Система быстрого кортикального картирования CortiQ Pro

Система быстрого кортикального картирования CortiQ Pro представляет из себя систему для пассивного картирования зон головного мозга в высокочастотном гамма диапазоне. Система CortiQ позволяет нейрофизиологам и нейрохирургам локализовать функционально значимые участки мозга в зоне регистрации кортикальных или глубинных электродов и предоставляет дополнительную информацию для хирургической резекции уменьшая риск неврологического дефицита.

Это новая запатентованная технология быстрого функционального картирования коры головного мозга с использованием электрокортикограммы (EcoG) для пациентов, страдающих фармакорезистентными формами эпилепсии или опухолями головного мозга. CortiQ отображает области мозга, связанные с определенной задачей, которую выполняет пациент. Нейрохирурги и нейрофизиологи могут использовать и модифицировать парадигмы CortiQ в зависимости от индивидуальных потребностей.

Программное обеспечение cortiQ можно использовать в дополнение к традиционным процедурам картирования.

Проведения процедуры картирования возможно, как и непосредственно во время операции, так и пост-оп при условии сохранения ECoG электродов на ROI.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

- Совместимость с ведущими производителями ЭКОГ электродов

- Варианты исполнения на разные кол-ва каналов: 80/144/256

- Программное построение монтажа и парадигм исследований. Интегрированное решение для презентации стимулов

- Статистическая обработка и экспорт отчета исследования

- Отображение активности зон в реальном времени во время записи

- Возможность параллельной записи на сторонний усилитель

Электроды и коннекторы поставляются отдельно.

Гамма-колебания могут быть индуцированы синхронизированной ГАМКергических интернейронов в популяционной сети, играющих важную роль в контроле времени генерации потенциала действия в пирамидных клетках[1]. Несколько исследований показали, что мощность гамма-диапазона положительно коррелирует со скоростью возбуждения нейронов[2].

Тамура и пр. сообщили, что динамика колебательной активности нейронов на ЭКоГ была предложена в качестве потенциальных нейрофизиологических показателей. Предполагалось, что среди этих колебательных изменений увеличение высокой гамма-активности от ~ 60 до 140 Гц отражает локализованный корковый процессинг. Таким образом, высокая гамма-активность может быть сильным кандидатом на коррелят локальной корковой активации, а пассивное картирование дает возможность обнаружить физиологические механизмы, связанные с интересующими функциональными модальностями в человеческом мозге[3].

Достоверно показано, что качественные сравнения между участками коры, выявленными с помощью пассивного картирования и корковой стимуляцией имеют высокую степень соответствия[4]. Авторы и производитель g.tec, тем не менее, рекомендуют использовать CortiQ, как адъювантый метод картирования, верифицирую полученные результаты с помощью стимуляционных методик.

Влияние общей анестезии следует учитывать при проведении пассивного функционального картирования под общей анестезией. Если это влияние значимо, рекомендуется провести картирование постоперационно.

[2] Manning JR, Jacobs J, Fried I, Kahana MJ. Broadband shifts in local field potential power spectra are correlated with singleneuron spiking in humans. J Neurosci. (2009) 29:13613–20. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2041-09.2009

[4] Swift JR, Coon WG, Guger C, Brunner P, Bunch M, Lynch T, et al. Passive functional mapping of receptive language areas using electrocorticographic signals. Clin Neurophysiol. (2018) 129:2517–24. doi: 10.1016/j.clinph.2018.09.007

ПУБЛИКАЦИИ:

1. Kanaya, K., Mitsuhashi, T., Kiuchi, T. and Kobayashi, S., 2021. The Efficacy of Intraoperative Passive Language Mapping for Glioma Surgery: A Case Report. /Frontiers in neurology/, p.1339.
    
2. Sanada, T., Kapeller, C., Jordan, M., Grünwald, J., Mitsuhashi, T., Ogawa, H., Anei, R. and Guger, C., 2021. Multi-modal mapping of the face selective ventral temporal cortex–a group study with clinical implications for ECS, ECoG, and fMRI. /Frontiers in Human Neuroscience/, /15/.
    
3. Jiang, T., Pellizzer, G., Asman, P., Bastos, D., Bhavsar, S., Tummala, S., … & Ince, N. F. (2020). Power Modulations of ECoG Alpha/Beta and Gamma Bands Correlate With Time-Derivative of Force During Hand Grasp.  /Frontiers in Neuroscience/, /14/.
    
4. Crowther, L. J., Brunner, P., Kapeller, C., Guger, C., Kamada, K., Bunch, M. E., … & Schalk, G. (2019). A quantitative method for evaluating cortical responses to electrical stimulation. Journal of neuroscience methods311, 67-75.
    
5. Ritaccio AL, Brunner P, Schalk G. Electrical Stimulation Mapping of the Brain: Basic Principles and Emerging Alternatives. Journal of clinical neurophysiology: official publication of the American Electroencephalographic Society. 2018 Mar;35(2):86-97.
    
