OPM MEG epilepsiapotilaiden leikkaussuunnittelussa

1. TAUSTA

   Magnetoencephalografia (MEG) on kajoamaton aivokuvantamistekniikka, joka tarjoaa ainutlaatuista, toistamatonta kliinistä tietoa epilepsiapotilaiden leikkaussuunnittelussa. MEG-dataa käytetään interiktaalisen toiminnan paikantamiseen, mikä puolestaan voi auttaa muodostamaan hypoteeseja kohtauksen alkamisvyöhykkeen sijainnista. Parempiin tuloksiin liittyy aiempi leikkaus (eli kun lapsi on nuorempi) ja suurempi toiminnallisen kudoksen säilyminen. Aston IHN on tarjonnut MEG-palvelua lasten ja aikuisten neurokirurgiaa odottaville potilaille jo kahden vuosikymmenen ajan.

   MEG toimii mittaamalla magneettikenttiä, jotka osoittavat neuronipopulaatioiden synkronisessa toiminnassa syntyvät sähköiset signaalit. Vakiintunut MEG-teknologia perustuu anturien kryogeeniseen jäähdytykseen erittäin korkean herkkyyden saavuttamiseksi, ja siksi perinteiset MEG-laitteet ovat suurikokoisia jäykällä kypärällä sekä kalliita käyttää. Potilaan on pysyttävä erittäin paikallaan tallennuksen aikana, mikä voi olla epämukavaa erityisesti lapsille. Lisäksi suurin osa maailman MEG-järjestelmistä on suunniteltu aikuisen kokoiseen päähän ja tarjoaa heikon signaalikohinasuhteen nuoremmilla potilailla.

   On olemassa uuden sukupolven MEG-järjestelmiä, joita kutsutaan OPM-MEG-järjestelmiksi. Erilaisella anturisuunnittelulla nämä "kannettavat" laitteet toimivat huoneenlämmössä tai sen lähellä ja käyttävät kevyttä kypärää tai hattua, joka mahdollistaa potilaan liikkumisen tallennusten aikana ja joka voidaan mitoittaa sopivaksi mihin ikään tahansa. Teoriassa OPM-MEG lupaa parempaa datan laatua, koska anturit ovat lähempänä päätä (mikä lisää signaalia), ja voi parantaa MEG:n tehokkuutta esileikkausdiagnostiikkatyökaluna lisäämällä spatiaalista resoluutiota ja interiktaalisen purkauksen havaitsemista.

   Tämän tutkimuksen tavoitteena on mahdollistaa OPM-MEG:n suora vertailu perinteiseen (kryogeeniseen) MEG:iin, jotta voidaan määrittää, tarjoaako uusi OPM-MEG-teknologia samat hyödyt potilaille. Erityisesti tavoitteena on tallentaa dataa molemmilla laitteilla pieneen 20 tapauksen sarjaan ja kehittää rinnakkaisia analyysimenetelmiä kunkin laitteen tulosten tarkkuuden vertailemiseksi.

2. PERUSTELUT OPM-MEG-laitteet käyttävät erilaista anturiteknologiaa kuin perinteiset kryogeeniset MEG-järjestelmät; lisäksi anturit sijoitetaan lähemmäs päänahkaa ja vähemmän tiheässä konfiguraatiossa. Antureiden ominaisuuksissa on lisämuutoksia, kuten signaalikohinasuhteessa, mikä yhdistettynä anturien sijoittelun vaihteluihin voi muuttaa aivosignaalien havaittavuutta. Lisäksi MEG-datan tulkinta perustuu analyysisoftwareputkiin, joiden valtaosa on kehitetty kryogeeniselle MEG:lle.

Ennen kuin OPM-MEG voidaan täysin validoida kliinistä työtä potilaiden kanssa varten, on tarpeen luoda vastaavat datan tallennus- ja data-analyysiputket, jotka mahdollistavat suoran vertailun kunkin mittausmenetelmän tuotosten välillä. Erityisesti epilepsiapotilaiden esileikkaus-MEG-mittauksissa on tärkeää tietää, voiko OPM-MEG toistaa tai parantaa kryogeenisen MEG:n spatiaalista tarkkuutta ja signaalin herkkyyttä interiktaalisten poikkeavuuksien tunnistamisessa aivodatassa, mikä voi auttaa epileptogeenisen lähteen tunnistamisessa.

Teoreettiset tutkimukset viittaavat siihen, että OPM-MEG:n pitäisi tarjota riittävä herkkyys, mutta saatavilla olevaa potilasdataa puuttuu realististen datankäsittelyputkien kehittämiseksi systemaattista vertailua varten kahden järjestelmän välillä. Tämä tutkimus pyrkii siis keräämään tapaussarjan datasettejä, joissa sama potilas on osallistunut MEG-tallennukseen sekä perinteisellä kryogeenisellä MEG-järjestelmällä että uudella OPM-MEG-järjestelmällä. Näitä dataa käytetään datankäsittelyputkien hienosäätöön, potilaskokemuksen tutkimiseen ja alustavan vertailevan tutkimuksen suorittamiseen kahden järjestelmän välillä.

Tämä työ on arvokasta potilaille, koska jos OPM-MEG:n havaitaan olevan vähintään yhtä hyvä kuin perinteinen kryogeeninen MEG, se tarjoaa ensinnäkin paljon ergonomisemman, mukavamman tallennusympäristön, jossa potilaat voivat liikkua sen sijaan, että he olisivat rajoitetussa asennossa. Toiseksi antureita sisältävää kypärää voidaan helposti säätää sopimaan kaikenikäisille lapsille, mikä tarkoittaa, että MEG voi osallistua nuorimpien potilaiden esileikkausarviointeihin, jotka eivät tällä hetkellä mahdu perinteiseen järjestelmään. Lopuksi OPM-MEG-järjestelmät, jotka eivät vaadi kryogeenista jäähdytystä, ovat paljon halvempia käyttää kuin perinteiset MEG-järjestelmät ja siksi mahdollisesti kustannustehokkaampia. Yhteenvetona OPM-MEG:llä on potentiaalia hyödyttää paljon suurempaa määrää potilaita kuin perinteisellä kryogeenisellä MEG:llä.