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作者:复旦大学附属华山医院神经内科
王剑虹 吴洵昳
一、人工智能和算法在癫痫诊疗中的应用价值
癫痫网络概念逐渐得到同行的接受,ECoG 记录也证实该患者每次发作的电活动具有不同的演变特征。上述不稳定性对决定手术最佳时机造成阻碍。不同数学模型对于识别癫痫活动具有各有千秋,没有绝对准确的模型,只有更适合于某一情形的选择。机器学习算法可以通过计算吸引子(attractor)的状态,从而鉴别癫痫患者处于发作期还是发作间期,据此提出的物钟疗法是目前该领域最受关注的热点之一,即结合癫痫患者的节律性电活动与生物钟之间的关系,制定更精准和个体化的治疗参数。通过计算效连接网络,得到了癫痫活动随时间动态演变的可控制性,在发作起始阶段施,加刺激最容易使癫痫得到控制,为未来的治疗提供了新的理论依据。总之,将癫痫的临床数据与机器学习模型相结合,才能更好地推动人工智能在癫痫诊疗中的创新和应用。
二、干细胞分化的脑类器官技术在癫痫领域的应用研究
过去十年中,干细胞分化成自组装的 3D 结构(脑类器官)已经取得了巨大进展,脑类器官再现了发育中人脑的许多特征。脑类器官正在成为一种强有力的实验工具,用于模拟包括癫痫在内的神经系统疾病。举例了不同的脑类器官模型可用来研究不同癫痫的异常神经环路。通过对其神经元和神经网络的功能进行分析,发现 脑类器官的单个神经元放电模式与神经元成熟程度和神经元类型相关,通过染色能看到轴突和树突棘。并对 6 月大的脑类器官行 16 电极多通道放电实验测试其神经网络功能。但脑类器官也存在局限性:1.即使长期培育,依然处于不成熟的发育状态;2.缺乏远距离的神经投射和连接;3. 转录组分析发现异常无法归类的神经元(Frankencells)种类和炎症应激因子的升高;4.和人脑以及小鼠大脑相比,分层不明晰,区域不明晰;5.长时间培养,时间成本及经济成本均较高;6.病人和病人之间生成的脑类器官异质性较大。
三、癫痫与重症监护
2021 年重症监护专题研讨会讨论了新发生的难治性癫痫持续状态(New Onset Refractory Status Epilepticus, NORSE)和热性感染相关性癫痫综合征(Febrile Infection-Related Epilepsy Syndrome, FIRES) 的病理生理机制、临床表现、诊断方法,以及根据其发病机制设计的多种治疗方案。目前认为 NORSE/FIRES 的病因包括自身免疫性和感染性, 但仍有超过半数患者病因不明。有假说认为其病因可能与炎症信号的异常及患者自身对癫痫发作的易感性有关。临床证据支持在 FIRES 中存在 IL-1β的激活。阿那白滞素(Anakinra)是人 IL-1 受体拮抗剂,对多数 FIRES 患儿可减少发作,缩短住院时间,但似乎未能改善远期预后。生酮饮食也具有减轻自身炎症反应的作用。列洛西普(Rilonacept,IL-1 阻滞剂) 及多种正在试验中的针对炎症因子的药物治疗方法在未来具有研究价值。
NORSE 和FIRES 可见于所有年龄段。对于怀疑上述疾病的患者,应尽快完善脑脊液和血清学自身抗体、感染、代谢方面的检查和头颅MRI,必要时可考虑脑活检或遗传学检查。脑脊液细胞因子水平对监测疾病进展和指导药物选择有所帮助。除应用抗癫痫发作药物外,应在 72 小时内使用包括糖皮质激素、IVIG 的一线免疫治疗。1 周内应考虑开始生酮饮食。如效果不佳,应在 1 周内根据病因选择合适的二线治疗方案。以上治疗方案至少持续 3 个月。
