Notícias na pesquisa simultânea eletroencefalograma – Responsabilidade de ressonância magnética funcional no estudo da epilepsia e dor

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Notícias na pesquisa eletroencefalograma – ressonância magnética funcional simultânea na epilepsia e Estudo da dor

Estado atual da pesquisa simultânea EEG-FMRI aplicada à epilepsia e do estudo da dor

César Augusto Aldana Ramirez, Elías Bolivar Bootrago

Centro de Pesquisa, Antonio Universidade de Nariño, Bogotá, Colômbia.

Resumo

Recentes avanços nas técnicas de neuroimagem contribuíram para a compreensão da dinâmica funcional do cérebro. Especialmente, os estudos simultâneos da EEG-FMRI contribuíram informações valiosas, estudando tais dinâmicas de duas frentes, atividade elétrica e hemodinâmica. No artigo a seguir, uma revisão da técnica, o hardware exigido, as formas de análise, suas principais desvantagens e as realizações obtidas no estudo da epilepsia e da dor são realizadas.

Palavras: epilepsia, neuroimagem, eeg-fmri, dor.

Abstract

Os recentes adiantamentos nas técnicas de neuroimagem contribuíram na compreensão funcional da dinâmica do cérebro. Especialmente, os estudos simultâneos da EEG-FMRI forneceram informações valiosas, estudando que a dinâmica cerebral de dois pontos de vista: bioeletricidade e hemodinâmica. Neste artigo, revisamos a técnica, o hardware necessário e os métodos de análise. As principais desvantagens e conquistas obtidas no estudo da epilepsia e da dor também estão presentes.

Palavras: epilepsia, neuroimagem, eeg-fmri, dor.

Introdução

Actualmente, vários desenvolvimentos tecnológicos permitiram estudar o cérebro anatômico e fisiologicamente muito detalhado. No entanto, ainda há inúmeras questões sobre a resposta cerebral durante as etapas normais e patológicas, refletidas em ritmos espontâneos e evocados. Uma técnica promissora a este respeito é o estudo simultâneo do eletroencefalograma (EEG) e ressonância magnética funcional (FMRI), que essencialmente busca aproveitar a excelente resolução temporal da primeira e a alta resolução espacial do segundo. Isto, a fim de analisar a dinâmica neuronal cortical, através de dois princípios diferentes que são a atividade elétrica e a resposta hemodinâmica (FMRI).

Primeiro, o EEG é uma técnica que permite a medição do resumo de potenciais pós-sinápticos inibitórios e excitatória neuronal, propagada do córtex cerebral para o crânio, 1 por eletrodos superficiais posicionados no couro cabeludo de acordo com a concordância Standard.2 No entanto, também é possível medir diretamente dentro do córtex cerebral (EEG intracortical). Desde o seu desenvolvimento em 1929 por Hans Berger, tem sido um objetivo de pesquisa constante que leva ao surgimento da eletroencefalografia como uma área de grande interesse clínico. Graças a isso, o EEG é hoje uma ferramenta indispensável na neurologia para, entre outros, para apoiar o diagnóstico de epilepsia, atenção devido a déficit de atenção e hiperatividade, doença de Alzheimer. No entanto, uma das principais inconvenientes com EEG é a baixa resolução espacial, portanto, em várias patologias, como epilepsias focais, deve ser complementada por técnicas de neuroimagem.

Por outro lado, o FMRI é uma técnica não invasiva com que imagens detalhadas são obtidas a partir do uso de campos magnéticos, para o mapeamento da função cerebral através da medição de mudanças locais no fluxo sanguíneo . Pode ser obtido por: (1) o chamado efeito de dependência do nível de oxigenação do sangue (negrito) associado às características da hemoglobina (paramagnética quando é desoxigenada e diamagnética em oxiemoglobina), que causam uma alteração em T2 e (2 ) A medição da perfusão através da rotulagem de rotação arterial (ASL), que marca magneticamente as moléculas de água para obter um traçador endógeno do fluxo sanguíneo. É importante notar que, por meio de FMRI, não está buscando medir a atividade neuronal por si só, mas a atividade metabólica desencadeada por este último, 3 aproveitando o fato de que a atividade neuronal leva a um aumento na taxa de metabolismo cerebral de Oxigênio (WRC2) e o fornecimento de oxigênio através do fluxo sanguíneo cerebral (CBF) .4

É importante notar que, desde a primeira utilização, em 19935 e sua primeira aplicação clínica em 1996.6 Estudos simultâneos da EEG-FMRI tornar-se em uma ferramenta poderosa na pesquisa da atividade espontânea e evocada no cérebro.No entanto, surgiram problemas técnicos abundantes, como a aparência dos artefatos induzidos pelos campos produzidos pelo ressonador, a segurança do paciente, os problemas gerados pelos materiais no ambiente dos campos magnéticos, bem como a escolha do mais adequado Estratégia para a análise dos dados obtidos.7 Actualmente, está buscando resolver definitivamente esses problemas de modo a obter os melhores resultados possíveis, que levam a novas possibilidades na aplicabilidade clínica da EEG-FMRI simultânea.