6. Swift, J.R., Coon, W.G., Guger, C., Brunner, P., Bunch, M., Lynch, T., Frawley, B., Ritaccio, A.L. and Schalk, G., 2018. Passive Functional Mapping of Receptive Language Areas Using Electrocorticographic Signals. Clinical Neurophysiology.
    
7. Kapeller, C., Ogawa, H., Schalk, G., Kunii, N., Coon, W.G., Scharinger, J., Guger, C. and Kamada, K., 2018. Real-Time Detection and Discrimination of Visual Perception Using Electrocorticographic Signals.  Journal of Neural Engineering, 15(3), 036001.
    
8. Schalk, G., Kapeller, C., Guger, C., Ogawa, H., Hiroshima, S., Lafer-Sousa, R., Saygin, Z.M., Kamada, K. and Kanwisher, N., 2017. Facephenes and rainbows: Causal evidence for functional and anatomical specificity of face and color processing in the human brain. /Proceedings of the National Academy of Sciences/, p.201713447.
    
9. Ogawa H, Kamada K, Kapeller C, Prueckl R, Takeuchi F, Hiroshima S, Anei R, Guger G, Clinical Impact and Implication of Real-Time Oscillation  Analysis for Language Mapping, World Neurosurgery, Available online 28 September 2016, ISSN 1878-8750
    
10. Tamura Y, Ogawa H, Kapeller C, Prueckl R, Takeuchi F, Anei R, Ritaccio A, Guger C, Kamada K, Passive language mapping combining real-time oscillation analysis with cortico-cortical evoked potentials for awake craniotomy. 2016, Journal of Neurosurgery, 1.
     
11. Ritaccio, A., Matsumoto, R., Morrell, M., Kamada, K., Koubeissi, M., Poeppel, D., … & Schalk, G. (2015). Proceedings of the Seventh International Workshop on Advances in Electrocorticography.  Epilepsy & Behavior, 51, 312-320.
     
12. Christoph Kapeller (2015): Online Control of a Humanoid Robot through Hand Movement Imagination using CSP and ECoG based Features.  Presentation.
     
13. Kapeller C, Korostenskaja M, Prueckl R, Chen PC, Lee KH, Westerveld M, Salinas CM, Cook JC, Baumgartner JE, Guger C., CortiQ-based Real-Time Functional Mapping for Epilepsy Surgery. J Clin Neurophysiol. 2015 Jun;32(3):e12-22. doi: 10.1097/WNP.0000000000000131
     
14. Kapeller C, Kamada K, Ogawa H, Prückl R, Kunii N, Schnürer A, Guger C.P87. Expressive and receptive language mapping using ECoG and ECS. Clinical Neurophysiology. 2015 Aug 31;126(8):e146.
     
15. Kapeller C, Schneider C, Kamada K, Ogawa H, Kunii N, Ortner R, Prückl R, Guger C. Single trial detection of hand poses in human ECoG using CSP based feature extraction. In2014 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society 2014 Aug 26 (pp. 4599-4602). IEEE.
     
16. Kapeller, C., Kamada, K., Ogawa, H., Prueckl, R., Scharinger, J., & Guger, C. (2014). An electrocorticographic BCI using code-based VEP for  control in video applications: a single-subject study. Frontiers in systems neuroscience, 8.
     
17. Prueckl, R., et al. “Real-Time Software for Functional Mapping of Eloquent Cortex Using Electrocorticography.” Biomedical Engineering/Biomedizinische Technik (2013).
     
18. Roland, Jarod, et al. “Passive real-time identification of speech and motor cortex during an awake craniotomy.” Epilepsy & Behavior 18.1 (2010): 123-128.
     
19. Kapeller, Christoph; Kamada, Kyousuke; Ogawa, Hiroshi; Kunii, Naoto; Prueckl, Robert; Kawai, Kensuke; Schalk, Gerwin; Guger, Christoph. Comparison of ECoG and ECS Language Mapping with High-Density Electrodes. 2013 IEEE Neural Engineering Short Papers No. 0521.
     
20. Prueckl R, Kapeller C, Potes C, Korostenskaja M, Schalk G, Lee KH, Guger C., CortiQ – clinical software for electrocorticographic real-time functional mapping of the eloquent cortex. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2013;2013:6365-8. doi: 10.1109/EMBC.2013.6611010.
     
21. Korostenskaja, Milena, et al. “Real-Time Functional Mapping With Electrocorticography in Pediatric Epilepsy Comparison With fMRI and ESM Findings.” Clinical EEG and neuroscience 45.3 (2014): 205-211.
     
22. Kamada K, Ogawa H, Kapeller C, Prueckl R, Guger C., Rapid and low-invasive functional brain mapping by realtime visualization of high gamma activity for awake craniotomy. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2014;2014:6802-5. doi: 10.1109/EMBC.2014.6945190.