Το φορητό σύστημα MEG αξιολογεί την επιληψία στα παιδιά

Τα μαγνητόμετρα με οπτική άντληση (OPM) είναι μια πολλά υποσχόμενη αναδυόμενη τεχνολογία που θα μπορούσε να κάνει τη μαγνητοεγκεφαλογραφία (MEG) πιο ακριβή και ανεκτή για ασθενείς που δυσκολεύονται να παραμείνουν ακίνητοι κατά τη διάρκεια της εξέτασης – όπως τα μικρά παιδιά.

Το MEG, ένα καθιερωμένο κλινικό εργαλείο που χρησιμοποιείται για τη μη επεμβατική μέτρηση της εγκεφαλικής δραστηριότητας, καταγράφει το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από την ηλεκτρική δραστηριότητα των νευρώνων του φλοιού. Μια βασική εφαρμογή του MEG είναι η ανίχνευση της περιοχής του εγκεφάλου από την οποία προέρχονται οι επιληπτικές κρίσεις. Ο εντοπισμός αυτής της επιληπτογόνου ζώνης είναι απαραίτητος για την αξιολόγηση ασθενών με εστιακή επιληψία ανθεκτική στα φάρμακα πριν από τη χειρουργική επέμβαση στον εγκέφαλο για την ανακούφιση ή την ελαχιστοποίηση των κρίσεων.

Το MEG εκτελείται επί του παρόντος χρησιμοποιώντας ένα ογκώδες νευρομαγνητόμετρο που περιέχει εκατοντάδες υπεραγώγιμους αισθητήρες κβαντικής παρεμβολής (SQUID) που χρειάζονται κρυογονική ψύξη. Τα OPM, από την άλλη πλευρά, είναι ελαφριά, φοριούνται και χρησιμοποιούν μαγνητικούς αισθητήρες που δεν απαιτούν κρυογονικά στοιχεία. Σε αντίθεση με τα συστήματα MEG που βασίζονται σε SQUID που χρησιμοποιούν ένα άκαμπτο κράνος που ταιριάζει σε όλους, μια φορητή συσκευή OPM-MEG μπορεί να βελτιστοποιηθεί για το σχήμα και το μέγεθος του κεφαλιού ενός ατόμου, καθιστώντας τη χρήση της σε παιδιατρικούς ασθενείς πιο εφικτή.

Μια ομάδα κατευθύνθηκε στο Πανεπιστήμιο Libre de Bruxelles έχει διεξαγάγει τώρα μια προοπτική πιλοτική μελέτη συγκρίνοντας την ικανότητα των δεδομένων MEG που βασίζονται σε OPM και κρυογονικών δεδομένων να ανιχνεύουν και να εντοπίζουν εστιακές μεσορρευστικές επιληπτικές εκκρίσεις (IEDs), τα μεγάλα διαλείποντα ηλεκτροφυσιολογικά συμβάντα που παρατηρούνται μεταξύ των επιληπτικών κρίσεων. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι μια συσκευή MEG που βασίζεται σε OPM, που αναπτύχθηκε από την ομάδα σε συνεργασία με ερευνητές στο University of Nottingham, ήταν καλύτερος στον εντοπισμό νευρικών πηγών IED από ένα συμβατικό MEG που βασίζεται σε SQUID.

Τα ευρήματα της μελέτης, που αναφέρονται στο Ραδιολογία, προετοιμάζουν το δρόμο για περαιτέρω ανάπτυξη μιας φορητής συσκευής OPM-MEG με ολόκληρο το κεφάλι, ανεκτική στην κίνηση για την καταγραφή σημάτων ολόκληρου του εγκεφάλου σε παιδιά με εστιακή επιληψία. Αυτός ο τύπος συσκευής θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την καταγραφή κινητικών, αισθητηριακών, γλωσσικών, οπτικών και ακουστικών προκλημένων πεδίων, για τον εντοπισμό των περιοχών του εγκεφάλου που ελέγχουν αυτές τις λειτουργίες σε προεγχειρητικό περιβάλλον.

Η μελέτη περιελάμβανε πέντε παιδιά (ηλικίας μεταξύ πέντε και 11 ετών) που έλαβαν θεραπεία σε οποιοδήποτε από τα δύο CUB Hôpital Erasme ή η Hôpital Universitaire des Enfants Reine Fabiola. Κάθε παιδί φορούσε ένα συμβατικό εύκαμπτο κάλυμμα EEG προσαρμοσμένο στην περιφέρεια της κεφαλής του, πάνω στο οποίο είχαν ραφτεί 3D-τυπωμένες πλαστικές βάσεις αισθητήρων για την τοποθέτηση 32 αισθητήρων. Ο σχεδιασμός της βάσης επέτρεψε την ψηφιοποίηση της θέσης OPM στο τριχωτό της κεφαλής του παιδιού χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρομαγνητικό ιχνηλάτη. Οι αισθητήρες κάλυπταν μόνο εν μέρει το τριχωτό της κεφαλής και τοποθετήθηκαν πάνω και γύρω από την υποτιθέμενη θέση της επιληπτογόνου ζώνης όπως προσδιορίστηκε από ένα προηγούμενο ΗΕΓ του τριχωτού της κεφαλής.