O objetivo deste trabalho é estabelecer o status da técnica da pesquisa simultânea EEG-FMRI, a partir de uma revisão da literatura mais relevante. A ênfase é colocada nos problemas técnicos e científicos envolvidos no desenvolvimento da técnica, bem como em sua promissora aplicabilidade na pesquisa clínica da epilepsia e da dor. O artigo está organizado da seguinte forma. Primeiro, o hardware necessário é descrito para realizar este tipo de estudo e métodos de aquisição. Posteriormente, os artefatos comumente observados são apresentados, os métodos mais utilizados são ilustrados na análise dos dados obtidos e, finalmente, alguns dos aplicativos mais relevantes são mostrados no momento. Espera-se que este escrito fornecerá bases suficientes que permitam o aumento de estudos clínicos envolvendo EEG-FMRI aplicados por grupos na América Latina.

Aquisição

Nesta seção, a aquisição da EEG-FMRI começou a iniciar o hardware envolvido, posteriormente as modalidades que são usadas atualmente na prática clínica são posteriormente mencionadas. Em relação ao hardware, a ênfase é colocada em segurança para o paciente, que adicionou à necessidade de reduzir as contaminações por artefatos em EEG e FMRI, desencadeou inovações importantes. Nesse contexto, os notificadores são destacados modificações de que a equipe precisa registrar o EEG dentro do scanner de ressonância magnética, garantindo que os níveis de contaminação do artefato sejam atualmente; Você pode ser complementado por um estágio de condicionamento dos sinais para eliminar os artefatos remanescentes.

hardware

O principal problema de hardware para a aquisição da EEG-FMRI está relacionado ao uso do eletroencefalógrafo dentro do scanner de ressonância magnética. Quando usado dentro do scanner, um eletroencefalográfico convencional é exposto aos gradientes de campo magnético e pulsos de radiofrequência (RF), que induzem as voltagens nos cabos dos eletrodos, obscurecendo o registro eletroencefalográfico.8 Além disso, esta situação leva a, tanto na superfície Eletrodos e os cabos que os conectam ao conversor analógico / digital, forças eletromóticas (EMF) que podem levar a lesões aos pacientes.9 Por causa do supracitado, então alguns são expostos das modificações mais notórias, que têm visto à obtenção de um Registo simultâneo EEG-FMRI (veja a Figura 1).

Modificações para o registro EEG. A etapa de amplificação e digitalização é necessária, entre outros, o desenvolvimento de equipamentos sem componentes ferromagnéticos, a fim de minimizar o efeito dos campos magnéticos fortes.10 Além disso, para diminuir o efeito do artefato de gradiente, os conversores analógicos são usados atualmente -digitais que permitem freqüências de amostragem de até 1000Hz. Empregos adicionais foram focados no amplificador e nos materiais de eletrodo e cabo. Allen e outros11 propõem que tanto a amplificação quanto a digitalização do EEG não sejam feitos dentro do scanner, mas fora dela. Em seguida, por meio de cabos de fibra óptica, a transmissão dos sinais digitais é realizada em direção a um computador localizado fora da sala (veja a Figura 1). Goldman e outros, 8 Introduz os cabos trançado para conectar os eletrodos ao amplificador na configuração bipolar, cancelando os efeitos da indução eletromagnética. Salek-Haddadi e outros12 sugerem o uso de eletrodos de ouro. Vasios e outros13 apresentam um arranjo de eletrodos testados em um estudo humano com um ressonador de 7 Teslas.

modalidades

modalidades para a aquisição da EEG-FMRI são agrupadas em simultânea (C-FMRI) e não simultâneas, esta última dividida em FMRI desencadeadas pela EEG (S-FMRI) e Intermittent.14,15

O primeiro a ser usado, principalmente em estudos de epilepsia, foi S-MRI. Consiste em fazer o registro da FMRI entre 3 e 5 segundos após uma ponta epileptiforme ou epileptiforme de descarga (IDE) é detectado, portanto, “acionado por espigão” é chamado (veja a Figura 2).16 Entre suas desvantagens são que o registro deve ser realizado por um eletroencefalógrafo especialista em epilepsia, alta poluição da EEG por artefatos do scanner de ressonância magnética que pode distorcer os IEDs, e a curta duração do sinal negrito registrado (< 10s).

Dadas essas desvantagens, o C-FMRI é exibido, que consiste no registro simultâneo do EEG e FMRI. Nesse caso, o registro EEG é feito dentro do scanner de ressonância magnética, usando um cabo de fibra ótica para conectar os eletrodos ao amplificador. No entanto, a principal dificuldade aqui está relacionada à gestão dos artefatos induzida à EEEG pelo scanner de ressonância magnética, conforme mencionado na seção de hardware.17, portanto, após a aquisição, é necessária uma etapa de processamento para reduzir os possíveis artefatos presentes no EEG e Fmri; O condicionamento dos sinais é tratado com maior profundidade na próxima seção.

