カーネギーメロン大学の研究者らによる新たな進歩は、臨床医が薬剤耐性てんかんの原因となる脳領域を特定する方法を変える可能性がある。手術は世界中の何百万人ものてんかん患者にとって人生を変える選択肢となり得ますが、それは医師がてんかん領域、つまり発作が起こる領域を正確に特定できた場合に限ります。
生物医工学教授の Bin He 氏と彼のチームは、これを支援するために時空間スペクトル イメージング (STSI) と呼ばれる統合された機械学習ベースのアプローチを開発しました。これは、単一の計算フレームワーク内であらゆる主要なタイプのてんかん性脳信号を分析できる初のテクノロジーです。 PNAS に掲載された彼らの研究は、技術的な進歩をもたらし、非侵襲的術前計画の有望な新しい方向性を示しています。
現在、ほとんどのてんかんセンターは、発作の発症を判断するために侵襲的頭蓋内脳波検査 (EEG) 記録に依存しています。患者は、発作が自然に起こるまで数日または数週間監視される場合があります。この方法は正確ですが、時間とコストがかかり、肉体的にも負担がかかります。非侵襲的頭皮脳波検査は、より安全な代替手段として大きな可能性を秘めていますが、臨床医は、発作を起こしている組織を正確に特定するために、スパイク、高周波振動（HFO）、または発作などのどのバイオマーカーが最も信頼できるのかを明確にしていません。従来、各バイオマーカーには独自の分析パイプラインが必要であったため、それらを比較するための統一された方法が存在しませんでした。
彼の STSI フレームワークはこれを変えます。脳活動がどこで、いつ、どのような周波数で発生するかを共同で分析することで、スパイクなどの一時的なイベントや、発作や HFO などの振動イベントを画像化できます。
「初めて、1 つのアルゴリズムですべてのてんかんバイオマーカーを処理できるようになりました」と彼は強調しました。 「この統合された計算アプローチはこれまでに行われたことがありません。」
STSIを使用して、チームは42人の薬剤耐性てんかん患者からの2,081の個々のEEGイベントの複数年にわたる研究を実施しました。これは、てんかんの発生源位置特定に関して、すべての主要なてんかんバイオマーカーを厳密に定量的に比較した初めてのことであり、すべての患者データを収集したメイヨークリニックの臨床医との長年にわたる協力の成果です。
彼のグループは、HFOがスパイクと重なった場合にのみ発生する病的HFOが、てんかん誘発性の脳領域を特定するための最も正確な発作間欠期バイオマーカーであることを発見した。これらの病理学的 HFO は、侵襲的発作マッピングの約 9 ミリメートル以内でてんかん発生ゾーンの位置を特定し、実際の発作を使用して達成される 7 ミリメートルの精度に近づきました。
同氏は、「発作が起こるまで何日も待たずに、1 時間以内に病的な HFO を記録できます。精度の違いはわずか 2 ～ 3 ミリメートルです。」と説明しました。対照的に、かつては有望なバイオマーカーと考えられていた一般的な HFO のパフォーマンスは低調でした。この発見は、臨床研究全体で長年にわたる一貫性のない結果を明らかにするのに役立ちます。
この研究は、電気生理学的ソースイメージングにおける大きな概念の変化も表しています。これは、術前計画をサポートするための非侵襲的で迅速な方法を提供します。 STSI は、一過性か振動性かを問わず、あらゆる EEG または脳磁図 (MEG) 信号を分析できるため、その意味はてんかんを超えて広がります。この機能により、記憶、注意、痛み、精神疾患、および正常な脳機能を研究するための扉が開かれます。
今後を見据えて、同氏はより大規模な患者コホートでこの技術を検証し、臨床導入に備えるための新たな資金を確保したいと考えている。
「重要なのは他の人を助けることだ」と彼は言った。 「患者を数日間にわたる侵襲的なモニタリングから解放する、非侵襲的で正確な代替手段を提供できれば、大きな効果があるでしょう。私たちは専門知識を通じて患者エクスペリエンスの向上に取り組んでいます。」
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#統合脳波イメージングがてんかん手術マッピングを強化
2025-12-08 20:16:00