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Résolution de problèmes direct et inverse à partir de mesures SEEG et de la stimulation électrique intracérébrale
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Résumés/Abstracts
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Le myoclonus bénin du sommeil calme évoque des réponses corticales somatosensorielles
Résolution de problèmes direct et inverse à partir de mesures SEEG et de la stimulation électrique intracérébrale
Emma Losito a,b,c,∗ , Monika Eisermann a,b,c , Patricia Vignolo b,c , ¸ois Magny d , Shushanik Hovhannisyan d , Jean-Franc Anna Kaminska a,b,c a Unité de neurophysiologie clinique, hôpital Necker—Enfants-Malades, AP—HP, Paris, France b Inserm U1129, « Infantile Epilepsies and Brain Plasticity », hôpital Necker—Enfants-Malades, Paris, France c CEA, Gif-sur-Yvette, France d Département de neurologie, hôpital Necker—Enfants-Malades, AP—HP, Paris, France ∗ Auteur correspondant. Département de neurophysiologie clinique, hôpital Necker—Enfants-Malades, 149, rue de Sèvres, 75015 Paris, France. Adresse e-mail : [email protected] (E. Losito) Le myoclonus bénin du sommeil calme (MBSC) est caractérisé par la survenue de myoclonies non épileptiques, segmentaires plus ou moins rythmiques et synchrones, pendant le sommeil calme dans les premières semaines de vie chez le nouveau-né à terme sans antécédents particuliers. Nous avons analysé les caractéristiques cliniques et recherché d’éventuelles modifications de l’EEG et des PES chez 4 nouveau-nés présentant un MBSC enregistrés en EEGvidéo avec polygraphie. Les myoclonies survenaient dans le sommeil calme de fac ¸on isolée ou en clusters et étaient facilitées par le bercement. Elles concernaient un à 4 membres, de fac ¸on plus ou moins rythmique et synchrone. L’analyse de l’EEG a montré la présence d’ondes lentes thêta isolées ou des séquences d’ondes thêta rythmiques (4—5 Hz) visibles au vertex, concomitantes des myoclonies. Le moyennage rétrograde n’a montré aucune modification EEG précédant les myoclonies, par contre, il a révélé un potentiel évoqué par les myoclonies, composé de trois ondes consécutives prédominant sur l’électrode Cz : N1, à 113 ms (± 6 ; 108—125), P2 à 202 ms (± 16 ; 180—228) et N2 à 350 ms (± 49, 260—400), amplitude de 23 V (± 6 ; 12—28). Le moyennage des stimuli somato-sensitifs (obtenus par la percussion de la paume des mains et de la plante des pieds) chez 2 nouveau-nés présentant un MBSC et chez 2 témoins sains, a montré des réponses similaires et comparables à celles rapportées dans la littérature comme des potentiels évoques somesthésiques tardifs du nouveau-né [1—3]. Nous avons démontré que les myoclonies dans le MBSC, évoquaient des PES tardifs prédominant au vertex, réalisant des ondes thêta à 4—5 Hz, isolées ou en séquences répétitives, lors des clusters de myoclonies rythmiques. Cet aspect pourrait être interprété comme critique et conduire à des traitements anti-épileptiques avec un risque de majoration des myoclonies. Mots clés Moyennage rétrograde ; Myoclonus bénin du sommeil calme ; Potentiels évoqués somesthésiques
Valérie Louis-Dorr a,∗ , Hamza Altakroury a , Janis Hofmanis b , Vairis Caune a , Radu Ranta a , Steven Le Cam a , Jean Pierre Vignal a , Sophie Colnat Coulbois c , Louis Maillard a,d , Laurent Koessler a a Université de Lorraine, CRAN UMR CNRS7039, ENSEM, 2, avenue de la Forêt-de-Haye, 54500 Vandœuvre-lès-Nancy, France b Université de Venstpils, Lettonie c Service de neurochirurgie, CHRU de Nancy, Nancy, France d Service de neurologie, CHRU de Nancy, Nancy, France ∗ Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (V. Louis-Dorr) Le problème direct repose sur des modèles de milieux de propagation (tissus constitutifs de la tête) s’appuyant sur des équations biophysiques qui relient les sources aux potentiels générés (mesures EEG/SEEG). Ces modèles sont construits à partir, d’une part, des structures cérébrales qui sont en réalité anatomiquement complexes, inhomogènes et anisotrope et, d’autre part, à partir des paramètres de sources également complexes à modéliser en raison de leur dynamique spatio-temporelle. Grâce à l’utilisation en routine clinique des stimulations électriques intracérébrales, qui sont parfaitement déterministes (lieu, amplitude, fréquence,. . .), on peut déterminer et maîtriser les paramètres de « sources » intracérébrales. Le problème direct se ramène alors à la modélisation des structures cérébrales et de leur conductibilité. Sous certaines hypothèses, nous effectuons une analyse de sensibilité des paramètres du modèle de propagation basée sur des constructions FEM réalistes