O modo intermitente consiste basicamente de uma gravação contínua de EEG, enquanto o FMRI é obtido intermitentemente. Ao aplicar um estímulo, alguns segundos de EEG (1 ou 2s) são registrados sem a digitalização FMRI, imediatamente uma aquisição da FMRI é realizada a partir de alguns segundos. A vantagem deste método é que muitos momentos do registro são obtidos (relacionados ao estímulo) livre do ruído produzido pelo scanner no entanto, o artefato do balistocardiograma deve ser eliminado mais tarde. Outra desvantagem dessa modalidade é que o tempo do experimento é prolongado.15

Condicionamento dos sinais

Como mencionado na seção anterior, as características do meio em que são Realizou os estudos simultâneos de EEG-FMRI e o equipamento necessário, facilitar a manifestação de artefatos tanto no registro EEG quanto nas imagens do FMRI. Portanto, há abaixo algumas considerações em relação aos artefatos que são apresentados com mais frequência, bem como uma descrição dos métodos de pré-processamento mais eficientes que foram relatados na literatura.

Entre os gerados no registro EEG, dois destacam: o artefato de pulso (PA) ou balistocardiograma (BCG) e o gradiente ou artefato de imagem.18.19 O primeiro, é produzido pelo fluxo pulsante de sangue e acentuado dentro do campo magnético, levando a pequenos movimentos dos cabos que são observados no registro EEG. O segundo, é causado pelos campos magnéticos variáveis do ressonador e do sinal RF que obscurecem completamente o registro EEG. Entre os gerados nas imagens da FMRI, o artefato de suscetibilidade magnética originada pelos cabos e eletrodos de registro EEG aparecem na imagem da FMRI e que produzidos pelo movimento do paciente. Este último pode ser resolvido a partir do uso de elementos descritos na seção de hardware.20

técnicas de remoção de artefatos

BCG Remoção técnicas. O Balistocardiograma é um artefato que apresenta uma ampla variabilidade entre indivíduos e canais. Geralmente, é uma amplitude maior na zona frontal e suas características são imprevisíveis.18

Allen e outros18 apresentam um método de subtração baseado na identificação dos complexos QRS do sinal de eletrocardiograma (ECG); Este algoritmo é aplicado em uma segunda base a segunda. Primeiro, os QRs são identificados em intervalos de 10 segundos, então uma onda média é calculada para cada canal EEG com base nos horários em que esses complexos são apresentados no ECG em cada intervalo. Esta onda média é finalmente subtraída no momento que correspondem aos picos de ECG (mais ou menos intervalo de tempo, que é necessário porque o PA nos canais EEG ocorre um curto período de tempo após o complexo QRS) nos últimos 3 segundos, em ordem Para garantir que todas as formas de PA que afetem o penúltimo segundo sejam eliminadas; Este segundo é então mostrado. Seu problema fundamental é que, no final do processo, alguns componentes ainda permanecem devido à variabilidade do ritmo cardíaco. Goldman e outros8 executam um procedimento muito semelhante ao anterior, no entanto diferem dos pesos aplicados aos dados utilizados como informações anteriores (antes de aplicar a média) que variam inversamente com o deslocamento temporário da amostra atual para compensar as alterações do Artefato .15

Por outro lado, Kim e outros têm um método com dois segmentos. O primeiro consiste em uma subtração do artefato médio, conforme explicado no parágrafo anterior, 18 adicionando uma eliminação seletiva usando coeficientes de wavelet.O segundo usa filtrado adaptativo de quadrado mínimo recursivo (RLS); O último funcionário somente quando o primeiro não apresenta resultados satisfatórios.

Vários trabalhos usaram os métodos de análise e análise de componentes independentes (ICA) de componentes principais (PCA) com o objetivo de caracterizar e eliminar mais efetivamente o artefato do BCG. A construção de filtros espaciais é destacada da Análise da ICA e da PCA, 17 usando apenas um algoritmo ICA22 ou o uso de PCA para identificar uma série de bases que descrevem as variações temporais do artefato e, portanto, poderem eliminá-lo.23 Neste contexto. , o modelo PCA é proposto para isolar modelos funcionais em imagens de ressonância magnética, da medição da tendência de qualquer sinal covariar em todos os pares possíveis de voxels. Desta forma, a maior variação dos dados é capturada para encontrar modelos espaciais ortogonais ou eigenimages. 24

Técnicas de remoção de artefato de gradiente. Deve-se dizer que este é o artefato mais estável e o mais estável no tempo, característica que é muito bem utilizado para sua eliminação. 9 Allen e outros11 Realize uma filtragem de baixa passagem que elimina o artefato produzido pelo sinal RF (devido à sua alta frequência), seguido por um método de média em cada canal e finalmente um estágio de cancelamento adaptativo de ruído para eliminar qualquer elemento residual. Por sua vez, Hoffman e outros25 realizam a eliminação de uma bancada de filtro de freqüência com as quais harmônicos produzidos pelo sinal RF e os gradientes fora da janela EEG são suprimidos (entre 0,1Hz e 40 Hz; Enquanto os encontrados nesta janela são eliminados através de filtros rejeitam a banda.

