OPM MEG in preoperatieve mapping voor patiënten met epilepsie

1. ACHTERGROND

   Magneto-encefalografie (MEG) is een niet-invasieve hersenbeeldvormingstechniek die unieke, niet-overbodige klinische informatie biedt bij de planning van een operatie voor patiënten met epilepsie. De MEG-gegevens worden gebruikt om de inter-ictale activiteit te lokaliseren, wat op zijn beurt kan helpen bij het formuleren van hypothesen over de lokalisatie van de zone waar de aanval begint. Betere resultaten hangen samen met een eerdere operatie (d.w.z. wanneer een kind jonger is) en met een groter behoud van functioneel weefsel. Aston IHN biedt al twee decennia een MEG-dienst aan kinderen en volwassenen die wachten op neurochirurgie.

   MEG werkt door de magnetische velden te meten die de elektrische kenmerken aangeven van neurale populaties die synchroon werken. De gevestigde MEG-technologie is afhankelijk van cryogene koeling van de sensoren om een zeer hoge gevoeligheid te verkrijgen, en daarom zijn traditionele MEG-apparaten omvangrijk met een rigide helm en ook duur in gebruik. De patiënt moet tijdens de opname zeer stil blijven, wat vooral voor kinderen oncomfortabel kan zijn. Bovendien zijn de meeste MEG-systemen wereldwijd ontworpen voor hoofden van volwassen formaat en bieden ze een slechte signaal-ruisverhouding bij jongere patiënten.

   Er is een nieuwe generatie MEG-systemen genaamd OPM-MEG-systemen. Met een ander sensordesign werken deze "draagbare" apparaten op of nabij kamertemperatuur en maken ze gebruik van een lichtgewicht helm of hoed die de patiënt tijdens opnames kan laten bewegen en die op maat kan worden gemaakt voor elke leeftijd. In theorie belooft OPM-MEG betere data kwaliteit, omdat sensoren dichter bij het hoofd zijn (wat het signaal versterkt), en kan het de effectiviteit van MEG als pre-chirurgisch diagnostisch hulpmiddel verbeteren door de ruimtelijke resolutie en de detectie van inter-ictale ontladingen te vergroten.

   Het doel van dit onderzoek is om een directe vergelijking van OPM-MEG met traditionele (cryogene) MEG mogelijk te maken, zodat kan worden vastgesteld of de nieuwe OPM-MEG-technologie dezelfde voordelen biedt aan patiënten. Specifiek is het doel om gegevens op beide apparaten op te nemen voor een kleine reeks van 20 gevallen, en parallelle analyseroutines te ontwikkelen om de nauwkeurigheid van de resultaten van elk apparaat te vergelijken.

2. REDENERING OPM-MEG-apparaten gebruiken een andere sensortechnologie dan traditionele cryogene MEG-systemen; ook zijn de sensoren dichter bij de hoofdhuid geplaatst en in een minder dichte configuratie. Er zijn extra variaties in sensoreigenschappen zoals de signaal-ruisverhouding die, in combinatie met variaties in sensorplaatsing, de detecteerbaarheid van hersensignalen kunnen veranderen. Bovendien is de interpretatie van MEG-gegevens afhankelijk van analyse software-pipelines, waarvan de overgrote meerderheid is ontwikkeld voor cryogene MEG.

Voordat OPM-MEG volledig kan worden gevalideerd voor klinisch werk met patiënten, is het noodzakelijk om equivalente data-opname- en data-analysepipelines vast te stellen, die een directe vergelijking tussen de uitkomsten van elke meettechniek mogelijk maken. Specifiek voor pre-chirurgische MEG-metingen bij patiënten met epilepsie is het belangrijk om te weten of OPM-MEG de ruimtelijke nauwkeurigheid en signaalgevoeligheid van cryogene MEG kan repliceren of verbeteren bij het identificeren van inter-ictale abnormaliteiten in hersengegevens die kunnen helpen bij het identificeren van de epileptogene bron.

Theoretische studies suggereren inderdaad dat OPM-MEG voldoende gevoeligheid zou moeten bieden, maar er is een gebrek aan beschikbare patiëntengegevens om de ontwikkeling van realistische dataverwerkingspipelines mogelijk te maken voor een systematische vergelijking tussen de twee soorten systemen. Deze studie heeft daarom als doel een casusreeks van datasets te verzamelen waarbij dezelfde patiënt heeft deelgenomen aan een MEG-opname op zowel een traditioneel cryogeen MEG-systeem als een nieuw OPM-MEG-systeem. Deze gegevens zullen worden gebruikt om dataverwerkingspipelines te verfijnen, de patiëntervaring te onderzoeken en een initiële vergelijkende studie tussen de twee systemen uit te voeren.

Dit werk is de moeite waard voor patiënten, omdat als OPM-MEG minstens equivalent wordt bevonden aan traditionele cryogene MEG, het ten eerste een veel ergonomischer, comfortabeler opnameomgeving biedt waar patiënten kunnen bewegen in plaats van in een beperkte positie te zitten. Ten tweede kan de helm die de sensoren huisvest gemakkelijk worden aangepast om te passen bij kinderen van alle leeftijden, wat betekent dat MEG kan bijdragen aan pre-chirurgische evaluaties bij de jongste patiënten die momenteel niet passen in een traditioneel systeem. Ten slotte zijn OPM-MEG-systemen, die geen cryogene koeling nodig hebben, veel goedkoper in gebruik dan de traditionele MEG-systemen en dus mogelijk kosteneffectiever. Samengevat heeft OPM-MEG het potentieel om veel grotere aantallen patiënten te helpen dan traditionele cryogene MEG.