OPM MEG nella Mappatura Pre-chirurgica per Pazienti con Epilessia

1. BACKGROUND

   La magnetoencefalografia (MEG) è una tecnica di imaging cerebrale non invasiva che offre informazioni cliniche uniche e non ridondanti nella pianificazione dell'intervento chirurgico per i pazienti con epilessia. I dati MEG vengono utilizzati per localizzare l'attività interictale che a sua volta può aiutare a formulare ipotesi sulla localizzazione della zona di insorgenza delle crisi. I risultati migliori sono associati a un intervento chirurgico più precoce (cioè quando un bambino è più giovane) e a una maggiore conservazione del tessuto funzionale. Aston IHN offre un servizio MEG a bambini e adulti in attesa di neurochirurgia da due decenni.

   La MEG funziona misurando i campi magnetici che indicano le firme elettriche delle popolazioni neurali che agiscono in sincronia. La tecnologia MEG consolidata si basa sul raffreddamento criogenico dei sensori per ottenere una sensibilità molto elevata, e quindi i dispositivi MEG tradizionali sono ingombranti con un casco rigido e anche costosi da gestire. Il paziente è tenuto a rimanere molto fermo durante la registrazione, il che può essere scomodo soprattutto per i bambini. Inoltre, la maggior parte dei sistemi MEG in tutto il mondo sono progettati per teste di dimensioni adulte e forniscono rapporti segnale-rumore scarsi nei pazienti più giovani.

   Esiste una nuova generazione di sistemi MEG chiamati sistemi OPM-MEG. Con un diverso design del sensore, questi dispositivi "indossabili" operano a temperatura ambiente o vicino ad essa e utilizzano un casco o un cappello leggero che può consentire al paziente di muoversi durante le registrazioni e può essere dimensionato in modo appropriato per qualsiasi età. In teoria, OPM-MEG promette una migliore qualità dei dati, perché i sensori sono più vicini alla testa (aumentando il segnale), e può migliorare l'efficacia della MEG come strumento diagnostico pre-chirurgico aumentando la risoluzione spaziale e il rilevamento delle scariche interictali.

   Lo scopo di questa ricerca è consentire il confronto diretto di OPM-MEG con la MEG tradizionale (criogenica), in modo che possa essere determinato se la nuova tecnologia OPM-MEG offre gli stessi benefici ai pazienti. Nello specifico, l'obiettivo è registrare dati su entrambi i dispositivi, per una piccola serie di 20 casi, e sviluppare routine di analisi parallele per confrontare l'accuratezza dei risultati ottenuti da ciascun dispositivo.

2. RATIONALE I dispositivi OPM-MEG impiegano una tecnologia di sensori diversa dai tradizionali sistemi MEG criogenici; inoltre, i sensori sono anche posizionati più vicini al cuoio capelluto e in una configurazione meno densa. Ci sono ulteriori variazioni nelle proprietà dei sensori come il rapporto segnale-rumore che, combinate con variazioni nel posizionamento dei sensori, possono alterare la rilevabilità dei segnali cerebrali. Inoltre, l'interpretazione dei dati MEG si basa su pipeline di software di analisi, la stragrande maggioranza delle quali è stata sviluppata per la MEG criogenica.

Prima che OPM-MEG possa essere completamente validata per il lavoro clinico con i pazienti, è necessario stabilire pipeline equivalenti di registrazione e analisi dei dati, che consentano il confronto diretto tra gli output di ciascuna tecnica di misurazione. Nello specifico, per le misurazioni MEG pre-chirurgiche nei pazienti con epilessia, è importante sapere se OPM-MEG può replicare o migliorare l'accuratezza spaziale e la sensibilità del segnale della MEG criogenica nell'identificare anomalie interictali nei dati cerebrali che possono aiutare a identificare la fonte epilettogena.

Studi teorici suggeriscono che OPM-MEG dovrebbe offrire una sensibilità sufficiente, ma mancano dati sui pazienti disponibili per consentire lo sviluppo di pipeline di elaborazione dei dati realistiche per un confronto sistematico tra i due tipi di sistema. Questo studio mira quindi a raccogliere una serie di casi di dataset in cui lo stesso paziente ha partecipato a una registrazione MEG sia su un sistema MEG criogenico tradizionale che su un nuovo sistema MEG OPM. Questi dati verranno utilizzati per perfezionare le pipeline di elaborazione dei dati, esplorare l'esperienza del paziente ed eseguire uno studio comparativo iniziale tra i due sistemi.

Questo lavoro è utile ai pazienti, perché se OPM-MEG risulta essere almeno equivalente alla MEG criogenica tradizionale, offre, in primo luogo, un ambiente di registrazione molto più ergonomico e confortevole in cui i pazienti possono muoversi invece di essere in una posizione ristretta. In secondo luogo, il casco che ospita i sensori può essere facilmente regolato per adattarsi a bambini di tutte le età, il che significa che la MEG può contribuire alle valutazioni pre-chirurgiche nei pazienti più giovani che attualmente non si adattano a un sistema tradizionale. Infine, i sistemi OPM-MEG, non richiedendo raffreddamento criogenico, sono molto più economici da gestire rispetto ai tradizionali sistemi MEG e quindi potenzialmente più convenienti. In sintesi, OPM-MEG ha il potenziale di beneficiare un numero molto maggiore di pazienti rispetto alla MEG criogenica tradizionale.