This work is supported by the Research Grants Program of the Epilepsy Foundation &amp; American Epilepsy Society and the Faculty Career Development Fellowship of Harvard Medical School, Office for Faculty Development.

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

prove convergenti da studi su animali e umani ha dimostrato che HFO sono un nuovo biomarker potenziale per il tessuto epilettogena. Nonostante questa evidenza, HFO hanno un uso molto limitato nella pratica clinica per la diagnosi o il monitoraggio di epilessia, soprattutto perché: (i) non esiste una definizione formale e globale per HFO; (Ii) diversi gruppi di ricerca utilizzano una metodologia diversa per la registrazione e l&#39;analisi dei dati; (Iii) la rilevazione non invasiva di HFO con tecniche di neuroimaging è impegnativo; e (iv) il processo di riesame di HFO richiede tempo e poco pratico, soprattutto per EEG multicanale o registrazioni MEG con un elevato numero di sensori. Nel tentativo di fornire una metodologia globale standardizzata che promuove l&#39;uso sistematico di HFO nella pratica clinica, la metodologia che è seguito all&#39;ospedale dei bambini di Boston per la registrazione non invasiva, il rilevamento e la localizzazione di HFO interictali da pazienti pediatrici con epilessia è presentato. Representative risultati di HFO rilevati con il cuoio capelluto simultanea EEG e MEG da due bambini con epilessia refrattaria medicalmente sono anche presentati. Passaggi critici all&#39;interno del protocollo La metodologia proposta prevede i seguenti passaggi critici: (i) le prestazioni di EEG e MEG registrazioni simultanee di attività interictale da pazienti pediatrici alta Signal-to-Noise-Ratio (SNR) con epilessia medicalmente refrattaria (passi 2.1.1 e 2.1.2 ); (Ii) la pre-elaborazione accurata e la selezione di dati con scariche interictali (passi 3.1 e 3.2); (Iii) la revisione visiva dei HFO eventi identificati con alta specificità (i punti 4.3.1, 4.3.2 e 4.3.3); e (iv) la localizzazione affidabile delle HFO utilizzando un metodo di localizzazione appropriata (passo 5.2). La fase più critica in questo protocollo è la revisione visiva degli eventi HFO identificati dal rilevatore automatico. Una revisione rigorosa delle HFO rilevate automaticamente è crucial scartare HFO di origine non cerebrali. Tuttavia, stanchezza o distrazione del revisore umano durante l&#39;ispezione visiva del multicanale EEG e MEG dati possono portare ad errori, riducendo la specificità del processo di rilevamento. Modifiche e risoluzione dei problemi Evitiamo l&#39;uso della proiezione segnale spaziale (SSP) e metodi 72,73 Signal spazio Separation (SSS) per garantire che non vi era alcuna distorsione dell&#39;attività HFO dalla loro applicazione. Questi metodi sono spesso utilizzati dalla maggior parte degli utenti del fornitore particolare MEG per sopprimere interferenze esterne e per correggere i movimenti della testa 72. Ulteriori studi sono necessari per assicurare che l&#39;applicazione di questi metodi non influiscono o distorcere l&#39;attività HFO o non producono effetti spuri che possono assomigliare HFO umani. Le modifiche secondarie di soglia minima del punteggio z dell&#39;inviluppo del segnale (fase 4.1.1.3) e la soglia di acvalori coltiva- (step 5.2.6) possono essere necessari per migliorare la sensibilità dell&#39;algoritmo nella rilevazione di HFO e limitare la localizzazione della zona HFO in una zona più focale. Limitazioni della tecnica Il metodo descritto presenta limitazioni che dovrebbero essere ulteriormente affrontati in studi futuri. In primo luogo, non considera HFO che si verificano solo nei segnali MEG o EEG, e non include il rilevamento automatico dei HFO nei segnali MEG, il che implica che alcuni attuale basso SNR MEG HFO potrebbe sfuggire ispezione visiva 74. Inoltre, la sensibilità e la specificità del metodo proposto per rilevare le HFO e la sua capacità di localizzare loro con elevata precisione devono essere convalidati con le registrazioni simultanee di cuoio capelluto EEG, MEG, e es: non 75. I nostri dati hanno dimostrato che singoli ECDs indicavano una zona irritativa estesa rispetto alla zona HFO focale. Tuttavia, quando i ECDs sono stati mediati, poi la locatio dipolon era abbastanza vicino alla zona HFO sia per i pazienti. I nostri dati sono indicativi della specificità dei 2 metodi che mostra una possibile maggiore specificità della zona HFO per epilettogenicità (in particolare per il paziente 2 per i quali la zona HFO stato sovrappone al SOZ) rispetto alla zona irritativa, anche se conclusioni sicure non è possibile trarre da tale una piccola coorte di pazienti. Ancora più importante, la localizzazione delle sorgenti HFO non implica direttamente localizzare il EZ che è responsabile per le convulsioni. I nostri risultati devono essere convalidati in base al risultato della chirurgia dell&#39;epilessia che abbiamo intenzione di fare in un futuro studio. Infine, per registrare i dati EEG, un sistema 70-canale è stato utilizzato. Tuttavia, nella maggior parte dei centri di pratica clinica standard di EEG è utilizzato che registra i dati provenienti da 19 elettrodi posizionati secondo il 10 - 20 del sistema. Altri sistemi EEG pediatrici avanzati con molto più elevato numero di canali (fino a 256) sono attualmente disponibili sul mercato. L&#39;uso di questi sistemi può migliorare ulteriormente tegli la localizzazione accuratezza della zona HFO rilevato