基于头皮视频脑电图的顶叶癫痫解剖-电-临床特征:无监督聚类分析揭示致痫区定位新见解

《CNS Neuroscience & Therapeutics》:Anatomo-Electro-Clinical Features of Parietal Lobe Epilepsy: Insights From Scalp Video-Electroencephalography

【字体: 时间:2026年01月11日 来源:CNS Neuroscience & Therapeutics 5

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  本文通过无监督聚类分析,系统总结了47例药物难治性顶叶癫痫(PLE)患者术后无发作的解剖-电-临床特征。研究纳入79个发作间期脑电图(EEG)、141个发作期EEG及141种症状学模式,发现不同顶叶亚区(如外侧顶上小叶、顶内沟等)在头皮EEG放电分布及初始发作症状上存在显著差异,反映了独特的早期传播网络。该研究强调了详细视频EEG分析在致痫区(EZ)定位及指导颅内电极植入中的重要性,为术前评估提供了宝贵见解。

  
研究背景
顶叶癫痫(Parietal Lobe Epilepsy, PLE)是一种复杂的局灶性癫痫,由于顶叶广泛的突触网络和与其他脑区的复杂连接,其头皮脑电图(Electroencephalography, EEG)和临床症状学特征常具有误导性。PLE手术的成功率和预后通常低于其他脑叶癫痫,部分原因在于致痫区(Epileptogenic Zone, EZ)网络定位困难。成功的癫痫手术依赖于术前评估中建立可靠的解剖-电-临床假设。因此,准确解读症状学和头皮EEG对于定位EZ和指导颅内电极植入至关重要,尤其是在磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)阴性的患者中。PLE仅占局灶性癫痫病例的4%–6%,且样本量小,相关研究有限,其独特的解剖-电-临床特征尚不明确。
研究方法
本研究回顾性纳入了2018年1月至2024年1月期间在北京天坛医院、北京丰台医院和深圳大学总医院癫痫中心接受手术的47例药物难治性PLE患者。纳入标准包括完成全面的术前评估(视频EEG、3.0 T癫痫协议MRI、2-[18F]氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描(FDG-PET)),必要时进行立体定向脑电图(Stereoelectroencephalography, SEEG),手术干预严格限于顶叶,且术后实现无发作(国际抗癫痫联盟(International League Against Epilepsy, ILAE)1级)并至少随访1年。
头皮EEG数据由两名经验丰富的神经生理学家独立审阅。分析包括79个发作间期和141个发作期EEG模式。发作期EEG根据形态(如低电压快速活动(Low-Voltage Fast Activity, LVFA)、棘波或尖波等)和分布(如额叶、额颞叶、颞叶、中央顶叶、后部等)进行分类。症状学分析参考ILAE发作症状学术语,重点关注每次发作的初始症状学特征。EZ的定义基于术后持续无发作结果,对于接受SEEG的患者,结合SEEG识别的发作起始区。
统计分析和无监督聚类分析使用R v. 4.1.2和Python v.3.6.10进行。采用聚合层次聚类分析发作期起始模式(分布和形态)与涉及脑区的关系,以及发作间期放电(Interictal Discharges, IID)分布与涉及脑区的关系。同时,对涉及脑区和初始发作症状学成分进行分层聚类,并通过Pearson相关性计算其关联强度。
研究结果
患者特征:47例PLE患者中,男性33例(70.2%),女性14例(29.8%),手术时平均年龄23.3±9.9岁。12例(25.5%)患者MRI为阴性。43例(91.5%)接受切除手术,2例(4.3%)接受激光间质热疗(Laser Interstitial Thermal Therapy, LITT),2例(4.3%)接受射频热凝(Radiofrequency Thermocoagulation, RFTC)。发作期EEG、发作间期EEG、症状学、MRI和PET准确定位EZ的比例分别为36.2%、14.9%、34%、63.8%和66%。28例(59.6%)患者接受了SEEG。