da mesma forma, outras estratégias envolvem a modificação da sequência de obter a imagem da FMRI (a sequência EPI, a imagem do ECHO Planar, é a mais comumente usada) através da alteração na programação de tempo de subida O descida de RF e Gradientes pulsos.26 dessa maneira, que a amostragem EEG e a digitalização FMRI são completamente sincronizadas, que são obtidas segmentos no EEG com uma relação de alto nível de ruído de sinal. Finalmente, os componentes restantes são eliminados através da média do artefato. Por outro lado, a eliminação do artefato de gradiente também foi estudada, modelando o artefato em cada canal EEG para cada corte de varredura, que é então subtraído através de PCA.23

até agora, os métodos apresentados a eliminação dos artefatos após a aquisição. No entanto, Garrefa e outros27 desenvolveram um sistema de redução de artefato on-line mostra por amostra, com base em descritores das características mais relevantes dos artefatos, como a forma e os parâmetros mais significativos relacionados à sequência EPI. Desta forma, é possível criar e calibrar o modelo do artefato evitando a perda de informações relevantes.

Estratégias de análise

Atualmente, existem duas abordagens principais para a integração dos dados EEG e FMRI. O primeiro, usa o FMRI para determinar a fonte do sinal elétrico EEG Média da resposta do EEG usada com as ativações derivadas do IMRI para limitar as fontes de localização. O segundo, tenta encontrar uma fonte comum da origem de ambos os sinais. Isto é, associar as características de EEG com o sinal arrojado na forma de um modelo linear geral (GLM), a partir da localização de um estado funcional do cérebro.9 Abaixo estão alguns dos modelos mais utilizados na época para combinar os dois técnicas.

Mapas paramétricos estatísticos (SPM)

O mapeamento paramétrico estatístico refere-se à construção de processos estatísticos estendidos espacialmente, para testar hipóteses sobre efeitos espaciais específicos. Mapas paramétricos estatísticos são métodos de processamento de imagem com valores de vício, de modo que eles têm uma aproximação de distribuição conhecida (que geralmente é gaussiana) sob a hipótese NULL.28 é geralmente que, onde não há ativações significativas ou correlações entre parâmetros do sensor de motor e fisiologia central .29 Seu amplo uso é devido à que é possível analisar cada voxel usando qualquer teste paramétrico estatístico, o resultado da análise é montado em uma imagem que é interpretada como um processo estatístico espacialmente estatístico.28 Todas as análises estatísticas realizadas com SPM são baseados em glm que, no contexto do estudo de imagens funcionais, é usado para fazer inferências estatísticas usando testes invariados em cada um dos voxels.30 Geralmente os SPMs aproximam o modelo linear geral que é apresentado na equação 1:

Onde X é uma matriz de variáveis de resposta, com elementos XIJ; X tem uma coluna para cada voxel j e uma linha para cada digitalização i. Matrix G é a chamada matriz de design que tem uma linha para cada varredura e uma coluna para cada efeito no modelo; Eles são parâmetros desconhecidos para cada Voxel J, enquanto e é uma matriz de termos de erro normalmente distribuídos.

As estimativas dos quadrados mínimos de (aqui B), satisfazem as equações normais:

Se g tiver a gama completa, o GTG pode ser invertido e as estimativas do mínimo quadrado são apresentadas apenas por:

com estas equações, uma ampla gama de análise estatística pode ser executada.

O modelo GLM padrão requer dois aspectos fundamentais para a construção da matriz de design. O primeiro, é o tempo de estimulação (ou a tarefa). A segunda, a especificação da função de resposta hemodinâmica (HRF) para sua convolução com o início dos eventos. Neste último, cada voxel é tratado como um sistema linearmente independente invariante com o tempo, com o qual a forma esperada da resposta é obtida.31

Basicamente, um HRF descreve a resposta característica em negrito a um breve evento neuronal e desta forma caracteriza o comportamento da saída de entrada (conteúdo de excitação neuronal de desoxiemoglobina na drenagem venosa) em qualquer voxel. A forma do HRF apresenta grande variação entre as áreas do cérebro e entre assuntos, no entanto, mantém uma resposta máxima nos primeiros 3s a 5s, seguida de um rebote e um sinal diminui em torno de 8s a 10s.31. O HRF pode ser concebido como característica do ponto temporário (função de espalhe temporário) que não apenas suaviza a entrada, mas também aplica um tempo no tempo.32

As abordagens mais comuns usadas como padrão HRF são: a função Poisson, função gama, Função Gaussiana, função semelhante a spline, a diferença de 2 funções gama ou uma combinação com sua derivada (veja a Figura 3). Também é possível usar uma série de bases, como séries de peito e costura de Fourier, resposta de pulso finita (FIR), dispersão temporal-derivada SPM mais canônica (derivação temporária / dispersão); 33 Embora também seja possível usar um mais flexível modelo, como forma de resposta não canônica de um conjunto de bases de Fourier, quando formas canônicas não divulga respostas significativas.31

Análise da ICA

ICA é um método estatístico para estimar fontes ou características de um grupo de medições ou dados observados, como as fontes são maximamente independentes. Um modelo geral é comumente assumido em que as observações são uma mistura linear de fontes independentes. O modelo de ICA típico assume que as fontes não são observáveis, são estatisticamente independentes e não gaussianas com um processo de mistura desconhecido, mas linear.34

Considerando um vetor m-dimensional com observações aleatórias denotadas por x = t, gerado pelo modelo da ICA mostrado na equação (5),

Onde é um vetor de n dimensões cujos elementos são variáveis aleatórias que Consulte fontes independentes e AMXN é uma matriz desconhecida de mistura. O objetivo da ICA é estimar uma matriz de separação w de acordo com a equação (6).