con il cuoio capelluto EEG. Importanza della tecnica rispetto ai metodi esistenti / alternativi Per la nostra migliore conoscenza, questo è il primo studio che riporta la localizzazione non invasiva di HFO interictali con EEG e MEG simultaneo, e anche indaga la concordanza dei risultati della localizzazione con quelli da registrazioni intracraniche. Il non invasiva di registrazione, il rilevamento e la localizzazione di HFO è impegnativo. Questo perché HFO sono segnali molto deboli generati da piccole regioni cerebrali dell&#39;ordine di millimetri cubi 16,76 e inoltre ostacolato dal rumore e attività cerebrale sfondo. Un recente studio ha proposto che HFO registrati in modo non invasivo con il cuoio capelluto EEG rappresentano la somma di attività di molteplici focale spazialmente distribuito e sorgenti coerenti 60. Finora pochi studi 28,29,37,38,60 sono riusciti a dimostrare che HFO può essere rilevato in modo non invasivo con scalp EEG e MEG; ancora meno localizzato questa attività, risolvendo il problema inverso 37-38. Qui, la prova di HFO interictali sono presentati che sono stati rilevati con il cuoio capelluto simultanea EEG e MEG da due pazienti pediatrici affetti da epilessia. HFO sono stati localizzati utilizzando un quadro descritto in precedenza 38. I dati rappresentativi suggeriscono che la localizzazione non invasiva di HFO interictali è fattibile utilizzando tecniche di imaging sorgente eseguite su entrambi cuoio capelluto EEG o registrazioni MEG, supponendo che una tecnica di localizzazione appropriata viene utilizzato. Ciò è in linea con un precedente studio che ha utilizzato una struttura fantasma che assomiglia HFO generatori, il che indica che HFO possono essere non invasivo rilevati e accuratamente localizzati con MEG 32. Il rilevamento e l&#39;etichettatura di HFO interictali è tradizionalmente eseguita attraverso l&#39;ispezione visiva dei dati da parte di esperti EEG umani. Anche se questo approccio è spesso Regarded come il gold standard, che presenta gravi limitazioni dal momento che ha scarsa affidabilità inter-revisore 77,78, e non è applicabile alle grandi MEG e EEG set di dati con elevato numero di sensori. Fondamentale per l&#39;applicazione di HFO nella pratica clinica è lo sviluppo di algoritmi che rilevano le HFO automaticamente da registrazioni cuoio capelluto riducendo la necessità di intervento umano. L&#39;identificazione visiva di HFO cuoio capelluto è in realtà molto impegnativo a causa di: (i) il basso SNR di HFO sul cuoio capelluto; (Ii) i tassi più bassi di HFO nelle registrazioni del cuoio capelluto rispetto a quelli intracranici, il che implica l&#39;analisi dei tempi di registrazione più lunghi; e (iii) l&#39;elevato numero di canali da analizzare, particolarmente in alta densità EEG o MEG. Diversi algoritmi per il rilevamento automatico e semi-automatica di HFO sono stati proposti negli ultimi dieci anni 54. Rilevatori anteriore invocato soglie nel dominio del tempo, al fine di identificare gli eventi che possono essere distinte da sfondo costante attività 49,80. I recenti progressi suggeriscono anche che incorpora informazioni dal dominio della frequenza, partendo dal presupposto che un HFO deve apparire come un evento di breve durata con un picco spettrale isolato ad una frequenza di 50,56,81 distinta. metodi semi-automatici sembrano essere l&#39;approccio più appropriato per l&#39;applicazione di HFO nella pratica clinica. Questi metodi implicano 2 fasi: (i) di rilevazione automatica iniziale di eventi che ha alta sensibilità, e (ii) revisione visiva di eventi da un esperto, che ha alta specificità. Questo approccio fornisce maggiore specificità rispetto ai metodi completamente automatizzati e assicura che gli eventi recensiti finali sono HFO reali di origine cerebrale. Qui, un metodo semi-automatico viene presentato che consente il rilevamento di HFO da interictale cuoio capelluto EEG e MEG registrazioni. Il metodo proposto estende tecniche per la rilevazione di HFO dal cuoio capelluto EEG 60 precedentemente descritto incorporando nei criteri di identificazione due importCaratteristiche ant: (i) l&#39;analisi automatica tempo-frequenza degli eventi HFO; e (ii) il concorso temporale degli eventi HFO in entrambe le registrazioni MEG e EEG. Le future applicazioni o direzioni Dopo aver imparato questa tecnica La localizzazione affidabile di HFO con metodi neuroimaging non invasivi, come ad esempio il cuoio capelluto EEG e MEG, è critica. Mastering, migliorando, e convalidare il protocollo proposto fornirà i medici con un affidabile, biomarcatore non invasivo registrabile per l&#39;identificazione del EZ. Lo sviluppo di tale biomarcatore ha il potenziale per ridurre la necessità di monitoraggio a lungo termine e le registrazioni intracraniche invasive che portano a un significativo miglioramento della procedura di valutazione pre-chirurgica nei pazienti pediatrici. Sarebbe non solo aiuto per identificare il tessuto epilettogena per un intervento chirurgico, ma sarebbe anche permettere diagnosi differenziale definitiva di epilessia di crisi epilettiche sintomatiche acute, che richiedono una completamente diffenoleggiare approccio di trattamento, e da convulsioni epilettiche non risparmiando la necessità di un monitoraggio a lungo termine in alcuni pazienti. Inoltre, questo potrebbe consentire la valutazione della efficacia degli interventi terapeutici, senza attesa di un altro sequestro a verificarsi.

