PNAS：无创技术帮助癫痫患者

新的研究结合了临床应用和工程创新，为癫痫患者提供了一种安全、无创、经济、快捷的成像选择。

　　

卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）的何斌教授团队与梅奥诊所（Mayo Clinic）合作，发现头皮记录的脑电图中的快速振荡可以精确定位导致癫痫发作的脑组织。这项合作研究最近发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上，它利用了无创脑电图技术，同时开发了一种新的机器学习算法来自动识别和描绘并发的高频振荡和癫痫样棘波，与癫痫有关的关键环节。在不久的将来，这些发现可能会被用来重新考虑癫痫患者的成像和治疗选择。

全球有7000多万人受到癫痫的影响，癫痫是最常见的神经系统疾病之一。对于癫痫患者来说，大脑活动变得异常，引起癫痫发作或不寻常的行为、感觉，有时甚至失去知觉。这种不治之症影响到所有年龄、种族和种族背景的男性和女性。

尽管药物治疗对某些人来说是一种有效的治疗选择，但近三分之一的癫痫患者对药物反应不好。这些病人中有许多接受手术切除癫痫组织，以停止他们的癫痫发作，如果这样的癫痫病灶可以在大脑中确定和安全地删除。观察和定位致痫性脑活动的临床过程，称为颅内脑电图（iEEG），是一种侵入性的过程，包括在颅骨上钻孔或切除颅骨的一部分，在大脑上放置电极。此外，iEEG记录也很耗时，从几天持续到几周，直到自发发作发生，并且可以进行监测。

卡内基梅隆大学生物医学工程教授何斌（Bin He）与梅奥诊所（Mayo Clinic）合作开展了一项新的开创性研究，结合临床应用和工程创新，为癫痫患者提供一种安全、无创、经济、快捷的成像选择。

其他研究人员也尝试了无创脑电图研究；然而，他的工作是独一无二的，因为它发现并自动记录了高频振荡（HFOs）和癫痫样棘波之间的新联系。反过来，这种联系确定了一种独特的生物标记物，通过这种生物标记物可以描绘和定位致痫大脑，从而为癫痫的非侵入性治疗提供了非常理想的手段，也有助于治疗选择，HFOs已被确定为一种有希望的生物标记物，用于定位致痫性脑组织，并有可能指导与癫痫发作起源相关的神经外科手术生理性和病理性HFOs都存在挑战。只有病理性HFOs被标记为癫痫并有助于临床应用，不幸的是，用目前的实践和方法来区分两者是非常复杂的。我们的研究小组假设并通过形态学和源成像证据证明病理性HFOs可以通过HFOs和癫痫样棘波的同时识别，所有这些都是在头皮上无创记录的。”

He的合作研究观察并记录了25例颞叶癫痫患者。利用一项新技术，研究小组能够自动识别头皮记录的与癫痫样棘波同时出现的HFO，并利用源成像技术定位产生这些事件的相应皮质源。同时，他们还进一步验证了使用已鉴定的病理性HFOs来确定导致癫痫发作的潜在癫痫组织的临床价值，与癫痫学家定义的临床结果以及患者的手术结果进行了比较。他的结果表明，与传统的峰值成像方法相比，新方法的性能显著提高。

这些结果表明，同时出现的HFOs和峰值相互鉴别病理活动，为易感癫痫患者的无创术前诊断和术后评估提供了一种转化工具。

“如果这项技术发展到医院和医疗中心，可能会改变生活，”他说它是完全安全和非侵入性的，而且发生的时间要短得多。这是一个真正令人兴奋的发展，它带来了重大的社会和财政影响。”

Journal Reference:

1. Zhengxiang Cai, Abbas Sohrabpour, Haiteng Jiang, Shuai Ye, Boney Joseph, Benjamin H. Brinkmann, Gregory A. Worrell, Bin He. Noninvasive high-frequency oscillations riding spikes delineates epileptogenic sources. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021; 118 (17): e2011130118 DOI: 10.1073/pnas.2011130118