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.

Os autores não têm nada para revelar.

Convergindo evidências de estudos em animais e humanos mostrou que HFOs são um novo biomarcador potencial para o tecido epileptogênico. Apesar desta evidência, HFOs tem uma utilização muito limitada na prática clínica para o diagnóstico ou monitorização de epilepsia, principalmente porque: (i) não existe uma definição formal e global para HFOs; (Ii) grupos de pesquisa diferentes usam metodologia diferente para a gravação e análise de dados; (Iii) a detecção não invasiva de HFO com técnicas de neuroimagem é um desafio; e (iv) do processo de avaliação de HFO é demorado e pouco prático, especialmente para o EEG multicanal ou gravações MEG com um elevado número de sensores. Em um esforço para fornecer uma metodologia mundial padronizado que promove o uso sistemático de HFOs na prática clínica, a metodologia que é seguida no Hospital Infantil de Boston para a gravação não invasivo, detecção e localização de HFOs interictais de pacientes pediátricos com epilepsia é apresentado. representantee resultados de HFOs detectados com couro cabeludo simultânea EEG e MEG a partir de duas crianças com epilepsia refratária também são apresentados. As etapas críticas no âmbito do protocolo A metodologia proposta inclui os seguintes passos críticos: (i) o desempenho de alta Signal-to-Noise-Ratio (SNR) de EEG e MEG gravações simultâneas de atividade interictal de pacientes pediátricos com epilepsia refratária (passos 2.1.1 e 2.1.2 ); (Ii) o pré-processamento cuidadoso e selecção de dados com descargas intercríticos (passos 3.1 e 3.2); (Iii) a avaliação visual dos HFOs identificados eventos com elevada especificidade (passos 4.3.1, 4.3.2, e 4.3.3); e (iv) a localização fiável dos HFO utilizando um método apropriado de localização (passo 5.2). O passo mais crítico neste protocolo é a avaliação visual dos eventos HFO identificados pelo detector automático. Uma revisão rigorosa dos HFOs detectados automaticamente é crucial para descartar HFOs de origem não cerebral. No entanto, a fadiga ou distracção do revisor humano durante a inspecção visual do EEG multicanal e MEG dados podem levar a erros, reduzindo a especificidade do processo de detecção. Modificações e solução de problemas Nós evitar o uso da projecção de espaço de sinal (SSP) e métodos de intervalos de sinais de separação (SSS) 72,73 a fim de assegurar que não houve distorção da actividade HFO com a sua aplicação. Estes métodos são frequentemente utilizados pela maioria dos usuários do fornecedor MEG especial para suprimir interferências externas e para corrigir os movimentos da cabeça 72. Outros estudos são necessários a fim de garantir que a aplicação destes métodos não afectam ou distorcer a actividade HFO ou não produzir efeitos espúrios que podem assemelhar-se HFO humanos. Pequenas modificações do limite mínimo do z-score do envelope de sinal (passo 4.1.1.3) e do limiar da acvalores vação (passo 5.2.6) podem ser necessários para melhorar a sensibilidade do algoritmo para a detecção de HFO e restringir a localização da zona de HFO numa zona focal mais. Limitações da técnica O método descrito apresenta limitações que devem ser abordadas em estudos futuros. Em primeiro lugar, não se considera HFOs que ocorrem apenas nos sinais de MEG ou EEG, e isso não inclui a detecção automática de HFOs nos sinais de MEG, o que implica que alguns real baixo SNR MEG HFOs pode escapar inspeção visual 74. Além disso, a sensibilidade e especificidade do método proposto para detectar os HFOs e sua capacidade de localizá-los com alta precisão deve ser validado com gravações simultâneas de couro cabeludo EEG, MEG, e IEEG 75. Os nossos dados mostraram que o ECD individuais indicaram uma zona irritativa prolongado em comparação com a zona focal HFO. No entanto, quando os ECD-se a média, então o locatio dipolon era muito perto da zona de HFO para ambos os pacientes. Os nossos dados indicam a especificidade dos 2 modos, mostrando uma possível maior especificidade da zona de HFO para epileptogenicidade (particularmente para o paciente 2 para os quais a zona de HFO foi sobreposto com o SOZ) em comparação com a zona irritativa, embora conclusões seguras não pode ser desenhada a partir de um pequeno grupo de pacientes, tais. Mais importante, a localização das fontes HFO não implica directamente localizar o EZ que é responsável por convulsões. Nossos resultados devem ser validados contra o resultado da cirurgia de epilepsia que pretende fazer em um estudo futuro. Finalmente, para gravar os dados de EEG, foi utilizado um sistema de 70 canais. No entanto, na maioria dos centros a configuração EEG clínico padrão é usado que grava dados de 19 eletrodos colocados de acordo com a 10 - sistema 20. Mais sistemas de EEG pediátricos avançadas com número muito maior de canais (até 256) estão actualmente disponíveis no mercado. A utilização destes sistemas pode melhorar ainda mais o tele precisão a localização da zona de HFOs detectado com EEG do couro cabeludo. Significância da técnica em relação a métodos