同时用脑磁图和脑电图为小儿癫痫的生物标志物检测发作间期高频振动

该协议的总体目标是提供一种标准化的方法，用于使用同时记录的头皮脑电图和脑磁图对患有难治性癫痫的儿科患者的发作间期高频振荡进行可靠的无创记录检测和定位。这种方法可以帮助回答儿科癫痫中的关键问题，例如哪个脑区会引起癫痫，应在手术中切除。该技术的主要优点是它允许对癫痫儿童大脑中产生高频振荡的区域进行无创定位。

不同的研究表明，可以使用头皮 EEG 和 MEG 无创地检测到高频振荡，但只有少数研究将其发生器定位在源头水平。我们提出了通过解决逆问题获得的高频振荡的基础发生器的定位，并将其与癫痫病学家确定的进行比较。首先根据国际 10-20 系统将脑电图或 EEG 帽放在患者的头部。

清洁每个电极所在的皮肤，将头发移开，然后为每个电极涂抹凝胶。接下来，将接地电极和参比电极放在患者头部。在覆盖颞区的位置连接额外的电极，用于测量水平和垂直耳蜗图、EOG、心电图、心电图、肌电图、EMG 和额外的 EEG 电极。

然后，使用 EEG-o-meter 测量每个电极的阻抗。如果阻抗高于 10 千欧姆，请再次清洁皮肤并确保其降低到 10 千欧姆以下。将四个 HPI 线圈放在 EEG 帽上。

使用数字化器获取基准标志的位置，包括左/右耳前点和鼻翼，以及 HPI 线圈和 EEG 电极的位置。数字化其他头部点以获得精确的头部形状。然后，将患者转移到磁屏蔽室 （MSR），那里是脑磁图 （MEG） 系统所在的位置。

让病人躺在床上。将他们的头部放入 MEG 头盔中，并在患者的头部下方涂抹适当的护垫以获得舒适感。在扫描仪中调整患者的头部位置，确保其位于头盔中尽可能深的位置。

最后，关闭 MSR 的门，并通过对讲系统与患者交流。单击 MEG 采集软件中的开始按钮开始记录。在线检查所有记录的信号，并使用传感器调谐器修复不良的 MEG 通道。

接下来，通过单击 MEG 采集软件中的测量按钮来测量患者的头部位置。如果感觉阵列没有很好地覆盖患者的头部，请患者将他或她的头部更深地移入头盔中。然后，在 MEG 采集软件中，单击记录按钮以记录 MEG、EEG 并获取 60 分钟的外围记录。

录制完成后，打开 MSR 并将患者从 MSR 房间中取出。轻轻取下所有胶带、电极、HPI 线圈和 EEG 帽。最后，在护送患者离开测试空间后，在没有患者在场的情况下记录空 MSR 的磁信号两分钟。

首先在分析软件中打开数据。显示 EEG 和 MEG 数据，每个页面有两个垂直对齐的窗口，每页 10 秒。转到滤波器选项卡，将高通滤波器设置为 1 赫兹，将低通滤波器设置为 70 赫兹，陷波滤波器设置为 50 或 60 赫兹。

检查数据并确定发作间期癫痫放电或 IED 的部分。标记 EEG 和 MEG 数据中出现的每个 IED 的峰值。运行算法，使用 IED 自动检测脑电数据部分的 HFO，并将检测到的 HFO 导入软件以进行数据可视化。

要查看检测到的 HFO 事件，请显示 EEG、MEG 和外周记录，每页垂直对齐的窗口为 2 秒。转到 filter 选项卡，将低通滤波器设置为 250 赫兹，将高通滤波器设置为 80 赫兹。为确保检测到的 HFO 不是由于伪影引起的，请验证外围设备录制内容中没有并发活动。

此外，只考虑在 EEG 和 MEG 信号中发生的 HFO 事件，而忽略与标记的 IED 不重叠的 HFO。接下来，分割患者的 MRI 并使用脑成像分析软件获得皮质表面，并使用边界元方法估计正向模型。对于每个 HFO 事件，使用均值或 WMEM 方法上的小波最大熵对 EEG 和 MEG 数据执行源定位。

沿事件持续时间对本地化结果进行平均，以获取源本地化地图。最后，在皮质表面可视化 HFO 区，使用 EEG 和 MEG 数据应用最大激活幅度的 60% 的阈值。在这些患者示例中，在 80 至 150 赫兹的纹波频带中发现了 HFO，这些纹波频带发生在 EEG 和 MEG 以及覆盖的 IED 中。

两个代表性的 EEG 和 MEG 通道的时频平面显示了 HFO 时的典型孤立峰值。在这里，显示了一名患有右大脑中动脉区域脑软化症的 15 岁女孩的头皮 EEG 和 MEG 的 HFO 定位结果。两种技术都将 HFO 定位在病变附近的靠近右颞顶交界处的位置，尽管它们略有不同。

这里显示了一名患有左顶上颞叶脑软化症的 11 岁男孩的结果。该图显示了用头皮 EEG 和 MEG 无创定位的 HFO 区、由 MEG 定位的 IED 以及用 iEEG 有创定位的 HFO 区之间的空间一致性。HFO 数量最多的颅内电极 LA51 、 LA52 和 LA53 的位置与非侵入性定位的 HFO 活性一致，并且它们都与癫痫发作区重叠。

这是第一项报告发作间期高频振荡与同步 EEG 和 MEG 记录的定位的研究，该研究还调查了定位结果与颅内记录结果的一致性。高频振荡的无创记录、检测和定位具有挑战性，因为 HFO 是由立方毫米量级的小大脑区域产生的非常微弱的信号，并受到噪声和背景大脑活动的阻碍。到目前为止，很少有研究能够证明可以使用脑电图和脑磁图无创地检测到高频振荡，并通过解决逆问题来定位这种活动。

掌握、改进、评估拟议的方案将为医生提供可靠、无创可记录的生物标志物，用于识别致癫痫区。生物标志物的开发有可能减少对长期监测和有创颅内记录的需求，并显着改善儿科癫痫患者的术前评估程序。