Epilessia pediatrica è un disturbo neurologico comune con un tasso di prevalenza di 4-6 per 1.000 bambini 1. Si può avere un forte impatto sullo sviluppo dei bambini 2 e può influenzare in modo significativo la loro vita adulta. Studi di follow-up a lungo termine in epilessia ad esordio infantile indicano che circa il 30% dei pazienti affetti da epilessia intrattabile diventare medico 3-6, e di solito richiedono un intervento chirurgico epilettica resettiva. In molti di questi pazienti, la chirurgia dell&#39;epilessia porta ad una significativa riduzione della frequenza delle crisi e spesso alla libertà di sequestro. Per avere successo, la chirurgia dell&#39;epilessia deve raggiungere uno stato libero da crisi con il minimo o nessun deficit funzionali. Questo richiede un&#39;attenta delineazione della zona epilettogena (EZ) 7, l&#39; &#39;area della corteccia che è indispensabile per la generazione di crisi epilettiche&#39; 8. L&#39;EZ non può essere misurato direttamente; la sua posizione è stimata sulla base dei dati concordanti provenienti da una moltitudine di prove that identificare altre zone corticali. Invasiva elettroencefalografia intracranica (es: non) serve come il gold standard per la localizzazione della zona di sequestro insorgenza (SOZ), la regione in cui le crisi sono generati e hanno origine sulle registrazioni ictali. Tuttavia es: non è costoso, affidamento sulla collaborazione del bambino, comporta qualche rischio di infezione e sanguinamento 9, e può indurre ulteriore danno neurologico durante l&#39;impianto 10. Inoltre, le registrazioni possono portare a conclusioni errate da vaste aree del cervello sono esplorato. Così, un robusto biomarker prechirurgica che aiuta nella identificazione del EZ è necessario per il successo del trattamento dell&#39;epilessia chirurgico. HFO patologici (80 - 500 Hz) 11,12 sono emersi negli ultimi dieci anni come biomarker per l&#39;identificazione del tessuto epilettogena che può migliorare la diagnosi preoperatoria e il risultato chirurgico di pazienti con epilessia 13. Rapporti con microElettrodi combinati con elettrodi di profondità EEG hanno mostrato la presenza di HFO in pazienti con epilessia. HFO sono stati trovati anche utilizzando macroelectrodes standard durante lo ictale e periodi interictali. Recenti studi hanno dimostrato che HFO identificano il SOZ con maggiore sensibilità e specificità rispetto alla zona irritativa 14,15, la zona che genera gli IED, e che la rimozione chirurgica del tessuto HFO generatrice correla con risultati migliori rispetto alla rimozione del SOZ o la zona irritativa 15. HFO sono comunemente classificati come increspature (80 - 250 Hz) o ondulazioni veloci (250 - 500 Hz). Increspature veloci sono stati più strettamente legati all&#39;attività patologica e alla localizzazione del SOZ 16, ma le indagini di registrazioni intracranici umane indicano che entrambe le increspature e ondulazioni rapido aumento nelle regioni epileptogenic 17. Nonostante questi risultati promettenti, HFO non sono ancora adatti per la diagnosi o il monitoraggio diepilessia nella pratica clinica. barriere primarie rimangono: (i) la mancanza di una definizione formale e globale per HFO; (Ii) il conseguente eterogeneità del metodologica approcci utilizzati per il loro studio; e (iii) le difficoltà pratiche per individuare e localizzare in maniera non invasiva dalle registrazioni del cuoio capelluto. Quest&#39;ultimo deriva dal fatto che gli elettrodi sono lontani dalla sorgente del segnale, il segnale potrebbe essere offuscata dal rumore di fondo e l&#39;attività muscolare, e il segnale potrebbe essere distorti dal cuoio capelluto o fontanelle e suture del cranio, soprattutto in pazienti neonati. Inoltre, è difficile distinguere tra normali e anormali HFO 18,19 poiché entrambe le increspature e ondulazioni veloci sono presenti anche in normale tessuto cerebrale umano 20. I primi studi hanno riportato HFO in cuoio EEG in solo una piccola (0,2-3,4%) porzione di pazienti con epilessia 21-23. Tuttavia, recenti studi hanno dimostrato che HFO possono essere rilevati in modo non invasivo con il cuoio capelluto EEG. Ictally, HFOs sono stati segnalati al momento della comparsa di spasmi epilettici nei bambini (50 - 100 Hz 24, 40-120 Hz 25), così come al momento della comparsa di convulsioni toniche nella sindrome di Lennox-Gastaut (50 - 100 Hz) 26. HFO interictale (70 - 200 Hz) sono stati osservati sul cuoio capelluto EEG nei bambini con il sonno indotto stato elettrico epilettico 27. Poi, HFO interictali (80 - 200 Hz) sono stati identificati nel EEG cuoio dei pazienti con epilessia focale con tassi più elevati all&#39;interno del SOZ 28. È interessante notare che, HFO erano più frequenti nei pazienti con un elevato numero di scariche epilettiformi interictali (IED), e sono stati trovati per essere più specifici rispetto IED per la SOZ 29, mettendo in evidenza la relazione di HFO con epilettogenicità. MEG sembra presentare vantaggi significativi rispetto al cuoio capelluto EEG per il rilevamento non invasivo e localizzazione di HFO: (i) attività alta frequenza in MEG è meno suscettibile di EEG alla contaminazione da muscolareattività di 30-31, (ii) i segnali MEG non vengano alterate mediante cranio conduttività e meno distorto di EEG per regioni non fuse dell&#39;osso cranico, come fontanella o di sutura, e (iii) array di sensori MEG hanno una maggiore densità rispetto a EEG che si affaccia sempre il problema del sale ponti tra elettrodi quando la testa è piccola, come con i bambini. Prove da costruzioni fantasma che simulano HFO generatori suggerito che HFO possono essere rilevati e localizzati con elevata precisione di localizzazione (2-3 mm) con MEG 32. Diversi studi recenti hanno riportato HFO nei segnali MEG registrati da pazienti con epilessia nella banda di frequenza di ripple 33-38. Analisi tempo-frequenza è dimostrato che i dati MEG contengono componenti ad alta frequenza sono collegati con la EZ 33-36. Tuttavia, solo pochi studi hanno identificato HFO interictali come eventi visibili in piedi fuori del segnale di fondo nel dominio del tempo, come in genere fatto con es: non 37-38. Van Klink et al. 37 rilevato HFO nella banda ondulazione utilizzando canali virtuali costruiti con tecniche di beamforming sulla base di informazioni spaziali ottenute da IED. Von Ellenrieder et al. 38 rilevato HFO in segnali MEG dai sensori fisici indipendentemente dalle IED e usato l&#39;entropia massima sul metodo Media (MEM) per localizzare le loro fonti e di indagare la loro correlazione con l&#39;EZ. Rampp et al. (2010) rivelò anche epilettici oscillazioni ad alta gamma con MEG, che erano spike-bloccato o spike-indipendenti, e localizzata questa attività con il minimo-norma analisi fonte 39. Essi hanno scoperto che le caratteristiche di queste oscillazioni veloci (ad esempio, chiara insorgenza di media full-band e massima ampiezza delle oscillazioni) sono stati fortemente associati con il SOZ. HFO sono state rilevate anche con MEG durante l&#39;attività ictale in pazienti pediatrici con Sindrome di West 40. Tuttavia, MEG presenta alcune limitazioni distinti rispetto al cuoio capelluto EEG: (i) è insensitive fonti che hanno un orientamento radiale rispetto al centro della testa, (ii) non consente registrazioni lunghe che aumentano la possibilità di rilevare e registrare eventi ictali, e (iii) i suoi sensori non può conformarsi alla forma della testa di ogni individuo in quanto il casco e sensore matrice all&#39;interno del casco sono tutti fissi in forma. Così, la configurazione ideale che massimizza la possibilità di rilevare e localizzare l&#39;attività epilettogena è combinando le informazioni sia da EEG cuoio capelluto e MEG. In questo studio, ci proponiamo di illustrare la metodologia che seguiamo per la rilevazione non invasiva di HFO interictali utilizzando registrazioni simultanee di cuoio capelluto EEG e MEG da pazienti pediatrici con epilessia refrattaria medico. Vi presentiamo la messa a punto delle registrazioni e la pipeline di analisi dei dati utilizzando un metodo semi-automatico che abbiamo sviluppato per la rilevazione di eventi HFO nei dati simultanei MEG e EEG. Infine, si presentano anche la localizzazione delsottostante generatori di HFO cuoio capelluto, ottenuti risolvendo il problema inverso, e confrontarlo con il SOZ come questo è stato definito dai epileptologists.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1028">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">VectorView MEG system</td>
			<td style="width:287px;">Elekta-Neuromag, Finland</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:407px;">MEG System</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Magentically Shielded Room</td>
			<td style="width:287px;">Imedco, Hagendorf, Switzerland</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:407px;">Three-layer MSR</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">EEG system</td>
			<td style="width:287px;">Elekta-Neuromag, Finland</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>70 Channel EEG system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">3D digitizer</td>
			<td style="width:287px;">Polhemus, Colchester, VT</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