Então, a equação (6) é uma aproximação correta para as fontes verdadeiras.

formaggio et al., 35 Use o ICA para detectar a atividade do FDI a ser usada como um modulador paramétrico na análise FMRI. Primeiro, eles fazem uso da decomposição da ICA para encontrar a atividade do IDE, reconstruir o sinal de EEG baseado apenas nos picos de maior amplitude da atividade EEG. Posteriormente, eles selecionam o canal a ser usado para construir o retorno, encontrando a maior correlação entre o sinal EEG reconstruído e o original através da análise de wavelet. Finalmente, o canal obtido com uma função canônica de HRF (funções de faixa de 2) pode ser usado para usá-lo em GLM.

Outros modelos

Existem outros modelos que não têm inúmeros relatórios na literatura, no entanto, eles parecem ter boas expectativas. Entre eles, você pode mencionar o relatório de um modelo de fusão modelo de uma estrutura de baía variational, dedicada à identificação de respostas bioelétricas e hemodinâmicas relacionadas a eventos.O objetivo dessa abordagem é encontrar o substrato espacial comum que possa explicar algumas características da União dos dados. Com este modelo eles dão uma conta do aparente relação de acoplamento / desacoplamento de atividades bioelétricas locais e hemodinâmica. Da mesma forma, sua característica mais valiosa é que ele não aplica limitações observando um eventual acoplamento entre dinâmica temporária dos processos fisiológicos e medições de EEG e FMRI.36

Por outro lado, um método usando uma extensão é descrito da técnica de quadrados mínimos parciais (pls) para lidar com dados multidimensionais (chamados n-pls ou quadrados parciais mínimos multi-way). A ideia fundamental é decompor dados dependentes e independentes em modelos multilínais, de modo que os vetores de marcadores desses modelos têm uma covariância máxima por pares.37, isto é, a combinação linear de sinais de EEG que são otimamente correlacionados com o sinal arrojado e vice-versa.19

Aplicações

É um facto que a aplicação simultânea de EEG e FMRI na clínica foi amplamente motivada pelo estudo da epilepsia. No entanto, recentemente também despertou grande interesse na extensão deste promisor técnico, para o estudo dos mecanismos corticais associados à dor.

epilepsia

Os estudos da epilepsia por EEG-FMRI ainda são difíceis de realizar por várias razões. O primeiro, a seleção de pacientes que atendem a todos os critérios de inclusão. Particularmente, porque nem todos os pacientes apresentam descargas iChtal (durante uma crise do epilépticismo) ou interiatais (IEDs) durante um registro eletroencefalográfico. A segunda é que os estudos de atividade espontânea EEG não são tão robustos quanto aqueles que têm um paradigma e terceiro, há apenas um pequeno consenso sobre como os dados devem ser analisados. No entanto, vários autores mostraram que estudos simultâneos EEG-FMRI fornecem informações valiosas sobre regiões corticais gerando atividades epilépticas, generalizadas e focais.38

epilepsies generalizadas. Lemieux e outros39 relatam suas descobertas iniciais em um estudo com um paciente de 50 anos com encefalite hemisfério esquerdo crônico e ataques inatáveis e secundários e secundários. Os resultados da ativação do sinal ousado derivados dos dados foram consistentes com os achados anteriores de EEG e superfície intracraniais, bem como com estudos anteriores realizados usando S-FMRI. Em particular, a resposta observada é consistente com um pico entre 5 e 9s após downloads epileptiformes. Além disso, eles relataram um acordo satisfatório entre a localização de origem e os resultados ousados.

Aghakhani e outros40 estudaram a resposta hemodinâmica do tálamo e do córtex cerebral em 15 pacientes com epilepsia idiopática generalizada (IgE) durante dicas e ondas (GSW). Primeiro de tudo, esses 15 pacientes 12 mostraram atividade no tálamo e em 8 desses casos a resposta foi bilateral. Por outro lado, a resposta cortical encontrada foi amplamente simétrica bilateral. Vale ressaltar que, a ativação no tálamo era predominante sobre a desativação enquanto, no córtex cerebral, o oposto ocorreu. Além disso, a distribuição espacial da resposta ousada durante a GSW envolveu ambas as regiões cerebrais subsequentes e anteriores, contrárias à usual predominância central-central vista no EEG. Hamandi e outros41 levantaram um estudo do mesmo tipo, mas desta vez com 46 pacientes dos quais 30 apresentaram IgE e a restante 16 secundária epilepsia generalizada (SIG). Uma resposta ousada foi vista em 25 pacientes no tálamo, casca frontal e subseqüente parietal, bem como no córtex cingulado posterior (PCC) / pré-combinado. Deve-se notar que as mudanças no sinal do tálamo foram observadas em menos da metade dos pacientes com IgE e quase todos os pacientes com DIE, talvez devido à grande quantidade de GSW que sejam apresentados na SGE em comparação com a IgE Finalmente, a correlação entre o GSW e o sinal arrojado constituíam de extensas zonas de desativação corticais associadas à atividade cerebral normal no estado de repouso; Essa redução é provavelmente conseqüência da sincronização ou da inibição da atividade cortical devido às interações tálamos-corticais, que está de acordo com as características clínicas da crise de ausência.

