Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Network Analysis van foramen Ovale elektrode Recordings in Resistente temporale lob epilepsiepatiënten

Published: December 18, 2016 doi: 10.3791/54746

Abstract

Ongeveer 30% van patiënten met epilepsie refractair zijn voor anti-epileptica. In deze gevallen is chirurgie de enige alternatief / controle aanvallen elimineren. Echter een aanzienlijke minderheid van de patiënten blijft postoperatieve aanvallen vertonen, zelfs in die gevallen waarin de vermoedelijke bron van aanvallen correct gelokaliseerd en uitgesneden. Het protocol hier gepresenteerde combinatie van een klinische procedure routinematig toegepast tijdens de pre-operatieve evaluatie van de temporale kwab epilepsie (TLE) van de patiënten met een nieuwe techniek voor netwerkanalyse. De werkwijze maakt de evaluatie van de temporele evolutie van mesiale netwerkparameters. De bilaterale inbrengen van foramen ovale elektroden (FOE) in de omgevingslucht stortbak gelijktijdig registreert electrocortical activiteit op verschillende mesiale gebieden in de temporale kwab. Bovendien netwerk methode toegepast op de geregistreerde tijdreeksen volgt de temporele evolutie van het mesiale netwerken zowel interictally en tijdens detoevallen. Zo het gepresenteerde protocol biedt een unieke manier te visualiseren en kwantificeren maatregelen die de relatie tussen verschillende gebieden mesiale plaats van een enkel gebied acht.

Introduction

Epilepsie is een invaliderende ziekte die treft 1 - 2% van de wereldbevolking. In de meeste gevallen, convulsies - de kenmerken van epilepsie - kan volledig worden gecontroleerd of afgeschaft met anti-epileptica. Echter, circa 30% van epilepsie octrooien ongevoelig voor geneesmiddeltherapieën. In de meest voorkomende vorm van epilepsie, de temporale kwab epilepsie (TLE) 1 gelukkig chirurgie is een alternatief voor de toestand van de patiënt te verbeteren. Resultaten van meta-analyses blijkt dat bijna tweederde van resistente TLE patiënten aanvalsvrij in de eerste twee tot drie jaar na de chirurgische resectie 2,3, hoewel dit percentage varieert tussen verschillende factoren, met name het type hippocampale sclerose 2. Een kritische stap voor een succesvol resultaat is de nauwkeurige lokalisatie van de zogenaamde epileptogene het corticale gebied verantwoordelijk is voor het genereren van convulsies, dat gewoonlijk is gelegen in het mesial gebied van de temporale kwab. Zelfs in die gevallen waarin de epileptogene correct herkend en uitgesneden tijdens de operatie, een aanzienlijke minderheid van de patiënten blijft ofwel postoperatieve convulsies of moeten onder strenge behandeling anti geneesmiddel aanvallen onder controle worden gebracht. Daarom is een nieuw perspectief ontstaan, waarin aandacht wordt niet meer uitsluitend gericht op geïsoleerde gebieden, in plaats corticale interacties nu het fundamentele probleem vormen. Deze "netwerk" benadering is gebaseerd op het begrip connectoom 4, die de neurale verbindingen tussen de verschillende gebieden aandacht gericht plaats benadrukken de rol van gecompartimenteerde structuur. Dit nieuwe paradigma werd gevonden in de grafentheorie, een wiskundig kader gewijd aan de studie van de topologische en statistische eigenschappen van grafieken, het geschikte instrument om de fundamentele bevindingen uit te drukken. Onder dit perspectief, wordt de hersenen beschouwd als een geheel van knooppunten met elkaar verbonden door koppelingen

Onder de vele invasieve neurofysiologische technieken routinematig toegepast in de meeste epilepsie centra over de hele wereld, de foramen ovale elektrode (FOE) is bijzonder opmerkelijk. FOE is een semi-invasieve techniek omdat er geen noodzaak om een craniotomie, die operatie complicaties 10 vermindert voeren. Bovendien, de locatie van FOE in de omgevingslucht reservoir 11 maakt ze bijzonder geschikt voor het opnemen mesiale activiteit van verschillende corticale structuren die deze aanvallen maken en propageren, zoals de entorhinale cortex. Daarom is het gebruik ervan sindszijn verschijning is wijdverbreid in de prechirurgische evaluatie van resistente TLE patiënten. Traditioneel wordt deze techniek gebruikt om irriterende activiteit vinden in de vorm van interictale epileptogene spikes en scherpe-golven, en nog belangrijker, om nauwkeurig het gebied van mesiale inbeslagneming onset identificeren.

De door de Commissie op Classificatie en terminologie van de Internationale Liga tegen Epilepsie (ILAE) nieuwe definitie suggereert dat de epileptische aanvallen ontstaan op een bepaald punt binnen bepaalde netwerken 12. Bovendien hebben diverse onderzoeken aangetoond dat aanvallen worden veroorzaakt door abnormale netwerkactiviteit in plaats van door een geïsoleerde pathologische gebied 13-16. Uiteraard vereist dit nieuwe perspectief heranalyse van eerder verkregen gegevens met behulp van nieuwe numerieke methodes, zoals complexe netwerk methode. Hoewel de bruikbaarheid van deze analyses nog in de klinische praktijk beginnende hebben verscheidene studies kooswaarde 13-17.

Het hieronder beschreven protocol is de combinatie van een klinische praktijk routinematig uitgevoerd op resistente TLE epilepsie met een nieuwe techniek van netwerkanalyse. De werkwijze maakt de evaluatie van de temporele evolutie van mesiale netwerkparameters. De bilaterale inbrengen van FOE in de omgevingslucht stortbak gelijktijdig registreert de electrocortical activiteit op verschillende mesiale gebieden van de temporale kwabben. Een netwerk benadering toegepast op de opnametijd-serie volgt de temporele evolutie van het mesiale netwerken zowel interictally en tijdens de aanvallen. Zo het gepresenteerde protocol biedt een unieke manier te visualiseren en kwantificeren maatregelen die de relatie tussen verschillende gebieden mesiale acht.

Protocol

In de hieronder beschreven protocol, stappen 1, 2 en 3 behoren tot zowel onderzoek als klinische protocollen, die beide genomen worden in al mesiaal TLE kandidaat voor chirurgische resectie geselecteerde alleen klinische criteria. Stap 4 en 5 behoren uitsluitend aan het onderzoeksprotocol. Beide procedures zijn in overeenstemming met de richtlijnen van de Ethische Commissie van het ziekenhuis de la Princesa.

1. Pre-implantatie Procedures

  1. Leg de experimentele procedures aan de deelnemer, waarin staat welke punten overeenkomen met het onderzoek en welke van toepassing zijn op de klinische praktijk, de opmerking dat het onderzoek procedure is op geen enkele manier wijzigen van de klinische procedure. Bijzondere aandacht besteden aan het uitleggen van de mogelijke risico's van de chirurgische implantatie van elektroden. Het verkrijgen van een ondertekend formulier voor geïnformeerde toestemming van de deelnemer.
  2. Voor alle kandidaten voor resectie chirurgie, voeren prechirurgische neurologische en neuropsychologische EXAminations 18.
    1. Evalueer de patiënt door interictale enkel foton emissie computer tomografie (SPECT) met 99 Tc-HMPAO, magnetische resonantie beeldvorming (MRI) 1,5 T en video-elektro (v-EEG) middels 25 scalp electrodes volgens de 10-20 internationale systeem Maudsley's protocol 18.
    2. Tijdens het preoperatief v-EEG-registratie verblijf geleidelijk afbouwen van de anti-epileptische geneesmiddelen van de tweede dag tot de vierde dag (ongeveer een derde van de dosis per dag).

2. Implantatie Procedures (Chirurgie)

  1. Dien antiepileptica preoperatief en operatieve ingrepen onder algemene anesthesie (3 mg / kg propofol bolus, gevolgd door 0,2-0,3 mg / kg fentanyl en 0,5 mg / kg rocuronium).
  2. Plaats twee zes-contact vijanden met een 1-cm hart op hart afstand bilateraal in de omgevingslucht reservoirs met behulp van Kirschner techniek 19.
    1. Plaats de patiënt on de operatietafel in rugligging, met de nek zachtjes verlengd bij 15 graden. Bereid de wang van de patiënt met een jodium-oplossing, te beginnen bij de incisie en cirkelen naar buiten, en drapeer het gebied direct rondom de incisie.
    2. Prik de huid met een 20-gauge spinale naald volgens oriëntatiepunten 20 Hartel's: een entry punt ongeveer 3 cm lateraal van de ipsilaterale zijde van de mondelinge commissure in de richting van een punt onmiddellijk inferieur aan de ipsilaterale pupil in de anterior-posterior vlak en een punt ongeveer 2,5 cm juist voor de externe gehoorgang in het laterale vlak.
    3. Advance de naald in de richting van het gebied van het foramen ovale onder fluoroscopische begeleiding. Gebruik de zijaanzichten die de beelden fluoroscopie de positie van de naaldpunt te bepalen. Wanneer de naald passeert het foramen ovale, verwijder het stilet, te vervangen door een elektrode, en vooraf het in de omgevingslucht stortbak (Figuur 1A
  3. Evalueer juiste implantatie door fluoroscopische beeldvorming in de operatiekamer 21; Dit is belangrijk voor penetratie in de foramina van de schedelbasis, als die van de inferieure orbitale spleet (zich ventraal van het foramen ovale) en de halsader foramen (gelegen posterieur te). Dergelijke misplaatste infusen zou kunnen leiden tot ernstige verwondingen neurovasculaire 22.
  4. Zodra de elektroden correct zijn geplaatst in de omgevingslucht reservoirs, zet ze vast aan de huid met gordijnen. Wakker van de patiënt, en leidt hem of haar naar de verkoeverkamer.

