文摘gydF4y2Ba
癫痫是指看似随机发生自发性癫痫发作。预测癫痫发作的能力将使预防治疗策略。中央但未解决的问题涉及的关系癫痫发作痫性放电的时间波动率(这里称为发作癫痫样的活动,IEA),大脑易怒的标记观察癫痫的脑电图(EEG)之间。在37个科目与植入大脑刺激装置,检测机构和癫痫发作多年,我们发现IEA振荡与生理和科目的multidien(天)时期。Multidien周期的研究,通常20 - 30天的时间,是健壮的和相对稳定的长达10年的男性和女性。我们表明,癫痫发生在上升阶段优先multidien IEA的节奏。从生理和multidien IEA节奏结合阶段信息提供了一个新颖的生物标志物,用于确定相对发作风险有一个很大的效果在大多数主题。gydF4y2Ba
介绍gydF4y2Ba
每日,每月在癫痫发生自古代以来描述模式gydF4y2Ba1gydF4y2Ba但直到最近量化,揭示生理gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba3gydF4y2Ba,gydF4y2Ba4gydF4y2Ba,集群组织gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba6gydF4y2Ba。这样的存在表明,大脑活动模式被长时间尺度。尽管最近进展使用特性预测即将到来的癫痫发作的大脑活动gydF4y2Ba7gydF4y2Ba,gydF4y2Ba8gydF4y2Ba,gydF4y2Ba9gydF4y2Ba,gydF4y2Ba10gydF4y2Ba,争议仍然是关于癫痫发作和发作痫性放电之间的关系(例如,spike-waves polyspikes,快速振荡)gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba12gydF4y2Ba,gydF4y2Ba13gydF4y2Ba。这些病态的速度排放(这里称为发作癫痫样的活动,IEA)随时间波动,并可能增加或减少癫痫发作之前。这表明,国际能源署和癫痫发作可分离的但受到共同的过程gydF4y2Ba14gydF4y2Ba,一个可能是周期性的。这样一个过程需要长期的观察记录大脑活动捕获多个周期gydF4y2Ba15gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
最近,fda批准的闭环植入式脑刺激器检测和治疗癫痫(NeuroPace公司RNS®系统,以下简称“RNS系统”)提供了一个前所未有的机会与颅内录音监控人类大脑活动持续多年。RNS系统包括一个可编程的神经连接到颅内电极记录神经活动在癫痫的焦点或焦点。存储原始脑电图的设备有限,但可定制的算法被用来记录每项痫性放电(IEA)和时间戳的发作。这些数据集非常适合IEA节奏在长时间尺度的分析。在这里,使用小波变换分解IEA时间序列,我们确定multidien节奏gydF4y2Ba16gydF4y2Ba与周期长度是可变的,但相对稳定,男性和女性受试者在年的记录。癫痫发生优先的天的:multidien节奏,独立的周期长度。特定的生理时间发作是多变量的主题,但我们表明,在个体层面,multidien和昼夜IEA节奏co-determinants发作风险。gydF4y2Ba
结果gydF4y2Ba
主题gydF4y2Ba
我们研究了37个科目(22岁男性;年龄范围22-58)与癫痫被植入RNS系统(无花果。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)批准临床适应症。领导位置包括中间的时间(gydF4y2BaNgydF4y2Ba= 23)和皮层区域(gydF4y2BaNgydF4y2Ba= 14),是两国在20(补充表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)。记录时间是3个月到9.9岁(平均:2.3 y)。在这项研究中,国际能源机构被定义为每小时率检测的痫性放电使用科目的算法由临床医生(补充图设计的。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
生理特性和multidien IEA的节奏gydF4y2Ba
我们格式化IEA率(无花果。gydF4y2Ba1 b, cgydF4y2Ba)连续时间序列和应用小波变换来解决组件韵律性的国际能源署(信号处理步骤中详细描述补充无花果。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。个别科目(图显示明显的生理变化。gydF4y2Ba1 d hgydF4y2Ba),multidien节奏也明显在日常平均能源机构策划长期(无花果。gydF4y2Ba1 e i, j,gydF4y2Ba补充图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。频谱分解(无花果。gydF4y2Ba1 f, ggydF4y2Ba)在次昼夜的显示预期的峰值(12 h)和昼夜(24小时)的节奏gydF4y2Ba3gydF4y2Ba,gydF4y2Ba17gydF4y2Ba,gydF4y2Ba18gydF4y2Ba-33天,以及长周期的研究(5.5)在大多数主题(无花果。