EEG-fMRI: Mod et nyttigt klinisk værktøj ved epilepsi

Formålet med projektet er at fortsætte udviklingen af ​​en ny metode til at lokalisere de områder af hjernen, der er ansvarlige for abnorme, epileptiske udledninger hos patienter med epilepsi. Metoden, EEG-fMRI, kombinerer elektroencefalografi (EEG) og funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI). EEG registrerer hjernens elektriske aktivitet via elektroder fastgjort til hovedbunden, og er meget udbredt til diagnosticering og undersøgelse af epilepsi. FMRI bruger en MR-scanner til at detektere ændringer i blodgennemstrømningen, der opstår, når en region af hjernen er aktiv. Begge teknikker har en bred vifte af anvendelser i studiet af normal og unormal hjernefunktion.

Fordelen ved at kombinere de to teknikker er, at fMRI kan bestemme meget nøjagtigt placeringen af ​​de aktive regioner, mens EEG har potentialet til at låse op for deres relative timing, hvilket muliggør mere nøjagtig fortolkning af fMRI-resultater og dermed hjernens reaktion på epileptisk aktivitet. Projektet vil ikke blive anvendt til lokalisering af epileptiske anfald på grund af deres uforudsigelighed, de sikkerhedsmæssige konsekvenser af at få et anfald i en MR-scanner og problemer med datakvaliteten, hvis patienten bevæger sig under scanning. I stedet vil der blive undersøgt interiktale udflåd, som er små hændelser, der sker jævnligt mellem anfald, som patienten ikke er klar over.

Klinisk kan det være ekstremt vigtigt at afgøre, hvilke områder af hjernen der genererer epileptiske udflåd, både for en bedre forståelse af patientens epilepsi og i passende tilfælde for at hjælpe med planlægning af operation. EEG-fMRI er en metode til at gøre dette på og er potentielt meget kraftfuld, fordi den er meget ligetil for patienten, idet den kun kræver påføring af elektroder til hovedbunden efterfulgt af en periode med at ligge ned i MR-scanneren. Da de fleste britiske hospitaler desuden har MR-scannere og EEG-ekspertise, kunne de drage fordel af den kapacitet, der allerede findes i NHS. Dette projekt vil bygge på tidligere arbejde med at karakterisere sammenhængen mellem de elektriske (EEG) og blodgennemstrømnings (fMRI) reaktioner på interiktale udladninger, som er nødvendig for at teknikken kan blive almindeligt anvendt klinisk.

Patienter vil blive rekrutteret fra epilepsiklinikker efter at have fået forklaret arten og formålet med projektet. De vil også modtage en indledende screening for MR-sikkerhed for at sikre, at de kan scannes sikkert. Ved ankomst til Birmingham University Imaging Center (BUIC) vil EEG-elektroder blive fastgjort til patientens hovedbund ved hjælp af en elektrodehætte. Når elektroderne er på plads, vil patienten blive bedt om at lægge sig på scannersengen. Ørepropper og hovedtelefoner vil blive båret for at minimere støjen fra scanneren, men dette vil ikke forhindre kommunikation med scanneroperatøren. Når sengen er blevet flyttet til midten af ​​scanneren, vil patienten blive bedt om at ligge stille i resten af ​​scanningssessionen. Ingen opgave udføres. Scanningen vil omfatte et anatomisk billede og flere kørsler af fMRI. Patienten vil have en alarmklokke, som kan trykkes på til enhver tid for at tiltrække scannerens opmærksomhed, og fMRI-scanning vil have regelmæssige pauser hvert 5.-6. minut, hvor scanneroperatøren vil tale med patienten. I løbet af scanningen vil patienten blive overvåget fra kontrolrummet via vinduet og videokamera. Scanningen fortsætter i maksimalt to timer eller indtil patienten udtrykker ønske om at afslutte sessionen. Patienten vil derefter blive fjernet fra scanneren og elektroderne fjernet, hvorefter patienten frit kan forlade BUIC. Det forventes, at hele proceduren vil tage op til 3 timer og vil blive udført én gang pr. patient, men hvis en patient udtrykker vilje til at vende tilbage, kan dette overvejes.

Patienter med en række forskellige typer af epilepsi vil blive scannet. Dette vil resultere i en omfattende database, der tager hensyn til tab på grund af data af dårlig kvalitet, patienter, der ønsker at forlade scanneren tidligt, og dem, hvor der ikke observeres interiktale udledninger. Hovedresultatet af undersøgelsen vil være at sammenligne egenskaberne af fMRI-responset med de tilsvarende egenskaber for hver interiktal udledning for at bestemme, hvorfor nogle udledninger kan påvises af fMRI, mens andre ikke er det. Dette vil blive gjort på patient for patient basis, selvom sammenligning på tværs af patienter med lignende typer af epilepsi vil begynde at hjælpe med at bestemme, hvilke patienter der er egnede til EEG-fMRI, et afgørende spørgsmål, hvis teknikken skal anvendes effektivt og effektivt.