Hochauflösendes 256-Kanal EEG-System, MRT- und MEG-kompatibel
Final Report Abstract
Unmittelbar nach Inbetriebnahme wurde eine Studie zur Bestimmung der Lokalisationsgenauigkeit des hochauflösenden EEG-Systems (hd-EEG) im Vergleich zu anderen quellenlokalisatorischen Methoden, wie Magnetenzephalogramm (MEG) und funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) durchgeführt. Der Methodenvergleich erfolgte mittels motorisch und somatosensorisch evozierter Potentiale an einer Kohorte von gesunden Probanden. Hier zeigte sich eine hohe Konkordanz der Methoden mit einer leichten Überlegenheit des hd-EEG gegenüber dem MEG, wenn ein individuelles Kopfmodell verwendet wird. Nach Etablierung der Methodik der Quellenlokalisation mittels hd-EEG wurde begonnen, diese im Rahmen der prächirurgischen Epilepsiediagnostik auf Patienten mit fokaler Epilepsie zur Lokalisation der Quelle der epileptischen Aktivität zu übertragen. Es wurde zu Beginn u.a. ein Patient mit einer sog. musikogenen Epilepsie untersucht, bei dem Anfälle durch das Anhören von Rap-Musik ausgelöst werden konnten. Allein auf Basis der klinischen Diagnostik konnte der epileptogene Fokus nicht eindeutig bestimmt werden, es war unklar, ob dieser im rechten mesialen Temporallappen oder frontomesial lag. Erst mithilfe der Quellenlokalisation und darauf basierenden weiterführenden Auswertemethoden konnte der mesiale Temporallappen als Anfallsfokus identifiziert werden. Dies konnte mittels invasiver EEG-Ableitungen exakt wie vorausgesagt bestätigt werden und der Patient konnte erfolgreich einem epilepsiechirurgischen Eingriff zugeführt werden (Klamer et al., 2015). Noch andauernd erfolgt eine Validierung dieser Methodik an einer größeren Patientenkohorte. In diesem Rahmen erfolgen auch klinische Untersuchungen von Epilepsiepatienten, bei denen der Anfallsfokus im Hinblick auf einen möglichen epilepsiechirurgischen Eingriff identifiziert werden soll. Das hd-EEG trägt hier zur allgemeinen Diagnostik bei (ca. 20 Fälle / Jahr). In einer weiteren Studie wurden die beteiligten Hirnareale sowie die treibenden Kräfte bei Patienten mit idiopathischer generalisierter Epilepsie mittels simultaner hd-EEG-fMRT Messungen untersucht. Hier zeigte sich, dass neben dem Thalamus verschiedene Netzwerke, u.a. Default-Mode Netzwerk, dorsales Aufmerksamkeitsnetzwerk und Salience Netzwerk, an der Generierung und Aufrechterhaltung der epileptischen Aktivität beteiligt sind und dass hier insbesondere das Defaultmode-Netzwerk eine führende Rolle spielt. Als Kooperationsprojekt der Abt. für Biomedizinische Magnetresonanz wurde eine Studie durchgeführt, die die dynamische Konnektivität bei EEG-fMRT Untersuchungen mit unterschiedlichen Repetitionszeiten zunächst an einer Kohorte Gesunder, dann auch an Patienten untersuchte. Es konnte gezeigt werde, dass neuronale Konnektivität in verschiedenen Hirnarealen mit kürzeren Repetitionszeiten besser erfasst werden kann, was einen Vorteil in der Evaluation von Epilepsiepatienten mit kurzen singulären epileptischen Spikes bedeuten kann. Eine weitere Studie, die als Kooperationsprojekt der Abt. für Nuklearmedizin durchgeführt wird, beschäftigt sich mit der Analyse von Ruhenetzwerken bei Gesunden mittels trimodaler Bildgebung, d.h. FDG-PET, fMRT und hd-EEG. Als besonderer Beitrag des hd-EEG Systems konnte erstmalig weltweit eine EEG-basierte Quellenraum-Rekonstruktion der Ruhenetzwerke mit simultanem fMRT und PET erfolgen.
Publications
- Differences between MEG and high-density EEG source localizations using a distributed source model in comparison to fMRI. Brain Topogr. 2015 Jan;28(1):87-94
Klamer S, Elshahabi A, Lerche H, Braun C, Erb M, Scheffler K, Focke NK
(See online at https://doi.org/10.1007/s10548-014-0405-3) - Multimodal effective connectivity analysis reveals seizure focus and propagation in musicogenic epilepsy. Neuroimage. 2015 Jun;113:70-7
Klamer S, Rona S, Elshahabi A, Lerche H, Braun C, Honegger J, Erb M, Focke NK
(See online at https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2015.03.027)