Avaliar a resposta negativa em áreas da crosta durante o GSW, o Hamandi e outros42 usam ASL para medir a resposta negrito e CBF em 4 pacientes, 2 com SGE e 2 com IgE. Foi em primeiro lugar, uma forte correlação positiva entre negrito e CBF em regiões que mostraram a resposta negrito negativo. Com o acima, observa-se que as respostas negativas correspondentes correspondem à diminuição da perfusão cerebral.Além disso, esta relação (negrito-CBF) foi mais forte durante o GWS do que em repouso, o que poderia indicar mudanças regionais no acoplamento neurovascular entre diferentes estados ou não linearidade nesse acoplamento. Por sua parte, Carmichael e Other43 perguntar com a mesma finalidade usando as mesmas seqüências Bold e Asl e 4 pacientes. Note-se que nenhuma diferença significativa foi observada entre os registros de descanso e durante o GSW, também é sugerido que o acoplamento neurovascular é geralmente mantido entre os referidos estados e dentro das áreas que têm uma resposta negrito negativo.

epilepsies focais. Bénar e outros44 realizaram um estudo das relações entre os IEDs e a resposta ousada em 4 pacientes que tiveram frequentes e focalizadas, usando a União de duas funções de gama como HRF. Em 2 pacientes, os aumentos do sinal arrojado foram observados, subseqüentes à ocorrência de muitos dos IEDs individuais. Da mesma forma, houve alta variabilidade na amplitude e forma da resposta ousada em pacientes, no entanto, eles foram semelhantes em forma entre áreas para pacientes que apresentaram múltiplas zonas de ativação. Além disso, ao estabelecer os coeficientes de correlação entre a amplitude da resposta ousada e a dica correspondente eram baixas. Os autores concluem que a alta variabilidade na amplitude e a duração das respostas ousadas é consistente com a variabilidade na morfologia das várias pontas epilépticas incluídas no estudo. Ou seja, que nem todas as dicas epilépticas apresentam respostas hemodinâmicas semelhantes.

al-Asmi e outros14, eles tentaram encontrar fontes metabólicas de dicas epilépticas em 38 pacientes com epilepsias focais de várias etiologias, usando C-FMRI, S-FMRI ou ambos. Além disso, em 8 pacientes registraram EEGs intracraniais. Algumas regiões de ativação foram encontradas em pacientes sem lesões visíveis em ressonância magnética anatômica (RM), que podem ser úteis na exploração de regiões epileptogênicas sem lesões aparentes. Da mesma forma, em cerca de 40% dos casos em que a atividade IED foi observada que havia ativação, seja em uma ou várias áreas. Por outro lado, a localização com EEG foi concordante na maioria dos casos e confirmada em 4 delas através de EEG intracranial; com uma porcentagem maior nos registros C-FMRI do que os usados pelo S-FMRI.

Em nome, batido e outros45, quantificam a concordância entre os resultados obtidos com EEG-FMRI e EEG intracranial em 5 pacientes com epilepsia parcial que anteriormente experimentaram registros eletroencefalografia invasivos. Entre suas descobertas, pode-se notar que a resposta negativa pode ser tão importante para entender a imagem completa como positiva. Da mesma forma, as medições intracranianas validam amplamente os resultados de EEG e FMRI. Finalmente, a medição de concordância foi feita em um intervalo entre 10 mm e 80 mm, obtendo bons resultados na faixa de 20mm a 40mm.

Salek-Haddadi e outros38, investigaram a correlação entre negrito e IEDs em 63 pacientes com epilepsia focal, entre os quais incluídos aqueles sem um foco epileptogênico bem definido, a fim de observar o acordo anatômico entre a ativação do FMRI e disse foco. A primeira coisa a dizer é que uma ampla gama de modelos de ativação associadas aos IEDs foi alcançada. As alterações foram encontradas no sinal arrojado em 67% dos pacientes nos quais os FDIS foram detectados durante a digitalização. Essas mudanças eram geralmente muito mais extensas do que a natureza focal das descobertas eletroclínicas e geralmente incluíam áreas discordantes. Por sua vez, os modelos de desativação eram comuns com epilepsies temporários do lobo. Além disso, em pacientes cujos dados eletroclínicos já nos permitem estimar um gerador, a EEG-FMRI fornece algum grau de confirmação.

