Sistemul MEG purtabil evaluează epilepsia la copii

Magnetometrele cu pompare optică (OPM) sunt o tehnologie emergentă promițătoare care ar putea face magnetoencefalografia (MEG) mai precisă și mai tolerabilă pentru pacienții care au dificultăți să rămână nemișcați în timp ce se efectuează examenul - cum ar fi copiii mici.

MEG, un instrument clinic consacrat, utilizat pentru măsurarea neinvazivă a activității creierului, înregistrează câmpul magnetic generat de activitatea electrică a neuronilor corticali. O aplicație cheie a MEG este detectarea regiunii creierului din care provin crizele epileptice. Localizarea acestei zone epileptogene este esențială pentru evaluarea pacienților cu epilepsie focală rezistentă la medicamente înainte de intervenția chirurgicală pe creier pentru a atenua sau a minimiza crizele.

În prezent, MEG se realizează folosind un neuromagnetometru voluminos care conține sute de senzori cu dispozitive de interferență cuantică supraconductoare (SQUID) care au nevoie de răcire criogenică. OPM-urile, pe de altă parte, sunt ușoare, purtabile și folosesc senzori magnetici care nu necesită criogenie. Spre deosebire de sistemele MEG bazate pe SQUID care folosesc o cască rigidă, unică, un dispozitiv OPM-MEG purtător poate fi optimizat pentru forma și dimensiunea capului unei persoane, făcându-i mai fezabil utilizarea la copii și adolescenți.

O echipă s-a îndreptat spre Université Libre de Bruxelles a efectuat acum un studiu pilot prospectiv care compară capacitatea datelor MEG bazate pe OPM și criogenice de a detecta și localiza descărcările epileptiforme interictale focale (IED), evenimentele electrofiziologice intermitente mari observate între crizele epileptice. Cercetătorii au descoperit că un dispozitiv MEG bazat pe OPM, dezvoltat de echipă în colaborare cu cercetătorii de la Universitatea din Nottingham, a fost mai bun la identificarea surselor neuronale IED decât un MEG convențional bazat pe SQUID.

Concluziile studiului, raportate în Radiologie, deschid calea pentru dezvoltarea ulterioară a unui dispozitiv OPM-MEG, care poate fi purtat în întregime, tolerant la mișcare, pentru a înregistra semnalele întregului creier la copiii cu epilepsie focală. Acest tip de dispozitiv ar putea fi folosit și pentru a înregistra câmpuri motorii, senzoriale, de limbaj, vizuale și auditive evocate, pentru a localiza zonele creierului care controlează aceste funcții într-un cadru pre-chirurgical.

Studiul a inclus cinci copii (cu vârste între cinci și 11 ani) care au primit tratament la fiecare CUB Hôpital Erasme sau Spitalul Universitar de Copii Regina Fabiola. Fiecare copil purta un capac EEG convențional, flexibil, adaptat circumferinței individuale a capului, pe care au fost cusute monturi de senzori din plastic imprimat 3D pentru a fixa 32 de senzori. Designul monturii a permis digitizarea poziției OPM pe scalpul copilului folosind un tracker electromagnetic. Senzorii au acoperit doar parțial scalpul și au fost plasați pe și în jurul locației presupuse a zonei epileptogene determinate de un EEG anterior al scalpului.

Pentru examenele OPM-MEG, copiii s-au așezat pe un scaun confortabil în centrul unei încăperi compacte protejate magnetic, fără constrângeri privind poziția sau mișcarea capului, urmărind un scurt film pe măsură ce se obțineau date. Procedura de localizare OPM a durat aproximativ 10 minute pentru fiecare copil. Ulterior, echipa a efectuat examene SQUID-MEG în aceeași zi, folosind un neuromagnetometru cu 306 canale, întreg scalp, cu 102 magnetometre.

Primul autor Odile Feys și colegii au raportat că ambele dispozitive MEG au identificat IED-uri cu indici de unde spike comparabili (raportul dintre numărul de secunde cu IED și timpul înregistrării totale) la toți cei cinci copii. Deoarece capacul OPM-MEG a permis o distanță de la creier la senzor cu 3 cm mai mică decât SQUID-MEG, amplitudinile maxime ale IED au fost de 2.3-4.6 ori mai mari cu OPM-MEG decât cu dispozitivul convențional.

Deși semnalele OPM au fost în general mai zgomotoase decât semnalele SQUID, raportul semnal-zgomot a fost cu 27-60% mai mare cu OPM-MEG la toți participanții, cu excepția unuia (ale cărui mișcări ale capului au creat artefacte pronunțate), datorită creșterii amplitudinii semnalului. Cercetătorii sugerează că artefactele legate de mișcare ar putea fi reduse cu algoritmi de dezgomot OPM și soluții hardware suplimentare, cum ar fi bobinele de anulare a câmpului.

„Este necesare studii viitoare bazate pe un număr mai mare de pacienți cu epilepsie și un număr mai mare de OPM pentru a permite acoperirea întregului cap (inclusiv dezvoltarea de senzori OPM triaxiali) pentru a poziționa OPM-MEG ca metodă de referință pentru evaluarea diagnostică a epilepsiei focale și pentru a înlocui MEG criogenic”, scrie echipa.

Feys sfătuiește că următorii pași ai cercetării OPM-MEG efectuate la Bruxelles vor investiga o modalitate automată și rapidă (1-2 minute) de a localiza pozițiile OPM față de scalp. Echipa intenționează, de asemenea, să studieze OPM-MEG portabil pentru detectarea și localizarea zonei de debut a crizelor și să investigheze interesul clinic pentru OPM-MEG pentru evaluarea pre-chirurgicală a epilepsiei focale refractare în comparație cu MEG criogenic.

Într-un comentariu însoțitor în Radiologie, neuroradiolog pediatru Elysa Widjaja de la Spital pentru copii bolnavi din Toronto discută beneficiile pe care le-ar putea oferi această tehnologie dezvoltată în continuare, cum ar fi permiterea colectării de date a semnalelor întregului creier în timpul mișcării.

„O astfel de tehnologie ar fi revoluționară pentru efectuarea MEG la copiii mici și la cei cu provocări de dezvoltare care au dificultăți să rămână nemișcați”, scrie Widjaja. „Acoperirea întregului cap ar putea îmbunătăți detectarea zonei epileptogene mai extinse sau secundare care ar fi putut fi omisă cu o acoperire OPM limitată și ar permite o analiză mai sofisticată a conectivității funcționale.”

Mesaj Sistemul MEG purtabil evaluează epilepsia la copii a apărut în primul rând pe Lumea fizicii.

• Coinsmart. Cel mai bun schimb de Bitcoin și Crypto din Europa.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. ACCES LIBER.
• CryptoHawk. Radar Altcoin. Încercare gratuită.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/wearable-meg-system-evaluates-epilepsy-in-children/