头皮EEG特征:共记录和分析304次发作,每例患者发作次数中位数为4次。42.5%的患者在发作间期出现多种EEG模式,23.4%在发作期出现多种模式。在发作期形态中,LVFA的定位准确率最高(61.9%),定侧准确率最高(93.7%)。
PLE亚组的头皮EEG特征:发作间期EEG模式和涉及脑区的层次聚类分析识别出六个主要簇,区分了PLE亚组间区域特异性的发作间期模式。例如,在第五簇中,中央顶叶区域电极的IID与外侧顶上小叶(SPL-lateral)聚集在一起,而与顶叶岛盖(Parietal Operculum, PO)和双侧额颞区电极的IID分离。发作期EEG起始模式和涉及脑区的聚类分析识别出七个主要簇,揭示了PLE亚组间区域特异性的发作期特征。在第六簇中,中央顶叶区域电极的发作期放电(Ictal Discharges, ID)、LVFA起始和SPL-lateral聚集在一起,与PO分离。
症状学特征:在所有纳入的发作中,共记录了22种初始发作症状学成分。其中11种(50%)被归类为不可观察或可能可观察的表现(对应于文献中常称的“先兆”)。在患者水平,26例(55.3%)患者报告不可观察或可能可观察的表现为发作初始症状,5例(10.6%)经历了两种不同类型的此类表现。在发作水平,体感症状是最常报告的初始症状(12.8%)。
PLE亚组的症状学特征:初始发作症状学成分和涉及脑区的层次聚类及相关性分析显示,不同亚组的初始症状存在差异且重叠最小。例如:
  • 顶内沟(Intraparietal Sulcus, IPS)相关的初始症状包括宪兵帽样表情(Chapeau de gendarme)、情感现象和强迫性眼偏斜。
  • 外侧顶上小叶(SPL-lateral)相关症状包括对侧肢体强直/阵挛或运动不能、情感现象和视幻觉。
  • 顶枕沟(Parieto-occipital Sulcus, POS)相关症状包括宪兵帽样表情、行为中止和前庭现象。
  • 角回(Angular Gyrus, AG)相关症状主要为行为中止。
  • 后扣带回皮层(Posterior Cingulate Cortex, PCC)相关症状包括远端手势自动症和头部感觉。
  • 缘上回(Supramarginal Gyrus, SMG)相关症状包括身体感知错觉和对侧扭转。
  • 顶叶岛盖(PO)相关症状包括对侧面部强直/阵挛。
讨论
本研究分析了47例纯顶叶癫痫患者的79个头皮EEG发作间期模式、141个发作期模式和141个症状学模式,是迄今为止报道的最大系列。研究结果表明,PLE的发作间期和发作期EEG放电常分布在受累脑区之外,甚至出现在对侧或双侧区域。值得注意的是,当EZ位于SPL-lateral时,头皮EEG在发作间期和发作期常能准确定位到同侧中央顶叶电极。此外,不同PLE亚组的初始发作症状学差异显著且重叠最小,可能反映了不同的早期传播网络。
研究结果支持了长期以来的观点,即没有特定的头皮EEG模式能够可靠地精确定位颅内发作起源。这是由于EEG信号传播的生物物理学特性以及顶叶癫痫的快速传播特性所致。尽管如此,EEG对于术前评估仍然至关重要。本研究的聚类分析提供了一种数据驱动的方法来识别具有不同EEG模式和相应EZ分布的表型亚组。
关于症状学,顶叶癫痫表现出显著的患者内异质性,支持了顶叶高连接性导致的多焦点传播途径的假设。初始症状,无论是主观先兆还是客观表现,都为EZ定位提供了重要线索。本研究通过系统分析每次发作的初始症状,旨在识别PLE的早期传播模式及其与特定顶叶亚组的关联。聚类分析表明,不同亚组的早期症状遵循复杂但非随机的模式,部分反映了早期传播网络。
结论
本研究系统分析了PLE的解剖-电-临床特征,强调了在I期术前评估中利用头皮EEG彻底评估EEG模式和初始症状学特征的重要性,以改进术前假设或指导颅内电极放置。详细的视频EEG分析对于识别致痫区和指导治疗策略具有重要价值。
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