 동일한 발작에 대응하는 발작과 발작 단계의 preictal로부터 천이 동안 엔트로피 스펙트럼 (도 3). 발작 발병 고체 VERTI으로 표시됩니다CAL 라인 시간 (x 축)은이 시점이라고한다. 이 경우, 네트워크는 두피 FOE 모두 포함한 전극의 전체 세트에 내장 하였다. 인돌 및 ACC 값은 전체 접속의 증가를 시사 APL 및 모 감소하여, 발작 동안 높았다. 이 기간 동안, SE의 낮은 수준이 관찰과 흥분성 (점선 수직 라인)이 사라지면 지속 하였다.
발작과 발작 단계에 preictal에서 전환하는 동안 네트워크 조치 ACC, DOLS 및 APL 각 FOE의 SE (좌우) (그림 4)의 분석. 발작 발병이 시점이라고 고체 수직 라인과 시간 (x 축)으로 표시됩니다. 이러한 조치의 진화는도 1, 2 및 3과 동일한 발작에 대응한다. 동측 (왼쪽) 근심 ACC, DOLS 및 APL은 contrala 이전과 높은 변화를 제시좌측 측두엽 간질의 발병 영역의 위치에 의해 설명 될 수 teral 값. 더 세분 가능한 없어서이 경우, 모 계산할 수 없었다.
기능적 연결성도 1, 2, 3과 동일한 발작 동안 (도 5)와 (4)의 대표 영상은 발작 증상 (시간 0) 후의 임계 변화를 제공한다. 즉 에지의 링크의 수와 두께 (강도)의 증가에 의해 알 수있는 바와 같이, 그 시점에서 모든 전극 사이의 연결이 급격히 증가한다. 이러한 증가는 시간에 0.1 내지 0.2의 좌측 FOE 사이에 시작하고, 전체 네트워크에 도달하기 전에 반대측에 퍼진다.
| FFT | 4.3 | (통계 패키지)는 고속 푸리에 TR를 계산신호의 ansform. |
| TS | 4.4 | (통계 패키지)는 다변량 시계열 객체 (MTS)를 작성합니다. 샘플링 주파수를 제공한다. |
| 흥분 | 5.1.1 | 사랑하는 R 기능에 따라 (제) 함수. 신호의 기울기의 절대 값을 계산하고, 표준 편차 짧은 기간 기준으로 정규화. 임계 값을 제공한다. |
| 파워 스펙트럼 밀도 및 스펙트럼 엔트로피 | 5.1.2 | 스펙트럼 및 엔트로피 R 기능에 따라 (제) 함수. 정규화 된 파워 스펙트럼 정규화 된 파워 스펙트럼의 섀넌 엔트로피를 계산 |
| CCF | 5.2.1 | (기본 패키지)는 상관 행렬을 발생 제로 지연으로 피어슨 상관을 사용하여 MTS 개체 선형 상호 상관을 계산한다. 절대 값은 calcul해야한다ated. |
| graph.adjacency | 5.2.2 | (igraph 패키지)는 igraph 그래프, 다음 igraph 기능에 의해 사용되는 기본 오브젝트를 작성합니다 |
| average.path.length | 5.2.3 | (igraph 패키지)는 네트워크의 모든 노드를 통해 최단 경로를 따라 스텝의 평균 수를 계산하여 그래프의 평균 경로 길이를 결정한다. |
| graph.density | 5.2.3 | (igraph 패키지) 링크의 실제 개수 및 상기 네트워크의 모든 가능한 링크 사이의 비율을 계산하여 그래프의 링크의 밀도를 계산한다. |
| 모듈화 | 5.2.3 | (igraph 패키지)의 노드 그룹보다 네트워크의 다른 노드들보다 그들 사이에 연결되어 계산하여 그래프의 모듈화를 결정 |
| 이행 성 | 5.2.3 | (igraph 패키지)도 서로 이웃의 이웃 노드의 비율을 계산하여 그래프의 평균 클러스터링 계수를 결정 |
| 위상 동기화 | 5.2.4 | (제) 함수는 0과 1 사이의 값을 획득하기 위해 평균 위상 상관을 계산 FFT R의 함수에 기초 |
| SMD | 5.3 | (MBESS 패키지) 표준 풀링 차이에 대하여 그룹 사이의 평균 차이를 계산하여 차분 - 크기 효과를 연출 평균 결정합니다 |
표 1 : 데이터 처리에 사용 R 기능을 제공합니다.