existentes / alternativas Para nosso melhor conhecimento, este é o primeiro estudo que relata a localização não invasiva da HFOs interictais com EEG simultânea e MEG, e também investiga a concordância dos resultados da localização com os de gravações intracranianos. A gravação não-invasiva, a detecção e localização de HFO é um desafio. Isto é porque HFO são sinais muito fracos gerados por regiões cerebrais pequenas da ordem de 16,76 milímetros cúbicos e, além disso, impedido pela actividade do ruído de fundo e cérebro. Um estudo recente propôs que HFOs registrada de forma não invasiva com EEG do couro cabeludo representam a soma de atividade de múltipla focal espacialmente distribuídos e fontes coerentes 60. Até agora, alguns estudos 28,29,37,38,60 conseguiu mostrar que HFO podem ser detectados de forma não invasiva com SCAlp EEG e MEG; menos ainda localizada esta actividade, resolvendo o problema inverso 37-38. Aqui, evidência de HFOs interictais são apresentados que foram detectados com couro cabeludo simultânea EEG e MEG de dois pacientes pediátricos com epilepsia. HFOs foram localizados usando um quadro descrito anteriormente 38. Os dados representativos sugerem que a localização não invasiva da HFOs interictais é viável, utilizando técnicas de imagem de origem realizados em cada EEG do couro cabeludo ou gravações MEG, assumindo que uma técnica de localização apropriado é usado. Isto está de acordo com um estudo anterior que usou uma construção semelhante a phantom HFOs geradores, o que indica que HFOs pode ser de forma não invasiva detectado e localizado com precisão com MEG 32. A detecção e rotulagem de HFOs interictais é tradicionalmente realizada através da inspeção visual dos dados de especialistas EEG humanos. Embora esta abordagem é frequentemente regarded como padrão-ouro, apresenta sérias limitações uma vez que tem pouca confiabilidade inter-revisor 77,78, e não é aplicável a grandes conjuntos de dados MEG e EEG com elevado número de sensores. Crucial para a aplicação de HFO na prática clínica é o desenvolvimento de algoritmos que detectam as HFO automaticamente a partir de gravações do couro cabeludo, reduzindo a necessidade de intervenção humana. A identificação visual de HFOs couro cabeludo é de fato bastante desafiador devido a: (i) a baixa SNR de HFOs no couro cabeludo; (Ii) as taxas mais baixas de HFO em gravações do couro cabeludo, em comparação com aqueles intracranianos, o que implica a análise dos tempos de gravação mais longos; e (iii) o elevado número de canais a analisar, em particular no EEG de alta densidade ou MEG. Vários algoritmos de detecção automática e semi-automática de HFO têm sido propostas na última década 54. Detectores anteriores invocadas limiares no domínio do tempo, a fim de identificar eventos que podem ser distinguidos em curso atividade de fundo 49,80. Os avanços recentes também sugerem incorporar informações de domínio da frequência, assumindo que um HFO deve aparecer como um evento de curta duração com um pico espectral isolado em um 50,56,81 frequência distinta. Métodos semi-automáticos parece ser a abordagem mais adequada para a aplicação de HFOs na prática clínica. Estes métodos envolvem 2 etapas: (i) detecção automática inicial de eventos que tem alta sensibilidade, e (ii) revisão visual dos eventos por um especialista, que tem alta especificidade. Esta abordagem fornece uma especificidade mais elevada em comparação com os métodos inteiramente automatizadas e assegura que os acontecimentos finais avaliação são HFO reais de origem cerebral. Aqui, um método semi-automático é apresentado que permite a detecção de HFOs de couro cabeludo interictal de EEG e MEG gravações. O método proposto amplia as técnicas para a detecção de HFO couro cabeludo de EEG 60 anteriormente descrito, incorporando nos dois critérios de identificação de importaçãocaracterísticas da formiga: (i) a análise tempo-frequência automática dos eventos HFO; e (ii) a concordância temporal da HFO eventos em ambas as gravações MEG e EEG. As aplicações futuras ou direções Depois de dominar esta técnica A localização confiável de HFO com métodos de neuroimagem não invasivas, tais como couro cabeludo EEG e MEG, é crítica. Dominar, melhorar e validar o protocolo proposto irá fornecer médicos com um biomarcador confiável, de forma não invasiva gravável para a identificação da EZ. O desenvolvimento de um tal biomarcador tem o potencial de reduzir a exigência de acompanhamento a longo prazo e gravações intracranianos invasivos que levam a uma melhoria significativa no processo de avaliação pré-operatória em pacientes pediátricos. Seria não só ajudam a identificar o tecido epileptogênico para a cirurgia, mas que também permitem o diagnóstico diferencial definitivo de epilepsia de crises sintomáticas agudas, exigindo uma inteiramente difealugar abordagem de tratamento e de crises não epilépticas poupando a necessidade de acompanhamento a longo prazo em alguns pacientes. Além disso, isso pode permitir a avaliação da eficácia de intervenções terapêuticas sem esperar por outro ataque ocorra.