3. Overname van FOE Recordings

  1. De terugkeer van de patiënt om de v-EEG ruimte voor een verblijf van ongeveer 5,2 ± 2,4 dagen (gemiddelde ± SD).
  2. Plaats 19 elektroden volgens de internationale 10-20 systeem.
    1. Meet de afstand tussen de nasion (brug van de neus) en de INION (achterhoofdsknobbel) met behulp van een meetlint, eend mark met een marker het middelste punt (locatie van de Cz elektrode). Meet en markeer het punt 10% van de afstand boven de nasion (locatie van de FPZ elektrode).
      1. Herhaal dezelfde procedure voor de INION (locatie van het Oz elektrode), het markeren van de afstanden 20% ten opzichte van de Cz in zowel de nasion en INION richtingen (locaties van de Fz en PZ elektroden, respectievelijk).
    2. Meet de afstand tussen beide punten preauricular en markeer de afstanden 10% boven de linker en rechter preauricular punten (T3 en T4 elektroden, respectievelijk). Vervolgens geeft de afstanden 20% boven beide T3 en T4 in de Cz richting naar de locaties van C3 en C4 verkrijgen.
    3. Een omtrek met het meetlint de FPZ en Oz koppelen aan 5% van de afstanden beide elektroden FP1 (links) en FP2 (rechts) in de voor- en O1 (links) en O2 (rechts) in de rug.
    4. In dezelfde omtrek, voeg 10% van de afstand opwaarts in de richting INION OBTain de positie van F7, voeg 10% aan T3 bereiken (deze dient de lijn tussen de punten preauricular bevinden), en voeg een 10% tot T5 (O1 elektrode) te verkrijgen. Mark elke elektrode en herhaal dezelfde procedure voor de rechter (zelfs) elektroden.
    5. Meet en markeer de kruising (F3 elektrode locatie) halverwege tussen F7 en Fz en 20% van de afstand naar boven uit Fp1 in de F3 richting. Herhaal dit proces in elk kwadrant van het hoofd naar F4 (front-juiste positie), P3 (back-linker positie) en P4 (back-linkse positie) te verkrijgen.
    6. Reinig en droog de huid. Plaats een gematigde hoeveelheid collodion met geleidende gel in elke elektrode beker en plaats de elektroden in de gebieden voorbereid. Droog de collodium met een föhn.
  3. Sluit alle elektroden (hoofdhuid en vijanden) van draden aan de elektrode box, die reeds is verbonden met een electroencephalographer. Zorg ervoor dat de elektrode signalen zijn goed, en controleer of de hoofdhuid elektroden Impedansen zijn jonger dan 10 kOhm met behulp van de electroencephalographer.
  4. Verwerven digitale hoofdhuid elektro-encefalogram (EEG) data en FOE data bij 1024 Hz met een video gesynchroniseerde electroencephalographer (v-EEG) en de data filteren met een banddoorlaatfilter in het traject 0,5-100 Hz en een Notch filter (50 Hz) de electroencephalographer.
  5. Geleidelijk verwijder het anti-epileptische geneesmiddelen van de tweede tot de vierde dag (ongeveer een derde van de dosis per dag) de kans op epileptische aanvallen. Deze stap is afhankelijk van het specifieke geneesmiddel voorschrijven van elke patiënt.
  6. Gebruik beide interictale paroxysmale en ictal activiteiten tot circa zoek de ictogenic gebieden door het identificeren van de elektroden / kanaal, waar epileptogene elementen verschijnen 23, met inbegrip van de slow-wave complex, polyspikes, runs van snelle spikes, scherpe golven, scherpe-and-slow-wave complex , trage scherpe golven, spikes en spike en trage golven. Noteer de tijd van beslaglegging begin en einde, alsmede eeny andere klinische tekenen of gebeurtenissen aan de studie betrokken. Er is een één-op-één afbeelding tussen de elektroden gelegen in het hoofd van de patiënt en de hoofdmodel in het EEG software die anatomisch maakt vast te stellen waar de epileptogene activiteit weergegeven.
  7. Wanneer het onderzoek klaar is, verwijdert u de vijanden in de v-EEG-eenheid door ze voorzichtig naar buiten te trekken, terwijl de mond van de patiënt half geopend blijft. Niet systematisch uit te voeren imaging na FOE verwijderen, behalve wanneer neurologische symptomen verschijnen. In dat geval voeren dringend computertomografie (CT) scan.

4. FOE Signal Preprocessing

  1. Exporteer de gegevens op de electroencephalographer bij 200 Hz in ASCII-indeling in tijdperken die geschikt zijn voor numerieke analyse van ongeveer 30 min van epileptische activiteit (al geïdentificeerd door een deskundige neurofysioloog) (figuur 1C). Vermijd tijdperken bevattende voorwerpen, zoals verzadigde elektrische activiteit, spieractiviteit en electrode verplaatsingen.
  2. Open de geëxporteerde bestanden met behulp van een UNIX-stream editor, en alle niet-numerieke tekens verwijderen uit de geëxporteerde gegevensbestanden, waardoor alleen de tijd stempels en kanaal voltages. Sla de gewijzigde bestanden voor verdere numerieke analyse.
    LET OP: Van nu af aan, het uitvoeren van alle berekeningen met R-pakketten van de R repository of zelfgemaakte codes (tabel 1).
  3. Met behulp van R software, installeer de vereiste R-pakketten, en laadt de gewijzigde gegevens bestanden in de R omgeving. Bestellen alle kanalen, toewijzen elk een bepaalde kolom van de array die alle gegevens bevat, waardoor lege kanalen en ernaar te verwijzen naar een gemiddelde middellijn referentie (Fz + Cz + Pz) / 3.
    1. Gebruik de Fast Fourier Transform algoritme (R functie: FFT) en plot de resulterende variabele om te controleren of de effectieve verwijdering van de lijn frequentie (circa 50 Hz). Gebruik het frequentiedomein naar andere valse fr filterenequencies die kunnen de signalen verontreinigen.
  4. Omzetten van de geladen gegevens naar een multivariate tijdreeksen object (MTS) van 28 columns - 16 hoofdhuid en 12 vijanden - met behulp van de R-functie ts. Verdeel de mts object in niet-overlappende temporele ramen van elke 5 seconden (1000 datapunten bij 200 Hz) om de bestandsgrootte te reduceren en te optimaliseren rekentijd.

5. Post-processing Berekeningen (Complex Network Analysis)

OPMERKING: Bereken de hieronder in elk vensterfuncties beschreven maatregelen, vanaf 5 minuten voor aanvang beslag (60 ramen) en eindigt bij 5 minuten na aanval aanzet (60 ramen), met als doel het visualiseren van de temporele evolutie.