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba补充图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。中位数multidien昼夜峰值振幅比为1.4 (0.4 - -5.7;> 1.0在27个主题),这表明multidien节奏强劲如昼夜节律在大多数主题。最常见的周期的研究是天(26 - 30日gydF4y2BaNgydF4y2Ba= 18)其次是20 - 22天(gydF4y2BaNgydF4y2Ba= 16,图。gydF4y2Ba2 bgydF4y2Ba)。Intra-subject自相关系数在频域随着时间的推移,高于0.5(0.72±0.07,补充图。gydF4y2Ba5 a, b, egydF4y2Ba),反映出相对稳定的节奏。Intra-subject周期图来自bihemispheric录音的相关性为0.93±0.05 (gydF4y2BaNgydF4y2Ba= 8,补充图。gydF4y2Ba5 c, dgydF4y2Ba),这表明IEA节奏在结构上不同的癫痫病灶粘住。所有受试者表现出昼夜节律的12 h谐波和一些科目也有谐波multidien节奏,例如峰值为7.5和15天(补充图。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba)。无监督聚类的周期图基于他们对主成分系数(补充图。gydF4y2Ba7gydF4y2Ba显示multidien节奏的三种模式:(i)每周和每两周(gydF4y2BaNgydF4y2Ba对tri-weekly = 9), (2) (gydF4y2BaNgydF4y2Ba= 12),和(3)月(gydF4y2BaNgydF4y2Ba= 16)峰值(无花果。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。这种分析主要是对可视化的目的,没有强大的分类数据的分离。相反,时间是一个连续的范围,有时两个或三个山峰在同一主题(图。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba补充图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。主题展示这些模式的地区癫痫发作之间没有显著性差异(gydF4y2BapgydF4y2Ba= 0.87,gydF4y2BaχgydF4y2Ba2gydF4y2Ba以及)。男性和女性受试者表现出类似的分布的周期的研究(gydF4y2BapgydF4y2Ba= 0.87,gydF4y2BaχgydF4y2Ba2gydF4y2Ba以及,无花果。gydF4y2Ba2 bgydF4y2Ba)。Multidien节奏仍明显在时候的刺激功能RNS(补充图系统是禁用的。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
相分析IEA峰值与昼夜的时间gydF4y2Ba
补充这种力量与时间信息分析,分析阶段生理IEA节奏显示峰值一致持续与给定小时所有科目(gydF4y2BapgydF4y2Ba< 0.001,综合测试,无花果。gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。无监督聚类显示三组峰下午4点左右,下午2点,6点,这可能代表不同的机构类型gydF4y2Ba19gydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。这些发现与之前的研究一致显示峰值夜间发生的能源机构独立的癫痫发作的地区(gydF4y2BapgydF4y2Ba= 0.14,gydF4y2BaχgydF4y2Ba2gydF4y2Ba以及)gydF4y2Ba3gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
相分析的发作时间相对于IEA的节奏gydF4y2Ba
接下来,我们研究癫痫的关系阶段的潜在生理和multidien IEA节奏在主题的一个子集(gydF4y2BaNgydF4y2Ba= 14)为谁没收RNS系统是高度可靠的检测(~ 2%的假阳性,估计看到方法部分)。平均发作率在这些主题范围从一个每天每17天没收到32癫痫,癫痫发作的总数中值为325(范围74 - 115154)。圆形统计发作时间确认重大夹带生理和multidien节奏在12和13 14个科目,分别为(综合测试,gydF4y2BapgydF4y2Ba值在无花果。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。学科之间,平均锁相值(PLV,等于合向量长度)是类似的生理和multidien节奏(无花果。gydF4y2Ba4gydF4y2Baa、b;gydF4y2BapgydF4y2Ba= 0.63,Wilcoxon测试),这表明癫痫的强烈被绑定为一个给定的阶段multidien节奏昼夜节律。然而,人口的角度明显不同(gydF4y2BapgydF4y2Ba= 0.002,柯伊伯测试),从低谷到高峰的昼夜节律,从:multidien节奏的高峰。