Epilepsia pediátrica é um distúrbio neurológico comum com uma taxa de prevalência de 4-6 por 1.000 crianças 1. Ele pode ter um grande impacto no desenvolvimento das crianças de 2 e pode afetar significativamente sua vida adulta. Estudos de acompanhamento a longo prazo na epilepsia de início na infância indicam que aproximadamente 30% dos pacientes com epilepsia se tornar medicamente intratável 3-6, e normalmente requerem cirurgia de epilepsia ressectivo. Em muitos desses pacientes, a cirurgia de epilepsia leva a uma redução significativa da frequência de crises e muitas vezes à liberdade de apreensão. Para ser bem sucedido, a cirurgia de epilepsia devem atingir um estado livre de crises, com mínima ou nenhuma déficits funcionais. Isso requer delimitação cuidadosa da Zona epileptogênicas (EZ) 7, a &#39;área do córtex que é indispensável para a geração de epiléptica convulsões «8. O EZ não pode ser medido diretamente; sua localização é estimado com base em dados concordantes de uma infinidade de testes that identificar outras zonas corticais. Invasiva eletroencefalografia intracraniana (IEEG) serve como o padrão-ouro para a localização da zona de apreensão início (SOZ), a região onde as apreensões são gerados e originam em gravações ictais. No entanto IEEG é caro, dependente da cooperação da criança, carrega algum risco de infecção e sangramento 9, e pode induzir a danos neurológicos adicionais durante a implantação 10. Além disso, as gravações podem levar a conclusões erradas uma vez que grandes áreas do cérebro são deixados inexplorada. Assim, um biomarcador presurgical robusta que ajuda na identificação do EZ é necessário para o sucesso do tratamento da epilepsia cirúrgica. HFOs patológicas (80 - 500 Hz) 11,12 surgiram na última década como um biomarcador para a identificação do tecido epileptogênico que podem melhorar o diagnóstico pré-cirúrgica e resultado cirúrgico dos pacientes com epilepsia 13. Relatórios utilizando microeletrodos combinados com eletrodos de profundidade EEG mostrou a presença de HFO em pacientes com epilepsia. HFOs também foram encontrados usando macroelectrodes padrão durante o ictal e períodos interictais. Estudos recentes têm mostrado que HFO identificar o SOZ com maior sensibilidade e especificidade em comparação com a zona irritativa 14,15, a zona que gera os IED, e que a remoção cirúrgica do tecido HFO-geradora está correlacionada com resultados melhores do que a remoção da SOZ ou da zona irritativa 15. HFOs são comumente classificados como ondulações (80-250 Hz) ou ondulações rápidas (250 - 500 Hz). Ondulações rápidas foram mais intimamente ligada à actividade patológica e à localização do SOZ 16, mas as investigações de gravações intracranianos humanos indicam que ambas as ondulações e ondulações rápidas aumentar em regiões epileptogênicas 17. Apesar destes resultados promissores, HFOs ainda não são adequados para o diagnóstico ou monitorização deepilepsia na prática clínica. barreiras primárias permanecem: (i) a falta de uma definição formal e global para HFOs; (Ii) a consequente heterogeneidade da metodológica abordagens utilizadas para o estudo; e (iii) as dificuldades práticas para detectar e localizar-los de forma não invasiva a partir de gravações do couro cabeludo. Este último decorre do fato de que os eletrodos estão longe da fonte do sinal, o sinal pode ser borrada pelo ruído de fundo e atividade muscular, e o sinal pode ser distorcida por o couro cabeludo ou as fontanelas e suturas no crânio, especialmente em pacientes infantis. Além disso, é difícil distinguir entre HFOs normais e anormais 18,19 vez que ambas as ondulações e ondulações rápidas estão presentes mesmo no tecido cerebral humano normal 20. Os primeiros estudos relataram HFOs em couro cabeludo EEG em apenas um pequeno - parte (0,2 3,4%) dos pacientes com epilepsia 21-23. No entanto, estudos recentes têm demonstrado que HFO podem ser detectados de forma não invasiva com EEG couro cabeludo. Ictally, HFOs foram relatados no início dos espasmos epilépticos em crianças (50 - 100 Hz 24, 40-120 Hz 25), bem