癫痫发作的早期预警可能是癫痫患者的游戏更换者

癫痫是最常见的神经病症之一，影响全球超过6500万。对于那些处理癫痫的人来说，癫痫发作的出现可以觉得是一个滴答作响的时间炸弹。它可能会在任何时间或任何地方发生，当在驾驶时癫痫发作期间癫痫发作时可能会产生致命的风险。

USC Viterbi工程学院的研究团队和USC的凯克医学正在解决这种危险的问题，以强大的新癫痫发作预测数学模型这将给癫痫患者在可能发生癫痫前5分钟到1小时得到准确的警告，为患者提供了更大的自由，并减少了医疗干预的需要。

这项研究发表在神经工程学报，由USC Viterbi工程学院的生物医学工程研究副教授董宋，前博士，以前的作者董嵩领导。宋的实验室研究员与Charles Liu合作，临床神经外科教授和USC神经病中心主任。另一位作者是克彻医疗中心的泰德伯格，泰德伯格，泰德伯格，伯杰·艾率综合癫痫课程的医务总监大卫帕克德院。

该数学模型的工作原理是从病人体内的电子植入物收集到的大量大脑信号数据中学习。刘和他的团队已经与癫痫病人利用可植入设备，能够以相同的方式提供对大脑电信号的持续实时监测，即脑电图（EEG）使用外部电极测量信号。新的数学模型可以采取该数据，并学习每个患者的独特脑信号，寻找前体，或显示出显示“前胰岛素”状态的脑活动的模式，其中患者面临癫痫发作的风险。

宋表示，新模型能够准确地预测癫痫发作是否可能发生在一小时内，允许患者采取必要的干预。

宋医生说:“例如，它可以很简单地提醒病人，他们的癫痫在下一个小时就要来了，所以他们现在不应该开车，或者他们应该吃药，或者他们应该去坐下来。”“或者在理想的未来，我们可以检测癫痫信号，然后通过可植入设备向大脑发送电刺激，以防止癫痫发生。”

刘说，发现对公共卫生有重大积极影响，鉴于癫痫治疗在过去一年受到大流行的严重影响。

“这是希望的，将改变我们处理癫痫的方式，这是由长期到位的需求的推动，但是被Covid突出显示并加速了，”刘说。

他说，目前，患有医学上顽治性癫痫的病人，即无法用药物控制的癫痫，会选择性地入院接受脑电视频监测。随着COVID的出现，这些选择性入院在过去一年中完全停止，全国各地的癫痫治疗项目也逐渐停止。刘说，这突出了对一种新的工作流程的需要，通过这种新工作流程，可以从头皮或硬脑膜内电极上获取脑电图记录，并在家中进行计算分析。

他说:“所以我们需要创建一个新的工作流程，这样我们就不用把病人送到重症监护病房，而是从他们家中提取记录，然后利用计算模型来完成他们在医院里本来就可以完成的所有工作。”“你不仅可以通过保持身体距离来管理病人，你还可以以一种只有技术允许的方式来衡量。”计算可以一次分析数千页的数据，而一个神经学家不能。”

发作预测模型是如何工作的

歌曲表示，新模型与先前的癫痫发作预测模型不同，因为它从患者的脑信号中提取了线性和非线性信息。

“线性是简单的功能。如果你了解零件，你可以理解整体，”宋说。“虽然非线性特征意味着即使您了解这些部件，当您扩展时，它也会有一些无法解释的紧急属性。”

“对于一些患者，线性特征更重要，对于其他患者来说，非线性特征更为重要，”宋说。

宋说，虽然其他模型在短时间内预测大脑活动，但毫秒的问题，他的团队的模型审查了延长的时间尺度。

“大脑是一种多时间尺度装置，所以我们需要了解不仅仅是在短期内发生的事情，而且将来有更多步骤，”宋说。

他说，该模型也是独一无二的，因为它是特定于患者的 - 它提取对每个患者具有重要意义的信息。因为每个大脑在指示“前近距离”状态的信号方面非常不同。

“患者彼此不同，所以为了准确预测癫痫发作，我们需要记录信号，我们需要看看很多不同的功能，我们需要有一个算法来选择最重要的预测功能，”宋说。

“我不能告诉你这是多么令人兴奋。在USC中，我们非常有兴趣创造加强我们治疗这些疾病的公共卫生维度的工具，这真的很难，”刘说

“在我们国家和世界的许多地方，癫痫学家的人数仍然相对较少。虽然他们可以在脑电图上识别许多微妙的特征，Song所创建的这种模型可以在大规模范围内识别额外的特征，以帮助我们地区和全世界数百万癫痫患者，”刘说。

哈克也是USC神经调查中心的联合主任，他表示，这项技术的临床相关性有两个重要问题。

“其中之一是，大多数癫痫患者生活在对未来的恐惧和焦虑中癫痫发作这可能会在最不合适的时刻像闪电一样袭来，也许是在开车时，或者只是在公共场合走着。一个充分的警告提供了一个关键的‘安全’机会，”赫克说。“临床的第二个相关问题是，我们有大脑植入物，智能设备，这种工程技术可以改进，给我们现有疗法的疗效带来更大的希望。”

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