癫痫是因此耦合multidien在更小范围内的节奏比昼夜节律的阶段。生理和multidien PLVs弱(皮尔森相关gydF4y2BargydF4y2Ba= 0.36,gydF4y2BapgydF4y2Ba= 0.20)。进一步探索生理之间的关系和multidien时机,个别癫痫映射在生理和multidien相空间(见部分和图的方法。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba),揭示癫痫的首选昼夜不相关的分组和multidien阶段独立于底层的时期(无花果。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba)。Multidien PLVs与发作率负相关(皮尔森gydF4y2BargydF4y2Ba=−0.7,gydF4y2BapgydF4y2Ba= 0.005,补充图。gydF4y2Ba8gydF4y2Ba)。因此,癫痫发作更紧密耦合的首选multidien阶段受试者低或中度发作率(多数在这项研究)发作率高的学科。gydF4y2Ba
癫痫风险调制由生理和multidien节奏gydF4y2Ba
我们估计效果的差异在受试者通过计算发病的风险在给定的生理或multidien阶段相对于没有发作的风险在同一阶段。当结合相位信息的潜在生理和multidien节奏,我们发现小(风险比(RR) 1.2, 95%置信区间CI: 1.1 - -1.3)非常大的效应大小(RR 24.5, 95%置信区间CI: 3.4 - -175.9)和低发作率高的受试者,分别和一个大学科之间效果总结(未加权的相对危险度6.8,95%可信区间:3.1 - -15.1,无花果。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba)。虽然相对调制癫痫发生的生理和multidien节奏不同学科之间,最高的风险率被发现在两个关键阶段(图相结合。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba)。当multidien和昼夜节律都是反相,癫痫是罕见的在14 5个科目(S3, S5, S24, S30, S33)。gydF4y2Ba
讨论gydF4y2Ba
我们的研究结果表明,除了众所周知的昼夜节律,IEA波动multidien放缓节奏,不同学科在学科多年但相对稳定。此外,癫痫发生优先在狭窄的阶段这些生理和multidien节奏。因此,癫痫是由潜在的生物节律,运行在多个时间尺度,共同调节发作风险。gydF4y2Ba
先前的定量方法的应用慢性颅内录音发作持续时间分布特征和优雅inter-seizure间隔gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba,建立了幂律关系连接过去和未来发作gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,生理和次昼夜的模式识别gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba3gydF4y2Ba,gydF4y2Ba4gydF4y2Ba。一项研究使用一个在时域自相关方法发现循环模式的能源机构持续时间从星期1月有限数量的科目gydF4y2Ba4gydF4y2Ba。这里我们利用更长的录音和频域统计分析研究设计在任何范围内振荡。说明我们的研究是杰出的multidien节奏在大多数科目,经常与震级大于生理调制。这是非凡的multidien节奏在场所有秘密,尽管多数没有明显的周期性的癫痫,强调监测机构的价值作为疾病活动的生物标志物。与之前相比贡献gydF4y2Ba4gydF4y2Ba从我们的工作,关键的见解是,学科之间不同焦癫痫,发作时间取决于阶段的multidien节奏,说明癫痫倾向于形成集群长期依赖关系gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba。这种现象只能说明长时间尺度的录音机构和癫痫发作,和更广泛使用这种时间透镜的重要性观点和预测癫痫发作动力学是概念上的一大进步。事实上,pre-seizure活动的时间窗与癫痫相关预测可能在几天而不是几个小时的规模gydF4y2Ba10gydF4y2Ba,gydF4y2Ba21gydF4y2Ba。总体而言,癫痫发生是最好的解释将生理信息和multidien节奏。可靠的实时发作预报可能会涉及多个特性的组合函数的个体的癫痫,包括过去和现在发作特点和短期和长期能源机构的趋势。Multidien和昼夜节律可能最有预测力的主题的一个阶段偏好低或中度发作率最高。gydF4y2Ba