à 5 compartiments extraits des images CT et IRM des patients explorés en intracérébrale. Nous discuterons les performances de différents modèles de milieux de propagation (FEM, BEM et sphérique) et nous justifierons de leurs limites en fonction de la localisation de la stimulation : profonde, médiane ou latérale. Nous comparons également les résultats obtenus lorsque nous prenons en compte les mesures simultanées d’EEG surface et de profondeur (SEEG). Pour conclure, nous aborderons le problème inverse de localisation de sources à partir de données intracérébrales SEEG en fonction du modèle biophysique et du nombre de sources. Cette étude de localisation de source basée sur la pondération des mesures SEEG au voisinage des sources a été appliquée sur plusieurs activités simultanées sur des données en présence de simulations électrique intracérébrale et plus largement sur des données cliniques. Ces travaux de l’équipe ont fait l’objet de différentes publications [1—3]. Mots clés Modèle de propagation ; Problème direct/inverse ; Stéréoelectroencéphalographie
Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts. Références [1] Desmest JE, Manil J. Somatosensory evoked potentials of the normal human neonate in REM sleep, in slow wave sleep and in walking. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1970;29:113—26. [2] Pihko E, Lauronen L. Somatosensory processing in healthy newborns. Exp Neurol 2004;190(Suppl. 1):S2—7. [3] Pihko E, Lauronen L, Wikström H, Taulu S, Nurminen J, KivitieKallio S, et al. Somatosensory evoked potentials and magnetic fields elicited by tactile stimulation of the hand during active and quiet sleep in newborns. Clin Neurophysiol 2004;115:448—55.
Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts. Références [1] Caune V, Ranta R, Le Cam S, Hofmanis J, Maillard L, Koessler L, et al. Evaluating dipolar source localization feasibility from intracerebral SEEG recordings. Neuroimage 2014;98:118—33. [2] Hofmanis J, Caspary O, Louis-Dorr V, Ranta R, Maillard L. Denoising depth EEG signals during DBS using filtering and subspace decomposition. IEEE Trans Biomed Eng 2013;60:2686—95. [3] Koessler L, Cecchin T, Colnat-Coulbois S, Vignal JP, Jonas J, Vespignani H, et al. Catching the invisible: mesial temporal source contribution to simultaneous EEG and SEEG recordings. Brain Topogr 2015;28:5—20.
http://dx.doi.org/10.1016/j.neucli.2016.05.056
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Le myoclonus bénin du sommeil calme évoque des réponses corticales somatosensorielles
Résolution de problèmes direct et inverse à partir de mesures SEEG et de la stimulation électrique intracérébrale
Emma Losito a,b,c,∗ , Monika Eisermann a,b,c , Patricia Vignolo b,c , ¸ois Magny d , Shushanik Hovhannisyan d , Jean-Franc Anna Kaminska a,b,c a Unité de neurophysiologie clinique, hôpital Necker—Enfants-Malades, AP—HP, Paris, France b Inserm U1129, « Infantile Epilepsies and Brain Plasticity », hôpital Necker—Enfants-Malades, Paris, France c CEA, Gif-sur-Yvette, France d Département de neurologie, hôpital Necker—Enfants-Malades, AP—HP, Paris, France ∗ Auteur correspondant. Département de neurophysiologie clinique, hôpital Necker—Enfants-Malades, 149, rue de Sèvres, 75015 Paris, France. Adresse e-mail : [email protected] (E. Losito) Le myoclonus bénin du sommeil calme (MBSC) est caractérisé par la survenue de myoclonies non épileptiques, segmentaires plus ou moins rythmiques et synchrones, pendant le sommeil calme dans les premières semaines de vie chez le nouveau-né à terme sans antécédents particuliers. Nous avons analysé les caractéristiques cliniques et recherché d’éventuelles modifications de l’EEG et des PES chez 4 nouveau-nés présentant un MBSC enregistrés en EEGvidéo avec polygraphie. Les myoclonies survenaient dans le sommeil calme de fac ¸on isolée ou en clusters et étaient facilitées par le bercement. Elles concernaient un à 4 membres, de fac ¸on plus ou moins rythmique et synchrone. L’analyse de l’EEG a montré la présence d’ondes lentes thêta isolées ou des séquences d’ondes thêta rythmiques (4—5 Hz) visibles au vertex, concomitantes des myoclonies. Le moyennage rétrograde n’a montré aucune modification EEG précédant les myoclonies, par contre, il a révélé un potentiel évoqué par les myoclonies, composé de trois ondes consécutives prédominant sur l’électrode Cz : N1, à 113 ms (± 6 ; 108—125), P2 à 202 ms (± 16 ; 180—228) et N2 à 350 ms (± 49, 260—400), amplitude de 23 V (± 6 ; 12—28). Le moyennage des stimuli somato-sensitifs (obtenus par la percussion de la paume des mains et de la plante des pieds) chez 2 nouveau-nés présentant un MBSC et chez 2 témoins sains, a montré des réponses similaires et comparables à celles rapportées dans la littérature comme des potentiels évoques somesthésiques tardifs du nouveau-né [1—3]. Nous avons démontré que les myoclonies dans le MBSC, évoquaient des PES tardifs prédominant au vertex, réalisant des ondes thêta à 4—5 Hz, isolées ou en séquences répétitives, lors des clusters de myoclonies rythmiques. Cet aspect pourrait être interprété comme critique et conduire à des traitements anti-épileptiques avec un risque de majoration des myoclonies. Mots clés Moyennage rétrograde ; Myoclonus bénin du sommeil calme ; Potentiels évoqués somesthésiques
