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    蘇州醫工所等提出面向兒童良性癲癇的腦功能異常評估方法

    2022-06-14 蘇州生物醫學工程技術研究所
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    語音播報

      癲癇,俗稱羊癲瘋,是一種嚴重影響患者身體健康的神經系統疾病,且50%以上患者起病于兒童階段,有效治療癲癇可避免腦功能發育不良等遠期嚴重影響。傳統觀點認為,癲癇起源于局部病灶的異常放電,但是隨著腦科學相關研究的推進,癲癇被證明是一種腦網絡疾病,構建癲癇腦網絡對癲癇的機制研究、臨床診療等具有重要意義。

      目前可通過磁共振或腦電對大腦皮層異?;顒臃治鰜順嫿òd癇腦網絡,其中腦電具有無創非侵入、可穿戴檢測、高性價比等優點,特別適用于兒童腦功能監測。伴中央顳區棘波的兒童良性癲癇(BECTS)是兒童最常見的癲癇綜合征之一,但經典的基于靜息態腦電的腦功能網絡方法無法揭示BECTS患者與健康被試間的腦功能差異,主要原因在于其對信號進行整段處理,所得到的腦網絡是靜態的,忽略了腦功能狀態動態變化的特性。因此,如何構建能夠描述腦功能狀態動態變化的腦功能網絡是亟待解決的問題。

      為此,依據腦電微狀態理論,中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所研究員戴亞康團隊研究人員等提出了基于靜息態腦電的動態腦功能網絡構建方法(圖1)。該方法一方面通過聚類與擬合得出與腦電信號對應的微狀態時間序列,并基于此序列完成全腦功能態時間動態特性的分析。另一方面,基于微狀態時間序列將腦電信號分組,并實現對應于不同組別腦電信號的各個子功能網絡拓撲特性的分析。

      研究人員在合作單位蘇州大學附屬兒童醫院收集的BECTS和健康被試的腦電數據上進行了驗證實驗(表1)。他們對比了基于不同方法構建的腦功能網絡的全局效率,整體上,基于傳統的腦功能網絡構建方法無法揭示BECTS和健康被試間的腦網絡差異,而基于最新提出的動態腦功能網絡計算方法可以揭示BECTS患者與健康被試間的腦網絡差異(β波段-微狀態C,功能網絡全局效率顯著降低),該結果提示BECTS患者功能網絡整合能力變差,即全腦的信息交流受阻。上述發現表明,所提方法有利于分析BECTS的患病機制,對BECTS臨床診療,尤其是門診階段診斷分析,具有輔助促進作用。此外,該方法或可以應用于其他腦疾病機制探索,輔助臨床診療。

      相關成果以Whole-Brain Dynamic Resting-State Functional Network Analysis in Benign Epilepsy with Centrotemporal Spikes為題發表于IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics。 

      論文鏈接 

    1 全腦動態靜息態功能網絡(DFN)分析方法流程圖

    1 功能網絡的全局效率

    打印 責任編輯:江澄

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