四、颞叶内侧型癫痫的网络研究
2021年颞叶癫痫专题研讨会主要从脑结构影像、脑功能影像与电生理三个方面对颞叶内侧型癫痫(Mesial Temporal Lobe Seizure, MTLE)的癫痫网络进行了探讨。
既往研究显示,基于高分辨率结构MRI的研究显示 与正常人相比,MTLE患者除存在双侧海马、内嗅皮层以及杏仁核的 萎缩外,同样存在双侧丘脑、双侧额叶内外侧面以及颞叶新皮层的萎 缩。基于皮层协变连接的结构网络分析显示MTLE患者存在结构网络 的改变,且上述指标随病程的延长而动态变化,然而这一变化的机制 目前仍不清楚。Boris Bernhardt团队使用ENIGMA网站中癫痫工作组 (ENIGMA-Epilepsy)的数据进行了一项研究,该研究纳入732名 MTLE患者与1418名健康对照,结果同样显示MTLE患者存在双侧前 额叶、顶叶、颞叶新皮层(同侧为主)的萎缩,以及同侧海马和丘脑 的体积减少,证实在MTLE患者中这一改变具有稳定性。
其次,TLE是一种累及大范围脑网 络的疾病,随后从静息态fMRI(rs-fMRI)与任务态fMRI(task-fMRI) 两个角度讲述了TLE的脑网络变化。静息状态下,rs-fMRI显示大脑皮 层与皮层下结构共同参与了癫痫网络的构成,其中皮层网络主要累及 颞叶-边缘系统、默认网络(DMN)、视觉网络以及躯体感觉运动网 络,而皮层下结构则主要累及丘脑区域。任务态中,被试在执行语言任务(语言流畅度、找词、命名)时显示出广泛的功能网络改变,主要包括额叶内外侧面以及优势侧颞叶;而执行记忆任务(情 景记忆、工作记忆)时则显示出额叶-颞叶与额叶-顶叶的连接异常。
另外相关研究还比较了TLE与额叶癫痫(FLE)的网络改变差异,在执行语言任务时, FLE仅显示了局限性的网络异常(额顶网络与边缘网络),而TLE则 显示了大范围的网络异常;执行工作记忆任务时,二者均出现了额顶 网络的活动下降以及边缘网络、皮层下结构的活动增强,此外,与FLE 相比,TLE表现出明显的背侧注意网络与视觉网络的活动下降,表明 TLE的网络特异性更强。此外,单纯TLE患者相比,存在局灶扩展至 双侧强直-阵挛发作(FBTCS)的TLE患者的丘脑内部活动性减弱, 而丘脑与其他结构的连接性增强,这可能导致了基底节直接通路连接 性的减弱,使丘脑对大脑皮层的抑制作用减弱,从而更易发生FBTCS。
有关MTLE的电生理网络研究,首先针对 MTLE究竟是局灶性疾病还是涉及大范围网络的疾病进行了阐释。部 分证据显示,MTLE的病变局限在较小范围内,如颅内脑电显示MTLE 患者的高频震荡(HFO)局限在某一区域发放,且具有局灶性的发作 起始区(SOZ),同时既往研究显示,行选择性海马杏仁核切除术(SAH) 的MTLE患者70%达到了术后无发作;另一方面,有一些证据支持 MTLE影响到更大范围的结构,首先MTLE患者常常能够记录到颞叶之外的发作间期癫痫样放电(IED),同时这部分患者在SOZ之外能够记录到较大范围的发作间期HFO。颞叶内侧结构记录到的HFO可能 与新皮层的慢波活动以及丘脑的睡眠纺锤存在联系,而长期的癫痫发作能够导致颞叶内侧结构的功能受损。因此有学者认为,MTLE 是一种网络性疾病,但即便如此,其仍可能存在局灶性的SOZ,而SOZ 之外的IED与HFO则可能对SOZ的定位造成干扰。进一步来讲,与单独出现的HFO相比,叠加在IED之上的HFO有更高的定位价值,而将 HFO与IED结合分析则能得到最好的定位效果。
