预测癫痫发作的时间
癫痫患者,听好了:想象一下,通过植入头皮下的微芯片,我们能够为你的大脑提供“天气预报”,提前预测下一次癫痫发作。
你觉得是科幻小说吗?在医院中心'Université de Montréal研究中心(CRCHUM)的两位研究人员不是:UdeM教授Dang Khoa Nguyen博士,加拿大癫痫病和大脑功能解剖学研究主席,和Élie Bou Assi。
他们正在研究识别标记物,这将使某天预测癫痫发作成为可能,或者至少能尽快检测到,这样癫痫病人就有足够的时间去安全的地方或寻求他人的帮助。
我们的目标癫痫发作预测工作是开发一种‘大脑天气报告’,能够持续提供预测,并在癫痫发作前几小时或几天警告患者。”
根据世界卫生组织的数据,全世界有超过5000万人患有癫痫,每年有近2万加拿大人被诊断出患有癫痫。这种神经系统疾病的病因各不相同,但其特征是反复发作的,通常是与大脑电活动暂时失灵有关的癫痫发作。
抗癫痫药物的存在是为了防止这些大脑中的“电闪雷鸣”。但它们只对三分之二的病人有效。
识别细微变化的算法
近年来,Nguyen的研究团队已经能够开发出算法,在颅内的大脑信号记录中,识别肉眼看不见的细微变化,这些变化是癫痫发作的前兆。
Nguyen和Bou Assi是世界上第一批探索使用交叉频率耦合的颅内脑电图记录来预测癫痫发作的人。他们首先利用公共的、开放获取的数据库测试了他们的算法在癫痫狗的脑电图上的有效性,然后又对抗药性癫痫患者的记录进行了测试。
他们研究的原创性为他们赢得了加拿大卫生研究所的资助——在最近的项目资助计划竞赛中,他们获得了5年596,700美元的资助。有了它,他们将尝试改进算法的表现,并在更多的患者身上测试它们,并使用更长的连续记录。
在考虑植入在颅骨下的“硬件”(很可能是计算机微芯片)之前,不断减少计算量是这两位科学家正在解决的主要挑战之一。
月经或睡眠期间的痉挛
为了提高基于颅内信号的算法的性能,他们正在考虑引入其他线索,比如一些患者在月经或睡眠期间出现癫痫发作的趋势。
研究小组正在考虑增加的另一个线索是所谓的癫痫“前驱症状”,15%到20%的患者报告说,他们声称在癫痫发作前几个小时更疲倦、易怒、注意力不集中。
除了通过植入电极来预测癫痫发作,该团队还致力于通过使用非侵入性的连接物体,如手表、床垫或智能服装来检测癫痫发作。
在2020年与Épilepsie Québec和加拿大癫痫联盟合作进行的一项调查中,221名癫痫患者和171名加拿大非正式看护人表示他们对这些检测工具感兴趣。
在他们看来,这些工具可以提高他们的生活质量和护理质量。“向这些人咨询对他们来说最重要的方面,有助于指导我们开发检测系统,”他的密友神经科学家布阿西(Bou Assi)说。
他和Nguyen一直在使用非侵入性技术来监测在癫痫发作期间突然“疯狂”的生理信号——比如四肢的运动、呼吸、心率和肌肉活动。
"Hexoskins "手表和床垫
例如,他们使用“智能”t恤来记录呼吸、运动和心率数据。“智能”t恤是总部位于蒙特利尔的Carré Technologies生产的hexoskin,最初是为监测职业运动员而开发的。
Bou Assi说:“在CHUM的癫痫监测单位,已经有超过60名住院患者由于己外皮而发生了近300次癫痫发作。”“我们的团队正在研究这些录音,开发出能够检测癫痫发作并发出警报的算法。
对Nguyen来说,“很明显,我们必须使用不止一种方法来有效检测癫痫发作。根据病人的情况和活动情况,智能手表、t恤、带有加速计的手镯或压力床垫将是必要的,以确保可靠性。”
在不久的将来,这两位研究人员希望通过连接的物体监测患者在家中的情况,并将自动检测的结果与患者癫痫日记中记录的观察结果进行比较。
进一步探索
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