Functionele connectiviteit in rusttoestand bij clusterhoofdpijn

Elektro-encefalogram (EEG) is algemeen verkrijgbaar als een krachtig middel om de connectiviteit van de hersenen op niet-invasieve wijze te bestuderen. Hoge dichtheid EEG (HD-EEG), maakt het mogelijk om elektrische hersenactiviteit vast te leggen met een hoge temporele en ruimtelijke resolutie. Door de analyse van hersenoscillaties over verschillende frequentiebanden (van alfa tot delta) kan het sensorische, pijnverwerkings- en informatie-integratie evalueren, waardoor potentiële markers of voorspellers voor therapeutische interventies worden gedetecteerd.

Eerdere neurofysiologische onderzoeken concentreerden zich op EEG en het beoordelen van functionele connectiviteit of spectrale analyse bij migrainepatiënten, zonder gegevens over clusterhoofdpijn. Conventionele onderzoeken vonden een hogere langzame golfactiviteit (voornamelijk theta) in de inter-ictale fase en een hogere prikkelbaarheid in de visuele cortex tijdens visuele aura.

In 2016 toonde een onderzoek in rusttoestand een overwicht aan lage frequentiebanden in de ictale fase aan. Patiënten in de interictale en ictale fase vertoonden ook een diffuse lagere coherentie, wat duidt op een lage functionele connectiviteit. Bovendien werd tijdens sensorische stimulatie door middel van HD-EEG een gewijzigde ruimtelijke connectiviteit voor activiteiten in de lagere alfaband gevonden in de interictale fasen, wat duidt op een thalamocorticale ritmestoornis.

Het primaire doel van de studie is het evalueren van veranderingen in functionele connectiviteit bij patiënten met episodische clusterhoofdpijn, waarbij de actieve fase wordt vergeleken met de remissiefase. Daarnaast zal een verkennende analyse van de functionele connectiviteit bij patiënten met chronische clusterhoofdpijn worden uitgevoerd.

Studieontwerp:

Patiënten met episodische clusterhoofdpijn (eCH) zullen op twee afzonderlijke tijdstippen worden geëvalueerd: tijdens de actieve fase (T0), gedefinieerd als ten minste één week actieve periode, en in de remissiefase (T1), gedefinieerd als minimaal 14 dagen zonder hoofdpijn en zonder enige voortdurende preventieve medicatie. Tijdens elk bezoek worden klinische gegevens verzameld en wordt een HD-EEG uitgevoerd.

Patiënten met chronische clusterhoofdpijn (cCH) zullen op één enkel tijdstip worden geëvalueerd, en gezonde controles zullen één keer HD-EEG-registratie ondergaan.

HD-EEG-registratie:

Deelnemers voeren 4 opnames uit (elk 6 minuten) in rusttoestand, 2 met geopende ogen en 2 met gesloten ogen, in een willekeurige volgorde.

De onderzoekers zullen de rusttoestand FC analyseren tussen zes rusttoestandnetwerken (standaardmodusnetwerk, dorsaal aandachtsnetwerk, ventraal aandachtsnetwerk, taalnetwerk, somatomotorisch netwerk en visueel netwerk) in de volgende frequentiebanden: alfa 8-12 Hz, bèta 13- 30 Hz, gamma 31-80 Hz, theta 4-7 Hz. delta 1-3 Hz.

Acquisitieparameters zijn: Hoogdoorlaat: 0,5 Hz; Laagdoorlaat: 100 Hz; Inkeping: 50 Hz. Voor de analyse van HD-EEG-gegevens zal een op maat gemaakte analysepijplijn worden uitgevoerd die eerder werd ontwikkeld en gevalideerd om neurale bronnen uit corticale/subcorticale grijze materie te reconstrueren. EEG-signalen worden banddoorlaatgefilterd (1-80 Hz) en gedownsampled bij 250 Hz. Biologische artefacten worden afgewezen met behulp van Independent Component Analysis (ICA). Er zal naar EEG-signalen worden verwezen met een aangepaste versie van de Reference Electrode Standardization Technique (REST). Een matrix schat de relatie tussen de gemeten hoofdhuidpotentialen en de dipolen die overeenkomen met hersenbronnen. De reconstructie van de bronnen zal worden uitgevoerd met het exacte algoritme voor hersen-elektromagnetische tomografie (eLORETA) met lage resolutie

Statistisch plan:

De steekproefgrootte werd berekend met het freeware online platform www.openepi.com. Omdat er geen eerdere onderzoeken zijn naar functionele HD-EEG-connectiviteit bij clusterhoofdpijn, was onze analyse van de steekproefomvang gebaseerd op het werk van Bjork (Bjork et al., 2009). Een verschil tussen groepen in de theta relatieve machtsband gelijk aan 0,04 (±0,04) zal als klinisch betekenisvol worden beschouwd. Rekening houdend met een tweezijdige t-test voor de vergelijking met een betrouwbaarheidsinterval van 95%; power: 80%, de minimaal voorgestelde steekproefomvang was 20 proefpersonen voor de groep.

Er zal een voorlopige normaliteitsanalyse worden uitgevoerd om te beslissen of parametrische of niet-parametrische methoden moeten worden gebruikt, via de Shapiro Wilk-test.

Numerieke variabelen zullen worden beschreven als gemiddelde en standaarddeviatie (of mediaan en kwartielen indien van toepassing), categorische variabelen als ruwe getallen en percentages.

Functionele connectiviteitsanalyses zullen worden uitgevoerd voor afzonderlijke banden en ogen gesloten registratie.