그림 1 : 난원 공 개존증 전극. (A)의 최종 위치를주변 구덩이에 FOE. 상단 패널은 축 (왼쪽)과 FOE 접촉 위치 (흰색 화살표)를 표시 시상 (오른쪽) MRI 이미지를 보여줍니다. 삽입 FOE와 인간의 표본 (해부 용 시체) (하단 패널, 흰색 화살표로 표시된 연락처). (B) FOE과 두피에 전극을 설치. 환자는 단지 FOE 삽입 수술 (왼쪽 패널) 후 비디오 - 뇌파 숙박 (오른쪽 패널) 동안 머리. (C) FOE과 두피 녹음. 좌측 TLE 환자에서 복합 부분 발작 (5 분 후 및 발작 발병 전). RFOE1-RFOE6은 # 6 바로 FOE # 1의 약자 LFOE1-LFOE6은 # 6 왼쪽 FOE # 1을 의미합니다. 발작 발병은 수직 빨간색 라인과 흰색 화살표 머리로 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2 : 흥분에 의해 정량화 왼쪽 버튼 TLE 환자에서 복합 부분 발작의 표현입니다. 색상 스케일은 각각의 전극 용 흥분성 레벨 (S)를 정량화한다. 오른쪽 난원의 개존증 전극 (RFOE)과 왼쪽 난원의 개존증 전극 (LFOE)은 각각 오른쪽의 연락처와 왼쪽 난원 개존증 전극 (y 축)을 나타냅니다. x 축은 전문가 신경 생리 의해 측정 개시 (굵은 수직선) 압류 제 (분)에 대해 시간을 표시한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3 : 전체 네트워크 (두피 + FOE) 그림 2. 평균 클러스터링 계수 (ACC), 평균 경로 길이에서 동일 환자와 같은 발작에서 측정 (APL), 링크 (DOLS), 모듈 (MOD) 및 전체 네트워크 (두피 + FOE)에 대한 스펙트럼 엔트로피 (SE)의 밀도가 표시됩니다. 수직 점선은 흥분성 (S)를 나타낸다. x 축은 발병 (두꺼운 수직 실선) 압류 시간 대하여 표시한다. 열 연속 창을 통해 이동 평균은 두꺼운 검은 색 선으로 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4 : 그림 2와 3의 평균 클러스터링 계수 (ACC), 평균 경로 길이 (APL)에서 동일 환자의 근심 조치, 왼쪽과 오른쪽 난원 모두 링크 (DOLS) 및 스펙트럼 엔트로피 (SE)의 밀도 개존증 전극 (적). 수직 점선은 흥분을 표시합니다. x 축은 시간 (S)에 대하여 마크eizure 시작 (두꺼운 수직 실선). 열 연속 창을 통해 이동 평균은 두꺼운 검은 색 선으로 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 5 : 연결 패턴의 동적 복잡한 부분 발작시. 링크 강도 가장자리의 두께로 표현된다. 시간 (낮은 번호) 발작 발병 (시간 0)를 기준으로합니다. 각 프레임은 5 초 깁니다. 왼쪽과 오른쪽 난원의 개존증 전극 (L1-L6 및 R1-R6)는 각각 산호와 파란색 동그라미로 표시됩니다. 왼쪽과 오른쪽 두피 전극은 각각 오렌지와 시안 원으로 표시됩니다. D 여기를 클릭하십시오이 영화를 ownload.
Discussion
전통적으로, 간질 발작의 유일한 원인으로, 특정 영역에 필수적으로 발작 발병 영역의 중요성을 고립 영역 지향 방식 하에서 조사 하였다. 최근에, 피질 영역 사이의 상호 작용의 중요성을 강조 진정한 네트워크 접근은 전통적인 영역 중심 관점 13-17,28 위에 애용되고있다. 그러나, 네트워크 질환 간질 증거가 현재 몸 여전히 제각기이고, 더 많은 연구가 필요하다. 본 작품은 복잡한 네트워크 접근 아래 FOE 등의 전통적인 방법에 의해 제공되는 데이터를 재분석하는 것을 목표로하고있다. 여기에 제시된 프로토콜은 TLE 환자의 반 침습적 녹음의 복잡한 네트워크 및 스펙트럼 분석을 수행 할 수있는 단계 방법론적인 절차에 의해 단계를 설명합니다.
보다 전통적인 LOC와 비교하여 상술 한 방법의 적용은 네트워크 접근 방법의 유용성을 보여 주었다alized 또는 영역 중심의 관점. 최근 작품 17,29에서는 여기에 설명 하나, 내화 TLE 환자의 근심 연결의 불균형으로 알 수있다 매우 동일한 절차를 사용하여, 그 모습으로 넘어졌습니다. 근심 연결은 간기 (29)과 발작 17,29 단계에서 모두 동측 측에 감소된다. 이 결과는 전적으로 간질 활동이 발생하는 지역을 보면 예상 할 수 없습니다. 이 든 놀라운 결과는의 fMRI 신호 (30, 31)에 네트워크 이론을 사용하여 설명 하였다. 는에 토미 데이트 (32)의 약물 투여가 더욱이, FOE + 네트워크 이론의 합성 기술의 적용은, 발작 및 간질 중에 활성 프로모터의 영향하에 근심 활동의 동등성을 보여준다.
여기에 설명 된 기술은 최대 하나의 O에서 짧은 지속 간기 레코딩에서 근심 네트워크 불균형을 검출 할 수있다R 이시간 29. 이러한 방식으로, 분석 시간과 환자의 입원 기간의 급격한 감소가 달성 될 수있다. 또한, 치료 적 관점에서, TLE 환자에서 기존의 불균형은 뇌 심부 자극에서 수행되는 방법만큼 만성적 (신경 외과로) 주입 장치를 사용하여 "해결"될 수있다.