  1. Bereken univariate maatregelen, spectraal vermogen, prikkelbaarheid en spectrale entropie voor elke individuele kolom / kanaal zonder de correlaties tussen de verschillende tijdreeksen.
    1. Bereken prikkelbaarheid (S) voor elk voltage activiteit tijdreeksen met behulp van een zelfgemaakte code op basis van de door Schindler 24 voorgestelde vergelijking (zie aanvullende bestand). S> 2,5 wordt beschouwd epileptogene een empirisch bepaalde drempel 17,25,26.
    2. Voor elke activiteit tijdreeks, het berekenen van de spectrale vermogensdichtheid met behulp van een zelfgemaakte code voor de Delta (> 0,5 Hz en <4 Hz), Theta (4-7 Hz), Alpha (7-14 Hz), Beta (14-30 Hz ) en gamma (> 30).
    3. Bereken Shannon entropie met een zelfgemaakte code met de spectrale dichtheid van elke tijdreeks plaats van de overeenkomstige waarschijnlijkheid tijdreeks. Het gemiddelde van de individuele spectrale entropie (SE) verkregen waarden voor elk kanaal over een stel elektroden. Shannon entropie wordt in de aanvullende bestand.
      OPMERKING: Een afname van SE worden geïnterpreteerd als een afname van het aantal frequenties van het spectrum omdat SE is de entropie van het spectrum.
  2. Network maatregelen
    NIETE: Dit deel wordt de interactie tussen de verschillende tijdreeksen van elektroden.
    1. Bereken de functionele connectiviteit tussen elk paar spanning tijdreeksen Iedere vensterfuncties met de absolute waarde van de lineaire kruiscorrelatiecoëfficiënt berekend op nul lag (R functie: CCF).
      OPMERKING: Om niet-representatieve waarden van de synchronisatie te elimineren, de oprichting van een drempel op basis van eerdere studies 17,25,26. Gebruik een drempelwaarde van 0,5 in dit geval.
    2. Installeer de igraph R pakket 27. Maak een igraph object uit de adjacentiematrix (R functie: graph.adjacency). Gebruik de correlatie matrix verkregen in de vorige stap, waarin wordt bepaald dat de grafiek wordt gewogen en ongericht.
    3. Iedere vensterfuncties bereken de gemiddelde weglengte (APL) (R functie average.path.length) voor het gehele netwerk (hoofdhuid + FOE), en voor elk van de vier subnetwerken: links hoofdhuid, hoofdhuid rechts, links en FOE rechts FOE. in exactly Evenzo berekent de dichtheid van verbindingen (DoL) (R functie: graph.density), modulariteit (Mod) (R functie: modulariteit) en de gemiddelde clustering coëfficiënt (ACC) (R functie: transitiviteit).
    4. Herhaal de voorgaande stappen 5.2.1 tot 5.2.3 met behulp van fase-synchronisatie (zelfgemaakte R-code) als een schatting van functionele connectiviteit in plaats van de cross-correlatie functie.
  3. Om de effecten in de variabele veranderingen vertegenwoordigen, berekent het gestandaardiseerde gemiddelde verschil (SMD) (R-functie uit de verpakking MBESS: smd), tussen de preictal en ictal stadia alsook tussen de preictal en postictale fasen.
    1. Het nemen van de preictal als uitgangspunt, selecteert dertig seconden (6 waarden) vijf minuten voor inbeslagneming onset merk, zoals de preictal waarde. Eenzelfde vensterfuncties van 30 s kunnen worden gekozen tijdens het beslag om de verandering ten opzichte van de fase preictal kwantificeren met behulp van de SMD.

Representative Results

De eindpositie van het FOE is in de omgevingslucht reservoir, gezien in de axiale en sagittale MRI (Figuur 1A bovenste panelen). De contacten van de FOE plaat elektrische activiteit van verscheidene mesiale structuren van de temporale kwab (Figuur 1A onderste paneel). Na de operatie (figuur 1B linker paneel), wordt de patiënt verzonden naar de video-EEG kamer, waar scalp electrodes volgens de 10 worden geplaatst - 20 (zie figuur 1B rechts). Tijdens het verblijf in het video-EEG kamer, wordt de patiënt voortdurend bewaakt, sparen voor verdere analyse hoofdhuid en FOE-opnames, maar ook video en vitale constanten. Een typische rauwe hoofdhuid en FOE signalen (figuur 1C) tonen het uiterlijk van een aanval links FOE en de verspreiding hoofdhuid en rechter FOE contacten.

Representatie van de epileptogene activiteit met deprikkelbaarheid (S) (Figuur 2) overeenkomend met de onbewerkte EEG opnames van figuur 1C, bij de overgang van de preictal de ictal en postictale perioden. Inbeslagneming onset wordt gemarkeerd met een stevige verticale lijn en de tijd (x-as) wordt verwezen naar dit punt. Een waarde van S (prikkelbaarheid)> 2,5 vertegenwoordigd irriterende of epileptogene activiteit 17,25,26. Hogere prikkelbaarheid (roodachtige kleuren) verscheen in de eerste plaats met een hogere intensiteit aan de linkerkant FOE contacten (LFOE). Dit resultaat is concordant met een linkse mesiale temporale kwab epilepsie als de hoogte door een deskundige neurofysioloog.

Temporele dynamiek van verscheidene netwerk maatregelen en de spectrale entropie (figuur 3) bij de overgang van de preictal de ictal en postictale fasen corresponderen met dezelfde aanval weergegeven in figuur 1C en 2. Inbeslagneming onset wordt gemarkeerd met een stevige Vertical lijn en tijd (x-as) wordt verwezen naar dit punt. In dit geval werd het netwerk gebouwd op de hele set van elektroden, met inbegrip van zowel de hoofdhuid en FOE. DoL en ACC waarden waren hoger tijdens aanvallen, met een afname van de APL en Mod, hetgeen wijst op een toename van de totale verbinding. Gedurende deze periode ook werden lagere SE waargenomen en volgehouden nadat de prikkelbaarheid (gestippelde verticale lijnen) verdwijnt.

De analyse van het netwerk maatregelen ACC, DOLS en APL en de SE per FOE (rechts en links) (figuur 4) tijdens de overgang van de preictal de ictal en postictale fase. Inbeslagneming onset wordt gemarkeerd met een stevige verticale lijn en de tijd (x-as) wordt verwezen naar dit punt. De evolutie van deze maatregelen komen overeen met dezelfde inbeslagname van de figuren 1, 2 en 3. De ipsilaterale (links) mesiale ACC, Dols en APL gepresenteerd eerder en hoger veranderingen zijn dan de contralaterale waarden, die kan worden verklaard door de locatie van het beslag onset zone in de linker temporaalkwab. In dit geval zou Mod niet worden berekend omdat er geen onderdelen beschikbaar waren.

Een vertegenwoordiger van de video functionele connectiviteit (figuur 5) in dezelfde inbeslagname van figuur 1, 2, 3 en 4 geeft een kritische verandering net na de aanval begin (tijd 0). Op dat moment de verbinding tussen de elektroden drastisch toenemen, zoals blijkt door een toename van het aantal banden en de dikte (intensiteit) van genoemde randen. Deze toename gaat tussen de linker FOE op tijdstip 0,1 en 0,2, en zich tot de contralaterale zijde voordat het hele netwerk.

FFT 4.3 (Stats pakket) Berekent de Fast Fourier Transform van een signaal.
ts 4.4 (Stats pakket) Creëert een multivariate tijdreeksen object (MTS). De bemonsteringsfrequentie moet worden verstrekt.
prikkelbaarheid 5.1.1 (zelfgemaakte) functie op basis van diff R-functie. Berekent de absolute waarde van de helling van het signaal en normaliseren de standaardafwijking korte referentieperiode. Drempel moet worden verstrekt.
Spectrale vermogensdichtheid en Spectral Entropy 5.1.2 (Zelfgemaakte) functie op basis van het spectrum en entropie R functies. Bereken het genormaliseerde vermogensspectrum en de Shannon entropie van het genormaliseerde vermogensspectrum
ccf 5.2.1 (Basispakket) berekent de lineaire cross-correlatie van mts object met behulp van Pearson correlatie bij nul lag, het genereren van een correlatie matrix. Absolute waarden moeten worden Calculated.
graph.adjacency 5.2.2 (Igraph pakket) Maakt een igraph grafiek, de basis-object dat wordt gebruikt door de volgende igraph functies
average.path.length 5.2.3 (Igraph pakket) bepaalt de gemiddelde padlengte van de grafiek door berekening van het gemiddelde aantal stappen langs de kortste paden door alle netwerkknooppunten.
graph.density 5.2.3 (Igraph pakket) Berekent de dichtheid van verbindingen van de grafiek door het berekenen van de verhouding tussen het werkelijke aantal verbindingen en alle mogelijke verbindingen van het netwerk.
modulariteit 5.2.3 (Igraph pakket) Bepaalt de modulariteit van de grafiek door gegevensverwerkings welke groepen nodes meer zijn verbonden tussen hen dan bij andere knooppunten van het netwerk
transitiviteit 5.2.3 (Igraph pakket) bepaalt de gemiddelde clustering coëfficiënt van de grafiek door het berekenen van het aantal naburige knooppunten die ook buren van elkaar
fasesynchronisatie 5.2.4 (zelfgemaakte) functie gevestigd in FFT R-functie dat de gemiddelde fase samenhang tot waarden tussen nul en één verkrijgen berekent
smd 5.3 (MBESS pakket) Bepaalt de standaard gemiddelde verschil -grootte effecten- door het verschil in gemiddelde tussen de groepen ten opzichte van de samengevoegde verschil

Tabel 1: R-functies gebruikt voor de gegevensverwerking.

