EEG-fMRI: Směrem k užitečnému klinickému nástroji při epilepsii

Účelem projektu je pokračovat ve vývoji nové metody lokalizace oblastí mozku odpovědných za abnormální, epileptické výboje u pacientů s epilepsií. Metoda, EEG-fMRI, kombinuje elektroencefalografii (EEG) a funkční magnetickou rezonanci (fMRI). EEG zaznamenává elektrickou aktivitu mozku prostřednictvím elektrod připojených k pokožce hlavy a je široce používáno při diagnostice a studiu epilepsie. FMRI používá MRI skener k detekci změn v průtoku krve, ke kterým dochází vždy, když je oblast mozku aktivní. Obě techniky mají širokou škálu aplikací při studiu normální a abnormální mozkové funkce.

Výhodou kombinace těchto dvou technik je, že fMRI může velmi přesně určit umístění aktivních oblastí, zatímco EEG má potenciál odemknout jejich relativní načasování, což umožňuje přesnější interpretaci výsledků fMRI a tím i mozkovou odpověď na epileptickou aktivitu. Projekt nebude aplikován na lokalizaci epileptických záchvatů z důvodu jejich nepředvídatelnosti, bezpečnostních důsledků záchvatu na MRI skeneru a problémů s kvalitou dat, pokud se pacient během skenování pohybuje. Místo toho budou studovány interiktální výboje, což jsou malé události, které se pravidelně objevují mezi záchvaty, o kterých pacient neví.

Klinicky může být nesmírně důležité určit, které oblasti mozku generují epileptické výboje, a to jak pro lepší pochopení pacientovy epilepsie, tak pro pomoc při plánování operace ve vhodných případech. EEG-fMRI je jednou z metod, jak toho dosáhnout, a je potenciálně velmi výkonná, protože je pro pacienta velmi přímočará a vyžaduje pouze aplikaci elektrod na pokožku hlavy a následnou dobu vleže na skeneru MRI. Navíc, protože většina britských nemocnic má MRI skenery a EEG odborné znalosti, mohla by využít kapacity, která již v rámci NHS existuje. Tento projekt bude navazovat na předchozí práci na charakterizaci vazby mezi elektrickými (EEG) a krevními průtoky (fMRI) odezvami na interiktální výboje, které jsou nezbytné k tomu, aby se tato technika mohla široce klinicky používat.

Pacienti budou rekrutováni z epileptických klinik poté, co jim bude vysvětlena povaha a účel projektu. Dostanou také počáteční screening na bezpečnost magnetickou rezonancí, aby bylo zajištěno, že je lze bezpečně skenovat. Po příjezdu do Birmingham University Imaging Center (BUIC) budou elektrody EEG připevněny k pokožce hlavy pacienta pomocí čepičky elektrody. Když jsou elektrody na místě, pacient bude požádán, aby si lehl na lůžko skeneru. Aby se minimalizoval hluk skeneru, budou se nosit špunty do uší a sluchátka, ale to nebude bránit komunikaci s operátorem skeneru. Jakmile se lůžko přesune do středu skeneru, bude pacient požádán, aby po zbytek skenování klidně ležel. Žádný úkol nebude proveden. Skenování bude zahrnovat anatomický snímek a několik běhů fMRI. Pacient bude mít poplašný zvonek, který lze kdykoli stisknout, aby upoutal pozornost operátora skeneru, a skenování fMRI bude mít pravidelné přestávky každých 5-6 minut, během kterých bude operátor skeneru mluvit s pacientem. V průběhu skenování bude pacient monitorován z dispečinku přes okno a videokameru. Skenování bude pokračovat maximálně dvě hodiny nebo dokud pacient nevyjádří přání ukončit relaci. Poté bude pacient vyjmut ze skeneru a elektrody odstraněny, a poté bude moci pacient opustit BUIC. Očekává se, že celý postup bude trvat až 3 hodiny a bude proveden jednou na pacienta, i když pokud pacient vyjádří ochotu vrátit se, lze to zvážit.

Skenováni budou pacienti s různými typy epilepsie. Výsledkem bude komplexní databáze, která zohlední ztráty způsobené nekvalitními daty, pacienty, kteří chtějí skener opustit dříve, a pacienty, u kterých nebyly pozorovány žádné interiktální výboje. Hlavním výsledkem studie bude porovnání vlastností odpovědi fMRI s odpovídajícími vlastnostmi každého interiktálního výboje, aby se určilo, proč jsou některé výboje detekovatelné fMRI, zatímco jiné ne. To bude provedeno u každého pacienta, i když srovnání mezi pacienty s podobnými typy epilepsie pomůže určit, kteří pacienti jsou vhodní pro EEG-fMRI, což je zásadní otázka, má-li být tato technika aplikována účinně a efektivně.