이 프로토콜에서 제공되는 정보를 사용하여 최적의 결과를 얻기 위해 일부 문제는 사전에 고려되어야한다. 자신의 잘못된 배치가 심각한 신경 학적 결과 및 잘못된 기록을 생성 할 수 있기 때문에 먼저, 전극의 이식은 경험이 풍부한 신경 외과 의사에 의해 수행되어야한다. 또한, 추가 분석을 위해 적절한 시대의 선택은 원시 EEG의 신경 생리 학자의 해석에 전적으로 의존; 따라서, 임상 EEG 분석 경험은 필수입니다. 뇌전도에서 보낸 파일의 데이터 포맷은 파트 1에 따라큘라 브랜드; 결과적으로, 좋은 프로그래밍 기술은 서로 다른 데이터 포맷 스크립트 적응이 필요하다. 마지막으로, 데이터의 신뢰성을 보장하기 위해 품질 관리의 결과에 적용되어야한다. 과대 평가하고 오탐 (false positive)은 상관 관계가 높은 번호와 작업 할 때 나타날 가능성이 높다. 이러한 경우, 통계적 방법은 감도 표기 향상시킬 수있다. 이와 관련하여, 진정한 기본 동기화 대표 아닌 값을 폐기 상관의 임계 값을 설정하는 것이 중요하다. 따라서,이 프로토콜에서, 노드 i와 j 사이의 에지는 이들 노드 사이의 상관 관계의 절대 값이 기준은 이전 17,26 고용, 0.5보다 큰 경우에 존재하는 것으로 간주된다. 0.2 내지 0.8의 범위의 다른 임계 값은 유사한 결과를 검증하기 위하여 다음과 같은 임계 한 임계치에서 부드러운 전환을 보장하기 위해 사용되어야한다. 임계 값에 더하여 다른 methodologie에서S는 이러한 페로 니 보정 데이터 또는 대리 시험 등의 신뢰성있는 결과를 얻기 위해 사용될 수있다. EEG 데이터로 작업 할 때 또한, 뇌의 네트워크가 비선형 역학과 복잡한 시스템이라는 것을 명심하는 것이 중요하다; 따라서, 선형 관계에 더하여, 다른 비 - 선형 동기 대책 등 상호 정보 또는 위상 동기 (33)와 같은 결과의 품질을 보장하기 위해 사용되어야한다.
이 부분적으로이 연구에서 수행되는 것처럼, 두피 전극에서 직접 연결을 계산, 약간의 위험을 수반한다. 항상 볼륨 전도에 의한 두피 기록에 존재하는 오염 효과가 가장 큰 문제 휴식. 이 문제를 극복하는 한 가지 방법은 소스 공간, 많은 연구에 의해 채용 매력적인 대안에서 작업하는 것이다. 또 다른 방법은 진폭 효과의 오염을 최소화하는 동기화 방법의 사용을 요구한다. 위상 동기화를 사용하여 (또한 단계 L이라고그것은 여러 작업 34에서 입증 된 바와 같이 ocking 값) 우리는 볼륨 전도의 영향을 최소화한다.
다른 침습적 신경 생리 학적 기술에서와 같이, 적과 기록은 대조군에서 심각 특정 연구 프로토콜의 사용을 제한하는 점을 얻을 수 없다. FOE 녹음 데이터는 특히 TLE 환자 (33)의 간질 옆으로 재화 동안, 근심 측두엽 활동 17,29,35에 대한 유용한 정보를 제공합니다. 침습 기술과 비교하여, 원수 기술 뇌 비 외상성하고 비교적 간단한 조작을 수반하고, 그 녹화 시간 (11)의 장시간 고품질이다. MRI에 비해 FOE 녹음은 electrocortical 활동의 더 나은 시간 해상도를 제공합니다. 또한, 많은 가능성이 작품에 사용 된 것 이외의 조치를 탐험하기 위해 존재한다. 이러한 사실은 여러 생물 의학 기록을 분석의 가능성을 높일동시에. 복잡한 네트워크 및 스펙트럼 분석과 함께 FOE 녹음의 이러한 장점은이 기술을 임상에 응용 가능성과 간질 연구를위한 강력한 도구합니다.
Acknowledgments
이 작품은 연구소의 드 건배 카를로스 III에서 보조금에 의해 투자되었다, PI10 / 00160 및 PI12 / 02839을 통해 부분적으로 FEDER에 의해 무투 Madrileña에서 지원됩니다. AS-G. 무투 Madrileña에서 박사 교제를받는 사람이다. 3D 시뮬레이션은 Bio 디지털 인간 소프트웨어 (사용하여 만든 www.biodigital.com ) 및 ZygoteBody 전문 소프트웨어 (www.zygotebody.com)
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Foramen Ovale Electrodes | AD-Tech, Racine, USA |
FO06K-SP10X-000 | Six-contact platinum |
| Electroencephalograph | XLTEK, Canada | XLT-EEG32T | Natus XLTEK |
| MRI machine | General Electric | ||
| SPEC machine | General Electric |
References
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