Figuur 1
Figuur 1: foramen Ovale elektroden. (A) Definitieve positie vanFOE in de omgevingslucht stortbak. Upper panelen tonen een axiale (links) en sagittale (rechts) MRI-beelden weergeven van de FOE contacten locatie (witte pijlen). Een menselijk monster (kadaver) met een ingevoegde FOE (onderste paneel, contacten gemarkeerd met witte pijlen). (B) FOE en hoofdhuid elektroden setup. Patiënten hoofd net na de FOE inbrengen chirurgie (linker paneel) en tijdens het verblijf video-EEG (rechter paneel). (C) FOE en hoofdhuid opnames. Complex partiële aanval vanuit een links TLE patiënt (5 min na en voor inbeslagneming onset). RFOE1-RFOE6 staat voor recht FOE # 1 tot # 6 en LFOE1-LFOE6 staat voor links FOE # 1 tot # 6. Inbeslagneming onset wordt gemarkeerd door een verticale rode lijn en een witte pijl hoofd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2
Figuur 2: Vertegenwoordiging van een complexe partiële aanval van een Left TLE Patient gekwantificeerd door Exciteerbaarheid. De kleur schaal kwantificeert de prikkelbaarheid niveau (S) voor elke elektrode. Rechts foramen ovale elektrode (RFOE) en linker foramen ovale elektrode (LFOE) vormen de contacten van de rechter en linker foramen ovale elektroden (y-as) respectievelijk. De x-as geeft de tijd (in min) ten opzichte van het begin (dikke verticale lijn) voor inbeslagneming, zoals bepaald door een deskundige neurofysioloog. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 3
Figuur 3: Volledig netwerk (hoofdhuid + FOE) Maatregelen van dezelfde patiënt en Same inbeslagneming van Figuur 2. De gemiddelde clustering coëfficiënt (ACC), de gemiddelde weglengte (APL), De dichtheid van de links (Dols), modulariteit (Mod) en spectrale entropie (SE) voor het gehele netwerk (hoofdhuid + FOE) zijn vertegenwoordigd. De verticale stippellijnen de prikkelbaarheid (S). De x-as geeft de tijd ten opzichte van het begin (dikke verticale ononderbroken lijn) aanval. Een voortschrijdend gemiddelde over tien opeenvolgende windows wordt vertegenwoordigd door een dikke stevige zwarte lijn. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 4
Figuur 4: Mesiale maatregelen van dezelfde patiënt uit figuur 2 en 3. De gemiddelde clustering coëfficiënt (ACC), gemiddelde pad lengte (APL), dichtheid van verbindingen (DOLS) en spectrale entropie (SE) voor zowel links als rechts foramen ovale elektroden (vijanden). De verticale stippellijnen markeren de prikkelbaarheid. De x-as geeft de tijd ten opzichte seizure onset (dikke verticale ononderbroken lijn). Een voortschrijdend gemiddelde over tien opeenvolgende windows wordt vertegenwoordigd door een dikke stevige zwarte lijn. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 5
Figuur 5: Dynamisch van Connectivity Pattern tijdens een complex partiële aanval. Links intensiteit wordt weergegeven door de dikte van de randen. Times (lagere aantallen) zijn ten opzichte van de inbeslagneming onset (tijd 0). Elk frame is 5 sec lang. Links en rechts foramen ovale elektroden (L1-L6 en R1-R6) worden vertegenwoordigd door koraal en blauwe cirkels, respectievelijk. Links en rechts hoofdhuid elektroden vertegenwoordigers oranje en cyaan cirkels, respectievelijk. Klik hier om download deze film.

Discussion

Traditioneel werd epilepsie bestudeerd onder een zone aanpak, waarin het belang van bepaalde gebieden, voornamelijk de inbeslagneming onset zone geïsoleerd, zoals de unieke oorzaak van epileptische aanvallen. Zeer recent heeft een echte netwerkbenadering dat het belang van interacties tussen corticale gebieden benadrukt werden bevoordeeld ten opzichte van de klassieke-zone gerichte perspectief 13-17,28. Echter, de huidige hoeveelheid bewijs voor epilepsie als een netwerk ziekte is nog steeds zeer gefragmenteerd, en nog veel meer onderzoek nodig is. Het huidige werk is gericht op gegevens die door traditionele methoden als FOE opnieuw analyseren, in het kader van het complexe netwerk aanpak. De hier gepresenteerde protocol beschrijft een stapsgewijze procedure methodologische een complex netwerk en spectraalanalyse semi-invasieve opnames uitvoeren TLE patiënten.

De toepassing van de hierboven beschreven techniek is het nut van het netwerk benadering gebleken dat in vergelijking met de meer traditionele localized of-zone gerichte perspectieven. In recente werken 17,29 werd aangetoond dat, op basis van hetzelfde werkwijze als hier beschreven, een onbalans in de mesiale connectiviteit refractaire TLE patiënten blijkt. Mesiale verbinding wordt gereduceerd in de ipsilaterale zijde zowel tijdens de interictale 29 en ictal 17,29 fasen. Dit resultaat was niet te voorzien door naar uitsluitend de gebieden waar de epileptogene activiteit ontstaat. Deze of andere manier verrassende resultaat werd ook beschreven door het gebruik van het netwerk theorieën over fMRI signalen 30,31. Bovendien heeft de toepassing van de techniek van gecombineerde FOE + netwerktheorie de gelijkwaardigheid van mesiale activiteit getoond tijdens aanvallen en onder invloed van een promotor van epileptogene activiteit, aangezien het de farmacologische toediening etomidaat 32.

De hier beschreven techniek is het opsporen van mesiale netwerk onbalans in korte interictale opnames duren maximaal één or twee uur 29. Zo kan een drastische vermindering van de analysetijd en patiënt ziekenhuis bereiken. Bovendien, vanuit een therapeutisch perspectief, bestaande onevenwichtige TLE patiënten kunnen worden "opgelost" door chronisch geïmplanteerde (door neurosurgeons) inrichtingen zoveel zoals het gebeurt in deep brain stimulation.

Om optimale resultaten te bereiken met behulp van de informatie in dit protocol informatie, moet een aantal zaken worden overwogen op voorhand. Ten eerste moet de implantatie van de elektroden worden uitgevoerd door een ervaren neurochirurg omdat hun onjuiste plaatsing ernstige neurologische gevolgen en misleidende opnamen kunnen produceren. Bovendien is de selectie van geschikte tijdperken voor verdere analyse vertrouwt volledig over de interpretatie van het ruwe EEG van de neurofysioloog's; daarom, ervaring in de klinische EEG analyse is verplicht. Het dataformaat van de geëxporteerde bestanden van de elektro-afhankelijk van de partiname op het merk; dientengevolge, zijn een goede programmering vaardigheden die nodig zijn om de scripts naar verschillende dataformaten te passen. Tenslotte, om de betrouwbaarheid van de gegevens te waarborgen, moet kwaliteitscontroles worden toegepast op de resultaten. Overschatting en valse positieven zijn waarschijnlijk om te verschijnen bij het werken met een groot aantal correlaties. In dergelijke gevallen statistische ter verbetering van de gevoeligheid worden gebruikt. In dit opzicht is het belangrijk om een ​​drempelwaarde in de correlaties tot waarden die niet representatief zijn voor een werkelijke onderliggende synchronisatie ontdoen stellen. Dus in dit protocol, een rand tussen knopen i en j worden alleen beschouwd te bestaan indien de absolute waarde van de correlatie tussen deze knooppunten groter is dan 0,5, een criterium eerder werkzaam 17,26. Andere drempelwaarden in het traject van 0,2 tot 0,8 worden gebruikt om dezelfde resultaten te verifiëren en een soepele overgang van de ene drempel voor de volgende drempelwaarde waarborgen. Naast drempels andere methodologies kunnen worden gebruikt om betrouwbare resultaten, zoals Bonferroni-correctie of vervangende data testen te verkrijgen. Bovendien, bij het werken met EEG data, is het belangrijk om in gedachten die hersennetwerken complex en de niet-lineaire dynamica te houden; Daarom, in aanvulling op de lineaire correlatie, andere niet-lineaire synchronisatie maatregelen moeten worden gebruikt om de kwaliteit van de resultaten, zoals onderlinge informatie of fasesynchronisatie 33 waarborgen.

Het berekenen van een rechtstreekse verbinding van de hoofdhuid elektroden, zoals het gedeeltelijk wordt gedaan in dit werk, brengt een aantal risico's. Het grootste probleem rusten in de verontreiniging effect als gevolg van volume geleiding, altijd aanwezig met hoofdhuid opname. Een manier om dit probleem op te lossen is door te werken aan de bronnen ruimte, een aantrekkelijk alternatief in dienst van vele onderzoeken. Een andere benadering vereist het gebruik van de maatregelen van de synchronisatie die verontreiniging amplitude effecten minimaliseert. Via de fasesynchronisatie (ook bekend als Fase Locking Value) minimaliseren we het effect van volume geleiding, zoals werd aangetoond in verschillende 34 werken.

Zoals in andere invasieve neurofysiologische technieken, kunnen opnamen van FOE niet zijn verkregen van controlepatiënten, een feit dat het gebruik van bepaalde onderzoeksprotocols ernstig beperkt. Gegevens van FOE opnames leveren waardevolle informatie over mesiale temporaalkwab activiteit 17,29,35, vooral tijdens lateralisatie om de epileptogene elkaar in TLE patiënten 33. Vergeleken met invasieve technieken, het FOE techniek niet traumatisch voor de hersenen en omvat relatief eenvoudige manipulatie en de opnamen van hoge kwaliteit over lange perioden 11. In vergelijking met MRI, FOE opnames zorgen voor een betere tijdsresolutie van electrocortical activiteit. Daarnaast zijn veel mogelijkheden bestaan ​​om andere dan die in dit werk maatregelen te verkennen. Deze feiten ook de mogelijkheid bestaat verschillende biomedische opnamen vergrotengelijktijdig. Deze voordelen van FOE opnamen gecombineerd met complexe netwerk en spectrale analyse maakt deze techniek een krachtig hulpmiddel voor epilepsieonderzoek met potentiële toepassingen in de klinische praktijk.

