Vagushermostimulaation lyhyen aikavälin vaikutukset epilepsiaa sairastavien potilaiden aivosähkökäyrään
Jokinen, Tero (2022)
2022
Lääketieteen lisensiaatin tutkinto-ohjelma - Licentiate's Programme in Medicine
Lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunta - Faculty of Medicine and Health Technology
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2022-12-01
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202211298714
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202211298714
Tiivistelmä
Lääkehoidolle vastustuskykyisen epilepsian hoidossa voidaan käyttää vagushermostimulaatiota (VNS). Vielä ei ole kuitenkaan tunnistettu neurofysiologisia piirteitä, joiden avulla VNS-hoito voitaisiin kohdentaa siitä eniten hyötyville potilaille. VNS-hoidon teho epilepsiassa perustunee nousevan vagaalisen hermoverkon aktivoitumiseen tuodun ulkoisen sähköisen stimulaation aiheuttamana. Osa kouristuskynnystä nostavasta vaikutuksesta on sekunneissa ilmenevää. Huomattava osa hoitovasteesta kehittyy kuitenkin vasta useiden kuukausien aikana. Tämä johtunee pitkäkestoisen stimulaation aiheuttamasta hermoverkkojen muovautumisesta. Kehitettyä menetelmää voidaan käyttää tutkittaessa VNS:n vaikutuksia aivokuorelta mitattavaan aivosähkökäyrään (EEG) eri aivokuoren alueilla. Osa tutkituista alueista sisältyy juuri nousevaan vagaaliseen hermoverkkoon.
Kolme VNS-hoitoa saavaa epilepsiapotilasta kutsuttiin EEG mittaukseen. Tallennettiin lähtötaso-EEG (baseline), jossa VNS oli pois päältä. Sitten stimulaattori kytkettiin päälle ja nauhoitettiin vielä kolme kymmenen minuutin EEG nauhaa (VNS1-3). EEG-nauhoitteet puhdistettiin häiriösignaalista. Tämän jälkeen nauhoitteista eroteltiin kuuden sekunnin mittaisia epokkeja. Epokit projisoitiin sekä yleiseen aivokuorimalliin kuin myös potilaiden magneettikuvista segmentoituihin potilaskohtaisiin aivokuorimalleihin. Lähtötason ja stimulaatiosarjojen taajuuskaistakohtaisten signaalien tehojen väleillä tehtiin tilastollisia analyysejä.
Tutkimuksen tuloksina löydettiin useiden eri taajuuskaistojen tehojen muutoksia vasteena VNS-laitteen kytkemiselle päälle. Kolmen potilaan vasteissa oli sekä kaikille yhteisiä piirteitä kuin myös potilaskohtaisia vaikutuksia. Muutoksia havaittiin eri aivoalueilla. Tehon muutokset toisinaan myös kehittyivät saman taajuuskaistan ja aivoalueen sisällä ajan kuluessa.
Tutkimus osoitti kehitetyn tutkimusprotokollan toimivaksi ja turvalliseksi VNS:n aiheuttamien kortikaalisten EEG-vaikutuksien tutkimiseen. Tutkimuksen perusteella ei voida tehdä luotettavia päätelmiä VNS:n neurofysiologisesta vaikutuksesta ottaen huomioon pienen potilasjoukon heterogeenisuus ja saatujen tulosten osittainen vaihtelevuus. Tulosten vaihtelevuus verrattaessa yksilökohtaisia tuloksia liittynee useisiin tekijöihin, kuten epilepsian kestoon ja potilaskohtaisiin eroihin nousevan vagaalisen hermoverkon anatomiassa.
Kolme VNS-hoitoa saavaa epilepsiapotilasta kutsuttiin EEG mittaukseen. Tallennettiin lähtötaso-EEG (baseline), jossa VNS oli pois päältä. Sitten stimulaattori kytkettiin päälle ja nauhoitettiin vielä kolme kymmenen minuutin EEG nauhaa (VNS1-3). EEG-nauhoitteet puhdistettiin häiriösignaalista. Tämän jälkeen nauhoitteista eroteltiin kuuden sekunnin mittaisia epokkeja. Epokit projisoitiin sekä yleiseen aivokuorimalliin kuin myös potilaiden magneettikuvista segmentoituihin potilaskohtaisiin aivokuorimalleihin. Lähtötason ja stimulaatiosarjojen taajuuskaistakohtaisten signaalien tehojen väleillä tehtiin tilastollisia analyysejä.
Tutkimuksen tuloksina löydettiin useiden eri taajuuskaistojen tehojen muutoksia vasteena VNS-laitteen kytkemiselle päälle. Kolmen potilaan vasteissa oli sekä kaikille yhteisiä piirteitä kuin myös potilaskohtaisia vaikutuksia. Muutoksia havaittiin eri aivoalueilla. Tehon muutokset toisinaan myös kehittyivät saman taajuuskaistan ja aivoalueen sisällä ajan kuluessa.
Tutkimus osoitti kehitetyn tutkimusprotokollan toimivaksi ja turvalliseksi VNS:n aiheuttamien kortikaalisten EEG-vaikutuksien tutkimiseen. Tutkimuksen perusteella ei voida tehdä luotettavia päätelmiä VNS:n neurofysiologisesta vaikutuksesta ottaen huomioon pienen potilasjoukon heterogeenisuus ja saatujen tulosten osittainen vaihtelevuus. Tulosten vaihtelevuus verrattaessa yksilökohtaisia tuloksia liittynee useisiin tekijöihin, kuten epilepsian kestoon ja potilaskohtaisiin eroihin nousevan vagaalisen hermoverkon anatomiassa.