光泵浦磁力计-脑电图（OPM-MEG）能够检测并绘制儿科诊断和术前患者群体中的癫痫样活动图谱

《Clinical Neurophysiology》：Optically-pumped magnetometer-MEG (OPM-MEG) can detect and map epileptiform activity in diagnostic and presurgical paediatric cohorts

　　

摘要

目的

多项研究现已表明，OPM-MEG 可用于检测成人和儿童的间歇性癫痫样活动。OPM-MEG 相较于传统方法具有成本更低、耐受性更好的优势，这可能提高该技术的临床应用范围，使其适用于诊断阶段的患者。我们的目标是证明其在诊断和术前患者中的实用性，并评估其结果与临床记录及先前临床脑电图（EEG）的一致性。我们特别关注其在癫痫表现多样的患者中的应用，尤其是那些难以接受 EEG 检查的自闭症患者及其并发疾病患者。

方法

共记录了 17 名儿童患者（7 名术前患者；10 名诊断患者）。通过检测到的癫痫样事件数量、记录时长以及患者的反馈来评估诊断效果和耐受性。使用等效电流偶极子成像技术定位癫痫样活动（例如尖波/锐波），并将结果与临床病史进行对比分析。

结果

OPM-MEG 检查的耐受性良好。术前组平均检测到 35 次癫痫样事件，标准差为 33 次/患者；诊断组平均检测到 39 次，标准差为 78 次/患者。其中 1 名术前患者和 4 名诊断患者在整个记录期间均未出现癫痫样活动。

结论

这项研究表明，OPM-MEG 可用于检测多种类型儿童癫痫（包括局灶性和全面性癫痫）患者的间歇性癫痫样活动。

意义

本研究为儿童癫痫的早期评估提供了新方法的应用证据。

引言

癫痫会对儿童的发展产生多方面的影响，包括认知能力（Rathouz 等，2014 年）、社会情感因素（Chin 等，2011 年；Rodenburg 等，2011 年），以及患者及其家庭的生活质量（Puka 等，2018 年）。这些儿童中许多人伴有并发症，如注意力缺陷多动障碍（ADHD）和自闭症，且更易发生发育性和癫痫性脑病（Nickels 等，2016 年；Nickels 和 Wirrell，2017 年；Scheffer 等，2024 年）。这些并发症会影响他们对各种临床检查的耐受性，进而影响诊断和治疗。药物耐药性问题普遍存在；在儿童早期识别生物标志物并准确分类和描述癫痫类型，将大大改善治疗效果（包括手术效果）和长期预后（Cross 等，2022 年）。

脑电图（EEG）通常是确认癫痫异常电活动的首选检查方法（Flink 等，2002 年；Smith，2005 年；Tatum 等，2018 年）。然而，该技术的空间分辨率较低，因为电信号会在脑膜、颅骨和头皮等组织中发生衰减。实际操作过程中，电极的安装可能较为繁琐且不适。脑磁图（MEG）是一种功能性成像技术，在癫痫诊断尤其是术前评估中表现出巨大价值（Rampp 等，2019 年；Stefan 和 Trinka，2017 年）。MEG 直接测量磁场，受组织干扰较小。但传统 MEG 需要低温冷却以维持超导传感器的运行，因此成本较高，不适合在非专业机构常规使用。此外，所需的低温容器限制了传感器的位置，通常只能安装在适合成人头型的固定头盔中，导致传感器距离头部超过 2 厘米，这会削弱信号强度（Boto 等，2016 年）。此外，这种技术的可用性有限，尤其是针对儿童的专用阵列（Gaetz 等，2015 年；Papadelis 和 Chen，2020 年）。最新版本的 MEG——光学泵浦磁强计（OPM）有望扩大 MEG 的临床应用范围，尤其是在儿童中。

作为一项新兴技术，初步研究表明 OPM-MEG 具有良好的耐受性（Hill 等，2019 年），并且其检测结果与传统的 EEG 和低温 MEG 相当或更优（Boto 等，2019 年；Feys 等，2024 年；Feys 和 De Tiège，2024 年；Ren 等，2025 年；Seedat 等，2024 年）。利用 OPM-MEG 进行的癫痫研究已经显示出其在临床上的潜力。仿真研究显示，在术前评估中，即使传感器数量较少、佩戴不牢固或阵列移动的情况下，该技术也能实现高定位精度和潜在来源的区分（Mellor 等，2024b）。在成人癫痫研究中，OPM-MEG 能够检测并定位间歇性和发作性癫痫样活动（Feys 等，2025 年；Feys 等，2024 年；Hillebrand 等，2023 年；Mellor 等，2024a；Vivekananda 等，2020 年）。

