Ανάλυση Ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος ηρεμίας και εξαγωγή μετρικών δικτύου σε ασθενείς με σχιζοφρένεια υπό φαρμακευτική αγωγή.
Creators: name: Θωμαΐδης, Γεώργιος Βασιλείου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα
Σχιζοφρένεια
Δίκτυα
EEG
Schizophrenia
Networks

description: Στόχος της διπλωματικής εργασίας, είναι η πιλοτική, διαδοχική λήψη ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος ηρεμίας (rsEEG) σε δυο ασθενείς με σχιζοφρένεια υπό επιτυχή φαρμακευτική αγωγή (κλοζαπίνη / αμισουλπρίδη και ρισπεριδόνη αντίστοιχα), με σκοπό τη μελέτη της επίδρασης της νόσου και της φαρμακευτικής αγωγής στις μετρικές λειτουργικής συνδεσιμότητας μεταξύ των περιοχών λήψης, την ερμηνεία των αποτελεσμάτων και την αξιοποίηση του rsEEG για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας μεθόδων γνωστικής ενδυνάμωσης. Η μελέτη βασίζεται σε 3 διαδοχικές ημερήσιες λήψεις rsEEG διάρκειας 5 λεπτών, με μάτια κλειστά και υπολογισμό μέσων τιμών μετρικών για κάθε σειρά, σε κάθε ασθενή, με αντικειμενικούς στόχους: α. Καθώς οι μεγαλύτερες μελέτες μετρικών δικτύων βασίζονται στην fMRI, την αξιολόγηση της δυνατότητας αξιοποίησης μετρικών εξαχθέντων με ανάλυση fMRI, ως οδηγών για τη μελέτη με ΗΕΓ. β. Πραγματοποίηση σύγκρισης των μετρικών κάθε ασθενούς, με μετρικές ενός υγιούς ατόμου και διαπίστωση του βαθμού συμφωνίας των αποτελεσμάτων των συγκρίσεων, με αντίστοιχα της βιβλιογραφίας. Οι μετρικές δικτύου περιλαμβάνουν τα ολικά και τοπικά χαρακτηριστικά των δικτύων (ι. ολικά χαρακτηριστικά: μήκος χαρακτηριστικού μονοπατιού, αποτελεσματικότητα, μέσος συντελεστής συσταδοποίησης, δομή κοινότητας ιι. γενικά χαρακτηριστικά: κεντρικότητα ενδιαμεσότητας των περιοχών λήψης). γ. Σύγκριση των μεταβλητοτήτων των μετρικών δικτύου ασθενών / υγιών , (μήκος χαρακτηριστικού μονοπατιού, μέσος συντελεστής συσταδοποίησης) για την εκτίμηση των μεταβολών τους στο χρόνο, Αποτελέσματα: α. Διαπιστώθηκαν μεταβολές των μετρικών δικτύου σύμφωνες με τη διεθνή βιβλιογραφία, β. μεταβλητότητα μετρικών σύμφωνη προς την κλινική εικόνα των ασθενών, την αποτελεσματικότητα της φαρμακευτικής αγωγής ανεξαρτήτως χημικού μορίου και με τις αναμενόμενες στατιστικές αποκλίσεις σε ένα πάρα πολύ μικρό δείγμα υγιών και ασθενών, γ. Διαπιστώθηκε η ανάγκη για πλήρως μονωμένα περιβάλλοντα κατά τη λήψη ΗΕΓ ηρεμίας, τόσο σε υγιείς όσο και σε ασθενείς. Επεκτάσεις της μελέτης: δ1. δημιουργήθηκε ένας αρχικός χάρτης των περιοχών του εγκεφάλου όπου παρατηρούνται μεταβολές της λειτουργικής συνδεσιμότητας στη σχιζοφρένεια και δ2. διαπιστώθηκε η ανάγκη τυποποίησης των πρωτοκόλλων εξαγωγής μετρικών δικτύου διεθνώς, ώστε να υπάρχουν ομογενοποιημένα δείγματα, με συγκεκριμένες μετρήσεις σε υγιή και φυσιολογικά άτομα, ώστε να εξάγονται συγκρίσιμα αποτελέσματα. Η εργασία εκπονήθηκε αρχικά i. ως πιλοτική μελέτη των πρακτικών προβλημάτων μίας έρευνας με ψυχιατρικούς ασθενείς και ii. με στόχο των εντοπισμό των σημαντικών μεταβολών των μετρικών δικτύου σε ασθενείς με σχιζοφρένεια υπό φαρμακευτική αγωγή, από το Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής του Α.Π.Θ. (επέκταση του συστήματος νοητικής – φυσικής ενδυνάμωσης LLM Care σε ασθενείς με σχιζοφρένεια για την μελέτη της επίδρασης του LLM στη γνωστική τους αποκατάσταση). Τα αρχικά και τα κανονικοποιημένα αποτελέσματα της ανάλυσης, μαζί με επικαιροποιημένα ενδεικτικά αποσπάσματα της βιβλιογραφίας, στοιχεία του χάρτη και των δεδομένων, υπάρχουν στο διαδίκτυο σε μορφή αρχείου Google Docs διαθέσιμα για τη μελέτη και τη συζήτηση των μεθόδων της παρούσας πιλοτικής έρευνας.