Acknowledgments

Dit werk werd gefinancierd door subsidies van Instituto de Salud Carlos III, door middel van PI10 / 00160 en PI12 / 02.839, gedeeltelijk ondersteund door EFRO en van Mutua Madrileña. AS-G. is de ontvanger van een postdoctoraal fellowship van Mutua Madrileña. 3D-simulatie werden gemaakt met behulp BioDigital Human software ( www.biodigital.com ) en ZygoteBody Professional software (www.zygotebody.com)

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Foramen Ovale Electrodes AD-Tech, Racine,
USA
FO06K-SP10X-000 Six-contact platinum 
Electroencephalograph XLTEK, Canada XLT-EEG32T Natus XLTEK
MRI machine General Electric
SPEC machine General Electric

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Wiebe, S. Epidemiology of Temporal Lobe Epilepsy. Can J Neurol Sci. 27, Suppl. 1 6-10 (2000).
  2. Thom, M., Mathern, G. W., Cross, J. H., Bertram, E. H. Mesial temporal lobe epilepsy: How do we improve surgical outcome. Ann Neurol. 68 (4), 424-434 (2010).
  3. Tellez-Zenteno, J. F., Dhar, R., Wiebe, S. Long-term seizure outcomes following epilepsy surgery: a systematic review and meta-analysis. Brain. 128 (5), 1188-1198 (2005).
  4. Sporns, O., Tononi, G., Kotter, R. The human connectome: a structural description of the human brain. PLoS Comput Biol. 1, 42 (2005).
  5. Fornito, A., Zalesky, A., Bullmore, E. Fundamentals of Brain Network Analysis. , AP Press. (2016).
  6. Wig, G. S., Schlaggar, B. L., Petersen, P. E. Concepts and principles in the analysis of brain networks. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1224, 126-146 (2011).
  7. Rubinov, M., Sporns, O. Complex network measures of brain connectivity: uses and interpretations. Neuroimage. 52, 1059-1069 (2010).
  8. Boccaletti, S., Latora, V., Moreno, Y., Chavez, M., Hwang, D. -U. Complex networks: Structure and dynamics. Phys Rep. 424, 175-308 (2006).
  9. Sporns, O., Chialvo, D. R., Kaiser, M., Hilgetag, C. C. Organization, development and function of complex brain networks. Trends Cogn Sci. 8 (9), 418-425 (2004).
  10. Pastor, J., Sola, R. G., Hernando-Requejo, V., Navarrete, E. G., Pulido, P. Morbidity associated with the use of foramen ovale electrodes. Epilepsia. 49 (3), 464-469 (2008).
  11. Wieser, H. G., Schwarz, U. Topography of foramen ovale electrodes by 3D image reconstruction. Clin Neurophysiol. 112 (11), 2053-2056 (2001).
  12. Berg, A. T., et al. Revised terminology and concepts for organization of seizures and epilepsies: Report of the ILAE Commission on Classification and Terminology, 2005-2009. Epilepsia. 51 (4), 676-685 (2010).
  13. Bertram, E. H., Xing-Zhang, D., Mangan, P., Fountain, N., Rempe, D. Functional anatomy of limbic epilepsy: a proposal for central synchronization of a diffusely hyperexcitable network. Epilepsy Res. 32, 194-205 (1998).
  14. Bartolomei, F., Wendling, F., Bellanger, J., Regis, J., Chauvel, P. Neural networks involved in temporal lobe seizures: a nonlinear regression analysis of SEEG signals interdependencies. Clin Neurophysiol. 112, 1746-1760 (2001).
  15. Spencer, S. S. Neural networks in human epilepsy: evidence of and implications for treatment. Epilepsia. 43, 219-227 (2002).
  16. Bartolomei, F., et al. Pre-ictal synchronicity in limbic networks of mesial temporal lobe epilepsy. Epilepsy Res. 61, 89-104 (2004).
  17. Vega-Zelaya, L., Pastor, J., de Sola, R. G., Ortega, G. J. Disrupted Ipsilateral Network Connectivity in Temporal Lobe Epilepsy. PLoS ONE. 10 (10), 0140859 (2015).
  18. Pastor, J., et al. Impact of experience on improving the surgical outcome in temporal lobe epilepsy. Rev Neurol. 41 (12), 709-716 (2005).
  19. Kirschner, M. Electrocoagulation des Ganglion Gasseri. Zentralbl Chir. 47, 2841-2843 (1932).
  20. Härtel, F. Über die intracranielle Injectionsbehandlung der Trigeminus neuralgie. Med Klin. 10, 582-584 (1914).
  21. Zampella, J. E., Brown, A. J., Azmi, H. Percutaneous techniques for trigeminal Neuralgia. Handbook of Stereotactic and Functional Neurosurgery. Gandhi, D. C., Schulder, M. , Chapter: 34 (2003).
  22. Franzini, A., Ferroli, P., Messina, G., Broggi, G., et al. Surgical treatment of cranial neuralgias. Handbook of Clinical Neurology. Nappi, G., et al. , Chapter: 57 (2010).
  23. Tatum, W. O., Husain, A. M., Benbadis, S. R., Kaplan, P. W. Handbook of EEG interpretation. , Demos Medical Publishing. New York. (2008).
  24. Schindler, K., Leung, H., Elger, C. E., Lehnertz, K. Assessing seizure dynamics by analysing the correlation structure of multichannel intracranial EEG. Brain. 130 (1), 65-77 (2007).
  25. Bartolomei, F., Chauvel, P., Wendling, F. Epileptogenicity of brain structures in human temporal lobe epilepsy: a quantified study from intracerebral EEG. Brain. 131 (7), 1818-1830 (2008).
  26. Vega-Zelaya, L., Pastor, J. E., de Sola, R. G., Ortega, G. J. Inhomogeneous cortical synchronization and partial epileptic seizures. Front. Neurol. 5, 187 (2014).
  27. Csardi, G., Nepusz, T. The igraph software package for complex network research. InterJournal, Complex Systems. 1695 (5), (2006).
  28. Kramer, M. A., Cash, S. S. Epilepsy as a Disorder of Cortical Network Organization. Neuroscientist. 18 (4), 360-372 (2012).
  29. Ortega, G. J., Peco, I. H., Sola, R. G., Pastor, J. Impaired mesial synchronization in temporal lobe epilepsy. Clin Neurophysiol. 122 (6), 1106-1116 (2011).
  30. Bettus, G., et al. Decreased basal fMRI functional connectivity in epileptogenic networks and contralateral compensatory mechanisms. Hum Brain Mapp. 30 (5), 1580-1591 (2009).
  31. Pereira, F. R., et al. Asymmetrical hippocampal connectivity in mesial temporal lobe epilepsy: evidence from resting state fMRI. BMC Neurosci. 11, 66 (2010).
  32. Vega-Zelaya, L., Pastor, J., Tormo, I., de Sola, R. G., Ortega, G. J. Assessing the equivalence between etomidate and seizure network dynamics in temporal lobe epilepsy. Clin Neurophysiol. 127 (1), 169-178 (2011).
  33. Pastor, J., Sola, R. G., Ortega, G. J. Hyper-Synchronization, De-Synchronization, Synchronization and Seizures. Epilepsy - Histological, Electroencephalographic and Psychological Aspects. Stevanovic, D. , Chapter 6 (2012).
  34. Stam, C. J., Nolte, G., Daffertshofer, A. Phase lag index: assessment of functional connectivity from multi channel EEG and MEG with diminished bias from common sources. Hum Bran Mapp. 28 (11), 1178-1193 (2007).
  35. Pastor, J., Sola, R. G. Utility of foramen ovale electrodes in temporal lobe epilepsy surgery. Recent Advances in Epilepsy. , 1 Global Research Network. Kerala, India. 1-8 (2008).