interictal high frequency oscillations detected with simultaneous magnetoencephalography and electroencephalography as biomarker of pediatric epilepsy

Fondamentale per il successo della chirurgia dell&#39;epilessia è la disponibilità di un biomarker robusto che identifica la zona epilettogena (EZ). Oscillazioni ad alta frequenza (HFO) sono emersi come potenziali biomarcatori preoperatori per l&#39;identificazione del EZ oltre a interictale epilettiformi scarichi (IED) e l&#39;attività ictale. Anche se sono promettenti per localizzare l&#39;EZ, essi non sono ancora adatti per la diagnosi o il monitoraggio di epilessia nella pratica clinica. barriere primarie rimangono: la mancanza di una definizione formale e globale per HFO; la conseguente eterogeneità degli approcci metodologici utilizzati per il loro studio; e le difficoltà pratiche per individuare e localizzare in maniera non invasiva dalle registrazioni del cuoio capelluto. Qui, vi presentiamo una metodologia per la registrazione, il rilevamento e la localizzazione di HFO interictali da pazienti pediatrici con epilessia refrattaria. Riportiamo i dati rappresentativi di HFO rilevati in modo non invasivo da interictale cuoio capelluto EEG e MEG da due bambinisottoposti a chirurgia. I generatori di fondo della HFO sono stati localizzati da risolvere il problema inverso e la loro localizzazione è stato confrontato con l&#39;esordio Zona sequestro (SOZ) come questo è stato definito dai epileptologists. Sia per i pazienti, interictale epilettogena scarichi (IED) e HFO sono stati localizzati con immagini sorgente in posizioni concordanti. Per un paziente, dati intracranica EEG (es: non) erano anche disponibili. Per questo paziente, abbiamo scoperto che la localizzazione HFO è stato concorde tra i metodi non invasivi e invasivi. Il confronto tra es: non con i risultati di registrazioni del cuoio capelluto servita per convalidare questi risultati. Per la nostra migliore conoscenza, questo è il primo studio che presenta la localizzazione fonte di HFO del cuoio capelluto da simultanei registrazioni EEG e MEG confrontando i risultati con registrazioni invasive. Questi risultati suggeriscono che HFO possono essere rilevati in modo affidabile e localizzati in modo non invasivo con il cuoio capelluto EEG e MEG. Concludiamo che la localizzazione non invasiva di intericTal HFO potrebbe migliorare in modo significativo la valutazione pre-chirurgica per i pazienti pediatrici con epilessia.

