癲癇是由大腦神經(jīng)元突發(fā)性異常放電而導(dǎo)致短暫大腦功能障礙的一種慢性疾病。據(jù)最新流行病學(xué)資料顯示，中國(guó)約有900萬(wàn)左右的癲癇患者，同時(shí)每年新增加約40萬(wàn)，已經(jīng)成為神經(jīng)科僅次于頭痛的第二大常見(jiàn)病。

　　經(jīng)過(guò)正規(guī)抗癲癇藥物治療，仍有20-30%的患者難以用藥物治療。其中約有50%的藥物難治性癲癇患者可通過(guò)神經(jīng)外科手術(shù)使發(fā)作得到控制或治愈。

　　腦電信號(hào)包含了大量的病理信息，臨床上作為癲癇發(fā)作類型的參考依據(jù)和診治手段。癲癇的神經(jīng)外科手術(shù)常根據(jù)癲癇腦電信號(hào)來(lái)進(jìn)行分析，根據(jù)腦電信號(hào)精確定位致癇灶和腦功能區(qū)是手術(shù)治療成功的關(guān)鍵。

　　根據(jù)腦電數(shù)據(jù)建立計(jì)算模型進(jìn)行來(lái)致癇灶分析并非罕見(jiàn)，但普遍準(zhǔn)確性很低。近日，自新加坡南洋理工大學(xué)的研究人員建立了一套癲癇皮層腦電的動(dòng)態(tài)計(jì)算模型，通過(guò)模擬患者數(shù)據(jù)對(duì)疾病進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，得出了高達(dá)81.3%準(zhǔn)確性的結(jié)果，突破了模型缺陷，對(duì)于癲癇患者的治療有著極大的推進(jìn)！

　　在他們發(fā)表在Brain上的研究中，研究人員選取了16名患者，平均年齡為25.06±16.42歲，其中女性7人。所有的數(shù)據(jù)采用500Hz采樣率的標(biāo)準(zhǔn)臨床記錄系統(tǒng)進(jìn)行，通過(guò)定位于運(yùn)動(dòng)性語(yǔ)言中樞引導(dǎo)手術(shù)治療。

　　選取每個(gè)患者1h的間期大腦皮層電圖記錄（Electrocorticography，ECoG）數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)僅來(lái)自沒(méi)有明顯的癲癇樣活動(dòng)的間期，并且排除癲癇發(fā)作的前后幾個(gè)小時(shí)。腦電信號(hào)在1-70Hz之間進(jìn)行帶通濾波，并在60Hz下進(jìn)行陷波濾波以排除電源線干擾。

　　研究人員將每個(gè)ECoG電極下面的皮層區(qū)域作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。設(shè)置雙穩(wěn)態(tài)的模型參數(shù)，并根據(jù)參數(shù)設(shè)置，得到模型動(dòng)力學(xué)。節(jié)點(diǎn)之間具有獨(dú)立的動(dòng)力學(xué)，但根據(jù)連接的強(qiáng)度和方向，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的動(dòng)力學(xué)都會(huì)受到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的影響。根據(jù)患者的數(shù)據(jù)分析，可以計(jì)算出患者的發(fā)病概率。

　　癲癇發(fā)病概率的計(jì)算。（A）癲癇發(fā)作區(qū)（4,5,6,10,11,12,16,17,18）中的電極在腦示意圖上以紅色顯示。（B）條形圖表示每個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)作概率，星點(diǎn)表示標(biāo)準(zhǔn)偏差。

　　結(jié)合醫(yī)生手術(shù)部位，研究人員分析其中兩例患者，發(fā)現(xiàn)手術(shù)效果好的患者臨床切除區(qū)域與模型預(yù)測(cè)的發(fā)作概率高的區(qū)域高度一致，反之，手術(shù)效果差者臨床切除區(qū)域與預(yù)測(cè)區(qū)不一致，如圖2所示。

　　臨床切除、術(shù)后結(jié)果和發(fā)作概率的相關(guān)性。手術(shù)后，（A）患者1術(shù)后結(jié)果良好；（B）患者2術(shù)后結(jié)果較差。電極的顏色圖表示不同腦區(qū)域的模擬發(fā)病概率（由藍(lán)至紅逐漸升高）；黑點(diǎn)表示手術(shù)切除電極通道下的皮質(zhì)區(qū)域。

　　為了進(jìn)一步驗(yàn)證該模型是否正確，研究人員先用模型找出患者的病灶腦區(qū)。其次在模型中重現(xiàn)外科手術(shù)并預(yù)測(cè)切除術(shù)結(jié)果，并將預(yù)測(cè)與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，若使用該模型作為手術(shù)結(jié)果的預(yù)測(cè)手段，可使難治性癲癇患者的病灶預(yù)測(cè)達(dá)到87.5%的靈敏度、75%的特異度以及81.3%的準(zhǔn)確度。此外，在結(jié)果不成功的患者中，所提出的計(jì)算方法能夠建議替代的切除位點(diǎn)。

　　雖然該算法尚需大樣本臨床試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證，但目前的數(shù)據(jù)給我們很大希望。一旦通過(guò)驗(yàn)證并推廣，該算法可極大地提高藥物難治性癲癇患者的神經(jīng)外科手術(shù)的精確性，減輕了患者手術(shù)結(jié)果不佳的風(fēng)險(xiǎn)，能夠有效地針對(duì)患者個(gè)體進(jìn)行治療。通過(guò)精準(zhǔn)定位癲癇患者的病灶區(qū)域，患者手術(shù)的成功率與預(yù)后水平也將極大的提高，這對(duì)于難治性患者來(lái)說(shuō)是個(gè)極大的福音！