Innovatieve medische beeldvorming voor neurologische aandoeningen (iMIND).

Epilepsie is een frequent voorkomende neurologische aandoening dat gepaard gaat met herhaaldelijke epileptische aanvallen. Deze aanvallen worden gekenmerkt door een spontane verandering van het gedrag en/of bewustzijn van de patiënt. Dit wordt veroorzaakt door overmatige en ongecontroleerde elektrische activiteit in een wel gedefinieerde regio in de hersenen (de zogenaamde epileptogene zone). De elektrische en magnetische activiteit gegenereerd door de hersenen, kan gemeten worden aan de hand van elektrodes geplaatst aan het hoofdoppervlak. Een dergelijke meting in functie van de tijd wordt respectievelijk een elektro-encefalogram (EEG) of magneto-encephalogram (MEG) genoemd.EEG/MEG-bronlokalisatie is een methode om de bron van elektrische of magnetische activiteit te bepalen op basis van het EEG/MEG. Dit probleem bestaat uit 2 deelproblemen. Enerzijds, door het oplossen van het voorwaarts probleem verkrijgt men de elektrodepotentialen veroorzaakt door een bron met bepaalde parameters. Anderzijds, gaat men via het oplossen van het invers probleem de bronparameters bepalen op basis van een set van gemeten potentialen. Deze beeldvormings-techniek heeft een hoge tijdsresolutie (milliseconden) maar een lage spatiale resolutie. In de laatste 10 jaar is er een brede waaier aan medische beeldvormingstechnieken ontstaan. Magnetische resonantie beeldvorming (MRI), Computed Tomography (CT) en diffusie-gewogen MRI (DW-MRI) zijn beeldvormingstechnieken die de anatomische structuur van de hersenen in beeld brengen. Functionele beeldvorming, zoals Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) en functionele MRI (fMRI) toont veranderingen van de bloedstromingen in de hersenen. Deze technieken hebben hoge spatiale resolutie (ongeveer 1 mm voor MRI, 7 mm voor SPECT en 3 mm voor fMRI), maar een heel lage tijdsresolutie wegens de langdurige opname van de scan.Recente behandelingen maken gebruik van stimulatie, waarbij minuscule stroompjes in de epileptogene zone gegenereerd worden, ook wel Diepe Hersenstimulatie (Eng. Deep Brain Stimulation DBS) genoemd. Daarnaast kan men ook een perifere zenuw stimuleren, de zogenaamde nervus vagus. Deze vorm noemt men Nervus Vagus Stimulatie (VNS). Het werkingsprincipe van deze behandeling is tot op heden nog onbekend.Binnen het iMIND project willen we een applicatie maken dat:1. de nodige beelden en informatie kan verzamelen voor de bepaling van de epileptogene zone en het werkingsmechanisme van de nieuwe neuromodulaire behandeling.2. een coregistratie kan uitvoeren tussen verschillende beelden die genomen zijn in verschillende scanners. We willen de verschillende beelden op eenzelfde referentiestelsel plaatsen om de activiteit in functionele beeldvorming te correleren met de anatomische structuren. Daarnaast, willen we ook de nauwkeurigheid van EEG/MEG-bronlokalisatie vergroten via de incorporatie van anatomische en functionele beeldvorming.3. op een begrijpelijke en gebruiksvriendelijke manier de beelden kan tonen. Bovendien willen we ook tijdsinformatie verkregen door de EEG/MEG bronlokalisatie gaan visualiseren.4. gebruikt worden voor een nauwkeurige bepaling van de epileptogene zone. In dit geval willen we de applicatie toepassen op een populatie van patiënten en de meerwaarde van de applicatie nagaan.5. gebruikt worden in een experimentele omgeving om kwantitatief het effect van verschillende stimulatieparameters te bepalen. Hierbij willen meerwaarde van de applicatie nagaan in beeldvorming in kleine proefdieren verkregen tijdens stimulatie.

Trefwoorden:MEDISCHE BEELDVORMING, NEUROLOGISCHE STOORNISSEN

Disciplines:Klassieke fysica, Elementaire deeltjesfysica en hoge-energie fysica, Andere fysica, Biologische systeemtechnologie, Biomateriaal engineering, Biomechanische ingenieurswetenschappen, Medische biotechnologie, Andere (bio)medische ingenieurswetenschappen

Project type:Samenwerkingsproject