I pazienti pediatrici con epilessia refrattaria sono stati reclutati dalla clinica Epilessia del pediatrico di Boston (Boston, USA). Qui, i dati rappresentativi di 2 pazienti vengono presentati: una ragazza di 15 anni con encefalomalacia del diritto dell&#39;arteria cerebrale media (MCA) regione (paziente 1), e un 11-anno-vecchio ragazzo con parietale sinistro / encefalomalacia temporale superiore ( paziente 2). I dati sono stati raccolti come parte del loro iter pre-chirurgica per un intervento chirurgico. Simultanee registrazioni MEG e EEG sono stati eseguiti presso il Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging. Sia per i pazienti, HFO sono stati identificati nella banda di frequenza di ripple (80 - 150 Hz) che si verificano in entrambi EEG e MEG e IED sovrastanti. Figura 4 presenta 10 s di cuoio simultanea EEG e MEG dati con attività interictale (pannelli superiori) da paziente 1. La stessa figura riporta anche unn tempo prolungato porzione in scala (2 s) dei segnali, che mostra le HFO rilevati nel dominio del tempo (pannelli centrali) e nel piano tempo-frequenza (pannello inferiore). Questo paziente ha mostrato un tasso di 8,8 HFO / min. Per chiarezza, la visualizzazione del piano tempo-frequenza è impedito di 80 - 150 Hz perché nessuna attività di primo piano è stato osservato per frequenze superiori a 150 Hz. Nel paziente 1, il riconoscimento automatico identificato 248 HFO eventi all&#39;interno di 8.65 min di registrazioni. Dopo la revisione visiva degli eventi rilevati, 76 eventi sono stati tenuti che sono stati considerati veri HFO, ottenendo un tasso di 8,8 HFO / min. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/54883/54883fig4.jpg" /> Figura 4: HFO sovrapposto IED rilevati dal cuoio capelluto EEG e MEG. Pannello superiore: IED da paziente 1 rilevati dal cuoio capelluto EEG (a sinistra) e MEG (a destra). 10 s di dati filtrati 1-70 Hz. Pannello centrale: visualizzazione della scala di tempo prolungato (2 s) dei dati di EEG e MEG evidenziato con sfondo grigio nel pannello superiore. I dati sono filtrati 80-150 Hz. Pannello inferiore: piano tempo-frequenza di 2 rappresentative EEG e MEG canali. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54883/54883fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Figura 5 presenta i risultati HFO localizzazione di paziente 1 sia da EEG cuoio capelluto e MEG. Entrambe le tecniche localizzati i HFO in prossimità della lesione in una posizione vicino alla destra giunzione temporo-parietale. MEG e EEG presentati leggermente diversi risultati localizzazione: attività MEG era situato più anteriormente rispetto a EEG e più vicino al contorno posteriore della lesione. La distanza tra i due massimi di attività WMem per il MEG e EEG era 15.0 mm. HFO localization era anche adiacente alla zona irritativi come questo è stato definito da MEG. La distanza euclidea tra le ECDs medi e l&#39;attività massima WMem 18,7 mm per il MEG e 28,0 millimetri per l&#39;EEG cuoio capelluto. Per paziente 2, abbiamo identificato 8 min di dati durante onde lente non-REM del sonno con IED e artefatti minimi che abbiamo usato per l&#39;analisi HFO. Il numero di HFO cuoio capelluto era significativamente inferiore a quello del paziente 1 che mostra un tasso di 0,4 HFO / min. Figura 6 presenta i risultati di localizzazione fonte di HFO cuoio capelluto per MEG e del cuoio capelluto EEG, i IED localizzate da MEG utilizzando ECDs, e la posizione del HFO rilevati da es: non. La distanza tra il 2 massimi di attività WMem per il MEG e EEG era 16.4 mm. La distanza tra le ECDs medi e l&#39;attività massima WMem 10,9 mm per il MEG ei 24,1 mm per il EEG. La zona HFO identificato in modo non invasivo per il cuoio capelluto EEG e MEG era nello stesso luogo in cui gli HFO erano identified invasivo con es: non. Gli elettrodi con il maggior numero di HFO erano LA51, LA52 e LA53, come mostrato in figura 6, la cui localizzazione sia concorde dell&#39;attività HFO localizzata non invasivo. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/54883/54883fig5.jpg" /> Figura 5: Localizzazione di HFO e IED. Zona HFO localizzato utilizzando il WMem con MEG e EEG da paziente 1 sovrapposto sulla risonanza magnetica del paziente (a sinistra). La mappa HFO rappresenta la media dei valori di attivazione normalizzati thresholded a 60% dell&#39;attività massima. IED localizzati da ECDs con MEG (a destra). Le posizioni e gli orientamenti dei ECDs sono indicati in ciano. Il triangolo viola indica la posizione dei ECDs medi (46 ECDs), e il rettangolo rosso la posizione del ECD da IED medi (28 IED). Per la media dei IED, abbiamo identificatopicchi con morfologia simile. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54883/54883fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/54883/54883fig6.jpg" /> Figura 6: La concordanza spaziale tra l&#39;HFO di zona localizzata in modo non invasivo con cuoio capelluto EEG e MEG, la zona irritativa, e l&#39;HFO di zona localizzata invasivo con es: non. Pannelli superiori: Localizzazione di HFO da paziente 2 con il cuoio capelluto EEG (a sinistra) e MEG (al centro), e la localizzazione di IED con MEG (a destra) sovrapposti alla risonanza magnetica del paziente. La mappa HFO rappresenta la media dei valori di attivazione normalizzati thresholded a 60% dell&#39;attività massima. circoli e bar Ciano indicano le posizioni e gli orientamenti del ECDs. Il triangolo viola indica la posizione dei ECDs mediate (30 ECDs), e il rettangolo rosso tegli posizione del ECD da IED medi (21 IED). Pannelli inferiori: Localizzazione di HFO a es: non (a sinistra) e 2 s di registrazioni dai canali con il più alto tasso di HFO. elettrodi impiantati vengono visualizzati sul MRI del paziente. La posizione degli elettrodi si ottiene co-registrazione del post-impiantato tomografia computerizzata (CT) e immagini RM. Gli elettrodi con il più alto tasso di HFO sono evidenziati sulla mappa della griglia impiantato sulla corteccia del paziente. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54883/54883fig6large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> I risultati rappresentativi qui presentati indicano l&#39;uso potenziale della tecnica descritta in ambito clinico per l&#39;individuazione non invasiva e la localizzazione di HFO durante la valutazione pre-chirurgica di pazienti pediatrici con epilessia refrattaria medico. Sia per i pazienti, HFO erano localized concordanti per il cuoio capelluto EEG e MEG (vedi Figura 5). Differenze di localizzazione di pochi millimetri può essere attribuito alla capacità di localizzazione superiore di alta densità MEG rispetto al cuoio capelluto EEG 70, o possono rappresentare diversi generatori di base 71. La localizzazione è anche concorde con la zona irritativa come questo è stato definito da MEG (vedere Figura 5 - destra del pannello). Nel paziente 2, i dati es: non erano inoltre disponibili. La zona HFO localizzato in modo non invasivo con il cuoio capelluto EEG e MEG era concorde con la zona HFO definito invasivo con es: non (vedi figura 6). I risultati del metodo proposto possono guidare il posizionamento delle griglie durante chirurgia dell&#39;epilessia per il potenziale identificazione del EZ.

