Onderzoek en recente vooruitgang in epilepsiechirurgie

Can computer models help us improve the planning of epilepsy surgery?

Het optreden van aanvallen kan een grote belasting vormen voor de kwaliteit van leven van mensen die aan epilepsie lijden. Wanneer anti-epileptische medicatie niet voldoende is om de aanvallen te onderdrukken, overweegt het klinische team vaak een resectieve operatie: het doel is dan om de hersengebieden die de aanvallen opwekken of veralgemenen te verwijderen. Maar het resultaat is niet zo goed als we zouden willen: momenteel blijft ongeveer 1 op de 3 patiënten die een epilepsieoperatie ondergaan daarna aanvallen houden. Om dit resultaat te verbeteren, zodat patiënten meer kans hebben om na de resectie aanvalsvrij te zijn, ontwikkelen we in Amsterdam UMC een computermodel, op maat gemaakt voor elke individuele patiënt, dat ons zal helpen bij het bepalen van de beste resectie voor elk geval. 

Wil je meer weten? Bekijk de video! U kunt ook de onderstaande informatie bekijken om meer te weten te komen over model of ons team. Heb je inspirerende ideeën of vragen? Check ons forum, we gaan graag met je in gesprek!

Algemene Introductie

Basisbegrippen bij de studie naar hersenaandoeningen

Computer Modellen

Hoe werken computermodellen van aanvallen?

Over ons

Ontmoet de onderzoekers betrokken bij die onderzoek en lees over ons huidige werk

Model Demo

Visualiseer hoe aanvallen zich voortplanten in het model en test verschillende resectie strategieën

Discussion Forum

Op ons discussie forum kan je je vragen of opmerkingen plaatsen en in contact komen met het onderzoeks team

Onze pseudo-prospectieve studie is gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift Network Neuroscience: https://doi.org/10.1162/netn_a_00361

In het themanummer van december 2023 (“Van focus naar netwerk voor de behandeling van epilepsie, een paradigmashift?”) hebben wij een overzicht gegeven van het project. Hierin vatten we de belangrijkste methodologische ontwikkelingen en resultaten van onderstaande wetenschappelijke artikelen samen. Voor details, zie: https://epilepsiejournal.nl/article/view/18473/20216

In deze preprint beschrijven we hoe het model toegepast kan worden in de klinische praktijk. In de klinische praktijk is voor de operatie alleen de informatie van verschillende scans (EEG, MEG, MRI, PET) en klinische informatie beschikbaar. Deze informatie hebben we gebruikt om voor elk hersengebied de kans te schatten dat daar de aanvallen beginnen, en vervolgens kon het model nauwkeurig aangeven hoe waarschijnlijk een voorgestelde resectie leidt tot aanvalsvrijheid. Als het model een slechte uitkomst voorspelt, is dat een indicatie dat meer pre-chirurgische scans nodig zijn, of dat een alternatieve resectie strategie gewenst is. Informatie uit ons model kan gebruikt worden om zulke (optimale) alternatieve resectie strategieën te suggereren.

In een nieuw artikel in Network Neuroscience bouwen we voort op het model waarvan de parameters geoptimaliseerd werden door de gemodelleerde patronen van de spreiding van aanvalsactiviteit te vergelijken met de patronen zoals gemeten in invasieve EEG metingen. Hier hebben we het model verder verbeterd door er een herstel-mechanisme aan toe te voegen (Susceptible-Infected-Recovered; SIR), waardoor we het effect van virtuele resecties eenvoudiger kunnen bepalen. Daarnaast wordt het begin van de aanval nu ook door het model bepaald, waardoor we alternatieve hypothesen over het gebied waar aanvallen beginnen kunnen genereren. Ook kunnen we nog steeds met succes het effect van virtuele resecties testen. Het model is nu klaar om getest te worden in een (pseudo-)prospectieve studie.

Delen van onze resultaten

Nu we bijna aan het einde van de eerste onderzoeksfase zijn gekomen, zijn we onze resultaten aan het delen met andere wetenschappers door deel te nemen aan wetenschappelijke conferenties. Op deze manier kunnen we feedback ontvangen op onze methoden en projecten, nieuwe benaderingen bespreken en interessante ontdekkingen delen. Het is een goede gelegenheid om te leren hoe andere teams omgaan met vergelijkbare wetenschappelijke vragen! In de eerste helft van 2022 hebben we deelgenomen aan de  BIOMAT-conferentie in Granada (Spanje), het Dutch Neuroscience Meeting in Tiel (Nederland), de 31e Computational Neuroscience Meeting in Melbourne (Australië) en de BIOMAG-conferentie in Birmingham (Verenigd Koninkrijk). 
Ons tweede artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports. Hierin definiëren we individuele aanvalsmodellen met behulp van een eenvoudig verspreidingsmodel: het Susceptible-Infected model.

De gemodelleerde aanvallen verspreiden zich op het hersennetwerk dat is afgeleid van de MEG van een patiënt en we hebben aangetoond dat het model de fundamentele aspecten van klinisch waargenomen aanvalsverspreiding vastlegt. We laten verder zien dat onze methode kan worden gebruikt om virtuele resecties in silico te testen, om zo optimale (kleinere of alternatieve) resectiestrategieën te vinden.

De Amsterdam Neuroscience Annual Meeting 2021 vond plaats als een tweedaagse hybride conferentie (30 september en 1 oktober) in de Johan Cruijff ArenA. Dit jaarlijkse evenement brengt neurologen en clinici van Amsterdam UMC, VU Amsterdam en de Universiteit van Amsterdam samen. We hebben ons computermodel voor epilepsiechirurgie gepresenteerd en hebben een van de posterpresentatieprijzen gewonnen. Gefeliciteerd aan het hele team!
In this new publication, we study how well individualized spreading models reproduce seizure propagation, and test a virtual resection model to find alternative, smaller resection strategies.
Dit is onze eerste peer-reviewed publicatie waarin we het verspreidingsmodel voor epilepsiechirurgie. definiëren en testen. Hier definiëren we het model voor aanvalsverspreiding, relateren het aan de netwerkstructuur en definiëren we een virtueel resectie-optimalisatiemodel om alternatieve, kleinere resecties voor elke patiënt te vinden.