OPM MEG w mapowaniu przedoperacyjnym dla pacjentów z padaczką

1. TŁO

   Magnetoencefalografia (MEG) to nieinwazyjna technika obrazowania mózgu, która dostarcza unikalnych, niepowtarzalnych informacji klinicznych w planowaniu operacji u pacjentów z padaczką. Dane MEG służą do lokalizacji aktywności między napadowej, co z kolei może pomóc w sformułowaniu hipotez dotyczących lokalizacji strefy początku napadu. Lepsze wyniki wiążą się z wcześniejszym wykonaniem operacji (tj. gdy dziecko jest młodsze) oraz z większym zachowaniem tkanki funkcjonalnej. Aston IHN oferuje usługę MEG dzieciom i dorosłym oczekującym na operację neurochirurgiczną od dwóch dekad.

   MEG działa poprzez pomiar pól magnetycznych, które wskazują na sygnatury elektryczne populacji neuronowych działających synchronicznie. Uznana technologia MEG opiera się na chłodzeniu kriogenicznym czujników, aby uzyskać bardzo wysoką czułość, dlatego tradycyjne urządzenia MEG są duże, z sztywnym hełmem, a także drogie w eksploatacji. Pacjent musi pozostawać w bezruchu podczas rejestracji, co może być niekomfortowe, szczególnie dla dzieci. Ponadto większość systemów MEG na świecie jest zaprojektowana dla głów o rozmiarze dorosłego i zapewnia słabe stosunki sygnału do szumu u młodszych pacjentów.

   Istnieje nowa generacja systemów MEG zwana systemami OPM-MEG. Dzięki innej konstrukcji czujników te "noszone" urządzenia działają w temperaturze pokojowej lub zbliżonej i wykorzystują lekki hełm lub czapkę, które pozwalają pacjentowi poruszać się podczas rejestracji i mogą być dopasowane do każdego wieku. Teoretycznie OPM-MEG obiecuje lepszą jakość danych, ponieważ czujniki są bliżej głowy (zwiększając sygnał) i mogą poprawić skuteczność MEG jako narzędzia diagnostycznego przedoperacyjnego poprzez zwiększenie rozdzielczości przestrzennej i wykrywania wyładowań między napadowych.

   Celem tego badania jest umożliwienie bezpośredniego porównania OPM-MEG z tradycyjnym (kriogenicznym) MEG, aby można było ustalić, czy nowa technologia OPM-MEG oferuje te same korzyści pacjentom. Konkretnie celem jest rejestracja danych na obu urządzeniach dla małej serii 20 przypadków oraz opracowanie równoległych procedur analitycznych w celu porównania dokładności wyników uzyskanych z każdego urządzenia.

2. UZASADNIENIE Urządzenia OPM-MEG wykorzystują inną technologię czujników niż tradycyjne kriogeniczne systemy MEG; ponadto czujniki są również umieszczone bliżej skóry głowy i w mniej gęstej konfiguracji. Istnieją dodatkowe różnice we właściwościach czujników, takich jak stosunek sygnału do szumu, które w połączeniu z różnicami w rozmieszczeniu czujników mogą zmieniać wykrywalność sygnałów mózgowych. Ponadto interpretacja danych MEG opiera się na potokach oprogramowania analitycznego, z których zdecydowana większość została opracowana dla kriogenicznego MEG.

Zanim OPM-MEG będzie mogło zostać w pełni zwalidowane do pracy klinicznej z pacjentami, konieczne jest ustalenie równoważnych potoków rejestracji i analizy danych, które umożliwiają bezpośrednie porównanie wyników każdej techniki pomiarowej. Konkretnie, dla przedoperacyjnych pomiarów MEG u pacjentów z padaczką, ważne jest, aby wiedzieć, czy OPM-MEG może odtworzyć lub poprawić dokładność przestrzenną i czułość sygnału kriogenicznego MEG w identyfikacji nieprawidłowości między napadowych w danych mózgowych, które mogą pomóc zidentyfikować źródło padaczkorodne.

Badania teoretyczne sugerują, że OPM-MEG powinno oferować wystarczającą czułość, ale brakuje dostępnych danych pacjentów, aby umożliwić opracowanie realistycznych potoków przetwarzania danych do systematycznego porównania dwóch rodzajów systemów. Dlatego to badanie ma na celu zebranie serii przypadków zestawów danych, w których ten sam pacjent uczestniczył w rejestracji MEG zarówno na tradycyjnym systemie kriogenicznym MEG, jak i na nowatorskim systemie OPM MEG. Dane te zostaną wykorzystane do udoskonalenia potoków przetwarzania danych, zbadania doświadczeń pacjentów oraz przeprowadzenia wstępnego badania porównawczego między dwoma systemami.

Ta praca jest wartościowa dla pacjentów, ponieważ jeśli okaże się, że OPM-MEG jest co najmniej równoważne tradycyjnemu kriogenicznemu MEG, oferuje po pierwsze znacznie bardziej ergonomiczne, komfortowe środowisko rejestracji, w którym pacjenci mogą się poruszać, zamiast być w ograniczonej pozycji. Po drugie, hełm mieszczący czujniki można łatwo dostosować do dzieci w każdym wieku, co oznacza, że MEG może przyczynić się do ocen przedoperacyjnych u najmłodszych pacjentów, którzy obecnie nie mieszczą się w tradycyjnym systemie. Wreszcie, systemy OPM-MEG, nie wymagając chłodzenia kriogenicznego, są znacznie tańsze w eksploatacji niż tradycyjne systemy MEG, a zatem potencjalnie bardziej opłacalne. Podsumowując, OPM-MEG ma potencjał, aby przynieść korzyści znacznie większej liczbie pacjentów niż tradycyjne kriogeniczne MEG.