Poręczny system MEG ocenia epilepsję u dzieci

Magnetometry pompowane optycznie (OPM) to obiecująca nowa technologia, która może sprawić, że magnetoencefalografia (MEG) będzie bardziej dokładna i znośna dla pacjentów, którzy mają trudności z pozostawaniem w bezruchu podczas wykonywania badania – na przykład małych dzieci.

MEG, uznane narzędzie kliniczne używane do nieinwazyjnego pomiaru aktywności mózgu, rejestruje pole magnetyczne generowane przez elektryczną aktywność neuronów korowych. Jednym z kluczowych zastosowań MEG jest wykrywanie regionu mózgu, z którego wywodzą się napady padaczkowe. Lokalizacja tej strefy padaczkowej jest niezbędna do oceny pacjentów z ogniskową padaczką lekooporną przed operacją mózgu w celu złagodzenia lub zminimalizowania napadów.

MEG jest obecnie wykonywany przy użyciu nieporęcznego neuromagnetometru zawierającego setki nadprzewodzących czujników kwantowych urządzeń interferencyjnych (SQUID), które wymagają chłodzenia kriogenicznego. Z drugiej strony OPM są lekkie, nadają się do noszenia i wykorzystują czujniki magnetyczne, które nie wymagają kriogeniki. W przeciwieństwie do systemów MEG opartych na SQUID, które wykorzystują sztywny, uniwersalny hełm, urządzenie do noszenia OPM-MEG można zoptymalizować pod kątem kształtu i rozmiaru głowy danej osoby, dzięki czemu jego stosowanie u pacjentów pediatrycznych jest bardziej wykonalne.

Zespół na czele Université Libre de Bruxelles przeprowadził obecnie prospektywne badanie pilotażowe porównujące zdolność danych opartych na OPM i kriogenicznych MEG do wykrywania i lokalizacji ogniskowych międzynapadowych wyładowań padaczkowych (IED), dużych przerywanych zdarzeń elektrofizjologicznych obserwowanych między napadami padaczkowymi. Naukowcy odkryli, że urządzenie MEG oparte na OPM, opracowane przez zespół we współpracy z naukowcami z Uniwersytet w Nottingham, był lepszy w identyfikacji źródeł neuronowych IED niż konwencjonalny MEG oparty na SQUID.

Wyniki badania, przedstawione w: Radiologiatorują drogę do dalszego rozwoju nadającego się do noszenia na całej głowie, tolerującego ruch urządzenia OPM-MEG do rejestrowania sygnałów całego mózgu u dzieci z padaczką ogniskową. Tego typu urządzenie może być również potencjalnie wykorzystywane do rejestrowania pól wywołanych ruchowych, czuciowych, językowych, wzrokowych i słuchowych, aby zlokalizować obszary mózgu, które kontrolują te funkcje w warunkach przedoperacyjnych.

W badaniu wzięło udział pięcioro dzieci (w wieku od 11 do XNUMX lat) otrzymujących leczenie w CUB Hôpital Erasme albo Hôpital Universitaire des Enfants Reine Fabiola. Każde dziecko nosiło konwencjonalną elastyczną czapkę EEG dostosowaną do jego indywidualnego obwodu głowy, na której naszyto plastikowe mocowania czujników z nadrukiem 3D do zamocowania 32 czujników. Konstrukcja mocowania umożliwiła digitalizację pozycji OPM na skórze głowy dziecka za pomocą trackera elektromagnetycznego. Czujniki tylko częściowo zakrywały skórę głowy i zostały umieszczone na i wokół przypuszczalnej lokalizacji strefy epileptogenicznej, jak określono w poprzednim EEG skóry głowy.

Podczas egzaminów OPM-MEG dzieci siedziały na wygodnym krześle pośrodku kompaktowego, magnetycznie ekranowanego pokoju, bez ograniczeń co do pozycji głowy lub ruchu, oglądając krótki film w miarę gromadzenia danych. Procedura lokalizacji OPM trwała około 10 minut dla każdego dziecka. Następnie tego samego dnia zespół przeprowadził badania SQUID-MEG, używając 306-kanałowego neuromagnetometru obejmującego całą skórę głowy ze 102 magnetometrami.

Pierwszy autor Odile Feys i koledzy donoszą, że oba urządzenia MEG zidentyfikowały IED z porównywalnymi indeksami fal kolczastych (stosunek między liczbą sekund z IED a czasem całkowitego nagrania) u wszystkich pięciorga dzieci. Ponieważ nasadka OPM-MEG umożliwiała o 3 cm mniejszą odległość między mózgiem a czujnikiem niż w przypadku SQUID-MEG, amplitudy szczytowe IED były 2.3–4.6 razy wyższe w przypadku OPM-MEG niż w przypadku konwencjonalnego urządzenia.

Chociaż sygnały OPM były ogólnie głośniejsze niż sygnały SQUID, stosunek sygnału do szumu był o 27-60% wyższy w przypadku OPM-MEG u wszystkich uczestników z wyjątkiem jednego (których ruchy głowy powodowały wyraźne artefakty), dzięki zwiększeniu amplitudy sygnału. Naukowcy sugerują, że artefakty związane z ruchem można zredukować za pomocą algorytmów odszumiania OPM i dodatkowych rozwiązań sprzętowych, takich jak cewki zerujące pole.

„Potrzebne są przyszłe badania oparte na większej liczbie pacjentów z padaczką i większej liczbie OPM, aby umożliwić pokrycie całej głowy (w tym opracowanie trójosiowych czujników OPM), aby ustawić OPM-MEG jako metodę referencyjną do oceny diagnostycznej padaczki ogniskowej i zastąpić kriogeniczny MEG” – pisze zespół.

Feys informuje, że kolejne etapy badań OPM-MEG przeprowadzonych w Brukseli będą dotyczyć zautomatyzowanego i szybkiego (1–2 min) sposobu lokalizacji pozycji OPM względem skóry głowy. Zespół planuje również zbadać nadające się do noszenia urządzenie OPM-MEG pod kątem wykrywania napadów i lokalizacji strefy początku napadu oraz zbadać zainteresowanie kliniczne OPM-MEG w przedoperacyjnej ocenie opornej na leczenie padaczki ogniskowej w porównaniu z kriogenicznym MEG.

W towarzyszącym komentarzu w Radiologia, neuroradiolog dziecięcy Elysa Widjaja z Szpital dla chorych dzieci w Toronto omawia korzyści, jakie ta bardziej rozwinięta technologia może zapewnić, takie jak umożliwienie zbierania danych sygnałów z całego mózgu podczas ruchu.

„Taka technologia byłaby przełomowa w prowadzeniu MEG u małych dzieci i tych z trudnościami rozwojowymi, które mają trudności z pozostaniem w bezruchu”, pisze Widjaja. „Pokrycie całej głowy może poprawić wykrywanie bardziej rozległej lub wtórnej strefy epileptogenicznej, która mogła zostać pominięta przy ograniczonym pokryciu OPM i umożliwić bardziej zaawansowaną analizę łączności funkcjonalnej”.

Post Poręczny system MEG ocenia epilepsję u dzieci pojawiła się najpierw na Świat Fizyki.

• Coinsmart. Najlepsza w Europie giełda bitcoinów i kryptowalut.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. DARMOWY DOSTĘP.
• CryptoJastrząb. Radar Altcoin. Bezpłatna wersja próbna.
• Źródło: https://physicsworld.com/a/wearable-meg-system-evaluates-epilepsy-in-children/