Носима система MEG оцінює епілепсію у дітей

Магнітометри з оптичною накачкою (OPM) — це багатообіцяюча нова технологія, яка може зробити магнітоенцефалографію (МЕГ) точнішою та прийнятною для пацієнтів, яким важко залишатися нерухомими під час обстеження, наприклад маленьких дітей.

MEG, визнаний клінічний інструмент, який використовується для неінвазивного вимірювання активності мозку, реєструє магнітне поле, створене електричною активністю нейронів кори головного мозку. Одним із ключових застосувань МЕГ є виявлення ділянки мозку, з якої походять епілептичні напади. Виявлення цієї епілептогенної зони має важливе значення для оцінки пацієнтів з фокальною стійкою до ліків епілепсією перед операцією на головному мозку для полегшення або мінімізації нападів.

Наразі MEG виконується за допомогою громіздкого нейромагнітометра, що містить сотні датчиків надпровідних квантових інтерференційних пристроїв (SQUID), які потребують кріогенного охолодження. OPM, з іншого боку, легкі, зручні для носіння та використовують магнітні датчики, які не потребують кріогенних пристроїв. На відміну від систем MEG на основі SQUID, які використовують жорсткий універсальний шолом, пристрій OPM-MEG можна оптимізувати відповідно до форми та розміру голови людини, що робить його використання з педіатричними пацієнтами більш доцільним.

Команда прямувала до Université Libre de Bruxelles наразі провів проспективне пілотне дослідження, у якому порівнює здатність даних на основі OPM та кріогенних МЕГ виявляти та локалізувати фокальні міжприступні епілептиформні розряди (IED), великі періодичні електрофізіологічні події, що спостерігаються між епілептичними нападами. Дослідники виявили, що пристрій MEG на основі OPM, розроблений командою у співпраці з дослідниками з Ноттингемський університет, виявив нейронні джерела IED краще, ніж звичайний MEG на основі SQUID.

Про результати дослідження повідомляє в Радіологія, прокладають шлях для подальшого розвитку стійкого до рухів пристрою OPM-MEG, який можна носити на всю голову, для запису сигналів всього мозку у дітей з фокальною епілепсією. Цей тип пристроїв потенційно також можна використовувати для запису рухових, сенсорних, мовних, зорових і слухових викликаних полів, щоб локалізувати ділянки мозку, які контролюють ці функції в дохірургічних умовах.

У дослідженні взяли участь п’ятеро дітей (віком від 11 до XNUMX років), які отримували лікування в обох CUB Hôpital Erasme або Головне Університетське Університет Райн Фабіоли. Кожна дитина носила звичайний гнучкий ковпачок для ЕЕГ, адаптований до окружності їхньої індивідуальної голови, на який були пришиті надруковані на 3D-принтері пластикові кріплення для кріплення 32 датчиків. Конструкція кріплення дозволяла оцифрувати положення OPM на шкірі голови дитини за допомогою електромагнітного трекера. Датчики лише частково охоплювали шкіру голови та були розміщені на передбачуваному місці епілептогенної зони та навколо нього, як було визначено попередньою ЕЕГ шкіри голови.

Під час іспитів OPM-MEG діти сиділи в зручному кріслі в центрі компактної кімнати з магнітним екрануванням, без обмежень у положенні голови чи рухах, і дивилися короткий фільм під час збору даних. Процедура локалізації OPM займала приблизно 10 хвилин для кожної дитини. Згодом команда провела обстеження SQUID-MEG в той же день, використовуючи 306-канальний нейромагнітометр для всієї шкіри голови зі 102 магнітометрами.

Перший автор Оділ Фейс і колеги повідомляють, що обидва пристрої MEG ідентифікували IED з порівнянними індексами спайк-хвиль (співвідношення між кількістю секунд із IED та часом загального запису) у всіх п’яти дітей. Оскільки кришка OPM-MEG забезпечувала на 3 см меншу відстань від мозку до датчика, ніж SQUID-MEG, пікові амплітуди IED були в 2.3–4.6 рази вищими з OPM-MEG, ніж зі звичайним пристроєм.

Хоча сигнали OPM були загалом шумнішими, ніж сигнали SQUID, співвідношення сигнал/шум було на 27–60% вищим з OPM-MEG у всіх учасників, крім одного (рухи голови якого створювали виражені артефакти), завдяки збільшенню амплітуди сигналу. Дослідники припускають, що артефакти, пов’язані з рухом, можна зменшити за допомогою алгоритмів усунення шумів OPM і додаткових апаратних рішень, таких як котушки нульового поля.

«Потрібні майбутні дослідження, які базуватимуться на більшій кількості пацієнтів з епілепсією та більшій кількості OPM, щоб забезпечити охоплення всієї голови (включаючи розробку тривісних датчиків OPM), щоб позиціонувати OPM-MEG як еталонний метод діагностичної оцінки фокальної епілепсії та щоб замінити кріогенний МЕГ», – пише команда.

Фейс повідомляє, що наступні кроки дослідження OPM-MEG, які проводяться в Брюсселі, будуть досліджувати автоматичний і швидкий (1–2 хвилини) спосіб локалізації позицій OPM відносно шкіри голови. Команда також планує вивчити переносний OPM-MEG для виявлення нападів і локалізації зони початку нападу, а також дослідити клінічний інтерес до OPM-MEG для передхірургічної оцінки рефрактерної фокальної епілепсії порівняно з кріогенним MEG.

У супровідному коментарі в Радіологія, дитячий нейрорадіолог Еліза Віджая з Лікарня для хворих дітей в Торонто обговорює переваги, які може надати ця вдосконалена технологія, наприклад можливість збору даних про сигнали всього мозку під час руху.

«Така технологія стане новаторською для проведення МЕГ у маленьких дітей і тих, хто має проблеми з розвитком, яким важко залишатися нерухомими», — пише Віджая. «Все охоплення голови могло б покращити виявлення більш обширних або вторинних епілептогенних зон, які могли бути пропущені при обмеженому охопленні OPM, і дозволити більш складний аналіз функціонального зв’язку».

Повідомлення Носима система MEG оцінює епілепсію у дітей вперше з'явився на Світ фізики.

• Coinsmart. Найкраща в Європі біржа біткойн та криптовалют.
• Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. БЕЗКОШТОВНИЙ ДОСТУП.
• CryptoHawk. Альткойн Радар. Безкоштовне випробування.
• Джерело: https://physicsworld.com/a/wearable-meg-system-evaluates-epilepsy-in-children/