Lokalisierung epileptischer Netzwerke mit MRT und iEEG

Trotz der jüngsten Fortschritte in der Bildgebung benötigen etwa 2/3 der Patienten mit hartnäckiger Epilepsie, die sich einer chirurgischen Untersuchung unterziehen, weiterhin ein intrakraniales EEG (IEEG), den wohl invasivsten diagnostischen Test in der Medizin. Ärzten fehlen derzeit Methoden, um nichtinvasive Bildgebungsmessungen von Struktur und Funktion quantitativ auf IEEG abzubilden. Insbesondere besteht ein entscheidender Bedarf, netzwerkbasierte Biomarker für die nichtinvasive Ganzhirn-Neurobildgebung zu validieren, um die präzise Platzierung von Elektroden zu steuern und die nichtinvasive Netzwerk-Neurobildgebung zu übersetzen, um die Paradigmen der klinischen Versorgung zu ändern. Das langfristige Ziel dieser Studie ist die Vorhersage der IEEG-Funktionsdynamik und der chirurgischen Ergebnisse unter Verwendung nichtinvasiver MRT-basierter Struktur- und Funktionsmessungen. Das übergeordnete Ziel der Forscher, das der nächste Schritt zur Erreichung des langfristigen Ziels der Studie ist, ist die Entwicklung von nicht-invasiven Open-Source-Bildgebungswerkzeugen, die epileptische Netzwerke durch die Integration von MRT- und IEEG-Daten kartieren. Die zentrale Hypothese ist, dass nicht-invasive Messungen von Struktur und Funktion sich auf die komplizierte funktionelle Dynamik beziehen und vorhersagen können, die auf IEEG erfasst wird. Die zentrale Hypothese wird bei Patienten getestet, die sich einer IEEG unterziehen, die auf das Temporallappennetzwerk abzielt, indem drei spezifische Ziele verfolgt werden: 1) Zuordnung des patientenspezifischen strukturellen Konnektoms zum Beginn und zur Ausbreitung von Anfällen im IEEG, 2) Korrelation des Beginns und der Ausbreitung von Anfällen im IEEG mit Netzwerkmaßnahmen abgeleitet aus der funktionellen MRT im Ruhezustand (rsfMRI), und 3) Integration des strukturellen (Ziel 1) und funktionellen (Ziel 2) Konnektoms mit qualitativen klinischen Standarddaten, um die Dynamik des IEEG-Netzwerks und die chirurgischen Ergebnisse vorherzusagen. Unter dem ersten Ziel werden die Patienten vor dem stereotaktischen IEEG einer Diffusions-Tensor-Bildgebung (DTI) unterzogen, einer IEEG-Methode, die inhärent Netzwerke mit großer Reichweite abtastet. Das funktionale IEEG-Netzwerk wird auf DTI abgebildet, wodurch definiert wird, wie Anfälle bei ihrer Ausbreitung durch das zugrunde liegende strukturelle Connectom eingeschränkt werden. Unter dem zweiten Ziel werden Patienten mit Temporallappenepilepsie vor dem stereotaktischen IEEG einer rsfMRT im 7T-MRT unterzogen. Funktionale Netzwerkmessungen von rsfMRI und IEEG werden koregistriert und rsfMRI wird verwendet, um funktionale iktale und interiktale EEG-Netzwerke vorherzusagen. Im dritten Ziel werden zwei Modelle zur Vorhersage der Dynamik des IEEG-Netzwerks und der epilepsiechirurgischen Ergebnisse erstellt, die auf den in den Zielen 1 und 2 entwickelten Methoden aufbauen. Diese Forschung ist innovativ, weil sie eine wesentliche Abweichung vom Status quo darstellt, indem sie nichtinvasive multimodale Bildgebung direkt mit Maßnahmen verbindet der funktionalen Netzwerkdynamik im IEEG. Diese Forschung ist auch deshalb von Bedeutung, weil erwartet wird, dass der erfolgreiche Abschluss dieser Ziele personalisierte Strategien für das IEEG-Targeting basierend auf nichtinvasiver Neuroimaging hervorbringen wird.