Bærbart MEG-system evaluerer epilepsi hos børn PlatoBlockchain Data Intelligence. Lodret søgning. Ai.

Bærbart MEG-system evaluerer epilepsi hos børn

Tidsstempel: 6. juni 2022 kl. 5

Optisk pumpede magnetometre (OPM'er) er en lovende ny teknologi, der kan gøre magnetoencefalografi (MEG) mere nøjagtig og tolerabel for patienter, der har svært ved at forblive ubevægelige, mens undersøgelsen udføres - såsom små børn.

MEG, et etableret klinisk værktøj, der bruges til ikke-invasivt at måle hjerneaktivitet, registrerer det magnetiske felt, der genereres af den elektriske aktivitet af kortikale neuroner. En vigtig anvendelse af MEG er at detektere den region af hjernen, hvorfra epileptiske anfald stammer fra. Lokalisering af denne epileptogene zone er afgørende for evaluering af patienter med fokal lægemiddelresistent epilepsi før hjernekirurgi for at lindre eller minimere anfald.

MEG udføres i øjeblikket ved hjælp af et omfangsrigt neuromagnetometer, der indeholder hundredvis af superledende kvanteinterferensenhedssensorer (SQUID), der har brug for kryogen afkøling. OPM'er er på den anden side lette, bærbare og bruger magnetiske sensorer, der ikke kræver kryogenik. I modsætning til SQUID-baserede MEG-systemer, der bruger en stiv, one-size-fits-all hjelm, kan en bærbar OPM-MEG-enhed optimeres til en persons hovedform og størrelse, hvilket gør brugen af ​​den med pædiatriske patienter mere gennemførlig.

Optisk pumpet magnetometer
Ingen køling nødvendig: Et enkelt optisk pumpet magnetometer. (Med høflighed: Odile Feys)

Et hold gik op kl Université Libre de Bruxelles har nu udført et prospektivt pilotstudie, der sammenligner OPM-baserede og kryogene MEG-datas evne til at detektere og lokalisere focal interictal epileptiform discharges (IEDs), de store intermitterende elektrofysiologiske hændelser observeret mellem epileptiske anfald. Forskerne fandt ud af, at en OPM-baseret MEG-enhed, udviklet af holdet i samarbejde med forskere ved University of Nottingham, var bedre til at identificere IED neurale kilder end en konventionel SQUID-baseret MEG.

Undersøgelsens resultater, rapporteret i Radiologibane vejen for yderligere udvikling af en bærbar, bevægelsestolerant OPM-MEG-enhed med hele hovedet til at optage signaler fra hele hjernen hos børn med fokal epilepsi. Denne type enhed kan potentielt også bruges til at registrere motoriske, sensoriske, sproglige, visuelle og auditive fremkaldte felter for at lokalisere de områder af hjernen, der styrer disse funktioner i en præ-kirurgisk indstilling.

Undersøgelsen omfattede fem børn (i alderen mellem fem og 11 år), der modtog behandling hos enten CUB Hôpital Erasme eller Dronning Fabiola Børneuniversitetshospital. Hvert barn bar en konventionel fleksibel EEG-hætte tilpasset deres individuelle hovedomkreds, hvorpå der blev syet 3D-printede plastiksensorbeslag til at fastgøre 32 sensorer. Beslagets design tillod digitalisering af OPM-positionen på barnets hovedbund ved hjælp af en elektromagnetisk tracker. Sensorerne dækkede kun delvist hovedbunden og blev placeret på og omkring den formodede placering af den epileptogene zone som bestemt af et tidligere hovedbunds-EEG.

googletag.cmd.push (funktion () {googletag.display ('div-gpt-ad-3759129-1');});

Til OPM-MEG-eksamenerne sad børnene i en behagelig stol i midten af ​​et kompakt magnetisk afskærmet rum, uden begrænsninger for hovedposition eller bevægelse, og så en kort film, mens data blev indsamlet. OPM-lokaliseringsproceduren tog cirka 10 minutter for hvert barn. Holdet udførte efterfølgende SQUID-MEG-undersøgelser samme dag ved hjælp af et 306-kanals neuromagnetometer med hele hovedbunden med 102 magnetometre.

Første forfatter Odile Feys og kolleger rapporterer, at begge MEG-enheder identificerede IED'er med sammenlignelige spike-wave-indekser (forholdet mellem antallet af sekunder med IED'er og tidspunktet for den samlede optagelse) hos alle fem børn. Fordi OPM-MEG-hætten muliggjorde en 3 cm mindre hjerne-til-sensor-afstand end SQUID-MEG, var IED-spidsamplituderne 2.3-4.6 gange højere med OPM-MEG end med den konventionelle enhed.

Selvom OPM-signalerne generelt var mere støjende end SQUID-signaler, var signal-til-støj-forholdet 27-60 % højere med OPM-MEG hos alle deltagere undtagen én (hvis hovedbevægelser skabte udtalte artefakter), takket være stigningen i signalamplitude. Forskerne foreslår, at bevægelsesrelaterede artefakter kan reduceres med OPM-denoising-algoritmer og ekstra hardwareløsninger, såsom feltnul-spoler.

"Fremtidige undersøgelser baseret på et større antal patienter med epilepsi og et større antal OPM'er for at muliggøre dækning af hele hovedet (inklusive udviklingen af ​​triaksiale OPM-sensorer) er nødvendige for at placere OPM-MEG som en referencemetode til diagnostisk evaluering af fokal epilepsi og at erstatte kryogen MEG,” skriver holdet.

Feys råder til, at de næste trin i OPM-MEG-forskningen udført i Bruxelles vil undersøge en automatiseret og hurtig (1-2 min) måde at lokalisere OPM-positionerne i forhold til hovedbunden. Holdet planlægger også at studere bærbar OPM-MEG til påvisning af anfald og lokalisering af anfaldsstartzonen og undersøge den kliniske interesse for OPM-MEG til præ-kirurgisk vurdering af refraktær fokal epilepsi sammenlignet med kryogen MEG.

I en ledsagende kommentar i Radiologi, pædiatrisk neuroradiolog Elysa Widjaja fra Hospital for syge børn i Toronto diskuterer de fordele, som denne videreudviklede teknologi kan give, såsom at tillade dataindsamling af helhjernesignaler under bevægelse.

"En sådan teknologi ville være banebrydende til at udføre MEG hos små børn og dem med udviklingsmæssige udfordringer, som har svært ved at forblive stille," skriver Widjaja. "Dækning af hele hovedet kunne forbedre påvisningen af ​​mere omfattende eller sekundær epileptogen zone, der kan være blevet savnet med begrænset OPM-dækning og give mulighed for mere sofistikeret funktionel tilslutningsanalyse."

Stillingen Bærbart MEG-system evaluerer epilepsi hos børn dukkede først på Fysik verden.

Tidsstempel:

Mere fra Fysik verden