como no aparecimento de convulsões tónicas em síndrome de Lennox-Gastaut (50 - 100 Hz) 26. HFOs interictais (70 - 200 Hz) foram observadas pela primeira vez no couro cabeludo EEG em crianças com induzida pelo sono estado de mal epiléptico eléctrico 27. Então, HFOs interictais (80-200 Hz) foram identificados no EEG do couro cabeludo de pacientes com epilepsia focal com taxas mais elevadas no interior do SOZ 28. Curiosamente, HFOs foram mais frequentes em pacientes com elevado número de descargas epileptiformes interictais (IEDs), e eles foram encontrados para ser mais específico do que IEDs para o SOZ 29, destacando a relação de HFO com epileptogenicidade. MEG parece apresentar vantagens significativas em comparação com EEG couro cabeludo para a detecção não invasiva e localização de HFO: (i) elevada actividade de frequência em MEG é menos susceptível do que a contaminação de EEG muscularatividade 30-31, (ii) os sinais de MEG não são distorcidos por condutividade crânio e menos distorcida do EEG por regiões não fundidos do osso craniano como fontanela ou sutura, e (iii) conjuntos de sensores MEG têm maior densidade em relação ao EEG, que sempre enfrenta o problema do sal pontes entre os eletrodos quando a cabeça é pequena, como acontece com as crianças. Evidências de construções fantasmas que simulam HFOs geradores HFO sugeriram que podem ser detectados e localizados com alta precisão de localização (2-3 mm) com MEG 32. Vários estudos recentes relataram HFOs nos sinais de MEG gravados a partir de doentes com epilepsia na faixa de frequências de ondulação 33-38. Análise tempo-freqüência mostrou que os dados MEG contêm componentes de alta frequência relacionadas com a EZ 33-36. No entanto, poucos estudos têm identificado HFOs interictais como eventos visíveis que estão fora do sinal de fundo no domínio do tempo, como tipicamente feito com IEEG 37-38. Van Klink et ai. 37 detectado HFOs na banda de onda usando canais virtuais construídos com técnicas de formação de feixe com base em informação espacial obtida a partir de IEDs. Von Ellenrieder et ai. 38 detectado HFOs em sinais de MEG dos sensores físicos, independentemente dos IEDs e usou a entropia máxima no método Média (MEM) para localizar suas fontes e investigar a sua correlação com o EZ. Rampp et ai. (2010) também detectou oscilações de alta gama epilépticas com MEG, que foram trancados-pico ou pico-independente, e localizada esta atividade com o mínimo de norma-análise da fonte 39. Eles descobriram que características dessas oscilações rápidas (ou seja, o início clara de média-banda completa e amplitude máxima de oscilações) foram altamente associados com o SOZ. HFOs também foram detectados com MEG durante a atividade ictal em pacientes pediátricos com Síndrome de West 40. No entanto, MEG apresenta algumas limitações distintas em relação ao EEG do couro cabeludo: (i) é insensitive de fontes que têm uma orientação radial em relação ao centro da cabeça, (ii) que não permite gravações longas que aumentam a possibilidade de detectar e registar eventos ictais, e (iii) os seus sensores não pode estar em conformidade com a forma da cabeça de cada indivíduo, como o conjunto do capacete e um sensor dentro do capacete são todos fixos em forma. Assim, a configuração ideal, que maximiza a possibilidade de detectar e localizar a atividade epileptogênica é através da combinação de informações tanto EEG couro cabeludo e MEG. Neste estudo, pretendemos ilustrar a metodologia que seguimos para a detecção não invasiva de HFOs interictais usando gravações simultâneas de couro cabeludo EEG e MEG de pacientes pediátricos com epilepsia refratária. Apresenta-se a configuração das gravações e a tubagem de análise de dados usando um método semi-automatizado que temos desenvolvido para a detecção de eventos em HFO dados simultâneas MEG e EEG. Finalmente, apresentamos também a localização dasubjacente geradores de HFOs couro cabeludo, obtidos por resolver o problema inverso, e compará-lo com o SOZ como este foi definido pelos 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