Por outro lado, Zijlmans e outros46 avaliam a utilidade de que os estudos da EEG-FMRI podem ter na avaliação presurgica dos pacientes, cuja localização do foco epileptogênico com métodos tradicionais de neuroimagem não foi possível. O estudo foi realizado com 46 grupos de dados IEDs de 29 pacientes. Verificou-se que a resposta negrito positiva foi topologicamente incongruente com EEG em regiões occipitais ou em estruturas monóticas, enquanto a resposta negativa foi vista em 4 áreas: região occipital, difusa com uma resposta positiva no gânglio basal, na região parietal esquerda e na região parietal esquerda e o lobo frontal (à direita). Analisando os resultados obtidos à luz da localização de origem: Para 4 de 6 focos sem um local claro com EEG, EEG-FMRI mostrou um foco circunscrito; Em 4 de 5 com aparente multifocalidade, EEG-FMRI mostrou o mesmo, embora em um caso claramente favorecesse uma fonte. Finalmente, as diretrizes para o uso de EEG-FMRI em aplicações clínicas são propostas com base em seus resultados.

dor

A dor é uma experiência consciente e altamente subjetiva, que interpreta uma entrada nociceptiva influenciada por experiência, memória, emoções, fatores patológicos, mesmo genética cognitiva. Portanto, a dor é tão difícil de avaliar, investigar, gerenciar e tratar. O objetivo da discussão da dor, destina-se à identificação dos mecanismos relacionados a como a percepção de dor é mediada e modulada, buscando alcançar dois objetivos. O primeiro deles, é entender os mecanismos que originam a dor e o segundo, conceber tratamentos eficazes contra ele, especialmente quando é crônico. Para isso, os métodos recentes de neuroimagamento contribuíram para uma maior compreensão dos mecanismos de geração e persistência do estado de dor crônica entre eles, os estudos EEG-FMRI. 47

Actualmente, uma rede cerebral de regiões envolvidas na percepção da dor (comumente referida como “matriz da dor”) foi estabelecida. Acredita-se que esta rede tenha dois componentes neuroanatômicos, um lateral (discriminativo sensorial) e uma medial (avaliação afetiva); No entanto, os elementos que compõem que a matriz ainda não estão completamente definidos porque diferentes regiões do cérebro desempenham um papel mais ou menos ativo, dependendo dos fatores que influenciam a percepção da dor (cognição, arranjo, dano). Através de estudos de neuroimagem, as regiões ativadas durante as experiências agudas de dor podem ser determinadas. Estes incluem o córtex somatossensorial primário (S1) e secundário (S2), a cingulada anterior (ACC), insular e pré-frontal, bem como tálamo47-49. No entanto, outras zonas podem ser ativadas, dependendo das circunstâncias de cada indivíduo, incluindo o gânglio basal, o cerebelo, a amígdala, o hipocampo e até mesmo áreas dentro do parietal e no córtex temporal.47, por outro lado, visto no Registro do EEG, a experiência de dor pode ser associada a relativas amplitudes baixas de ondas lentas (delta, teta, alfa) e amplitudes relativamente altas da onda mais rápida (beta) .50

no momento, eles estudaram vários modelos relacionados a diferentes tipos de estimulação, estes incluem danos cutâneos por estímulo frio, músculo ou pele por choque elétrico, ácido ascórbico, calor induzido a laser, isquemia, dissensão gástrica ou uma ilusão de dor evocada por uma combinação de temperaturas inócuas .49 Este artigo concentra-se na pesquisa relacionada à estimulação cutânea devido a descargas elétricas ou calor induzido por laser.

Iannetti e outros51 investigaram a confiabilidade da gravação de potenciais evocados relacionados à dor, através do uso de um laser que gera calor em dois tipos diferentes de nociceptores periféricos da pele (AD e C) em duas sessões. Do scanner e outro fora disso, este último usado como uma sessão de controle. Eles obtiveram respostas à estimulação a laser que consistem em modelos comuns de atividade cerebral em resposta à estimulação nociceptiva. Desta forma, a confiabilidade do registro de potenciais evocada com o laser (LEP) foi demonstrada dentro do scanner FMRI além da perda dada pelos campos magnéticos, que é verdadeiramente valiosa em estudos como o ensaio único (que permite a avaliação da resposta Para execuções de tarefas exclusivas, analisando cada evento em uma sessão fMRI-BOLD separada), aprendizagem ou estudos farmacológicos.

Chrismann e outros52 estudaram a representação da estimulação do polegar direito no córtex somatossensorial, em 6 assuntos saudáveis através da estimulação elétrica. Isto com o objetivo de desenvolver estimulação eficiente, que permitiu a medição de potenciais evocados, bem como a detecção da atividade ousada desencadeada por eles. Os complexos correspondentes à estimulação do nervo mediano foram observados. Além disso, a resposta ousada foi proeminente no hemisfério contralateral direito, que representa a ativação em S1 e S2. Continuando com sua pesquisa, em um trabalho posterior, Christmann e outros53 encontrou correspondência para os complexos N20-P30-P60 para todos os pacientes, tipicamente encontrados após a estimulação do nervo mediano. Da mesma forma, eles identificaram o componente P200 na CZ, que está relacionado à estimulação da dor. Da mesma forma, eles revelaram efeitos significativos no sinal ousado na virada contralateral do pós-parto (relacionado à área da mão em S1) e bilateralmente no operculum parietal (relacionado ao S2). Além das áreas acima definidas como envolvidas na percepção da dor, ao mesmo tempo que em vermes cerebelar.

