Nosljivi sistem MEG ocenjuje epilepsijo pri otrocih

Magnetometri z optično črpalko (OPM) so obetavna nastajajoča tehnologija, ki bi lahko naredila magnetoencefalografijo (MEG) natančnejšo in znosnejšo za paciente, ki težko ostanejo nepremični med opravljanjem preiskave – kot so majhni otroci.

MEG, uveljavljeno klinično orodje, ki se uporablja za neinvazivno merjenje možganske aktivnosti, beleži magnetno polje, ki ga ustvarja električna aktivnost kortikalnih nevronov. Ena ključnih aplikacij MEG je odkrivanje področja možganov, iz katerega izvirajo epileptični napadi. Lociranje tega epileptogenega območja je bistvenega pomena za oceno bolnikov s fokalno epilepsijo, odporno na zdravila, pred operacijo možganov za ublažitev ali zmanjšanje napadov.

MEG se trenutno izvaja z uporabo zajetnega nevromagnetometra, ki vsebuje na stotine senzorjev superprevodne kvantne interferenčne naprave (SQUID), ki potrebujejo kriogeno hlajenje. Po drugi strani pa so OPM-ji lahki, nosljivi in ​​uporabljajo magnetne senzorje, ki ne potrebujejo kriogenike. V nasprotju s sistemi MEG na osnovi SQUID, ki uporabljajo togo čelado, ki ustreza vsem, je mogoče nosljivo napravo OPM-MEG optimizirati glede na obliko in velikost glave posameznika, zaradi česar je njena uporaba pri pediatričnih bolnikih bolj izvedljiva.

Ekipa se je odpravila na Université Libre de Bruxelles je zdaj izvedel prospektivno pilotno študijo, v kateri je primerjal zmožnost podatkov OPM in kriogenih MEG za odkrivanje in lokalizacijo žariščnih interiktalnih epileptiformnih izpustov (IED), velikih intermitentnih elektrofizioloških dogodkov, opaženih med epileptičnimi napadi. Raziskovalci so ugotovili, da naprava MEG na osnovi OPM, ki jo je razvila ekipa v sodelovanju z raziskovalci na Univerza v Nottinghamu, je bil boljši pri prepoznavanju nevronskih virov IED kot običajni MEG na osnovi SQUID.

Ugotovitve študije, objavljene v Radiologija, utirajo pot za nadaljnji razvoj nosljive naprave OPM-MEG, odporne na gibanje cele glave, za snemanje signalov celih možganov pri otrocih s fokalno epilepsijo. To vrsto naprave bi lahko potencialno uporabili tudi za snemanje motoričnih, senzoričnih, jezikovnih, vidnih in slušnih evociranih polj, da bi lokalizirali področja možganov, ki nadzorujejo te funkcije v predkirurškem okolju.

Študija je vključevala pet otrok (starih od pet do 11 let), ki so se zdravili na obeh CUB Hôpital Erasme ali Hôpital Universitaire des Enfants Reine Fabiola. Vsak otrok je nosil običajno fleksibilno EEG kapico, prilagojeno njihovemu posameznemu obsegu glave, na katero so bili prišiti 3D-natisnjeni plastični nosilci senzorjev za pritrditev 32 senzorjev. Zasnova nosilca je omogočala digitalizacijo položaja OPM na otrokovem lasišču z uporabo elektromagnetnega sledilnika. Senzorji so le delno pokrivali lasišče in bili nameščeni na in okoli domnevne lokacije epileptogenega območja, kot je bilo ugotovljeno s prejšnjim EEG lasišča.

Za izpite OPM-MEG so otroci sedeli na udobnem stolu v središču kompaktne magnetno zaščitene sobe, brez omejitev glede položaja glave ali gibanja, in gledali kratek film, ko so bili podatki pridobljeni. Postopek lokalizacije OPM je trajal približno 10 minut za vsakega otroka. Ekipa je nato istega dne opravila preiskave SQUID-MEG z uporabo 306-kanalnega nevromagnetometra za celotno lasišče s 102 magnetometroma.

Prvi avtor Odile Feys in sodelavci poročajo, da sta obe napravi MEG identificirali IED s primerljivimi indeksi spike-wave (razmerje med številom sekund z IED in časom celotnega snemanja) pri vseh petih otrocih. Ker je pokrovček OPM-MEG omogočil 3 cm manjšo razdaljo med možgani in senzorjem kot SQUID-MEG, so bile največje amplitude IED 2.3–4.6-krat višje pri OPM-MEG kot pri običajni napravi.

Čeprav so bili signali OPM na splošno bolj hrupni kot signali SQUID, je bilo razmerje med signalom in šumom 27–60 % višje pri OPM-MEG pri vseh udeležencih razen pri enem (čigar gibi glave so ustvarili izrazite artefakte), zahvaljujoč povečanju amplitude signala. Raziskovalci predlagajo, da bi artefakte, povezane z gibanjem, lahko zmanjšali z algoritmi za odpravljanje šumov OPM in dodatnimi strojnimi rešitvami, kot so tuljave za izničenje polja.

»Prihodnje študije, ki temeljijo na večjem številu bolnikov z epilepsijo in večjem številu OPM, da bi omogočili pokritost celotne glave (vključno z razvojem triaksialnih senzorjev OPM), so potrebne za umestitev OPM-MEG kot referenčne metode za diagnostično vrednotenje žariščne epilepsije in nadomestiti kriogeni MEG,« piše ekipa.

Feys svetuje, da bodo naslednji koraki raziskave OPM-MEG, izvedene v Bruslju, raziskali avtomatiziran in hiter (1–2 minuti) način za lokalizacijo položajev OPM glede na lasišče. Skupina načrtuje tudi preučevanje nosljivega OPM-MEG za odkrivanje napadov in lokalizacijo območja začetka napadov ter raziskati klinično zanimanje za OPM-MEG za predkirurško oceno neodzivne žariščne epilepsije v primerjavi s kriogenim MEG.

V spremnem komentarju v Radiologija, pediatrinja nevroradiologinja Elysa Widjaja iz Bolnišnica za bolne otroke v Torontu razpravlja o prednostih, ki bi jih lahko zagotovila ta nadalje razvita tehnologija, kot je omogočanje zbiranja podatkov o signalih celih možganov med gibanjem.

"Takšna tehnologija bi bila prelomna za izvajanje MEG pri majhnih otrocih in tistih z razvojnimi težavami, ki težko ostanejo pri miru," piše Widjaja. "Pokritost celotne glave bi lahko izboljšala odkrivanje obsežnejšega ali sekundarnega epileptogenega območja, ki je bilo morda zgrešeno z omejeno pokritostjo OPM, in omogočilo bolj sofisticirano analizo funkcionalne povezljivosti."

Pošta Nosljivi sistem MEG ocenjuje epilepsijo pri otrocih pojavil prvi na Svet fizike.

• Coinsmart. Najboljša evropska borza bitcoinov in kriptovalut.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. PROST DOSTOP.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Brezplačen preizkus.
• Vir: https://physicsworld.com/a/wearable-meg-system-evaluates-epilepsy-in-children/