Crucial para o sucesso da cirurgia de epilepsia é a disponibilidade de um biomarcador robusto que identifica a zona epileptogénicos (EZ). Oscilações de alta frequência (HFO) surgiram como potenciais biomarcadores pré-cirúrgicos para a identificação da EZ além interictal epileptiformes descargas (IEDs) e atividade ictal. Embora eles são promissores para localizar o EZ, eles não são ainda adequados para o diagnóstico ou monitorização da epilepsia na prática clínica. barreiras primárias permanecem: a falta de uma definição formal e global para HFOs; a consequente heterogeneidade das abordagens metodológicas utilizadas para o seu estudo; e as dificuldades práticas para detectar e localizar-los de forma não invasiva a partir de gravações do couro cabeludo. Aqui, apresentamos uma metodologia para a gravação, detecção e localização de HFOs interictais de pacientes pediátricos com epilepsia refratária. Relatamos dados representativos de HFOs detectados de forma não invasiva a partir do couro cabeludo interictal de EEG e MEG de duas criançassubmetidos a cirurgia. Os geradores de HFO subjacentes foram localizadas por resolver o problema inverso, e a sua localização foi comparado com o início da zona Apreensão (SOZ) como esta foi definida pelos epileptologistas. Para ambos os pacientes, interictal epileptogênicas descargas (IEDs) e HFO foram localizados com a imagem de origem em locais concordantes. Para um paciente, os dados de EEG (IEEG) intracranianas foram também disponíveis. Para este paciente, descobrimos que a localização HFOs foi concordante entre métodos não invasivos e invasivos. A comparação de IEEG com os resultados de gravações couro cabeludo serviu para validar estas conclusões. Para nosso melhor conhecimento, este é o primeiro estudo que apresenta a localização de fontes de HFOs couro cabeludo a partir de gravações simultâneas de EEG e MEG, comparando os resultados com gravações invasoras. Estes achados sugerem que HFOs podem ser detectados de forma segura e localizada de forma não invasiva com escalpe EEG e MEG. Conclui-se que a localização não invasivo de interictal HFOs poderia melhorar significativamente a avaliação pré-cirúrgica para pacientes pediátricos com epilepsia.