Tags

Geneeskunde foramen Ovale Elektroden temporale kwab epilepsie Synchronisatie Network Theory Limbic Networks
Network Analysis van foramen Ovale elektrode Recordings in Resistente temporale lob epilepsiepatiënten
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Sanz-García, A., Vega-Zelaya,More

Sanz-García, A., Vega-Zelaya, L., Pastor, J., Torres, C. V., Sola, R. G., Ortega, G. J. Network Analysis of Foramen Ovale Electrode Recordings in Drug-resistant Temporal Lobe Epilepsy Patients. J. Vis. Exp. (118), e54746, doi:10.3791/54746 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

PLAYLIST

  • Research • Medicine
    Estimation of Urinary Nanocrystals in Humans using Calcium Fluorophore Labeling and Nanoparticle Tracking Analysis
  • Research • Medicine
    Development and Evaluation of 3D-Printed Cardiovascular Phantoms for Interventional Planning and Training
  • Research • Medicine
    Human Fetal Blood Flow Quantification with Magnetic Resonance Imaging and Motion Compensation
  • Research • Medicine
    Digital Handwriting Analysis of Characters in Chinese Patients with Mild Cognitive Impairment
  • Research • Medicine
    Segmentation and Linear Measurement for Body Composition Analysis using Slice-O-Matic and Horos
  • Research • Medicine
    Magnetic Resonance Imaging of Multiple Sclerosis at 7.0 Tesla
  • Research • Medicine
    Real-Time Magnetic Resonance Guided Focused Ultrasound for Painful Bone Metastases
  • Research • Medicine
    Isolation of Viable Adipocytes and Stromal Vascular Fraction from Human Visceral Adipose Tissue Suitable for RNA Analysis and Macrophage Phenotyping
  • Research • Medicine
    Obtaining Quality Extended Field-of-View Ultrasound Images of Skeletal Muscle to Measure Muscle Fascicle Length
  • Research • Medicine
    Lung CT Segmentation to Identify Consolidations and Ground Glass Areas for Quantitative Assesment of SARS-CoV Pneumonia
  • Research • Medicine
    Electroretinogram Recording for Infants and Children under Anesthesia to Achieve Optimal Dark Adaptation and International Standards
  • Research • Medicine
    Measurement of Tissue Oxygenation Using Near-Infrared Spectroscopy in Patients Undergoing Hemodialysis
  • Research • Medicine
    Evaluation of Capnography Sampling Line Compatibility and Accuracy when Used with a Portable Capnography Monitor
  • Research • Medicine
    Simultaneous Laryngopharyngeal and Conventional Esophageal pH Monitoring
  • Research • Medicine
    Real-Time Monitoring of Neurocritical Patients with Diffuse Optical Spectroscopies
  • Research • Neuroscience
    Evaluating Postural Control and Lower-extremity Muscle Activation in Individuals with Chronic Ankle Instability
  • Research • Medicine
    Assessment of Dependence in Activities of Daily Living Among Older Patients in an Acute Care Unit
  • Research • Medicine
    Validated LC-MS/MS Panel for Quantifying 11 Drug-Resistant TB Medications in Small Hair Samples
  • Research • Medicine
    International Expert Consensus and Recommendations for Neonatal Pneumothorax Ultrasound Diagnosis and Ultrasound-guided Thoracentesis Procedure
  • Research • Biology
    A Finite Element Approach for Locating the Center of Resistance of Maxillary Teeth
  • Research • Medicine
    Lower Limb Biomechanical Analysis of Healthy Participants
  • Research • Neuroscience
    Assessing Early Stage Open-Angle Glaucoma in Patients by Isolated-Check Visual Evoked Potential
  • Research • Medicine
    Oral Health Assessment by Lay Personnel for Older Adults
  • Research • Medicine
    Determining and Controlling External Power Output During Regular Handrim Wheelchair Propulsion
  • Research • Medicine
    A Whole Body Dosimetry Protocol for Peptide-Receptor Radionuclide Therapy (PRRT): 2D Planar Image and Hybrid 2D+3D SPECT/CT Image Methods
  • Research • Medicine
    Measurement of Carotenoids in Perifovea using the Macular Pigment Reflectometer
  • Research • Medicine
    Assessment of Static Graviceptive Perception in the Roll-Plane using the Subjective Visual Vertical Paradigm
  • Research • Medicine
    Learning Modern Laryngeal Surgery in a Dissection Laboratory
  • Research • Medicine
    DIPLOMA Approach for Standardized Pathology Assessment of Distal Pancreatectomy Specimens
  • Research • Medicine
    A Computerized Functional Skills Assessment and Training Program Targeting Technology Based Everyday Functional Skills
  • Research • Medicine
    Imaging Features of Systemic Sclerosis-Associated Interstitial Lung Disease
  • Research • Medicine
    Integrating Augmented Reality Tools in Breast Cancer Related Lymphedema Prognostication and Diagnosis
  • Research • Medicine
    Ultrasonographic Assessment During Cardiopulmonary Resuscitation
  • Research • Medicine
    Measurement of the Hepatic Venous Pressure Gradient and Transjugular Liver Biopsy
  • Research • Medicine
    Patient Directed Recording of a Bipolar Three-Lead Electrocardiogram using a Smartwatch with ECG Function
  • Research • Medicine
    Traditional Trail Making Test Modified into Brand-new Assessment Tools: Digital and Walking Trail Making Test
  • Research • Medicine
    Use of Magnetic Resonance Imaging and Biopsy Data to Guide Sampling Procedures for Prostate Cancer Biobanking
  • Research • Medicine
    A Fluorescence-based Assay for Characterization and Quantification of Lipid Droplet Formation in Human Intestinal Organoids
  • Research • Medicine
    A Novel Non-invasive Method for the Detection of Elevated Intra-compartmental Pressures of the Leg
  • Research • Medicine
    Quantitative Mapping of Specific Ventilation in the Human Lung using Proton Magnetic Resonance Imaging and Oxygen as a Contrast Agent
  • Research • Neuroscience
    Portable Thermographic Screening for Detection of Acute Wallenberg's Syndrome
  • Research • Medicine
    Use of MRI-ultrasound Fusion to Achieve Targeted Prostate Biopsy
  • Research • Medicine
    Testing of all Six Semicircular Canals with Video Head Impulse Test Systems
  • Research • Medicine
    Protocol and Guidelines for Point-of-Care Lung Ultrasound in Diagnosing Neonatal Pulmonary Diseases Based on International Expert Consensus
  • Research • Neuroscience
    Bilateral Assessment of the Corticospinal Pathways of the Ankle Muscles Using Navigated Transcranial Magnetic Stimulation
  • Research • Medicine
    Targeting Gray Rami Communicantes in Selective Chemical Lumbar Sympathectomy
  • Research • Medicine
    Multi-Modal Home Sleep Monitoring in Older Adults
  • Research • Medicine
    Cardiac Magnetic Resonance for the Evaluation of Suspected Cardiac Thrombus: Conventional and Emerging Techniques
  • Research • Medicine
    Observational Study Protocol for Repeated Clinical Examination and Critical Care Ultrasonography Within the Simple Intensive Care Studies
  • Research • Medicine
    Measurements of Motor Function and Other Clinical Outcome Parameters in Ambulant Children with Duchenne Muscular Dystrophy
  • Research • Medicine
    Assessment of the Efficacy of An Osteopathic Treatment in Infants with Biomechanical Impairments to Suckling
  • Research • Medicine
    Quantification of Levator Ani Hiatus Enlargement by Magnetic Resonance Imaging in Males and Females with Pelvic Organ Prolapse
  • Research • Medicine
    Quantitative [18F]-Naf-PET-MRI Analysis for the Evaluation of Dynamic Bone Turnover in a Patient with Facetogenic Low Back Pain
  • Research • Medicine
    Generation of Human 3D Lung Tissue Cultures (3D-LTCs) for Disease Modeling
  • Research • Medicine
    Proton Therapy Delivery and Its Clinical Application in Select Solid Tumor Malignancies
  • Research • Medicine
    Combining Volumetric Capnography And Barometric Plethysmography To Measure The Lung Structure-function Relationship
  • Research • Medicine
    Two-Dimensional X-Ray Angiography to Examine Fine Vascular Structure Using a Silicone Rubber Injection Compound
  • Research • Medicine
    Preparation, Procedures and Evaluation of Platelet-Rich Plasma Injection in the Treatment of Knee Osteoarthritis
  • Research • Medicine
    Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla
  • Research • Medicine
    Semi-quantitative Assessment Using [18F]FDG Tracer in Patients with Severe Brain Injury
  • Research • Medicine
    Handheld Metal Detector Screening for Metallic Foreign Body Ingestion in Children
  • Research • Medicine
    Conducting Maximal and Submaximal Endurance Exercise Testing to Measure Physiological and Biological Responses to Acute Exercise in Humans
  • Research • Medicine
    A Metadata Extraction Approach for Clinical Case Reports to Enable Advanced Understanding of Biomedical Concepts
  • Research • Medicine
    Autonomic Function Following Concussion in Youth Athletes: An Exploration of Heart Rate Variability Using 24-hour Recording Methodology
  • Research • Medicine
    Hydra, a Computer-Based Platform for Aiding Clinicians in Cardiovascular Analysis and Diagnosis
  • Research • Medicine
    Objective Nociceptive Assessment in Ventilated ICU Patients: A Feasibility Study Using Pupillometry and the Nociceptive Flexion Reflex
  • Research • Medicine
    'Boden Food Plate': Novel Interactive Web-based Method for the Assessment of Dietary Intake