Valérie Louis-Dorr a,∗ , Hamza Altakroury a , Janis Hofmanis b , Vairis Caune a , Radu Ranta a , Steven Le Cam a , Jean Pierre Vignal a , Sophie Colnat Coulbois c , Louis Maillard a,d , Laurent Koessler a a Université de Lorraine, CRAN UMR CNRS7039, ENSEM, 2, avenue de la Forêt-de-Haye, 54500 Vandœuvre-lès-Nancy, France b Université de Venstpils, Lettonie c Service de neurochirurgie, CHRU de Nancy, Nancy, France d Service de neurologie, CHRU de Nancy, Nancy, France ∗ Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (V. Louis-Dorr) Le problème direct repose sur des modèles de milieux de propagation (tissus constitutifs de la tête) s’appuyant sur des équations biophysiques qui relient les sources aux potentiels générés (mesures EEG/SEEG). Ces modèles sont construits à partir, d’une part, des structures cérébrales qui sont en réalité anatomiquement complexes, inhomogènes et anisotrope et, d’autre part, à partir des paramètres de sources également complexes à modéliser en raison de leur dynamique spatio-temporelle. Grâce à l’utilisation en routine clinique des stimulations électriques intracérébrales, qui sont parfaitement déterministes (lieu, amplitude, fréquence,. . .), on peut déterminer et maîtriser les paramètres de « sources » intracérébrales. Le problème direct se ramène alors à la modélisation des structures cérébrales et de leur conductibilité. Sous certaines hypothèses, nous effectuons une analyse de sensibilité des paramètres du modèle de propagation basée sur des constructions FEM réalistes à 5 compartiments extraits des images CT et IRM des patients explorés en intracérébrale. Nous discuterons les performances de différents modèles de milieux de propagation (FEM, BEM et sphérique) et nous justifierons de leurs limites en fonction de la localisation de la stimulation : profonde, médiane ou latérale. Nous comparons également les résultats obtenus lorsque nous prenons en compte les mesures simultanées d’EEG surface et de profondeur (SEEG). Pour conclure, nous aborderons le problème inverse de localisation de sources à partir de données intracérébrales SEEG en fonction du modèle biophysique et du nombre de sources. Cette étude de localisation de source basée sur la pondération des mesures SEEG au voisinage des sources a été appliquée sur plusieurs activités simultanées sur des données en présence de simulations électrique intracérébrale et plus largement sur des données cliniques. Ces travaux de l’équipe ont fait l’objet de différentes publications [1—3]. Mots clés Modèle de propagation ; Problème direct/inverse ; Stéréoelectroencéphalographie
Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts. Références [1] Desmest JE, Manil J. Somatosensory evoked potentials of the normal human neonate in REM sleep, in slow wave sleep and in walking. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1970;29:113—26. [2] Pihko E, Lauronen L. Somatosensory processing in healthy newborns. Exp Neurol 2004;190(Suppl. 1):S2—7. [3] Pihko E, Lauronen L, Wikström H, Taulu S, Nurminen J, KivitieKallio S, et al. Somatosensory evoked potentials and magnetic fields elicited by tactile stimulation of the hand during active and quiet sleep in newborns. Clin Neurophysiol 2004;115:448—55.
Déclaration de liens d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts. Références [1] Caune V, Ranta R, Le Cam S, Hofmanis J, Maillard L, Koessler L, et al. Evaluating dipolar source localization feasibility from intracerebral SEEG recordings. Neuroimage 2014;98:118—33. [2] Hofmanis J, Caspary O, Louis-Dorr V, Ranta R, Maillard L. Denoising depth EEG signals during DBS using filtering and subspace decomposition. IEEE Trans Biomed Eng 2013;60:2686—95. [3] Koessler L, Cecchin T, Colnat-Coulbois S, Vignal JP, Jonas J, Vespignani H, et al. Catching the invisible: mesial temporal source contribution to simultaneous EEG and SEEG recordings. Brain Topogr 2015;28:5—20.
http://dx.doi.org/10.1016/j.neucli.2016.05.056
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