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Interictal High Frequency Oscillations Detected with Simultaneous Magnetoencephalography and Electroencephalography as Biomarker of Pediatric Epilepsy

Oscillazioni ad alta frequenza (HFO) sono emersi come biomarcatori preoperatori per l&#39;identificazione della zona epilettogena in pazienti pediatrici affetti da epilessia refrattaria medico. Una metodologia per la registrazione non invasiva, il rilevamento e la localizzazione di HFO con cuoio simultanea elettroencefalografia (EEG) e magnetoencefalografia (MEG) è presentato.

Interictale oscillazioni ad alta frequenza rilevata con simultanea Magnetoencefalografia e elettroencefalografia come biomarker di Pediatric Epilepsy

Crucial to the success of epilepsy surgery is the availability of a robust biomarker that identifies the Epileptogenic Zone (EZ). High Frequency ...

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19.8K Views.  Boston Children's Hospital, Harvard Medical School.  Oscillazioni ad alta frequenza (HFO) sono emersi come biomarcatori preoperatori per l'identificazione della zona epilettogena in pazienti pediatrici affetti da epilessia refrattaria medico. Una metodologia per la registrazione non invasiva, il rilevamento e la localizzazione di HFO con cuoio simultanea elettroencefalografia (EEG) e magnetoencefalografia (MEG) è presentato. 

Video: Interictal High Frequency Oscillations Detected with Simultaneous Magnetoencephalography and Electroencephalography as Biomarker of Pediatric Epilepsy

Surgical Management of Meatal Stenosis with Meatoplasty

Meatal stenosis is a common urologic complication after circumcision. Children present to their primary care physicians with complaints of deviated urinary stream, difficult-to-aim, painful urination, and urinary frequency. Clinical exam reveals a pinpoint meatus and if the child is asked to urinate, he will usually have an upward, thin, occasionally forceful urinary stream with incomplete bladder emptying. The mainstay of management is meatoplasty (reconstruction of the distal urethra /meatus). This educational video will demonstrate how this is performed.

Meatoplasty, surgical management of meatal stenosis.

Trattamento chirurgico della stenosi Meatal con Meatoplasty

Meatal stenosis is a common urologic complication after circumcision.  Children present to their primary care physicians with complaints of deviated ...

Ricerca

Medicina

Guidelines for Elective Pediatric Fiberoptic Intubation

Fiberoptic intubation in pediatric patients is often required especially in difficult airways of syndromic patients i.e. Pierre Robin Syndrome. Small babies will desaturate very quickly if ventilation is interrupted mainly to high metabolic rate. We describe guidelines to perform a safe fiberoptic intubation while maintaining spontaneous breathing throughout the procedure. Steps requiring the use of propofol pump, fentanyl, glycopyrrolate, red rubber catheter, metal insuflation hook, afrin, lubricant and lidocaine spray are shown.

We describe guidelines to perform a safe and efficient elective fiberoptic intubation in pediatric patients while maintaining spontaneous ventilation.

Linee guida per elettive intubazione pediatrica a fibre ottiche

Fiberoptic intubation in pediatric patients is often required especially in difficult airways of syndromic patients i.e. Pierre Robin Syndrome. Small ...

High Throughput Sequential ELISA for Validation of Biomarkers of Acute Graft-Versus-Host Disease

Unbiased discovery proteomics strategies have the potential to identify large numbers of novel biomarkers that can improve diagnostic and prognostic testing in a clinical setting and may help guide therapeutic interventions. When large numbers of candidate proteins are identified, it may be difficult to validate candidate biomarkers in a timely and efficient fashion from patient plasma samples that are event-driven, of finite volume and irreplaceable, such as at the onset of acute graft-versus-host disease (GVHD), a potentially life-threatening complication of allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (HSCT).
Here we describe the process of performing commercially available ELISAs for six validated GVHD proteins: IL-2R&alpha;5, TNFR16, HGF7, IL-88, elafin2, and REG3&alpha;3 (also known as PAP1) in a sequential fashion to minimize freeze-thaw cycles, thawed plasma time and plasma usage. For this procedure we perform the ELISAs in sequential order as determined by sample dilution factor as established in our laboratory using manufacturer ELISA kits and protocols with minor adjustments to facilitate optimal sequential ELISA performance. The resulting plasma biomarker concentrations can then be compiled and analyzed for significant findings within a patient cohort. While these biomarkers are currently for research purposes only, their incorporation into clinical care is currently being investigated in clinical trials.
This technique can be applied to perform ELISAs for multiple proteins/cytokines of interest on the same sample(s) provided the samples do not need to be mixed with other reagents. If ELISA kits do not come with pre-coated plates, 96-well half-well plates or 384-well plates can be used to further minimize use of samples/reagents.

High throughput validation of multiple candidate biomarkers can be performed by sequential ELISA in order to minimize freeze/thaw cycles and use of precious plasma samples. Here, we demonstrate how to sequentially perform ELISAs for six different validated plasma biomarkers1-3 of graft-versus-host disease (GVHD)4 on the same plasma sample.

High Throughput sequenziale ELISA per la convalida dei biomarcatori di acuta Graft-versus-host disease

Unbiased discovery proteomics strategies have  the potential to identify large numbers of novel biomarkers that can improve  diagnostic and prognostic ...

