Lokalisera epileptiska nätverk med hjälp av MRI och iEEG

Trots de senaste framstegen inom neuroimaging fortsätter cirka 2/3 av de svårbehandlade epilepsipatienterna som genomgår kirurgisk utvärdering att kräva intrakraniell EEG (IEEG), utan tvekan det mest invasiva diagnostiska testet inom medicin. Kliniker saknar för närvarande metoder för att kvantitativt kartlägga icke-invasiva avbildningsmått av struktur och funktion till IEEG. Specifikt finns det ett kritiskt behov av att validera icke-invasiv neuroimaging nätverksbaserade biomarkörer i hela hjärnan för att vägleda exakt placering av elektroder och översätta icke-invasiv nätverksneuroimaging för att förändra paradigmerna för klinisk vård. Det långsiktiga målet med denna studie är att förutsäga IEEG funktionell dynamik och kirurgiska resultat med hjälp av icke-invasiva MRI-baserade mått på struktur och funktion. Utredarnas övergripande mål, som är nästa steg mot att nå studiens långsiktiga mål, är att utveckla icke-invasiva bildbehandlingsverktyg med öppen källkod som kartlägger epileptiska nätverk genom att integrera MRI- och IEEG-data. Den centrala hypotesen är att icke-invasiva mått på struktur och funktion relaterar till och kan förutsäga den intrikata funktionella dynamiken som fångas på IEEG. Den centrala hypotesen kommer att testas hos patienter som genomgår IEEG som riktar sig mot temporallobsnätverket genom att eftersträva tre specifika syften: 1) Att kartlägga det patientspecifika strukturella kopplingen till IEEG-anfallsdebut och propagation, 2) Att korrelera anfallsdebut och propagation på IEEG med nätverksåtgärder härledd från funktionell MRT i vilotillstånd (rsfMRI), och 3) Att integrera det strukturella (Mål 1) och funktionella (Syfte 2) kopplingen med standard kvalitativa kliniska data för att förutsäga IEEG-nätverksdynamik och kirurgiska resultat. Enligt det första målet kommer patienter att genomgå diffusionstensoravbildning (DTI) före stereotaktisk IEEG, en IEEG-metod som i sig tar prov på långväga nätverk. Det funktionella IEEG-nätverket kommer att mappas till DTI och definierar på så sätt hur anfallen begränsas av det underliggande strukturella kopplingen när de fortplantar sig. Under det andra målet kommer patienter med temporallobsepilepsi att genomgå rsfMRI på 7T MRI före stereotaktisk IEEG. Funktionella nätverksmått från rsfMRI och IEEG kommer att samregistreras och rsfMRI kommer att användas för att förutsäga funktionella EEG-iktala och interiktala nätverk. I det tredje syftet kommer två modeller som förutsäger IEEG-nätverksdynamik och epilepsikirurgiska resultat att skapas utifrån metoder som utvecklats i mål 1 och 2. Denna forskning är innovativ eftersom den representerar en väsentlig avvikelse från status quo genom att direkt koppla icke-invasiv multimodal avbildning med åtgärder av funktionell nätverksdynamik i IEEG. Denna forskning är också betydelsefull eftersom det förväntas att framgångsrikt slutförande av dessa mål kommer att ge personliga strategier för IEEG-inriktning baserade på icke-invasiv neuroimaging.