Lokalisering af epileptiske netværk ved hjælp af MR og iEEG

På trods af de seneste fremskridt inden for neuroimaging fortsætter ca. 2/3 af uhåndterlige epilepsipatienter, der gennemgår kirurgisk evaluering, at kræve intrakraniel EEG (IEEG), uden tvivl den mest invasive diagnostiske test inden for medicin. Klinikere mangler i øjeblikket metoder til kvantitativt at kortlægge ikke-invasive billeddiagnostiske mål for struktur og funktion til IEEG. Specifikt er der et kritisk behov for at validere ikke-invasive neuroimaging-netværksbaserede biomarkører i hele hjernen for at vejlede præcis placering af elektroder og oversætte ikke-invasiv netværksneuroimaging for at ændre paradigmerne for klinisk pleje. Det langsigtede mål med denne undersøgelse er at forudsige IEEG funktionel dynamik og kirurgiske resultater ved hjælp af ikke-invasive MRI-baserede målinger af struktur og funktion. Efterforskernes overordnede mål, som er det næste skridt mod at nå studiets langsigtede mål, er at udvikle open source ikke-invasive billedbehandlingsværktøjer, der kortlægger epileptiske netværk ved at integrere MRI- og IEEG-data. Den centrale hypotese er, at ikke-invasive mål for struktur og funktion relaterer sig til og kan forudsige den indviklede funktionelle dynamik fanget på IEEG. Den centrale hypotese vil blive testet hos patienter, der gennemgår IEEG rettet mod tindingelappens netværk ved at forfølge tre specifikke mål: 1) At kortlægge det patientspecifikke strukturelle connectom til IEEG-anfaldsstart og -udbredelse, 2) At korrelere anfaldsstart og -udbredelse på IEEG med netværksforanstaltninger afledt af hviletilstand funktionel MRI (rsfMRI), og 3) At integrere det strukturelle (Mål 1) og funktionelle (Mål 2) forbindelse med standard kvalitative kliniske data for at forudsige IEEG netværks dynamik og kirurgiske resultater. Under det første mål vil patienterne gennemgå diffusionstensorbilleddannelse (DTI) forud for stereotaktisk IEEG, en IEEG-metode, der i sagens natur tager prøver af langdistancenetværk. Det funktionelle IEEG-netværk vil blive kortlagt til DTI og dermed definere, hvordan anfald begrænses af det underliggende strukturelle forbindelsespunkt, når de udbreder sig. Under det andet mål vil patienter med temporallapsepilepsi gennemgå rsfMRI på 7T MRI før stereotaktisk IEEG. Funktionelle netværksmål fra rsfMRI og IEEG vil blive samregistreret, og rsfMRI vil blive brugt til at forudsige funktionelle EEG-iktale og interiktale netværk. I det tredje mål vil der blive skabt to modeller, der forudsiger IEEG-netværksdynamik og epilepsikirurgiske resultater, baseret på metoder udviklet i mål 1 og 2. Denne forskning er innovativ, fordi den repræsenterer en væsentlig afvigelse fra status quo ved direkte at forbinde ikke-invasiv multimodal billeddannelse med foranstaltninger af funktionel netværksdynamik i IEEG. Denne forskning er også vigtig, fordi det forventes, at en vellykket gennemførelse af disse mål vil give personaliserede strategier for IEEG-målretning baseret på ikke-invasiv neuroimaging.