Brain Source Imaging in Preclinical Rat Models of Focal Epilepsy using High-Resolution EEG Recordings

Electroencephalogram (EEG) has been traditionally used to determine which brain regions are the most likely candidates for resection in patients with focal epilepsy. This methodology relies on the assumption that seizures originate from the same regions of the brain from which interictal epileptiform discharges (IEDs) emerge. Preclinical models are very useful to find correlates between IED locations and the actual regions underlying seizure initiation in focal epilepsy. Rats have been commonly used in preclinical studies of epilepsy1; hence, there exist a large variety of models for focal epilepsy in this particular species. However, it is challenging to record multichannel EEG and to perform brain source imaging in such a small animal. To overcome this issue, we combine a patented-technology to obtain 32-channel EEG recordings from rodents2 and an MRI probabilistic atlas for brain anatomical structures in Wistar rats to perform brain source imaging. In this video, we introduce the procedures to acquire multichannel EEG from Wistar rats with focal cortical dysplasia, and describe the steps both to define the volume conductor model from the MRI atlas and to uniquely determine the IEDs. Finally, we validate the whole methodology by obtaining brain source images of IEDs and compare them with those obtained at different time frames during the seizure onset.

This video introduces the preparation, recording, and source analysis procedures of high-resolution EEG on sedated rats with a particular preclinical model of focal epilepsy under noninvasive conditions.

Cervello Imaging Source in modelli preclinici Rat dell&#39;epilessia focale utilizzando ad alta risoluzione EEG Recordings

Electroencephalogram (EEG) has been traditionally used to determine which brain regions are the most likely candidates for resection in patients with ...

High-frequency Ultrasound Imaging of Mouse Cervical Lymph Nodes

High-frequency ultrasound (HFUS) is widely employed as a non-invasive method for imaging internal anatomic structures in experimental small animal systems. HFUS has the ability to detect structures as small as 30 &#181;m, a property that has been utilized for visualizing superficial lymph nodes in rodents in brightness (B)-mode. Combining power Doppler with B-mode imaging allows for measuring circulatory blood flow within lymph nodes and other organs. While HFUS has been utilized for lymph node imaging in a number of mouse&#160; model systems, a detailed protocol describing HFUS imaging and characterization of the cervical lymph nodes in mice has not been reported. Here, we show that HFUS can be adapted to detect and characterize cervical lymph nodes in mice. Combined B-mode and power Doppler imaging can be used to detect increases in blood flow in immunologically-enlarged cervical nodes. We also describe the use of B-mode imaging to conduct fine needle biopsies of cervical lymph nodes to retrieve lymph tissue for histological&#160; analysis. Finally, software-aided steps are described to calculate changes in lymph node volume and to visualize changes in lymph node morphology following image reconstruction. The ability to visually monitor changes in cervical lymph node biology over time provides a simple and powerful technique for the non-invasive monitoring of cervical lymph node alterations in preclinical mouse models of oral cavity disease.

This protocol describes the application of high-frequency ultrasound (HFUS) for imaging mouse cervical lymph nodes. This technique optimizes visualization and quantification of cervical lymph node morphology, volume and blood flow. Image-guided biopsy of cervical lymph nodes and processing of lymph tissue for histological evaluation is also demonstrated.

Ad alta frequenza di Ecografia del mouse cervicali Linfonodi

High-frequency ultrasound (HFUS) is widely employed as a non-invasive method for imaging internal anatomic structures in experimental small animal ...

A Multimodal Imaging- and Stimulation-based Method of Evaluating Connectivity-related Brain Excitability in Patients with Epilepsy

Resting-state functional connectivity MRI (rs-fcMRI) is a technique that identifies connectivity between different brain regions based on correlations over time in the blood-oxygenation level dependent signal. rs-fcMRI has been applied extensively to identify abnormalities in brain connectivity in different neurologic and psychiatric diseases. However, the relationship among rs-fcMRI connectivity abnormalities, brain electrophysiology and disease state is unknown, in part because the causal significance of alterations in functional connectivity in disease pathophysiology has not been established. Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is a technique that uses electromagnetic induction to noninvasively produce focal changes in cortical activity. When combined with electroencephalography (EEG), TMS can be used to assess the brain's response to external perturbations. Here we provide a protocol for combining rs-fcMRI, TMS and EEG to assess the physiologic significance of alterations in functional connectivity in patients with neuropsychiatric disease. We provide representative results from a previously published study in which rs-fcMRI was used to identify regions with abnormal connectivity in patients with epilepsy due to a malformation of cortical development, periventricular nodular heterotopia (PNH). Stimulation in patients with epilepsy resulted in abnormal TMS-evoked EEG activity relative to stimulation of the same sites in matched healthy control patients, with an abnormal increase in the late component of the TMS-evoked potential, consistent with cortical hyperexcitability. This abnormality was specific to regions with abnormal resting-state functional connectivity. Electrical source analysis in a subject with previously recorded seizures demonstrated that the origin of the abnormal TMS-evoked activity co-localized with the seizure-onset zone, suggesting the presence of an epileptogenic circuit. These results demonstrate how rs-fcMRI, TMS and EEG can be utilized together to identify and understand the physiological significance of abnormal brain connectivity in human diseases.

Resting-state functional-connectivity MRI has identified abnormalities in patients with a wide range of neuropsychiatric disorders, including epilepsy due to malformations of cortical development. Transcranial Magnetic Stimulation in combination with EEG can demonstrate that patients with epilepsy have cortical hyperexcitability in regions with abnormal connectivity.

Un multimodale Imaging- e stimolazione a base di metodo di valutazione relativi alla connettività del cervello eccitabilità pazienti con epilessia

Resting-state functional connectivity MRI (rs-fcMRI) is a technique that identifies connectivity between different brain regions based on correlations ...

Network Analysis of Foramen Ovale Electrode Recordings in Drug-resistant Temporal Lobe Epilepsy Patients

Approximately 30% of epilepsy patients are refractory to antiepileptic drugs. In these cases, surgery is the only alternative to eliminate/control seizures. However, a significant minority of patients continues to exhibit post-operative seizures, even in those cases in which the suspected source of seizures has been correctly localized and resected. The protocol presented here combines a clinical procedure routinely employed during the pre-operative evaluation of temporal lobe epilepsy (TLE) patients with a novel technique for network analysis. The method allows for the evaluation of the temporal evolution of mesial network parameters. The bilateral insertion of foramen ovale electrodes (FOE) into the ambient cistern simultaneously records electrocortical activity at several mesial areas in the temporal lobe. Furthermore, network methodology applied to the recorded time series tracks the temporal evolution of the mesial networks both interictally and during the seizures. In this way, the presented protocol offers a unique way to visualize and quantify measures that considers the relationships between several mesial areas instead of a single area.

