手に負えないてんかんにおけるセントロムヘド型視床核の深部脳刺激の根底にある視床皮質ネットワーク：マルチモーダルイメージング分析

目的：chentromedian視床核（CM）の深部脳刺激（DBS）は、扱いにくいてんかん患者の代替治療オプションです。CMは広範囲にわたる皮質皮質ネットワークに関与する可能性があるため、標的刺激に固有の皮質サブネットワークの識別は、CM DBの基礎となるメカニズムについてさらに理解を提供する可能性があります。いくつかの脳構造には、DBSの極めての伝播とその後の臨床効果に関連する可能性のある脳のつながりがあります。 方法：CM DBSに関連するコア構造とその接続を探索するために、脳波（EEG）および拡散テンソルイメージング（DTI）を10人の医学的に扱いやすい患者に適用しました - 3人の全身性てんかん（GE）および7人の多焦病性てんかん（MFE）患者は、抵抗に適していません。手術。低周波刺激（5 Hz）を提供することにより、時空間的活性化パターンを頭皮EEGからマッピングしました。CMと皮質活性化スポットの間の構造的接続は、DTIを使用して評価されました。 結果：CM DBSとその臨床効率が観察期間（平均21か月）の間、平均72％の発作削減が確認されたことを確認しました。EEGデータにより、前帯状からの連続源伝播が明らかになり、その後は前頭側頭領域が両側にありました。さらに、左右のCM刺激中に、それぞれ左帯状回と右内側前頭皮質で最大の活性化が見つかりました。DTIデータから、CMとEEGデータから識別された最大活性化スポットとの間の具体的な構造的接続を確認しました。 結論：これらの結果は、前帯状硬化がCM刺激の両側伝播のコア皮質構造になる可能性があることを示唆しています。DTIの調査結果は、CM刺激の伝播がCMとこれらの主要な皮質領域間の構造的接続の完全性に依存する可能性があることも示しています。この研究で見つかった構造とその接続は、CM DBSの臨床結果の解釈に関連する可能性があります。

OBJECTIVE: Deep brain stimulation (DBS) of the centromedian thalamic nucleus (CM) can be an alternative treatment option for intractable epilepsy patients. Since CM may be involved in widespread cortico-subcortical networks, identification of the cortical sub-networks specific to the target stimuli may provide further understanding on the underlying mechanisms of CM DBS. Several brain structures have distinguishing brain connections that may be related to the pivotal propagation and subsequent clinical effect of DBS. METHODS: To explore core structures and their connections relevant to CM DBS, we applied electroencephalogram (EEG) and diffusion tensor imaging (DTI) to 10 medically intractable patients - three generalized epilepsy (GE) and seven multifocal epilepsy (MFE) patients unsuitable for resective surgery. Spatiotemporal activation pattern was mapped from scalp EEG by delivering low-frequency stimuli (5 Hz). Structural connections between the CM and the cortical activation spots were assessed using DTI. RESULTS: We confirmed an average 72% seizure reduction after CM DBS and its clinical efficiency remained consistent during the observation period (mean 21 months). EEG data revealed sequential source propagation from the anterior cingulate, followed by the frontotemporal regions bilaterally. In addition, maximal activation was found in the left cingulate gyrus and the right medial frontal cortex during the right and left CM stimulation, respectively. From DTI data, we confirmed concrete structural connections between CM and those maximal activation spots identified from EEG data. CONCLUSION: These results suggest that the anterior cingulate can be a core cortical structure for the bilateral propagation of CM stimulation. Our DTI findings also indicate that the propagation of CM stimulation may rely upon integrity of structural connections between CM and these key cortical regions. Structures and their connections found in this study may be relevant in the interpretation of the clinical outcomes of CM DBS.