五、癫痫外科:癫痫激光消融手术
激光间质热疗(LITT)在癫痫外科应用的最新进展。其中有报道颞叶内侧型癫痫(MTLE)行 LITT 的病例,包括一位 58 岁左侧海马硬化(HS)的患者A、一位 22 岁左侧HS 的患者B、一位 62 岁左侧颞叶内侧占位的患者C以及一位 32 岁右侧颞叶内侧占位的患者D。其中患者 C 在术后 6 个月复查时观察到肿瘤明显进展,并在不久之后去世,剩下三位患者均达到了术后癫痫无发作,但患者 A 出现了明显的神经麻痹与复视,术后三个月逐渐恢复。Ellen Air 结合以上病例的经验认为, MTLE 患者LITT 成功的关键在于选择合适的靶点、制定最佳路径以及了解周围组织的密度以及散热性。
另外还有关于LITT 在儿童癫痫中应用。儿童癫痫中,LITT 治疗的最常见疾病是下丘脑错构瘤(HH)与结节性硬化(TSC),然而一部分儿童癫痫患者的术式在开颅手术与 LITT 的选择上仍存在困难。LITT 目前在儿童癫痫中应用广泛,其主要覆盖病种包括 HH、TSC 等,但 LITT 的使用应结合患者自身情况考虑,对于局限性病灶,LITT 提供一种更加微创的外科治疗方法,而对于较为弥散的病灶来说,切除性手术是更好的选择。对于 MTLE 患者,影像学检查提示存在 HS 往往提示更高的术后无发作率,而 MRI 阴性患者术后癫痫无发作率相对更低。此外,通过LITT 切断内嗅皮层、岛叶、海马与杏仁核之间的连接能够得到更高的术后无发作率。由于HH 位置深在,且毗邻下丘脑等重要结构, 因此 LITT 对 HH 的治疗相比于切除性手术存在一些优势,但 LITT 在TSC 中仅是切除性手术的一种替代策略。HH 的LITT 治疗中最重要的是切断错构瘤与正常脑组织的连接,即对瘤蒂的毁损,必要时可行分期毁损;而 TSC 由于结节可能多发或体积较大,因此可能需要植入多根光纤进行毁损,此外,TSC 的LITT 治疗应以充分的术前评估确定致痫灶为基础,其中 SEEG 应作为重要参考。
综上所述,对LITT 适应症与局限性进行总结:目前 LITT 仍存在毁损范围局限、部分位置难以到达等局限性, 因此,当存在一下情况时:致痫灶位置深在不易到达,开放性手术可能造成较大损伤或既往开放性手术失败,致痫灶直径<2cm,存在低级别肿瘤相关性癫痫,LITT 可能是一种合适的选择;当致痫灶位置表浅且范围较广泛,位于立体定向路径无法到达的区域,临近重要解剖结果(如颅神经)或需要取得病理诊断时,应首先考虑进行切除性手术。
六、癫痫患者接种新型冠状病毒疫苗(以下简称“新冠”)的推荐意见
就目前数据而言,癫痫患者接种新冠疫苗的不良反应发生率与普通人群相当,且感染新冠病毒对癫痫患者带来的损伤远大于新冠疫苗潜在的不良反应风险。当然,接种新冠疫苗后可能引起发热,这将降低癫痫发作阈值,甚至诱发发作。接种新冠疫苗后48小时常规应用退烧药(比如对乙酰氨基酚)能降低癫痫发作风险。特别需要提醒,对新冠疫苗成分过敏或者首剂新冠疫苗过敏的癫痫患者,建议停止疫苗接种。接种新冠疫苗后仍然需要佩戴口罩和保持社交距离以预防新冠感染。
华山医院神经内科癫痫亚专业组年终盘点
