| NL/Dutch Switch to English |
| Voorbeeld netwerk: | |
| Pathologische node: | |
| Verwijderde node: | |
| Netwerk | #av. sim. | Tot. #av. | #sim. | Aanvalsfrequentie | |
|---|---|---|---|---|---|
Welkom bij de Resector
De Resector is een interactieve website, waar u kunt ervaren hoe wiskundige modellen een bijdrage kunnen leveren aan epilepsie onderzoek.
Achtergrond
Ongeveer 1% van de wereldbevolking lijdt aan actieve epilepsie. In ongeveer 2/3 van de patiënten kan dit prima onderdrukt worden met medicijnen. In sommige andere gevallen kan epilepsie chirugie een oplossing bieden. Het idee hierbij is om een stukje hersenweefsel weg te halen om de aanvallen te stoppen. Wat precies weg gehaald moet worden verschilt per patiënt. Om dit te bepalen worden steeds verbeterde technieken ontwikkeld.
Virtuele resectie
Een zo'n nieuwe techniek, die ontwikkeld wordt, is het gebruik van wiskundige modellen. Deze modellen bootsen hersengebiedjes na die, net als in het echt, met elkaar verbonden zijn. In zo'n model kunnen we 'virtueel' gebiedjes verwijderen en kijken wat het effect is. Zo kan bepaald worden wat het beste gebiedje is om weg te halen. Op deze website kunt u dit zelf doen met een klein model bestaande uit 4 gebiedjes.
- Een eenvoudig netwerk
- Doe een simulatie
- Vergroting bekijken
Selecteer bij voorbeeldnetwerk de optie 'vb1'. De afbeelding linksboven geeft dit netwerk weer. In dit netwerk zijn node 1 en 2 onverbonden nodes en er is een verbindingen van node 3 naar 4. Node 2 is grijs gekleurd, wat betekent dat deze node intrinsiek meer epileptisch is. Wat dat inhoudt zien we als we het netwerk simuleren.
Klik de knop 'doe simulatie'. Er verschijnt een balk die de voortgang van de simulatie weergeeft. Als de simulatie klaar is wordt voor iedere node een grafiek getekend in het plaatje linksonder. Deze grafieken geven de activiteit van de nodes weer. De pieken zijn de perioden dat deze epileptische activiteit vertoont, de rest van de tijd is de activiteit normaal. Vergelijk het aantal pieken van node 1 en node 2. Aangezien node 2 van zichzelf meer epileptisch is zal deze meer pieken hebben.
Ga met de muis over de grafiek heen. In het plaatje rechts wordt een vergroting van de grafiek weergegeven. Zoals je ziet laten node 3 en 4 vaak gelijktijdig epileptische activiteit zien. In de vergroting zie je dat dit begint in node 3. Door de verbinding spreidt dit ook naar node 4. Het netwerk wat we nu bekeken hebben heeft maar één verbinding, laten we netwerken met wat meer verbindingen bekijken.
- Cykels
- Drivers
Selecteer nu bij voorbeeldnetwerk de optie 'vb2' en doe een simulatie. Als het goed is vertonen nodes 2, 3 en 4 nu heel weinig (of geen) epileptische activiteit. Dit is het gevolg van de veranderde netwerkstructuur. Door de nieuwe verbinding van node 4 naar 3 kun je nu een rondje maken van node 3 naar 4 en weer terug. Zo'n rondje noem je een cykel. In dit model zorgt zo'n cykel voor een remmend effect van de epileptische activiteit. Door de nieuwe verbinding van node 4 naar 2 wordt zelfs de intrinsiek meer epileptische node 2 onder controle gehouden.
Laten we nu node 1 erbij betrekken door een verbinding van node 1 naar 3 toe te voegen. Selecteer daarvoor voorbeeldnetwerk 'vb3' en doe een simulatie. De nieuwe verbinding zorgt voor een enorme toename van epileptische activiteit. Dit komt door de speciale plaats van node 1 in het netwerk. Deze node heeft alleen uitgaande verbindingen en geen inkomende. Zo'n node noemen we een driver. Drivers spelen in dit model een cruciale rol en geven vaak epileptische activiteit. Laten we kijken of we daar wat aan kunnen doen.
- Aanvalsfrequentie bepalen
- Resectie
Perioden dat tenminste drie nodes gelijktijdig een epileptische activiteit laten zien noemen we in dit model een aanval. Deze zijn gemarkeerd met een * in de grafiek. In de tabel simulatie statistieken vind je het aantal aanvallen in de kolom '#av. sim.'. Verder geeft '#sim.' het aantal simulaties van dit netwerk aan en 'Tot. #av.' het totale aantal aanvallen. De aanvalsfrequentie geeft het gemiddelde aantal aanvallen in de simulaties weer. Doe minimaal vijf simulaties om het gemiddelde nauwkeurig te kunnen bepalen.
We willen nu epilepsie chirugie nabootsen in ons model om zo de aanvalsfrequentie te verlagen. Dit doen we door een node weg te halen uit het netwerk. Laten we eerst de intrinsiek meer epileptische node 2 weghalen. Bij 'verwijderde node' selecteer node 2 en doe vijf simulaties. Zoals je ziet helpt dit niet om de aanvalsfrequentie te verlagen. Probeer ook wat er gebeurt als één van de andere nodes weggehaald wordt (doe telkens vijf simulaties). Je zult zien dat verwijderen van node 1 (de driver) het beste resultaat geeft. Dit laat zien dat niet alleen de eigenschappen van een node, maar ook de plaats in het netwerk een belangrijke rol speelt in succesvolle chirugie.
Het model waarmee u op deze website kennis heeft gemaakt bestaat uit slechts 4 gebiedjes en geeft al enkele interessante inzichten. Door meer gebiedjes toe te voegen en een netwerk afgeleidt uit meting van een patiënt kan een patiëntspecifiek model gegenereerd worden. In zo'n model kan op een soort gelijke manier als hier getest worden welke gebiedjes het beste weggehaald kunnen worden. Wel blijft zo'n model, hoe goed ook, altijd een benadering van de werkelijkheid en heeft het dus beperkingen.
Dit onderzoekHet model op deze website is, op wat kleine aanpassingen na, hetzelfde als wij gebruikt hebben voor ons onderzoek. De resultaten daarvan zijn verschenen in het wetenschappelijke blad Epilepsia. Een persbericht over dit artikel kunt hier vinden.
Over dit projectDeze website is ontwikkeld als deel van het project "From computational models of epilepsy to clinical protocols". Dit project is een samenwerking tussen de vakgroep toegepaste analyse van de universiteit Twente en de klinische neurofysiologie groep van het universitair medisch centrum Utrecht. Het project wordt gesubsidieerd door het Nederlands epilepsiefonds en ZonMW.
Voor meer informatie en ervaringen over epilepsie verwijzen we naar de blog Mijn leven met epilepsie en de website van het Nederlands epilepsiefonds.