Hệ thống MEG có thể đeo được đánh giá chứng động kinh ở trẻ em

Từ kế được bơm quang học (OPM) là một công nghệ mới nổi đầy hứa hẹn có thể làm cho phép ghi từ não (MEG) chính xác hơn và có thể chấp nhận được đối với những bệnh nhân gặp khó khăn trong việc bất động trong khi khám - chẳng hạn như trẻ nhỏ.

MEG, một công cụ lâm sàng được thành lập được sử dụng để đo lường hoạt động của não một cách không xâm lấn, ghi lại từ trường được tạo ra bởi hoạt động điện của tế bào thần kinh vỏ não. Một ứng dụng quan trọng của MEG là phát hiện vùng não bắt nguồn từ các cơn co giật động kinh. Xác định vùng phát sinh này là điều cần thiết để đánh giá bệnh nhân bị động kinh kháng thuốc khu trú trước khi phẫu thuật não để làm giảm bớt hoặc giảm thiểu các cơn động kinh.

MEG hiện đang được thực hiện bằng cách sử dụng một máy đo thần kinh cồng kềnh chứa hàng trăm cảm biến của thiết bị giao thoa lượng tử siêu dẫn (SQUID) cần làm mát bằng phương pháp đông lạnh. Mặt khác, OPM có trọng lượng nhẹ, có thể đeo được và sử dụng các cảm biến từ tính không yêu cầu cơ chế lạnh. Trái ngược với các hệ thống MEG dựa trên SQUID sử dụng mũ bảo hiểm cứng, một kích cỡ vừa vặn, thiết bị OPM-MEG có thể đeo được có thể được tối ưu hóa cho hình dạng và kích thước đầu của từng cá nhân, giúp việc sử dụng thiết bị này với bệnh nhi khả thi hơn.

Một đội đứng đầu tại Đại học Libre de Bruxelles hiện đã tiến hành một nghiên cứu thử nghiệm tiềm năng so sánh khả năng của dữ liệu MEG dựa trên OPM và lạnh để phát hiện và xác định khu trú phóng điện dạng động kinh khu trú (IED), các sự kiện điện sinh lý ngắt quãng lớn được quan sát thấy giữa các cơn động kinh. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng một thiết bị MEG dựa trên OPM, được phát triển bởi nhóm phối hợp với các nhà nghiên cứu tại Đại học Nottingham, tốt hơn trong việc xác định các nguồn thần kinh IED so với MEG dựa trên SQUID thông thường.

Các phát hiện của nghiên cứu, được báo cáo trong Radiology, mở đường cho sự phát triển hơn nữa của thiết bị OPM-MEG có thể đeo được cả đầu, có khả năng chịu chuyển động để ghi lại các tín hiệu toàn não ở trẻ em mắc chứng động kinh khu trú. Loại thiết bị này cũng có thể được sử dụng để ghi lại các trường kích thích về vận động, giác quan, ngôn ngữ, thị giác và thính giác, để xác định vị trí các vùng não kiểm soát các chức năng này trong môi trường trước khi phẫu thuật.

Nghiên cứu bao gồm năm trẻ em (từ năm đến 11 tuổi) được điều trị tại Bệnh viện CUB Erasme hoặc là Bệnh viện Đại học Enfants Reine Fabiola. Mỗi đứa trẻ đội một chiếc mũ EEG linh hoạt thông thường phù hợp với chu vi đầu của cá nhân chúng, trên đó có gắn bộ cảm biến bằng nhựa in 3D để gắn 32 bộ cảm biến được khâu lại. Thiết kế ngàm cho phép số hóa vị trí OPM trên da đầu của trẻ bằng thiết bị theo dõi điện từ. Các cảm biến chỉ bao phủ một phần da đầu và được đặt trên và xung quanh vị trí giả định của vùng biểu sinh như được xác định bởi điện não đồ da đầu trước đó.