  • Research • Medicine
    Anogenital Distance and Perineal Measurements of the Pelvic Organ Prolapse (POP) Quantification System
  • Research • Medicine
    Bedside Ultrasound for Guiding Fluid Removal in Patients with Pulmonary Edema: The Reverse-FALLS Protocol
  • Research • Medicine
    Muscle Imbalances: Testing and Training Functional Eccentric Hamstring Strength in Athletic Populations
  • Research • Medicine
    Isolation of Primary Human Decidual Cells from the Fetal Membranes of Term Placentae
  • Research • Medicine
    Skeletal Muscle Neurovascular Coupling, Oxidative Capacity, and Microvascular Function with 'One Stop Shop' Near-infrared Spectroscopy
  • Research • Medicine
    Collecting Hair Samples for Hair Cortisol Analysis in African Americans
  • Research • Medicine
    In Vivo Morphometric Analysis of Human Cranial Nerves Using Magnetic Resonance Imaging in Menière's Disease Ears and Normal Hearing Ears
  • Research • Medicine
    Measuring the Carotid to Femoral Pulse Wave Velocity (Cf-PWV) to Evaluate Arterial Stiffness
  • Research • Medicine
    Standardized Measurement of Nasal Membrane Transepithelial Potential Difference (NPD)
  • Research • Medicine
    Taste Exam: A Brief and Validated Test
  • Research • Medicine
    Absorption of Nasal and Bronchial Fluids: Precision Sampling of the Human Respiratory Mucosa and Laboratory Processing of Samples
  • Research • Medicine
    Methodology for Sputum Induction and Laboratory Processing
  • Research • Medicine
    Electrophysiological Measurement of Noxious-evoked Brain Activity in Neonates Using a Flat-tip Probe Coupled to Electroencephalography
  • Research • Medicine
    A Detailed Protocol for Physiological Parameters Acquisition and Analysis in Neurosurgical Critical Patients
  • Research • Medicine
    Oral Biofilm Sampling for Microbiome Analysis in Healthy Children
  • Research • Medicine
    Using Retinal Imaging to Study Dementia
  • Research • Medicine
    Application of an Amplitude-integrated EEG Monitor (Cerebral Function Monitor) to Neonates
  • Research • Medicine
    3D Ultrasound Imaging: Fast and Cost-effective Morphometry of Musculoskeletal Tissue
  • Research • Medicine
    The 4-vessel Sampling Approach to Integrative Studies of Human Placental Physiology In Vivo
  • Research • Medicine
    A Component-resolved Diagnostic Approach for a Study on Grass Pollen Allergens in Chinese Southerners with Allergic Rhinitis and/or Asthma
  • Research • Medicine
    A Novel Method: Super-selective Adrenal Venous Sampling
  • Research • Medicine
    A Method for Quantifying Upper Limb Performance in Daily Life Using Accelerometers
  • Research • Medicine
    Non-invasive Assessments of Subjective and Objective Recovery Characteristics Following an Exhaustive Jump Protocol
  • Research • Medicine
    Experimental Protocol of a Three-minute, All-out Arm Crank Exercise Test in Spinal-cord Injured and Able-bodied Individuals
  • Research • Medicine
    Phosphorus-31 Magnetic Resonance Spectroscopy: A Tool for Measuring In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylation Capacity in Human Skeletal Muscle
  • Research • Medicine
    Assessment of Pulmonary Capillary Blood Volume, Membrane Diffusing Capacity, and Intrapulmonary Arteriovenous Anastomoses During Exercise
  • Research • Medicine
    Assessment of Child Anthropometry in a Large Epidemiologic Study
  • Research • Medicine
    Video Movement Analysis Using Smartphones (ViMAS): A Pilot Study
  • Research • Medicine
    Network Analysis of Foramen Ovale Electrode Recordings in Drug-resistant Temporal Lobe Epilepsy Patients
  • Research • Medicine
    A Model to Simulate Clinically Relevant Hypoxia in Humans
  • Research • Medicine
    Interictal High Frequency Oscillations Detected with Simultaneous Magnetoencephalography and Electroencephalography as Biomarker of Pediatric Epilepsy
  • Research • Medicine
    Induction and Assessment of Exertional Skeletal Muscle Damage in Humans
  • Research • Medicine
    A Detailed Protocol for Perspiration Monitoring Using a Novel, Small, Wireless Device
  • Research • Medicine
    Drug-Induced Sleep Endoscopy (DISE) with Target Controlled Infusion (TCI) and Bispectral Analysis in Obstructive Sleep Apnea
  • Research • Medicine
    Integrated Compensatory Responses in a Human Model of Hemorrhage
  • Research • Medicine
    Transthoracic Speckle Tracking Echocardiography for the Quantitative Assessment of Left Ventricular Myocardial Deformation
  • Research • Medicine
    Impression Cytology of the Lid Wiper Area
  • Research • Behavior
    A Protocol of Manual Tests to Measure Sensation and Pain in Humans
  • Research • Medicine
    Unbiased Deep Sequencing of RNA Viruses from Clinical Samples
  • Research • Medicine
    A Choroid Plexus Epithelial Cell-based Model of the Human Blood-Cerebrospinal Fluid Barrier to Study Bacterial Infection from the Basolateral Side
  • Research • Medicine
    Isolation and Profiling of MicroRNA-containing Exosomes from Human Bile
  • Research • Medicine
    Generation of Microtumors Using 3D Human Biogel Culture System and Patient-derived Glioblastoma Cells for Kinomic Profiling and Drug Response Testing
  • Research • Medicine
    Ultrasound Assessment of Endothelial Function: A Technical Guideline of the Flow-mediated Dilation Test
  • Research • Medicine
    Using a Laminating Technique to Perform Confocal Microscopy of the Human Sclera
  • Research • Medicine
    Intravenous Endotoxin Challenge in Healthy Humans: An Experimental Platform to Investigate and Modulate Systemic Inflammation
  • Research • Medicine
    Modeling and Simulations of Olfactory Drug Delivery with Passive and Active Controls of Nasally Inhaled Pharmaceutical Aerosols
  • Research • Medicine
    Exosomal miRNA Analysis in Non-small Cell Lung Cancer (NSCLC) Patients' Plasma Through qPCR: A Feasible Liquid Biopsy Tool
  • Research • Medicine
    A Multimodal Imaging- and Stimulation-based Method of Evaluating Connectivity-related Brain Excitability in Patients with Epilepsy
  • Research • Medicine
    Measuring Cardiac Autonomic Nervous System (ANS) Activity in Toddlers - Resting and Developmental Challenges
  • Research • Medicine
    Using Saccadometry with Deep Brain Stimulation to Study Normal and Pathological Brain Function
  • Research • Medicine
    Quantitative Fundus Autofluorescence for the Evaluation of Retinal Diseases
  • Research • Medicine
    Diagnosis of Musculus Gastrocnemius Tightness - Key Factors for the Clinical Examination
  • Research • Medicine
    Stereo-Electro-Encephalo-Graphy (SEEG) With Robotic Assistance in the Presurgical Evaluation of Medical Refractory Epilepsy: A Technical Note
  • Research • Medicine
    Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease
  • Research • Medicine
    Transcutaneous Microcirculatory Imaging in Preterm Neonates
  • Research • Medicine
    Using an Ingestible Telemetric Temperature Pill to Assess Gastrointestinal Temperature During Exercise
  • Research • Medicine
    Design, Fabrication, and Administration of the Hand Active Sensation Test (HASTe)
  • Research • Medicine
    MRI-guided dmPFC-rTMS as a Treatment for Treatment-resistant Major Depressive Disorder
  • Research • Medicine
    Functional Human Liver Preservation and Recovery by Means of Subnormothermic Machine Perfusion
  • Research • Medicine
    A Multicenter MRI Protocol for the Evaluation and Quantification of Deep Vein Thrombosis
  • Research • Medicine
    Determining The Electromyographic Fatigue Threshold Following a Single Visit Exercise Test
  • Research • Medicine
    Use of Electromagnetic Navigational Transthoracic Needle Aspiration (E-TTNA) for Sampling of Lung Nodules
  • Research • Medicine
    Trabecular Meshwork Response to Pressure Elevation in the Living Human Eye
  • Research • Medicine
    In Vivo, Percutaneous, Needle Based, Optical Coherence Tomography of Renal Masses
  • Research • Medicine
    Establishment of Human Epithelial Enteroids and Colonoids from Whole Tissue and Biopsy
  • Research • Medicine
    Human Brown Adipose Tissue Depots Automatically Segmented by Positron Emission Tomography/Computed Tomography and Registered Magnetic Resonance Images
  • Research • Medicine
    Preparation and Respirometric Assessment of Mitochondria Isolated from Skeletal Muscle Tissue Obtained by Percutaneous Needle Biopsy
  • Research • Medicine
    A Methodological Approach to Non-invasive Assessments of Vascular Function and Morphology
  • Research • Medicine
    Isolation and Immortalization of Patient-derived Cell Lines from Muscle Biopsy for Disease Modeling
  • Research • Medicine
    State of the Art Cranial Ultrasound Imaging in Neonates
  • Research • Medicine
    Measurement of Dynamic Scapular Kinematics Using an Acromion Marker Cluster to Minimize Skin Movement Artifact
  • Research • Medicine
    The Supraclavicular Fossa Ultrasound View for Central Venous Catheter Placement and Catheter Change Over Guidewire
  • Research • Medicine
    Ultrasound Assessment of Endothelial-Dependent Flow-Mediated Vasodilation of the Brachial Artery in Clinical Research
  • Research • Medicine