Os pacientes pediátricos com epilepsia refratária foram recrutados no Ambulatório de Epilepsia do Hospital Infantil de Boston (Boston, EUA). Aqui, os dados representativos de 2 pacientes são apresentados: uma menina de 15 anos de idade com encephalomalacia da artéria cerebral média direita (MCA) região (paciente 1), e um menino de 11 anos de idade com parietal esquerdo encephalomalacia temporais / Superior ( paciente 2). Os dados foram coletados como parte de sua propedêutica pré-cirúrgica para a cirurgia. Simultâneas gravações MEG e EEG foram realizados no Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging. Para ambos os pacientes, HFOs foram identificados na banda de frequências de onda (80-150 Hz), ocorrendo em ambos os EEG e MEG e IEDs sobrepostas. A Figura 4 apresenta 10 s de couro cabeludo simultânea de EEG e MEG dados com atividade interictal (painéis superiores) do paciente 1. A mesma figura também relata umN escala de tempo prolongado porção (2 s) dos sinais, que mostra a HFO detectados no domínio do tempo (pains do meio) e no plano tempo-frequência (painel inferior). Este paciente apresentou uma taxa de 8,8 HFOs / min. Para maior clareza, a exibição do plano tempo-frequência é restrito 80-150 Hz porque nenhuma actividade proeminente foi observado para frequências acima de 150 Hz. No paciente 1, a detecção automática identificou 248 HFOs eventos dentro de 8.65 min de gravações. Após a avaliação visual dos eventos detectados, 76 eventos foram mantidos que foram consideradas como sendo HFO reais, a obtenção de uma taxa de 8,8 HFO / min. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/54883/54883fig4.jpg" /> Figura 4: HFOs sobrepostos em IEDs detectado a partir do couro cabeludo EEG e MEG. Painel superior: IEDs de paciente 1 detectados a partir do couro cabeludo EEG (esquerda) e MEG (direita). 10 s de dados filtrados 1-70 Hz. Painel médio: exibição de escala de tempo prolongado (2 s) dos dados de EEG e MEG destacado com fundo cinza no painel superior. Os dados são filtrados 80-150 Hz. Painel inferior: Plano de 2 representativos de EEG e MEG canais Time-frequência. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54883/54883fig4large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> A Figura 5 apresenta os resultados HFOs de localização para o paciente 1, tanto EEG couro cabeludo e MEG. Ambas as técnicas localizadas as HFOs na vizinhança da lesão em um local próximo à junção temporo-parietal direita. MEG e EEG apresentou resultados ligeiramente diferentes de localização: MEG actividade foi localizada mais anteriormente em relação ao EEG e mais perto do limite posterior da lesão. A distância entre os dois máximos de actividade wMEM para o MEG e EEG foi de 15,0 mm. HFOs localizatidiante também foi ao lado da zona irritativa como este foi definido pelo MEG. A distância Euclidiana entre os ECD médios e a atividade máxima wMEM foi de 18,7 mm para o MEG e 28,0 mm para o EEG do couro cabeludo. Para o paciente 2, identificamos 8 min de dados durante de ondas lentas não-REM do sono com IED e artefatos mínimas que usamos para a análise HFO. O número de HFO couro cabeludo foi significativamente menor do que no paciente 1, que mostra uma taxa de 0,4 HFO / min. A Figura 6 apresenta os resultados da localização de origem de HFOs couro cabeludo para MEG e couro cabeludo EEG, os IEDs localizados por MEG usando ECD, e a localização do HFOs detectados pelo IEEG. A distância entre o 2 máximos de actividade wMEM para o MEG e EEG foi de 16,4 mm. A distância entre os ECD calculados e a actividade máxima wMEM foi de 10,9 mm para o MEG e 24,1 mm para o EEG. A zona HFO identificados de forma não invasiva por escalpe EEG e MEG foi no mesmo local onde os HFOs foram identified invasiva com IEEG. Os eléctrodos com o maior número de HFO foram LA51, LA52, LA53 e, como mostrado na Figura 6, cuja localização foi concordante com a actividade HFO localizada de forma não invasiva. <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/54883/54883fig5.jpg" /> Figura 5: Localização da HFO e IEDs. HFO zona localizada usando o wMEM com MEG e de EEG de uma doente sobreposta na RM do paciente (esquerda). O mapa HFO representa a média dos valores normalizados de activação de limiar definido em 60% da actividade máxima. IEDs localizados por ECD com MEG (à direita). As posições e orientações dos ECD são indicados em ciano. O triângulo roxo indica a localização dos ECD médios (46 ECD), e o retângulo vermelho a localização do ECD de IEDs médios (28 IEDs). Para o cálculo da média dos IEDs, identificamospicos com morfologia semelhante. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54883/54883fig5large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/54883/54883fig6.jpg" /> Figura 6: A concordância espacial entre a Zona HFO localizada de forma não invasiva com Scalp EEG e MEG, a zona irritativa, e da Zona HFO localizada invasiva com IEEG. Painéis superiores: Localização dos HFOs de paciente 2 com EEG do couro cabeludo (esquerda) e MEG (meio), e localização de IEDs com MEG (à direita) sobrepostos em MRI do paciente. O mapa HFO representa a média dos valores normalizados de activação de limiar definido em 60% da actividade máxima. círculos e barras Ciano indicam as localizações e as orientações do ECD. O triângulo roxo indica a localização dos ECD médios (30 ECD) e o retângulo vermelho tele localização do ECD de IEDs médios (21 IEDs). Painéis inferiores: Localização do HFOs sobre IEEG (esquerda) e 2 s de gravações de canais com a taxa de HFO mais alto. eléctrodos implantados são exibidas IRM do paciente. A localização do eléctrodo é obtida por co-registar a tomografia pós-implantado computadorizada (TC) e imagens de RM. Os eletrodos com a maior taxa de HFO são destacadas no mapa da rede implantada no córtex do paciente. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54883/54883fig6large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> Os resultados representativos aqui apresentados indicam o uso potencial da técnica descrita no contexto clínico para a identificação não invasiva e localização de HFO durante a avaliação pré-cirúrgica de pacientes pediátricos com epilepsia refratária. Para ambos os pacientes, HFOs foram localized concordantes para couro cabeludo EEG e MEG (ver Figura 5). Diferenças localização de alguns mm podem ser atribuídos à habilidade de localização superior, de alta densidade em comparação com MEG 70 EEG couro cabeludo, ou podem representar diferentes geradores subjacentes 71. A localização também foi concordante com a zona irritativa como este foi definido pelo MEG (ver Figura 5 - direito painel). No caso da paciente 2, os dados de IEEG também estavam disponíveis. A zona HFOs localizada de forma não invasiva com escalpe EEG e MEG foi concordante com a zona HFOs definido invasiva com IEEG (ver Figura 6). Os resultados do método proposto pode orientar a colocação de grades durante a cirurgia da epilepsia para o potencial de identificação do EZ.