Đối với các kỳ thi OPM-MEG, trẻ em ngồi trên một chiếc ghế thoải mái ở trung tâm của một căn phòng nhỏ gọn được che chắn từ tính, không bị ràng buộc về vị trí hoặc chuyển động của đầu, xem một đoạn phim ngắn để thu thập dữ liệu. Quy trình nội địa hóa OPM mất khoảng 10 phút cho mỗi đứa trẻ. Nhóm nghiên cứu sau đó đã thực hiện các bài kiểm tra SQUID-MEG trong cùng ngày, sử dụng một máy đo thần kinh toàn da đầu 306 kênh với 102 từ kế.

Tác giả đầu tiên Feys Odile và các đồng nghiệp báo cáo rằng cả hai thiết bị MEG đều xác định IED với chỉ số sóng tăng đột biến có thể so sánh được (tỷ lệ giữa số giây có IED và thời gian ghi tổng số) ở cả năm trẻ em. Vì nắp OPM-MEG cho phép khoảng cách từ não đến cảm biến nhỏ hơn 3 cm so với SQUID-MEG, nên biên độ đỉnh của IED với OPM-MEG cao hơn 2.3–4.6 lần so với thiết bị thông thường.

Mặc dù tín hiệu OPM nói chung ồn hơn tín hiệu SQUID, tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu cao hơn 27–60% với OPM-MEG ở tất cả những người tham gia, trừ một người (có chuyển động của đầu tạo ra các đồ tạo tác rõ rệt), nhờ vào sự gia tăng biên độ tín hiệu. Các nhà nghiên cứu gợi ý rằng các đồ tạo tác liên quan đến chuyển động có thể được giảm bớt bằng các thuật toán khử nhiễu OPM và các giải pháp phần cứng bổ sung, chẳng hạn như cuộn dây trường không.

“Cần có các nghiên cứu trong tương lai dựa trên số lượng bệnh nhân bị động kinh lớn hơn và số lượng OPM lớn hơn để cho phép bao phủ toàn bộ đầu (bao gồm cả sự phát triển của cảm biến OPM ba trục) để xác định OPM-MEG như một phương pháp tham chiếu để đánh giá chẩn đoán động kinh khu trú và để thay thế MEG đông lạnh, ”nhóm nghiên cứu viết.

Feys khuyên rằng các bước tiếp theo của nghiên cứu OPM-MEG được thực hiện tại Brussels sẽ điều tra một cách tự động và nhanh chóng (1–2 phút) để xác định vị trí OPM so với da đầu. Nhóm cũng có kế hoạch nghiên cứu OPM-MEG có thể đeo được để phát hiện và xác định vị trí của vùng khởi phát động kinh, đồng thời điều tra sự quan tâm về mặt lâm sàng đối với OPM-MEG để đánh giá trước phẫu thuật về chứng động kinh khu trú chịu lửa so với MEG đông lạnh.

Trong một bình luận kèm theo trong Radiology, bác sĩ thần kinh nhi khoa Elysa Widjaja từ Bệnh viện cho trẻ em bị bệnh ở Toronto thảo luận về những lợi ích mà công nghệ phát triển hơn nữa này có thể mang lại, chẳng hạn như cho phép thu thập dữ liệu về các tín hiệu toàn bộ não trong quá trình vận động.

Widjaja viết: “Công nghệ như vậy sẽ là bước đột phá để tiến hành MEG ở trẻ nhỏ và những trẻ gặp khó khăn trong quá trình phát triển. “Phạm vi bao phủ toàn bộ đầu có thể cải thiện khả năng phát hiện vùng biểu sinh thứ cấp hoặc rộng hơn có thể đã bị bỏ qua với phạm vi bao phủ OPM hạn chế và cho phép phân tích kết nối chức năng phức tạp hơn.”

Các bài viết Hệ thống MEG có thể đeo được đánh giá chứng động kinh ở trẻ em xuất hiện đầu tiên trên Thế giới vật lý.

• Coinsmart. Sàn giao dịch Bitcoin và tiền điện tử tốt nhất Châu Âu.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. TRUY CẬP MIỄN PHÍ.
• CryptoHawk. Radar Altcoin. Dùng thử miễn phí.
• Nguồn: https://physicsworld.com/a/wearable-meg-system-evalosystem-epilepsy-in-children/