针对儿童群体，Feys 等人描述了 5 名学龄儿童的局灶性癫痫患者的尖波和波动活动（Feys 等，2022 年），尽管使用的传感器数量有限。尽管 OPM-MEG 的传感器数量仅为传统低温 MEG 的一半，但其信噪比（SNR）提高了 27%-60%（Feys 等，2022 年）。Hillebrand 等人发现，使用 12 通道 OPM-MEG 仪器的信噪比与低温 MEG 相当（Hillebrand 等，2023 年）。此外，至少有 2 项病例研究表明 OPM-MEG 能够捕捉到发作性活动（Feys 等，2023b；Hillebrand 等，2023 年）。

尽管多项初步研究表明 OPM-MEG 可用于检测和定位成人和儿童局灶性癫痫的间歇性活动，但关于哪些患者能从这种新型功能性脑成像技术中获得最大益处的研究仍较少。传统上，低温 MEG 用于已确诊局灶性癫痫患者的术前评估。然而，OPM-MEG 的潜在临床应用范围远不止于此（Brickwedde 等，2024 年；Pedersen 等，2022 年）。在本研究中，我们纳入了诊断和术前患者，以探究更多类型的癫痫表现，并评估其检测效果和耐受性。特别是，如果 OPM-MEG 的耐受性更好，那么它也可能适用于诊断患者。对于那些难以接受 EEG 检查或无法完成检查的自闭症患者及其并发症患者，OPM-MEG 可以让他们在最小不适的情况下获得所需的诊断和治疗。我们的目标是证明，在一小部分但有代表性的儿童患者中，OPM-MEG 是一种可行的工具，可用于检测和定位诊断和术前患者的癫痫样活动。

节片段

参与者

参与者通过两种途径招募：术前患者通过 Great Ormond Street 青少年癫痫外科服务（CESS）途径招募，是在与该团队进行病历或癫痫手术会面后确定的；诊断患者则是通过 Young Epilepsy 机构（National Centre for Young People with Epilepsy Charitable Trust 的运营名称，注册号 311877）的 EEG 服务招募的，这些患者是在进行临床 EEG 检查后入选的。

参与者

数据来自 7 名术前患者（6 名男性；年龄范围：7–15 岁，平均年龄 ± 标准差 = 10.3 ± 2.8 岁）和 10 名诊断阶段患者（3 名男性；年龄范围：5–13 岁，平均年龄 ± 标准差 = 8.9 ± 3.0 岁）。由于样本量较小，两组之间的年龄没有显著差异（t₁₅ = -1.01，p = 0.327）。两组之间的记录时间也没有显著差异（t₁₅ = -1.37，p = 0.192；总记录时间平均为 38.19 ± 12.08 分钟；术前组平均记录时间为 42.85 ± 12.73 分钟）。

讨论

我们证明了 OPM-MEG 能够检测不同类型癫痫儿童的间歇性癫痫样活动。在 10 名全面性或局灶性癫痫儿童中，有 6 名儿童在初次诊断或治疗调整后显示出间歇性放电现象。值得注意的是，虽然他们最近的临床 EEG 中可能存在未被 OPM-MEG 检测到的尖波，但许多在首次 EEG 之后参与研究的儿童在后续检查中仍能显示出这些放电。

作者贡献

概念构思：Christine M Embury (CME)、Zelekha A Seedat (ZAS)、Umesh Vivekanada (UV)、Gareth R Barnes (GRB)、Prejaas KB Tewarie (PKBT)、Arjan Hillebrand (AH)、Matthew C Walker (MCW)、J. Helen Cross (JHC)；方法学：CME、Tim M Tierney (TMT)、Friederike Moeller (FM)、Krishna Das (KD)、JHC；软件：CME、ZAS；验证：FM、KD；数据分析：CME、ZAS；调查：CME、ZAS、KSP、CS、TMT；资源准备：JHC、TMT、UV、MCW；初稿撰写：CME；审稿与编辑：CME。

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

感谢 Rajesh Gupta 博士及其团队、Maidstone 和 Tunbridge Wells Trust 团队、GOSH 顾问团队以及 Torsten Baldeweg 的支持。本研究得到 Innovate UK [资助编号 10083773-->、Epilepsy Research UK [资助编号 FY2101-->] 的资助，并得到了 国家健康与护理研究院 伦敦大学学院医院生物医学研究中心 研究人员的支持。Umesh Vivekananda 由 Wellcome Trust 资助。

伦理批准/患者同意声明：本研究符合伦理规范。

Christine M. Embury|Zelekha A. Seedat|Kelly St. Pier|Tim M Tierney|Umesh Vivekananda|Friederike Moeller|Krishna Das|Gareth R Barnes|Prejaas K.B. Tewarie|Arjan Hillebrand|Matthew C Walker|J.Helen Cross

Young Epilepsy, Lingfield RH7 6PW, 英国