Le système MEG portable évalue l'épilepsie chez les enfants

Les magnétomètres à pompage optique (OPM) sont une technologie émergente prometteuse qui pourrait rendre la magnétoencéphalographie (MEG) plus précise et tolérable pour les patients qui ont des difficultés à rester immobiles pendant l'examen, comme les jeunes enfants.

MEG, un outil clinique établi utilisé pour mesurer de manière non invasive l'activité cérébrale, enregistre le champ magnétique généré par l'activité électrique des neurones corticaux. Une application clé du MEG est la détection de la région du cerveau d'où proviennent les crises d'épilepsie. La localisation de cette zone épileptogène est essentielle pour l'évaluation des patients atteints d'épilepsie focale résistante aux médicaments avant une chirurgie cérébrale pour atténuer ou minimiser les crises.

La MEG est actuellement réalisée à l'aide d'un neuromagnétomètre volumineux contenant des centaines de capteurs supraconducteurs à dispositif d'interférence quantique (SQUID) qui nécessitent un refroidissement cryogénique. Les OPM, quant à eux, sont légers, portables et utilisent des capteurs magnétiques qui ne nécessitent pas de cryogénie. Contrairement aux systèmes MEG basés sur SQUID qui utilisent un casque rigide à taille unique, un dispositif OPM-MEG portable peut être optimisé pour la forme et la taille de la tête d'un individu, ce qui rend son utilisation avec des patients pédiatriques plus faisable.

Une équipe dirigée par Université Libre de Bruxelles a maintenant mené une étude pilote prospective comparant la capacité des données MEG cryogéniques et basées sur l'OPM à détecter et à localiser les décharges épileptiformes interictales focales (EEI), les grands événements électrophysiologiques intermittents observés entre les crises d'épilepsie. Les chercheurs ont découvert qu'un appareil MEG basé sur OPM, développé par l'équipe en collaboration avec des chercheurs de Université de Nottingham, était plus efficace pour identifier les sources de neurones IED qu'un MEG conventionnel basé sur SQUID.

Les conclusions de l'étude, rapportées dans Radiologie, ouvrent la voie au développement ultérieur d'un dispositif OPM-MEG portable à tête entière et tolérant les mouvements pour enregistrer les signaux du cerveau entier chez les enfants atteints d'épilepsie focale. Ce type d'appareil pourrait également être utilisé pour enregistrer les champs évoqués moteurs, sensoriels, langagiers, visuels et auditifs, pour localiser les zones du cerveau qui contrôlent ces fonctions dans un cadre pré-chirurgical.

L'étude a porté sur cinq enfants (âgés de cinq à 11 ans) recevant un traitement soit au CUB Hôpital Érasme au sein de l’ Hôpital Universitaire des Enfants Reine Fabiola. Chaque enfant portait un capuchon EEG flexible conventionnel adapté à sa circonférence de tête individuelle, sur lequel des supports de capteur en plastique imprimés en 3D pour fixer 32 capteurs ont été cousus. La conception de la monture a permis la numérisation de la position de l'OPM sur le cuir chevelu de l'enfant à l'aide d'un tracker électromagnétique. Les capteurs ne couvraient que partiellement le cuir chevelu et étaient placés sur et autour de l'emplacement présumé de la zone épileptogène tel que déterminé par un précédent EEG du cuir chevelu.

Pour les examens OPM-MEG, les enfants étaient assis dans une chaise confortable au centre d'une salle compacte blindée magnétiquement, sans contraintes sur la position ou le mouvement de la tête, regardant un court métrage au fur et à mesure que les données étaient acquises. La procédure de localisation OPM a pris environ 10 minutes pour chaque enfant. L'équipe a ensuite effectué des examens SQUID-MEG le même jour, à l'aide d'un neuromagnétomètre à 306 canaux pour le cuir chevelu entier avec 102 magnétomètres.

Premier auteur Odile Feys et ses collègues rapportent que les deux appareils MEG ont identifié des EEI avec des indices de pointe-onde comparables (le rapport entre le nombre de secondes avec les EEI et la durée de l'enregistrement total) chez les cinq enfants. Étant donné que le capuchon OPM-MEG permettait une distance cerveau-capteur inférieure de 3 cm à celle du SQUID-MEG, les amplitudes maximales de l'IED étaient 2.3 à 4.6 fois plus élevées avec l'OPM-MEG qu'avec l'appareil conventionnel.

Bien que les signaux OPM soient généralement plus bruyants que les signaux SQUID, le rapport signal sur bruit était de 27 à 60 % plus élevé avec OPM-MEG chez tous les participants sauf un (dont les mouvements de la tête créaient des artefacts prononcés), grâce à l'augmentation de l'amplitude du signal. Les chercheurs suggèrent que les artefacts liés au mouvement pourraient être réduits avec des algorithmes de débruitage OPM et des solutions matérielles supplémentaires, telles que des bobines d'annulation de champ.

"Des études futures basées sur un plus grand nombre de patients épileptiques et un plus grand nombre d'OPM pour permettre une couverture de la tête entière (y compris le développement de capteurs OPM triaxiaux) sont nécessaires pour positionner l'OPM-MEG comme méthode de référence pour l'évaluation diagnostique de l'épilepsie focale et pour remplacer le MEG cryogénique », écrit l'équipe.

Feys conseille que les prochaines étapes de la recherche OPM-MEG effectuée à Bruxelles étudieront un moyen automatisé et rapide (1 à 2 min) de localiser les positions OPM par rapport au cuir chevelu. L'équipe prévoit également d'étudier l'OPM-MEG portable pour la détection des crises et la localisation de la zone d'apparition des crises, et d'étudier l'intérêt clinique de l'OPM-MEG pour l'évaluation pré-chirurgicale de l'épilepsie focale réfractaire par rapport à la MEG cryogénique.

Dans un commentaire d'accompagnement dans Radiologie, neuroradiologue pédiatrique Elysa Widjaja du Hôpital pour enfants malades à Toronto discute des avantages que cette technologie perfectionnée pourrait offrir, comme permettre la collecte de données sur les signaux du cerveau entier pendant le mouvement.

"Une telle technologie serait révolutionnaire pour la réalisation de MEG chez les jeunes enfants et ceux ayant des problèmes de développement qui ont du mal à rester immobile", écrit Widjaja. "La couverture de toute la tête pourrait améliorer la détection d'une zone épileptogène plus étendue ou secondaire qui aurait pu être manquée avec une couverture OPM limitée et permettre une analyse de connectivité fonctionnelle plus sophistiquée."

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• Source : https://physicsworld.com/a/wearable-meg-system-evaluates-epilepsy-in-children/