    Tracking the Mammary Architectural Features and Detecting Breast Cancer with Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging
  • Research • Medicine
    A Neuroscientific Approach to the Examination of Concussions in Student-Athletes
  • Research • Medicine
    DTI of the Visual Pathway - White Matter Tracts and Cerebral Lesions
  • Research • Medicine
    Collection, Isolation, and Flow Cytometric Analysis of Human Endocervical Samples
  • Research • Medicine
    Fundus Photography as a Convenient Tool to Study Microvascular Responses to Cardiovascular Disease Risk Factors in Epidemiological Studies
  • Research • Medicine
    A Multi-Modal Approach to Assessing Recovery in Youth Athletes Following Concussion
  • Research • Medicine
    Clinical Assessment of Spatiotemporal Gait Parameters in Patients and Older Adults
  • Research • Medicine
    Multi-electrode Array Recordings of Human Epileptic Postoperative Cortical Tissue
  • Research • Medicine
    Collection and Extraction of Saliva DNA for Next Generation Sequencing
  • Research • Medicine
    Fast and Accurate Exhaled Breath Ammonia Measurement
  • Research • Medicine
    Developing Neuroimaging Phenotypes of the Default Mode Network in PTSD: Integrating the Resting State, Working Memory, and Structural Connectivity
  • Research • Medicine
    Two Methods for Establishing Primary Human Endometrial Stromal Cells from Hysterectomy Specimens
  • Research • Medicine
    Assessment of Vascular Function in Patients With Chronic Kidney Disease
  • Research • Medicine
    Coordinate Mapping of Hyolaryngeal Mechanics in Swallowing
  • Research • Medicine
    Network Analysis of the Default Mode Network Using Functional Connectivity MRI in Temporal Lobe Epilepsy
  • Research • Medicine
    EEG Mu Rhythm in Typical and Atypical Development
  • Research • Medicine
    The Multiple Sclerosis Performance Test (MSPT): An iPad-Based Disability Assessment Tool
  • Research • Medicine
    Isolation and Functional Characterization of Human Ventricular Cardiomyocytes from Fresh Surgical Samples
  • Research • Medicine
    Dynamic Visual Tests to Identify and Quantify Visual Damage and Repair Following Demyelination in Optic Neuritis Patients
  • Research • Medicine
    Primary Culture of Human Vestibular Schwannomas
  • Research • Medicine
    Utility of Dissociated Intrinsic Hand Muscle Atrophy in the Diagnosis of Amyotrophic Lateral Sclerosis
  • Research • Medicine
    Lesion Explorer: A Video-guided, Standardized Protocol for Accurate and Reliable MRI-derived Volumetrics in Alzheimer's Disease and Normal Elderly
  • Research • Medicine
    Pulse Wave Velocity Testing in the Baltimore Longitudinal Study of Aging
  • Research • Medicine
    Isolation, Culture, and Imaging of Human Fetal Pancreatic Cell Clusters
  • Research • Medicine
    3D-Neuronavigation In Vivo Through a Patient's Brain During a Spontaneous Migraine Headache
  • Research • Medicine
    A Novel Application of Musculoskeletal Ultrasound Imaging
  • Research • Medicine
    Computerized Dynamic Posturography for Postural Control Assessment in Patients with Intermittent Claudication
  • Research • Medicine
    Collecting Saliva and Measuring Salivary Cortisol and Alpha-amylase in Frail Community Residing Older Adults via Family Caregivers
  • Research • Medicine
    Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in the Analysis of Neurodegenerative Diseases
  • Research • Medicine
    Transcriptomic Analysis of Human Retinal Surgical Specimens Using jouRNAl
  • Research • Medicine
    Improved Protocol For Laser Microdissection Of Human Pancreatic Islets From Surgical Specimens
  • Research • Medicine
    Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury
  • Research • Medicine
    Minimal Erythema Dose (MED) Testing
  • Research • Medicine
    Measuring Cardiac Autonomic Nervous System (ANS) Activity in Children
  • Research • Medicine
    Collecting And Measuring Wound Exudate Biochemical Mediators In Surgical Wounds
  • Research • Medicine
    A Research Method For Detecting Transient Myocardial Ischemia In Patients With Suspected Acute Coronary Syndrome Using Continuous ST-segment Analysis
  • Research • Medicine
    Using a Chemical Biopsy for Graft Quality Assessment
  • Research • Medicine
    Characterizing Exon Skipping Efficiency in DMD Patient Samples in Clinical Trials of Antisense Oligonucleotides
  • Research • Medicine
    In Vitro Assessment of Cardiac Function Using Skinned Cardiomyocytes
  • Research • Medicine
    Normothermic Ex Situ Heart Perfusion in Working Mode: Assessment of Cardiac Function and Metabolism
  • Research • Medicine
    Evaluation of Vascular Control Mechanisms Utilizing Video Microscopy of Isolated Resistance Arteries of Rats
  • Research • Medicine
    Bronchoalveolar Lavage (BAL) for Research; Obtaining Adequate Sample Yield
  • Research • Medicine
    Non-invasive Optical Measurement of Cerebral Metabolism and Hemodynamics in Infants
  • Research • Medicine
    Tilt Testing with Combined Lower Body Negative Pressure: a "Gold Standard" for Measuring Orthostatic Tolerance
  • Research • Medicine
    Driving Simulation in the Clinic: Testing Visual Exploratory Behavior in Daily Life Activities in Patients with Visual Field Defects
  • Research • Medicine
    Isolation, Characterization and Comparative Differentiation of Human Dental Pulp Stem Cells Derived from Permanent Teeth by Using Two Different Methods
  • Research • Medicine
    Portable Intermodal Preferential Looking (IPL): Investigating Language Comprehension in Typically Developing Toddlers and Young Children with Autism
  • Research • Medicine
    Intraoperative Detection of Subtle Endometriosis: A Novel Paradigm for Detection and Treatment of Pelvic Pain Associated with the Loss of Peritoneal Integrity
  • Research • Medicine
    The Use of Primary Human Fibroblasts for Monitoring Mitochondrial Phenotypes in the Field of Parkinson's Disease
  • Research • Medicine
    Collection Protocol for Human Pancreas
  • Research • Medicine
    The α-test: Rapid Cell-free CD4 Enumeration Using Whole Saliva
  • Research • Medicine
    The Measurement and Treatment of Suppression in Amblyopia
  • Research • Medicine
    Corneal Donor Tissue Preparation for Endothelial Keratoplasty
  • Research • Medicine
    Quantification of Atherosclerotic Plaque Activity and Vascular Inflammation using [18-F] Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography (FDG-PET/CT)
  • Research • Medicine
    Eye Tracking Young Children with Autism
  • Research • Medicine
    Doppler Optical Coherence Tomography of Retinal Circulation
  • Research • Medicine
    Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System
  • Research • Medicine
    Detection and Genogrouping of Noroviruses from Children's Stools By Taqman One-step RT-PCR
  • Research • Medicine
    Method to Measure Tone of Axial and Proximal Muscle
  • Research • Medicine
    The Trier Social Stress Test Protocol for Inducing Psychological Stress
  • Research • Medicine
    Probing the Brain in Autism Using fMRI and Diffusion Tensor Imaging
  • Research • Medicine
    Multifocal Electroretinograms
  • Research • Medicine
    Isolation of Human Islets from Partially Pancreatectomized Patients
  • Research • Medicine
    Examining the Characteristics of Episodic Memory using Event-related Potentials in Patients with Alzheimer's Disease
  • Research • Medicine
    Magnetic Resonance Imaging Quantification of Pulmonary Perfusion using Calibrated Arterial Spin Labeling
  • Research • Medicine
    Manual Muscle Testing: A Method of Measuring Extremity Muscle Strength Applied to Critically Ill Patients
  • Research • Medicine
    Expired CO2 Measurement in Intubated or Spontaneously Breathing Patients from the Emergency Department
  • Research • Medicine
    A Protocol for Comprehensive Assessment of Bulbar Dysfunction in Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)
  • Research • Medicine
    An Investigation of the Effects of Sports-related Concussion in Youth Using Functional Magnetic Resonance Imaging and the Head Impact Telemetry System
  • Research • Medicine
    Corneal Confocal Microscopy: A Novel Non-invasive Technique to Quantify Small Fibre Pathology in Peripheral Neuropathies
  • Research • Medicine
    Methods to Quantify Pharmacologically Induced Alterations in Motor Function in Human Incomplete SCI
  • Research • Medicine
    Multispectral Real-time Fluorescence Imaging for Intraoperative Detection of the Sentinel Lymph Node in Gynecologic Oncology
  • Research • Medicine
    Technique to Collect Fungiform (Taste) Papillae from Human Tongue
  • Research • Medicine
    Assessing Endothelial Vasodilator Function with the Endo-PAT 2000
  • Research • Medicine
    Making Sense of Listening: The IMAP Test Battery
  • Research • Medicine
    An Experimental Paradigm for the Prediction of Post-Operative Pain (PPOP)
  • Research • Biology
    Bioelectric Analyses of an Osseointegrated Intelligent Implant Design System for Amputees
  • Research • Biology
    Demonstration of Cutaneous Allodynia in Association with Chronic Pelvic Pain
  • Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

    Waiting X
    Simple Hit Counter