This protocol describes a procedure to track the evolution of mesial network measures in temporal lobe epilepsy (TLE) patients. It is based on the combination of intracranial recordings with a novel numerical technique for data analysis. Specifically, we present a protocol for network analyses of foramen ovale recordings.

Network Analysis di forame ovale elettrodi Recordings in farmaco-resistenti epilessia del lobo temporale pazienti

Approximately 30% of epilepsy patients are refractory to antiepileptic drugs. In these cases, surgery is the only alternative to eliminate/control ...

Topical Airway Anesthesia for Awake-endoscopic Intubation Using the Spray-as-you-go Technique with High Oxygen Flow

A patient&#39;s willingness to cooperate is an absolute precondition for successful awake intubation of the trachea. Whilst drug-sedation of patients can jeopardize their spontaneous breathing, topical anesthesia of the airway is a popular technique. The spray-as-you-go technique represents one of the simplest opportunities to anesthetize the airway mucosa. The application of local anesthetic through the working channel of the flexible endoscope is a widespread practice for anesthetists as well as pulmonologists. There is neither need for additional devices nor special training as a pre-requisite to perform this technique. However, a known clinical problem is the coughing and gagging reflex that may occur when the liquid anesthetic strikes the airway mucosa and other sensitive structures like the vocal cords. This can be avoided by the use of oxygen applied through the working channel with the aim of fogging the local anesthetic into finer particles. Furthermore, the oxygen flow provides a higher oxygen supply and contributes to a better view, dispersing mucus secretions and blood away from the lens. Using an atomizer with a high oxygen flow of 10 L/min we maximized these benefits, caused less coughing and had more satisfied and therefore cooperative patients. Possible, but very rare complications of using oxygen flow including gastric insufflation, organ rupture or barotrauma did not arise. We attribute the complication-free use of high oxygen flow to the design of the set, which permits flow and pressure release.

The topical anesthetic lidocaine was atomized using a high oxygen flow through the working channel of a flexible intubating endoscope to achieve topical airway anesthesia for awake endotracheal intubation. We prefer this modified spray-as-you-go technique for endoscopic intubation to classical bolus application because of higher patient satisfaction and better compliance.

Topico Airway Anestesia per intubazione da sveglio-endoscopica Utilizzando la Spray-as-you-go Tecnica con alto flusso di ossigeno

A patient&#39;s willingness to cooperate is an absolute precondition for successful awake intubation of the trachea. Whilst drug-sedation of patients can ...

Vinyl Chloride and High-Fat Diet as a Model of Environment and Obesity Interaction

Vinyl chloride (VC), an abundant environmental contaminant, causes steatohepatitis at high levels, but is considered safe at lower levels. Although several studies have investigated the role of VC as a direct hepatotoxicant, the concept that VC modifies sensitivity of the liver to other factors, such as nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) caused by high-fat diet (HFD) is novel. This protocol describes an exposure paradigm to evaluate the effects of chronic, low-level exposure to VC. Mice are acclimated to low-fat or high-fat diet one week prior to the beginning of the inhalation exposure and remain on these diets throughout the experiment. Mice are exposed to VC (sub-OSHA level: &#60;1 ppm) or room air in inhalation chambers for 6 hours/day, 5 days/week, for up to 12 weeks. Animals are monitored weekly for body weight gain and food consumption. This model of VC exposure causes no overt liver injury with VC inhalation alone. However, the combination of VC and HFD significantly enhances liver disease. A technical advantage of this co-exposure model is the whole-body exposure, without restraint. Moreover, the conditions more closely resemble a very common human situation of a combined exposure to VC with underlying nonalcoholic fatty liver disease and therefore support the novel hypothesis that VC is an environmental risk factor for the development of liver damage as a complication of obesity (i.e., NAFLD). This work challenges the paradigm that the current exposure limits of VC (occupational and environmental) are safe. The use of this model can shed new light and concern on the risks of VC exposure. This model of toxicant-induced liver injury can be used for other volatile organic compounds and to study other interactions that may impact the liver and other organ systems.

The goal of this protocol was to develop a murine model of low-level toxicant exposure that does not cause overt liver injury but rather exacerbates pre-existing liver damage. This paradigm better recapitulates human exposure and the subtle changes that occur upon exposure to toxicant concentrations that are considered safe.

Cloruro di vinile e dieta ad alto contenuto di grassi come modello di interazione tra ambiente e obesità

Vinyl chloride (VC), an abundant environmental contaminant, causes steatohepatitis at high levels, but is considered safe at lower levels. Although ...

Assessment of Static Graviceptive Perception in the Roll-Plane using the Subjective Visual Vertical Paradigm

Vestibular disorders are among the most common syndromes in medicine. In recent years, new vestibular diagnostic systems have been introduced that allow the examination of all semicircular canals in the clinical setting. Assessment methods of the otolithic system, which is responsible for the perception of linear acceleration and perception of gravity, are far less in clinical use. There are several experimental approaches for measuring the perception of gravity. The most frequently used method is the determination of the subjective visual vertical. This is usually measured with the head in an upright position. We present here an assessment method for testing otolith function in the roll plane. The subjective visual vertical is measured in the head upright position as well as with head inclination of &#177; 15&#176; and &#177; 30&#176; in the roll plane. This extended functional paradigm is an easy-to-perform clinical test of otolith function and ensures increased information content for the detection of impaired graviceptive perception.

The perception of gravity is commonly determined by the subjective visual vertical in the head upright position. The additional assessment at head tilts of &#177; 15&#176; and &#177; 30&#176; in the roll plane ensures increased information content for the detection of impaired graviceptive perception.

Valutazione della percezione gravicettiva statica nel Roll-Plane utilizzando il paradigma verticale visivo soggettivo

Vestibular disorders are among the most common syndromes in medicine. In recent years, new vestibular diagnostic systems have been introduced that allow ...