Για τις εξετάσεις OPM-MEG, τα παιδιά κάθισαν σε μια άνετη καρέκλα στο κέντρο ενός συμπαγούς μαγνητικά θωρακισμένου δωματίου, χωρίς περιορισμούς στη θέση ή την κίνηση του κεφαλιού, παρακολουθώντας μια ταινία μικρού μήκους καθώς λαμβάνονταν δεδομένα. Η διαδικασία εντοπισμού OPM διήρκεσε περίπου 10 λεπτά για κάθε παιδί. Στη συνέχεια, η ομάδα πραγματοποίησε εξετάσεις SQUID-MEG την ίδια μέρα, χρησιμοποιώντας ένα νευρομαγνητόμετρο 306 καναλιών, ολόκληρου του τριχωτού της κεφαλής με 102 μαγνητόμετρα.

Πρώτος συγγραφέας Odile Feys και οι συνάδελφοι αναφέρουν ότι και οι δύο συσκευές MEG αναγνώρισαν IED με συγκρίσιμους δείκτες κυμάτων αιχμής (η αναλογία μεταξύ του αριθμού των δευτερολέπτων με τα IEDs και του χρόνου της συνολικής εγγραφής) και στα πέντε παιδιά. Επειδή το κάλυμμα OPM-MEG επέτρεπε 3 cm μικρότερη απόσταση εγκεφάλου-αισθητήρα από το SQUID-MEG, τα πλάτη κορυφής του IED ήταν 2.3–4.6 φορές υψηλότερα με το OPM-MEG από ό,τι με τη συμβατική συσκευή.

Αν και τα σήματα OPM ήταν γενικά πιο θορυβώδη από τα σήματα SQUID, ο λόγος σήματος προς θόρυβο ήταν 27–60% υψηλότερος με το OPM-MEG σε όλους τους συμμετέχοντες εκτός από έναν (του οποίου οι κινήσεις του κεφαλιού δημιουργούσαν έντονα τεχνουργήματα), χάρη στην αύξηση του πλάτους του σήματος. Οι ερευνητές προτείνουν ότι τα τεχνουργήματα που σχετίζονται με την κίνηση θα μπορούσαν να μειωθούν με αλγόριθμους απενεργοποίησης θορύβου OPM και επιπλέον λύσεις υλικού, όπως πηνία μηδενισμού πεδίου.

«Απαιτούνται μελλοντικές μελέτες που βασίζονται σε μεγαλύτερο αριθμό ασθενών με επιληψία και μεγαλύτερους αριθμούς OPM για την κάλυψη ολόκληρου του κεφαλιού (συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης τριαξονικών αισθητήρων OPM) για να τοποθετηθεί η OPM-MEG ως μέθοδος αναφοράς για τη διαγνωστική αξιολόγηση της εστιακής επιληψίας και για να αντικαταστήσει το κρυογονικό MEG», γράφει η ομάδα.

Η Feys συμβουλεύει ότι τα επόμενα βήματα της έρευνας OPM-MEG που θα πραγματοποιηθεί στις Βρυξέλλες θα διερευνήσουν έναν αυτοματοποιημένο και γρήγορο (1–2 λεπτά) τρόπο εντοπισμού των θέσεων OPM σε σχέση με το τριχωτό της κεφαλής. Η ομάδα σχεδιάζει επίσης να μελετήσει το wearable OPM-MEG για την ανίχνευση κρίσεων και τον εντοπισμό της ζώνης έναρξης των κρίσεων και να διερευνήσει το κλινικό ενδιαφέρον για το OPM-MEG για προχειρουργική αξιολόγηση της ανθεκτικής εστιακής επιληψίας σε σύγκριση με το κρυογονικό MEG.

Σε συνοδευτικό σχόλιο στο Ραδιολογία, παιδονευροακτινολόγος Elysa Widjaja από το Νοσοκομείο για άρρωστα παιδιά στο Τορόντο συζητά τα οφέλη που θα μπορούσε να προσφέρει αυτή η περαιτέρω ανεπτυγμένη τεχνολογία, όπως η δυνατότητα συλλογής δεδομένων σημάτων ολόκληρου του εγκεφάλου κατά την κίνηση.

«Τέτοια τεχνολογία θα ήταν πρωτοποριακή για τη διεξαγωγή MEG σε μικρά παιδιά και σε άτομα με αναπτυξιακές προκλήσεις που δυσκολεύονται να παραμείνουν ακίνητα», γράφει ο Widjaja. «Η κάλυψη ολόκληρου του κεφαλιού θα μπορούσε να βελτιώσει την ανίχνευση πιο εκτεταμένης ή δευτερογενούς επιληπτογόνου ζώνης που μπορεί να είχε χαθεί με περιορισμένη κάλυψη OPM και να επιτρέψει πιο εξελιγμένη λειτουργική ανάλυση συνδεσιμότητας».

Ο ορθοστάτης Το φορητό σύστημα MEG αξιολογεί την επιληψία στα παιδιά εμφανίστηκε για πρώτη φορά σε Κόσμος Φυσικής.

• Coinsmart. Το καλύτερο ανταλλακτήριο Bitcoin και Crypto στην Ευρώπη.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΠΡΟΣΒΑΣΗ.
• CryptoHawk. Ραντάρ Altcoin. Δωρεάν δοκιμή.
• Πηγή: https://physicsworld.com/a/wearable-meg-system-evaluates-epilepsy-in-children/