Kasvolihasten liikeaivokuorialueiden kartoitus nTMS-menetelmällä

Abstract

Navigoidulla transkraniaalisella magneettistimulaatiolla tarkoitetaan neurofysiologista tutkimusta, jossa kartoitetaan aivojen toiminnallisia alueita sekä arvioidaan liikeratojen toimintaa patologisten tilojen yhteydessä. Menetelmä on noninvasiivinen ja perustuu sähkömagneettiseen induktioon, jossa liikeaivokuorelle indusoidaan kuparikelan avulla sähkökenttä, joka aiheuttaa hermosolujen depolarisaation. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli analysoida tutkimusryhmän keräämä aineisto. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, soveltuuko nTMS kliinisesti kasvolihasten edustusalueiden kartoitukseen. Lisäksi haluttiin tietää, mitkä kasvojen lihaksista tuottavat parhaiten tulkittavat vasteet eli motoriset herätepotentiaalit, mikäli kartoituksen todetaan soveltuvan käytettäväksi preoperatiivisesti aivoihin kohdistuvissa leikkauksissa.

Kuopion Yliopistollisen sairaalan kliinisen neurofysiologian yksikössä toteutettava tutkimus oli ainutlaatuinen, sillä kasvolihasten edustusalueita ei ollut aikaisemmin kartoitettu näin systemaattisesti. Tutkimukseen liittyvät mittaukset, josta analysoitava aineisto tähän opinnäytetyöhön saatiin, tehtiin kliinisen neurofysiologian yksikössä vuonna 2010 vapaaehtoisille koehenkilöille. Tehtävänämme oli analysoida saatu aineisto eli vasteet, jotta tutkimus saataisiin päätökseen ja tulokset julkaistaviksi. Analysoinnissamme arvioitiin, mitkä mittauksessa saaduista lihasvasteista olivat synaptisen aktivaation tuotosta.

Tutkimustulosten perusteella kasvolihasten edustusalueet liikeaivokuorella voidaan luotettavasti määrittää nTMS-menetelmällä. Vasteita tuli parhaiten esiin mentalis-lihaksesta kaikilta tutkittavilta. Tuloksista tuli tarpeeksi kattavasti tietoa tutkimuksen tavoitteisiin nähden. Saadut tulokset on tarkoitus jakaa muille toimijoille ja tuloksia tullaan hyödyntämään kirurgisessa käytössä, kuten aivokasvainten ja epilepsiafokusten leikkaamisessa.

Tämän tutkimuksen johdosta nTMS menetelmän luotettavuus kasvolihasalueiden kartoituksessa parantui. Siten leikkauskomplikaatioita voidaan tulevaisuudessa välttää entistä paremmin suorittamalla nTMS kartoitus tarvittaessa liikeaivokuoren kasvolihasten alueella.

Navigated transcranial magnetic stimulation (nTMS) is a method used in clinical neurophysiology. Motor cortex can be mapped with nTMS and it can be used to evaluate corticospinal network in pathological condition. The method is non-invasive and based on electromagnetic induction where electric field is induced to motor cortex using a coil. This electric field depolarizes neurons. The object of this thesis is to analyze the collected data by the research team. The aim of the study was to find out if nTMS is suitable for clinical use when mapping the representation areas of bulbar muscles. In addition, the aim was determine the muscles producing easily interpretable motor evoked potentials when required for preoperative assessment in brain surgery.

The study, which took place in department of clinical neurophysiology in Kuopio University Hospital, is unique. The bulbar muscles have not been mapped systematically prior to this study. The data collection of the study was carried out in Kuopio University Hospital in 2010. Our mission was to analyze the data (motor evoked potentials) to complete the study. In this context analyzing means detecting and evaluating which MEPs are synaptic responses.

The results show that representation areas of bulbar muscles can reliably be mapped in motor cortex with nTMS. From all detected volunteers, mentalis muscle produced the most easily detectable motor evoked potentials. The results gave sufficiently information which comes to the aim of this study. The results are going to be served to other operators also and will be utilized preoperatively in a surgical plan which means brain tumor and epilepsy surgery.

Based on this study, bulbar muscles can be reliably mapped presurgically meaning that mapping during a surgical operation can be kept short thus minimizing risk for complications due to reduced operation time.