术前成像可以预测癫痫手术是否有效
![An illustration by Rice University statisticians based on a temporal lobe epilepsy dataset shows clear presurgical differences in the brains of patients in Cluster 1, who are more likely to be seizure-free one year after anterior temporal lobe resection, and those in Cluster 2, who are less likely to be seizure-free. The brighter blue regions of interest indicate greater interictal (the period between seizures) metabolic activity measured during PET scans. The regions are: (a) ipsilateral inferior parietal lobule, (b) contralateral inferior parietal lobule, (c) ipsilateral parieto-temporal cortex, (d) ipsilateral associative visual cortex, (e) contralateral associative visual cortex, (f) cerebellar vermis, (g) ipsilateral cerebellar hemisphere and (h) contralateral cerebellar hemisphere. Credit: Vannucci Lab/Rice University 术前成像可以预测癫痫手术是否有效](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2017/presurgicali.jpg)
通过手术切除一部分大脑来缓解癫痫患者的症状并不总是能完全缓解癫痫发作,但莱斯大学的统计学家已经开发出一种方法,可以在手术前整合神经成像扫描来识别持续癫痫发作的高风险患者。
水稻统计学家Marina Vannucci和主要作者Sharon Chiang,医学博士/博士。莱斯大学和贝勒医学院的一名学生,与贝勒大学、加州大学欧文分校和加州大学洛杉矶分校的同事合作,开发了一种集成功能磁共振成像(fMRI)和正电子发射断层扫描(PET)扫描的方法,以寻找视觉生物标志物,区分患者的获益可能性最大。
他们的希望是用最近的替代方法手术包括反应性神经刺激、迷走神经刺激和丘脑刺激,颞叶癫痫(TLE)患者可以避免可能对他们没有帮助的前颞叶切除手术,或可以接受其他更有可能对他们有益的手术。
这项研究发表在本月的神经科学前沿.
Vannucci和Chiang根据2007年至2012年加州大学洛杉矶分校癫痫中心收集的共51名患者的PET和静眠状态fMRI扫描数据建立了他们的模型。该中心与赖斯和贝勒合作,调查未能实现的怀疑癫痫发作一些TLE患者切除前颞叶后的自由源于与颞叶相连的网络组织。
对许多接受手术的患者来说,标准的前颞叶切除术可以治愈或极大地减少癫痫发作,但大约30%到50%的患者在手术后继续经历癫痫发作。
Vannucci和Chiang之前使用统计技术分析了癫痫患者和对照组的大脑活动数据,以获得有关大脑活动网络的新信息。“我们一直在解决试图理解这个问题颞叶癫痫莱斯大学统计系主任、教授范努奇说。
她说,这一次,他们利用数据证明,尽管癫痫发作区被切除,但手术后癫痫复发可能是由于手术破坏了与先前正常脑组织相连的纤维,或者是不完全切除了致痫网络。
他们的研究结果确定了一个亚组患者术后癫痫发作的几率是正常人的5.8倍,研究人员怀疑这是因为他们潜在的大脑网络存在差异。
他们认为术后癫痫发作的发生可能是由于手术后剩余的癫痫网络。“这可能会让我们更好地理解产生癫痫的大脑网络,并为目前手术中没有癫痫发作自由的患者设计更好的治疗方法,”合著者、临床神经学教授、癫痫临床项目主任、加州大学洛杉矶分校癫痫障碍中心联合主任约翰·斯特恩博士说。
“为什么一些患者在癫痫手术后表现良好,而另一些患者在其他方面表现相似,这一直是一个持久的谜团癫痫贝勒大学神经学助理教授、合著者祖尔菲·哈内夫博士说。“这项研究提供了诱人的证据,答案可能在于整个大脑网络的互联性。”
与之前的研究一样,这种方法是基于贝叶斯概率的,它不提供确定的答案,而是根据证据的强度提供“信度”。研究人员还从每位患者身上获取了绘制大脑静息状态网络的功能磁共振成像扫描图;莱斯大学的研究小组用它们来帮助增加从PET扫描数据中提取的信号量。
“我们使用所有的数据来审查我们的模型病人Vannucci说,“然后拿出一个病人的数据来做预测,然后拿出另一个,等等。”“我们想知道我们是否可以一次预测一个病人的结果,这是相当成功的。现在我们想在更大的数据集上尝试这种方法,看看结果有多可靠。”
莱斯大学的研究团队正在继续与加州大学洛杉矶分校和贝勒大学合作开发免费软件,神经学家和神经外科医生可以使用该软件将静息状态fMRI与术前PET扫描结合起来,这应该有助于进一步验证他们的结果。
蒋说:“最近的研究证明了激光消融和神经刺激等微创技术的有效性,选择最佳的切除手术候选人是一个重要的问题。”“改进的统计方法可以整合术前检查中获得的各种形式的成像,这可能有助于确定开放切除术与其他治疗的合适候选人。”
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