Välkevalotestin käyttö epilepsiadiagnostiikan kajoamattomissa toiminnallisissa tutkimusmenetelmissä

Abstract

Tässä kandidaatintyössä tutkitaan välkevalotestin (engl. intermittent photic stimulation, IPS) käyttöä epilepsiadiagnostiikan kajoamattomissa toiminnallisissa tutkimusmenetelmissä Nämä tutkimusmenetelmät ovat elektroenkefalografia (engl. electroencephalography, EEG) eli aivosähkökäyrä, toiminnallinen magneettikuvaus (functional magnetic resonance imaging, fMRI), jolla paikannetaan aivojen aktiivisia alueita, ja magnetoenkefalografia (magnetoencephalography, MEG), jolla mitataan aivosähkötoiminnan aiheuttamia magneettikenttien muutosta. Työ perustuu kirjallisuustutkimukseen. Ensimmäiseksi työssä määritellään välkevalotesti ja tutkitaan EEG:n välkevalotestin standardeja. Tämän jälkeen tutkitaan, millä tavalla välkevalotestiä voidaan hyödyntää fMRI:ssä ja MEG:ssä.

Välkevalotestiä käytetään EEG:ssä aktivaatiomenetelmänä tutkittaessa potilailla, joilla epäillään tai tiedetään sairastavan epilepsiaa. Välkevalotesti, jossa hyödynnetään eri taajuisia välähdyksiä, on keskeinen menetelmä etenkin valoherkän epilepsian diagnosoinnissa. EEG:n välkevalotestin standardisoinnin avulla tutkimustulokset ovat luotettavampia ja vertailukelpoisempia. Tämän työn perusteella EEG:n välkevalotestin standardit painottuvat välkevalotestin ajoitukseen EEG:n aikana, välähdystaajuuksien arvoihin ja suoritusjärjestykseen, valonlähteen ominaisuuksiin sekä turvallisuustoimenpiteisiin. Näihin lukeutuvat muun muassa seuraavat asiat: vähintään 3 minuutin ero toisesta EEG:ssä suoritettavasta aktivaatiomenetelmästä; 1–60 Hz:n välähdystaajuudet, jotka sisältävät silmien sulkemisen, silmät avoinna ja silmät kiinni; kesto 5 minuuttia; pyöreä LED- valonlähde ja stimulaation keskeytysmahdollisuus kohtausriskin minimoimiseksi.

Välkevalotestin käyttö on kuitenkin haasteellisempaa fMRI:ssä ja MEG:ssä yhteensopivuusongelmien vuoksi. Tämän takia näissä menetelmissä joudutaan käyttämään välkevalotestin vaihtoehtoisia ratkaisuja. Tässä työssä käytettyjen tutkimusten perusteella fMRI:ssä yhteensopivuusongelma ratkaistiin käyttämällä esimerkiksi optisia kuituja, siirtämällä välkevalotesti magneettihuoneen ulkopuolelle tai toisaalta käyttämällä kokonaan muunneltua MRI:n kanssa yhteensopivaa laitetta. Näiden muutosten avulla välkevalotesti on osoittautunut hyödylliseksi fMRI:ssä antamalla lisätietoa esimerkiksi veren happitasosta riippuvasta signaalista ja valoherkkyyden aktivaatioalueiden syntyperästä aivoissa. Lisäksi MEG-laitteen häiriöherkkyyden takia EEG:n välkevalotestilaitteen ei ole yhteensopiva MEG:n kanssa. Työssä kuitenkin esiteltiin tällä hetkellä kehitteillä oleva täysin yhteensopiva Euphotic-IPS, joka tarjoaa mahdollisuuden välkevalotestin käyttöönottamisen kliinisessä MEG:ssä.

Vaikka välkevalotestin standardit EEG:ssä ovat selkiytyneet, niitä ei voida noudattaa täysin fMRI:ssä ja MEG:ssä yhteensopivuusongelmien vuoksi. Kehittyneet teknologiset ratkaisut voivat kuitenkin mahdollistaa välkevalotestin laajemman käytön ja standardisoinnin myös näissä menetelmissä, mikä voi edelleen parantaa epilepsiadiagnostiikan tarkkuutta ja vertailukelpoisempia tuloksia.