mobascher e outros54 realizam um estudo para investigar as áreas do cérebro associadas à atividade simpática (que podem ser obtidas medindo a atividade eletrodérmica ou EDA) quando a dor é experimentada. Este estudo foi realizado em 12 assuntos saudáveis que foram estimulados com um laser na mão esquerda usando análise de teste único. A resposta ousada indicou a ativação em áreas S1, S2, insula bilateral, ACC, alta, cerebelo e tronco cerebral. Observou-se que as flutuações da EDA em resposta à estimulação do laser, estão associadas a variações nas respostas do EEG e ao sinal arrojado entre as regiões envolvidas na sensação de dor, especialmente na insula e nas áreas sensoriais do sistema lateral de dor.

Em outro trabalho, Mobascher e outros55 apresentam um estudo de 20 pacientes que submeteram a estimulação a laser, usando potenciais de tentativa de singles-evo-evo para modelar a resposta ousada. A análise das imagens aliviou a ativação antes da estimulação do laser em áreas consideradas pertencentes à matriz de dor, incluindo S1, S2, Insula Bilateral, ACC, Tállamo, Cerebelo e Tronco Cerebral, além de outras áreas que participam do Processamento da dor, como pré-frontal, pré-crosta e amígdala. Da mesma forma, o potencial N2 e P2 foram usados como retornos do modelo em negrito. Usando N2 Nenhuma informação adicional foi obtida para os modelos em negrito, no entanto, com P2 um modelo de ativação era aparente, que foi dominado pela parte média e subsequente do ACC; que é consistente com a atividade do gerador P2 nessa região. Finalmente, é destacar a sugestão do trabalho conjunto do ACC e da amígdala na avaliação cognitivo-emocional da dor. Bem como o estudo de regiões profundas, como a Amygdala e o Thalamus, que não são fáceis de acessar os estudos de EEG.

Discussão

A aplicação clínica da EEG-FMRI, poderia favorecer grandemente os pacientes, em seu diagnóstico e tratamento, e médicos ao fornecer novas informações sobre os processos fisiológicos associados à patologia. As investigações apresentadas neste artigo demonstram quanto progresso foram feitas na técnica, mas também permitem delinear as questões que ainda estão resolvidas.

Um dos principais aspectos da técnica, está relacionado ao HRF. Conforme apresentado na seção Estratégias de Análise, existem vários métodos estatísticos que vão desde mapas paramétricos até a mais recente baseada na ICA. Tal diversidade de métodos procurou evitar o principal problema que os SPMs presentes, a escolha do HRF. Como a forma deste último varia entre assuntos e áreas do cérebro, bem como o tempo em que seu pico máximo é apresentado (com base na atividade do EEG), possíveis imprecisões na interpretação dos resultados da ativação. Por conseguinte, dependendo da análise estatística, a forma canônica ou não canônica do HRF e os tempos usados para modelá-lo (antes ou depois da atividade de EEG), a sensibilidade do método pode mudar, e desta forma sua confiabilidade. É por isso que o método a ser escolhido varia dependendo do aplicativo que se destina a estudar. Por exemplo, no caso da epilepsia, o trabalho de Formaggio e outros35 deve ser tomado como referência.

Como foi exposto em todo o artigo, um consenso foi gerado na existência de alterações hemodinâmicas corticais, em resposta a um evento bioelétrico neuronal. No entanto, evidências recentes mostrou que as mudanças no sinal arrojado podem ocorrer antes do início da atividade epiléptica e não com um atraso de aproximadamente 3 e 5 após o registro do ponto epiléptico, como foi estabelecido. Nesse sentido, Hawco e outros, 56 estudaram a resposta hemodinâmica usando um modelo composto de 7 funções de alcance de pico em -3, -1, 1, 3, 5, 7, 9 segundos em relação ao início da atividade epilépta. Os resultados obtidos mostraram HRFs com picos em 1s antes ou depois do evento, sugerindo que a mudança na resposta ousada começou antes do ponto epiléptico registrado. Com base nesta pesquisa, Jacobs e outros, 57 estudaram 13 tipos de dicas epilépticas em 11 pacientes (divididos em 2 grupos: epilepsia focal idiopática e sintomática). Em contraste com o trabalho de Hawco, sua análise estatística foi realizada com modelos HRF entre -9 e 9 segundos em relação ao evento. O resultado notável desta pesquisa foi que em 6 dos estudos, respostas ousadas foram encontradas entre -9s e -5s. Da mesma forma, em 9 dos 11 estudos, mudanças ousadas foram observadas entre -3s e + 1s em relação ao evento.

Uma das explicações mais prováveis sobre as descobertas descritas das investigações anteriores é que essas respostas “precoces” ousadas podem ser devidas a algumas descargas epilépticas são precedidas por um fenômeno de consumo de energia que dura vários segundos. 56 Outras explicações, sugerem que essas respostas precoces poderiam ser o resultado de downloads focais que precedem sistematicamente uma descarga mais geral, bem como a possível influência que a atividade astrocítica teria na resposta negrito.57

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