EEG-fMRI: w kierunku użytecznego narzędzia klinicznego w padaczce

Celem projektu jest kontynuacja prac nad nową metodą lokalizacji obszarów mózgu odpowiedzialnych za nieprawidłowe wyładowania padaczkowe u pacjentów z padaczką. Metoda EEG-fMRI łączy elektroencefalografię (EEG) i funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI). EEG rejestruje aktywność elektryczną mózgu za pomocą elektrod przymocowanych do skóry głowy i jest szeroko stosowany w diagnostyce i badaniu padaczki. FMRI wykorzystuje skaner MRI do wykrywania zmian w przepływie krwi, które występują, gdy region mózgu jest aktywny. Obie techniki mają szeroki zakres zastosowań w badaniu normalnej i nieprawidłowej funkcji mózgu.

Zaletą połączenia tych dwóch technik jest to, że fMRI może bardzo dokładnie określić lokalizację aktywnych regionów, podczas gdy EEG może odblokować ich względny czas, umożliwiając dokładniejszą interpretację wyników fMRI, a tym samym reakcję mózgu na aktywność padaczkową. Projekt nie będzie miał zastosowania do lokalizacji napadów padaczkowych ze względu na ich nieprzewidywalność, konsekwencje dla bezpieczeństwa wystąpienia napadu w skanerze MRI oraz problemy z jakością danych, jeśli pacjent poruszy się podczas skanowania. Zamiast tego badane będą wyładowania międzynapadowe, które są małymi zdarzeniami występującymi regularnie między napadami, których pacjent nie jest świadomy.

Z klinicznego punktu widzenia niezwykle ważne może być określenie, które obszary mózgu generują wyładowania epileptyczne, zarówno dla lepszego zrozumienia padaczki pacjenta, jak i, w odpowiednich przypadkach, pomocy w planowaniu operacji. EEG-fMRI jest jedną z metod, która może to zrobić i jest potencjalnie bardzo wydajna, ponieważ jest bardzo prosta dla pacjenta i wymaga jedynie przyłożenia elektrod do skóry głowy, a następnie leżenia w skanerze MRI. Ponadto, ponieważ większość szpitali w Wielkiej Brytanii ma skanery MRI i wiedzę specjalistyczną w zakresie EEG, może skorzystać z potencjału, który już istnieje w ramach NHS. Ten projekt będzie opierał się na wcześniejszych pracach, aby scharakteryzować związek między reakcjami elektrycznymi (EEG) i przepływem krwi (fMRI) na wyładowania międzynapadowe, co jest konieczne, aby technika stała się szeroko stosowana klinicznie.

Pacjenci będą rekrutowani z poradni leczenia padaczki po wyjaśnieniu im charakteru i celu projektu. Przejdą również wstępne badania przesiewowe pod kątem bezpieczeństwa MRI, aby upewnić się, że można je bezpiecznie skanować. Po przybyciu do Birmingham University Imaging Center (BUIC) elektrody EEG zostaną przymocowane do skóry głowy pacjenta za pomocą nasadki elektrody. Gdy elektrody znajdą się na miejscu, pacjent zostanie poproszony o położenie się na łóżku skanera. Zatyczki do uszu i słuchawki będą noszone w celu zminimalizowania hałasu skanera, ale nie uniemożliwi to komunikacji z operatorem skanera. Gdy łóżko zostanie przesunięte na środek skanera, pacjent zostanie poproszony o leżenie nieruchomo przez pozostałą część sesji skanowania. Żadne zadanie nie zostanie wykonane. Skanowanie obejmie obraz anatomiczny i wiele przebiegów fMRI. Pacjent będzie miał dzwonek alarmowy, który można nacisnąć w dowolnym momencie, aby zwrócić uwagę operatora skanera, a skanowanie fMRI będzie miało regularne przerwy co 5-6 minut, podczas których operator skanera będzie rozmawiał z pacjentem. W trakcie skanowania pacjent będzie monitorowany z dyspozytorni przez okno i kamerę wideo. Skanowanie będzie trwało maksymalnie dwie godziny lub do momentu wyrażenia przez pacjenta chęci przerwania sesji. Następnie pacjent zostanie usunięty ze skanera i usunięte elektrody, po czym pacjent będzie mógł opuścić BUIC. Przewiduje się, że cały zabieg potrwa do 3 godzin i zostanie przeprowadzony raz na pacjenta, choć jeśli pacjent wyrazi chęć powrotu, można to rozważyć.

Pacjenci z różnymi rodzajami padaczki zostaną prześwietleni. W efekcie powstanie obszerna baza danych, uwzględniająca straty z powodu złej jakości danych, pacjentów chcących wcześniej opuścić skaner oraz tych, u których nie obserwuje się wyładowań międzynapadowych. Głównym wynikiem badań będzie porównanie właściwości odpowiedzi fMRI z odpowiadającymi im właściwościami każdego wyładowania międzynapadowego, w celu ustalenia, dlaczego niektóre wyładowania są wykrywalne przez fMRI, a inne nie. Zostanie to przeprowadzone dla każdego pacjenta z osobna, chociaż porównanie pacjentów z podobnymi typami padaczki pomoże określić, którzy pacjenci nadają się do EEG-fMRI, co jest kluczowym pytaniem, jeśli technika ma być stosowana wydajnie i skutecznie.