description: Scope of this thesis is the pilot application or resting state electroencephalography (rsEEG) in a sample of two patients with treatment resistant schizophrenia (TRS) and partial response to antipsychotic treatment (APT) with clozapine / amisulpride and risperidone respectively and the calculation of EEG- derived metrics of functional connectivity, as an initial step for i. the study of the impact of schizophrenia and APT on network connectivity in larger samples and ii. further applications of EEG for the evaluation of progress during cognitive enhancement programs. 3 consequent, daily, 5-minute rsEEG recordings (eyes closed), were completed for any patient and average values of network metrics were calculated. a. fMRI connectivity data, were used as reference values and their applicability for an rsEEG study was evaluated b. Comparisons between the metrics of any patient with one matched unique healthy control followed and the results of each comparison were analyzed using the reference values. Metrics calculated were characteristic path length, network efficiency, average clustering coefficient and community structure for the global network characteristics and betweeness centrality for the identification of local hubs. c. Comparisons of metric variabilities between patients and controls (characteristic path length and cluster coefficient) were completed. Results: a. fMRI data can be used as reference for planning rsEEG studies on connectivity metrics, as long as rsEEg connectivity studies in large samples are rare. Data from fMRI or EEG studies, should be used with caution, due to differences in methodology and inhomogeneous patient samples with different types of disease, various disease and symptom durations, receiving different medications, for different periods of time and with different rates of compliance to medication b. Metrics values variations between patients and controls were comparable to existing results in the scientific literature. c. Metrics variability between patients and controls was expected, according to clinical severity, patient response to medication (independent of pharmaceutical molecules used) and the expected statistical variance in both patients and controls, d1. The necessity for ideal isolation during rsEEG recordings and special training of the laboratory personnel for handling psychiatric patients’s needs, in order to avoid noise and the variation it induces. d2. A map of functional connectivity alterations between brain areas in patients with schizophrenia, was created based on previous maps from the scientific literature and was used as a visual guide during metrics comparisons. For technical reasons (see Appendix 1), the text is published in the form of extended notes, with an introductory presentation of schizophrenia and the new (for the Greek standards) concepts of network pathophysiology in psychiatry, and a full presentation of i. the materials and methods section and ii. the analysis of results. The study was prepared as an initial step for the pilot application of the cognitive and physical enhancement system LLM, on patients with schizophrenia, by the Medical Physics Laboratory of the Aristotle University of Thessaloniki. Parts of the analysis methodology, the rationale of the concise presentation, the scientific material and the intermediate results, are available and continuously updated in Google Docs format.