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

Oscilações de alta frequência (HFO) surgiram como biomarcadores pré-cirúrgicos para a identificação da zona epileptogênica em pacientes pediátricos com epilepsia refratária. Uma metodologia para a gravação não-invasiva, a detecção e localização de HFO com electroencefalográfica couro cabeludo simultânea (EEG) e magnetoencephalography (MEG) é apresentada.

Oscilações de alta frequência interictais detectado com simultânea Magnetoencefalografia e Eletroencefalografia como biomarcador da Pediatric epilepsia

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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Linear Time- Invariant Systems

SCIENTISTS IN ACTION

19.8K visualizações.  Boston Children's Hospital, Harvard Medical School.  Oscilações de alta frequência (HFO) surgiram como biomarcadores pré-cirúrgicos para a identificação da zona epileptogênica em pacientes pediátricos com epilepsia refratária. Uma metodologia para a gravação não-invasiva, a detecção e localização de HFO com electroencefalográfica couro cabeludo simultânea (EEG) e magnetoencephalography (MEG) é apresentada. 

Vídeo: 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.

Tratamento cirúrgico da estenose meatal com meatoplastia

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

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.

Diretrizes para Intubação Pediátrica Eletiva Fiberoptic

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 ELISA sequencial para a validação dos biomarcadores da doença enxerto-versus-hospedeiro aguda

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.

Cérebro Fonte Imaging no rato pré-clínica Todos os modelos de Focal Epilepsia usando de alta resolução 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.

De alta frequência Ecografia de mouse linfonodos cervicais

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.

A Multimodal Imaging- e baseada Estimulação método de avaliação de conectividade relacionadas com o cérebro Excitabilidade em doentes com epilepsia

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.

Análise de Redes de forame oval Eletrodo Recordings na epilepsia do lobo temporal Os pacientes resistentes a drogas

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.

Tópica das vias aéreas Anestesia para intubação acordada-endoscópica Usando o Spray-as-you-go Técnica com fluxo de oxigênio elevado

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.

Cloreto de vinil e dieta rica em gordura como modelo de interação ambiental e obesidade

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.

Avaliação da Percepção Graviceptiva Estática no Plano de Rolagem usando o Paradigma Vertical Visual Subjetivo

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