EEG-fMRI: Kohti hyödyllistä kliinistä työkalua epilepsiassa

Hankkeen tarkoituksena on jatkaa uuden menetelmän kehittämistä epilepsiapotilaiden epänormaalista epilepsiasta vastuussa olevien aivojen alueiden paikallistamiseksi. Menetelmä, EEG-fMRI, yhdistää elektroenkefalografian (EEG) ja funktionaalisen magneettikuvauksen (fMRI). EEG tallentaa aivojen sähköisen toiminnan päänahkaan kiinnitettyjen elektrodien kautta, ja sitä käytetään laajalti epilepsian diagnosoinnissa ja tutkimuksessa. FMRI käyttää MRI-skanneria havaitakseen verenvirtauksen muutokset, jotka tapahtuvat aina, kun jokin aivojen alue on aktiivinen. Molemmilla tekniikoilla on laaja valikoima sovelluksia normaalin ja epänormaalin aivotoiminnan tutkimuksessa.

Näiden kahden tekniikan yhdistämisen etuna on, että fMRI voi määrittää erittäin tarkasti aktiivisten alueiden sijainnin, kun taas EEG:llä on mahdollisuus avata niiden suhteellinen ajoitus, mikä mahdollistaa fMRI-tulosten tarkemman tulkinnan ja siten aivojen vasteen epileptiseen toimintaan. Hanketta ei sovelleta epileptisten kohtausten lokalisointiin niiden ennakoimattomuuden, kohtauksen magneettikuvauslaitteen turvallisuusvaikutusten ja potilaan liikkuessa skannauksen aikana esiintyvien tietojen laatuongelmien vuoksi. Sen sijaan tutkitaan interiktaalisia vuotoja, jotka ovat pieniä, säännöllisesti kohtausten välillä tapahtuvia tapahtumia, joista potilas ei ole tietoinen.

Kliinisesti voi olla äärimmäisen tärkeää selvittää, mitkä aivojen alueet synnyttävät epilepsiavuotoa, sekä potilaan epilepsian paremman ymmärtämisen että sopivissa tapauksissa leikkauksen suunnittelun helpottamiseksi. EEG-fMRI on yksi tapa tehdä tämä, ja se on potentiaalisesti erittäin tehokas, koska se on potilaalle hyvin yksinkertaista ja vaatii vain elektrodien kiinnittämistä päänahkaan ja sen jälkeen magneettikuvauslaitteen makuujakson. Lisäksi, koska useimmilla Yhdistyneen kuningaskunnan sairaaloilla on MRI-skannereita ja EEG-asiantuntemus, se voisi hyödyntää NHS:n jo olemassa olevaa kapasiteettia. Tämä projekti perustuu aikaisempaan työhön, jolla karakterisoidaan sähköisten (EEG) ja veren virtausvasteiden (fMRI) välistä yhteyttä interiktaalisiin purkauksiin, mikä on välttämätöntä, jotta tekniikkaa voidaan käyttää laajalti kliinisesti.

Potilaat rekrytoidaan epilepsiaklinikoista sen jälkeen, kun heille on selvitetty projektin luonne ja tarkoitus. He saavat myös alustavan MRI-turvallisuuden seulonnan varmistaakseen, että heidät voidaan skannata turvallisesti. Saapuessaan Birminghamin yliopiston kuvantamiskeskukseen (BUIC) EEG-elektrodit kiinnitetään potilaan päänahkaan elektrodin suojuksen avulla. Kun elektrodit ovat paikoillaan, potilasta pyydetään makuulle skannerin sängylle. Korvatulpat ja kuulokkeet käytetään skannerin melun minimoimiseksi, mutta tämä ei estä kommunikaatiota skannerin käyttäjän kanssa. Kun sänky on siirretty skannerin keskelle, potilasta pyydetään makaamaan paikallaan skannerin loppuosan ajan. Tehtävää ei suoriteta. Skannaus sisältää anatomisen kuvan ja useita fMRI-ajoja. Potilaalla on hälytyskello, jota voidaan milloin tahansa painaa kiinnittääkseen skannerin käyttäjän huomion, ja fMRI-skannauksessa on säännölliset tauot 5-6 minuutin välein, jolloin skannerin käyttäjä keskustelee potilaan kanssa. Skannauksen aikana potilasta seurataan valvomosta ikkunan ja videokameran kautta. Skannaus jatkuu enintään kaksi tuntia tai kunnes potilas ilmoittaa haluavansa lopettaa istunnon. Tämän jälkeen potilas poistetaan skannerista ja elektrodit, minkä jälkeen potilas voi vapaasti poistua BUIC:sta. Koko toimenpiteen odotetaan kestävän jopa 3 tuntia ja se suoritetaan kerran potilasta kohden, mutta jos potilas ilmaisee halunsa palata, se voidaan harkita.

Potilaat, joilla on erilaisia ​​epilepsiatyyppejä, skannataan. Näin saadaan kattava tietokanta, jossa huomioidaan huonolaatuisista tiedoista aiheutuvat menetykset, potilaat, jotka haluavat poistua skannerista aikaisin, ja ne, joilla ei havaita interiktaalisia vuotoja. Tutkimuksen pääasiallisena tuloksena on verrata fMRI-vasteen ominaisuuksia kunkin interiktaalisen purkauksen vastaaviin ominaisuuksiin, jotta voidaan määrittää, miksi jotkin purkaukset ovat havaittavissa fMRI:llä, kun taas toiset eivät. Tämä tehdään potilaskohtaisesti, vaikka vertailu samantyyppistä epilepsiaa sairastavien potilaiden välillä alkaa auttaa määrittämään, mitkä potilaat soveltuvat EEG-fMRI:hen, mikä on ratkaiseva kysymys, jos tekniikkaa halutaan soveltaa tehokkaasti ja tuloksellisesti.