一、《The Lancet Neurology》于3月份发表本团队撰写的Neurological disorders in China的第四篇文章,对过去二十年中国抗癫痫领域取得的进展,分别从癫痫的流行病学和社会心理、治疗管理、科学研究以及农村地区癫痫防治项目取得的经验等多方面进行阐述,总结了中国抗癫痫协会在推动癫痫医疗和学术发展所取得的成果。以华山医院牵头的中国农村地区癫痫预防和控制管理项目获得国家卫生健康委的支持与资助,在18个省的20多万人群中开展了癫痫筛查和诊断。该项目利用现有的社区卫生机构网络,成功在农村地区实现了惊厥性癫痫的治疗与管理。另外文章也报道了目前在中国有近20种传统和新型抗发作药物,一些癫痫中心可以通过全面的术前评估后进行癫痫的神经外科治疗;迷走神经刺激、生酮饮食、脑起搏器、低频高强度经颅磁刺激等都是在临床应用的有效的非药物疗法。本篇述评中也提到,在过去的20年间,癫痫科研工作在中国取得了重大进展,成果产出位列世界前十,中国学者对癫痫的研究主要集中在流行病学、社会心理、基因精准、神经影像和脑功能连接以及实验神经病学等领域。中国脑计划的诞生为癫痫领域的研究提供了更加巨大的机会,主要聚焦在基因诊断用于个体化治疗、共患病机制以及癫痫耐药的预测及预防等方面。
二、本团队主编主译了《WYLLIE癫痫治疗学:原理与实践》一书,这本著作是迄今为止癫痫领域较为全面的专著之一,本书汇集了癫痫内科、外科、儿科以及相关交叉学科的国际领先成就;汇集了全球致力于癫痫领域实验和临床研究最前沿专家对于癫痫和现代治疗方法的系统性论述。本书共分为六大部分,分别是癫痫的病理学基础和机制、脑电图基本原理、癫痫发作与相关综合征、抗癫痫药物的治疗、癫痫外科学和社会心理学影响等,充分展示了癫痫诊疗的所有领域,包括新药研发等转的国际最新成果和进展,为我国癫痫专业工作者以及癫痫领域的专家、医师、及其他医疗工作人员提供了最前沿的信息。
三、参与编写《中国围妊娠期女性癫痫患者管理指南》发表于中华神经科杂志,由于癫痫是最为常见的中枢神经系统慢性疾病之一,其中约有40%的女性癫痫患者处于育龄期,与男性患者相比,育龄期女性患者面临更多来自家庭和社会的压力,还需要承受心理和生理方面的双重负担。关于妊娠时机、计划妊娠和孕早期、中晚期管理、抗癫痫药物的致畸性风险、选药方案、分娩期和哺乳期管理和母乳喂养等一系列问题等,均在该指南中为围妊娠期女性癫痫患者提供了较为全面和相对合理的规范化治疗方案及详尽解读。另外还作为专家组主要成员编写《中国癫痫患者教育与关爱工作规范(试行版)》,并发表于《癫痫》杂志。
四、2021年7月,癫痫亚专业组举办第二届“华山癫痫时间”会议,会议遵循“前沿性、实用性、开放性、平等性的”原则,邀请来自于国际与国内从事癫痫临床及电生理工作的专家教授,以线上结合线下模式,聚焦癫痫诊治与脑电生理、外科治疗及疾病管理,结合基因精准、人工智能等诸多前沿性内容,通过会议加强了癫痫内、外、儿科间的多学科融合的学术交流。
五、本团队还于今年获得实用新型专利《一种脑电图检查用辅助装置》,本新型专利公开了一种脑电图检查辅助装置,包括头部固定组建和用于固定头部固定组件的定位架;本装置通过对称性设置头部固定架,使其在压翼作用下相互靠近,当病人需要做脑电图检查时,可以稳定患者头部且不影响检查的活动空间,从而起到保证脑电图图像质量、降低操作难度的作用,方便实用。
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