OPM MEG i prækirurgisk kortlægning for patienter med epilepsi

1. BAGGGRUND

   Magnetoencefalografi (MEG) er en ikke-invasiv hjerneimaging-teknik, der tilbyder unik, ikke-redundant klinisk information i planlægningen af kirurgi for patienter med epilepsi. MEG-dataene bruges til at lokalisere den interiktale aktivitet, som igen kan hjælpe med at formulere hypoteser om lokaliseringen af anfaldsstartzonen. Bedre resultater er forbundet med tidligere kirurgi (dvs. når et barn er yngre) og med større bevarelse af funktionelt væv. Aston IHN har tilbudt en MEG-tjeneste til børn og voksne, der venter på neurokirurgi, i to årtier.

   MEG virker ved at måle de magnetiske felter, der indikerer de elektriske signaturer af neuralpopulationer, der virker synkront. Den etablerede MEG-teknologi er afhængig af kryogen afkøling af sensorerne for at opnå meget høj følsomhed, og derfor er traditionelle MEG-enheder omfangsrige med en stiv hjelm og også dyre at køre. Patientens skal forblive meget stille under optagelsen, hvilket kan være ubehageligt, især for børn. Desuden er flertallet af MEG-systemer i hele verden designet til voksenstørrelse hoveder og giver dårlige signal-til-støj-forhold hos yngre patienter.

   Der er en ny generation af MEG-systemer kaldet OPM-MEG-systemer. Med en anden sensordesign opererer disse "bærbare" enheder ved eller nær stuetemperatur og gør brug af en letvægtshjelm eller hat, der kan tillade patienten at bevæge sig under optagelser og kan tilpasses passende til enhver alder. I teorien lover OPM-MEG bedre datakvalitet, fordi sensorer er tættere på hovedet (hvilket øger signalet) og kan forbedre effektiviteten af MEG som et prækirurgisk diagnostisk værktøj ved at øge den rumlige opløsning og interiktal udladningsdetektion.

   Formålet med denne forskning er at muliggøre den direkte sammenligning af OPM-MEG med traditionel (kryogen) MEG, så det kan afgøres, om den nye OPM-MEG-teknologi tilbyder de samme fordele til patienter. Specifikt er målet at optage data på begge enheder for en lille serie på 20 tilfælde og at udvikle parallelle analyserutiner for at sammenligne nøjagtigheden af de resultater, der opnås fra hver enhed.

2. RATIONALE

   OPM-MEG-enheder anvender anden sensorteknologi end traditionelle kryogene MEG-systemer; desuden er sensorerne også placeret tættere på hovedbunden og i en mindre tæt konfiguration. Der er yderligere variationer i sensoregenskaber såsom signal-til-støj-forhold, der sammen med variationer i sensorplacering kan ændre detekterbarheden af hjernesignaler. Desuden afhænger fortolkningen af MEG-data af analysesoftwarepipelines, hvor langt størstedelen er udviklet til kryogen MEG.

Før OPM-MEG fuldt ud kan valideres til klinisk arbejde med patienter, er det nødvendigt at etablere tilsvarende dataoptagelses- og dataanalysepipelines, der muliggør direkte sammenligning mellem outputtene af hver måleteknik. Specifikt for prækirurgiske MEG-målinger hos patienter med epilepsi er det vigtigt at vide, om OPM-MEG kan gentage eller forbedre den rumlige nøjagtighed og signalfølsomhed af kryogen MEG i at identificere interiktale abnormiteter i hjernedata, der kan hjælpe med at identificere den epileptogene kilde.

Teoretiske studier antyder, at OPM-MEG bør tilbyde tilstrækkelig følsomhed, men der er mangel på tilgængelige patientdata til at muliggøre udviklingen af realistiske databehandlingspipelines til en systematisk sammenligning mellem de to typer systemer. Dette studie sigter derfor mod at indsamle en caseserie af datasæt, hvor den samme patient har deltaget i en MEG-optagelse på både et traditionelt kryogent MEG-system og et nyt OPM-MEG-system. Disse data vil blive brugt til at forfine databehandlingspipelines, at udforske patientoplevelsen og at udføre en indledende sammenlignende undersøgelse mellem de to systemer.

Dette arbejde er værdifuldt for patienter, fordi hvis OPM-MEG vises at være mindst tilsvarende traditionel kryogen MEG, tilbyder det for det første et meget mere ergonomisk, behageligt optagelsesmiljø, hvor patienter kan bevæge sig i stedet for at være i en begrænset position. For det andet kan hjelmen, der huser sensorerne, nemt justeres til at passe børn i alle aldre, hvilket betyder, at MEG kan bidrage til prækirurgiske evalueringer hos de yngste patienter, der i øjeblikket ikke passer i et traditionelt system. Endelig er OPM-MEG-systemer, som ikke kræver kryogen afkøling, meget billigere at køre end de traditionelle MEG-systemer og derfor potentielt mere omkostningseffektive. Sammenfattet har OPM-MEG potentialet til at gavne langt flere patienter end traditionel kryogen MEG.