本文提供的数据,基于分析成千上万的癫痫,帮助协调相互矛盾的证据有关机构之间的关系和癫痫发作。先前的研究已经报道,IEA的增加,减少,或癫痫发作之前保持不变gydF4y2Ba4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba22gydF4y2Ba癫痫发作后,IEA趋势也变量gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba23gydF4y2Ba,gydF4y2Ba24gydF4y2Ba。癫痫优先发生在multidien IEA周期的上升阶段,但是,在一个特定的主题,这可能与生理IEA的高峰或低谷周期gydF4y2Ba4gydF4y2Ba也许解释短时间尺度的研究,观察每小时更新的能源机构的变化,可以得出看似矛盾的结论。同样,日常能源机构不得解释发作时间的变化以及底层缓慢振荡的相位。我们研究的一个主要优势是,慢性录音是在流动的实验对象在自然条件下,即,而逐渐减少抗癫痫药物,这是典型的急性住院记录和影响国际能源机构gydF4y2Ba24gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
我们的研究结果挑战直接的概念,可概括的机构之间的关系和癫痫发作和支持一个假设,这些现象下的共变差的影响因素在多个时间尺度。缓慢的介电常数变量最近被确定癫痫的一个优雅的数学模型gydF4y2Ba25gydF4y2Ba和我们的研究结果支持一个不明因素的存在(或因素)调节癫痫缓慢波动gydF4y2Ba26gydF4y2Ba,可能是通过改变大脑的新陈代谢gydF4y2Ba27gydF4y2Ba或电路功能gydF4y2Ba28gydF4y2Ba。进一步分析IEA的崛起和衰变动力学波动可能是信息关于潜在的生物学机制。我们推测,看似独立的生理和multidien振荡器事实上可能被荷尔蒙co-modulated,遗传,环境gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba,睡眠周期gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba,和行为因素gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba。对癫痫发作发生在catamenial荷尔蒙的影响gydF4y2Ba32gydF4y2Ba,gydF4y2Ba33gydF4y2Ba,一个15岁的女受试者癫痫发作与月经周期有关gydF4y2Ba32gydF4y2Ba,gydF4y2Ba33gydF4y2BaIEA自行车13岁和26天。然而,我们观察到类似的男性的韵律性,所以catamenial自行车不能解释我们的结果。gydF4y2Ba
这项研究有一定的局限性。我们的学科,医学上难治性局灶性癫痫,癫痫患者可能并不代表所有。这些学科也得到了治疗脑刺激。我们不能排除这种可能性,刺激影响我们观察到的节奏,但这些节奏,尽管参数稳定性的变化,包括关闭刺激,强烈反对。考虑到病人的主观报告是出了名的不准确量化gydF4y2Ba34gydF4y2Ba,系统的负偏压对某些癫痫类型(遗忘和夜间),我们集中研究的客观量化电记录的发作与设备记录,而不是临床发作。可能是临床发作IEA节奏的独特关系gydF4y2Ba22gydF4y2Ba,但我们的研究结果是一致的近80岁的观察,临床发作证明男性和女性的multidien周期的研究gydF4y2Ba26gydF4y2Ba。IEA计数分析这里取决于检测参数动态调整根据临床适应症,和RNS系统商店有限连续生脑电图。检测灵敏度的影响绝对IEA计数的变化,但我们的统计方法占这个依靠相对波动的时期内常数检测设置。最后,我们的研究是回顾性的,但利用知识的科目的multidien和昼夜节律对未来癫痫预测仍然是未来工作的主要目标。gydF4y2Ba
在情绪障碍Multidien节奏已确定gydF4y2Ba35gydF4y2Ba,睡眠模式gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba,和心血管生理学gydF4y2Ba36gydF4y2Ba在癫痫,他们的作用将进一步燃料调查潜在的生物学机制。似乎一个内分泌基础gydF4y2Ba37gydF4y2Ba,gydF4y2Ba38gydF4y2Ba。例如,皮质醇水平呈正相关,IEA在某些形式的癫痫gydF4y2Ba39gydF4y2Ba、内生neurosteroids荷尔蒙调节器的GABA受体,会随着时间变化而波动,具备抗惊厥的属性gydF4y2Ba40gydF4y2Ba。这些机制的知识和能力预测癫痫发作风险加剧的时代可能启用动态,个性化治疗策略gydF4y2Ba41gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
方法gydF4y2Ba
主题gydF4y2Ba
我们招募了37个科目(男性)22日曾植入RNS系统纯临床适应症至少3个月,9.9年(平均:2.25年)在两个神经学中心(加州大学,旧金山,首页gydF4y2BaNgydF4y2Ba= 11,加州太平洋医疗中心gydF4y2BaNgydF4y2Ba= 26)。这两个机构审查委员会批准了研究和书面知情同意是获得所有科目。受试者不同的局灶性癫痫(补充表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)。适应症与RNS系统而不是resective手术治疗包括双边癫痫定位(时间和额),癫痫发作引起的雄辩的皮层(电机和视觉),和以前的侧切除。gydF4y2Ba
数据选择gydF4y2Ba
检测RNS痫性活动的系统依赖于用户可配置的工具(线路长度、曲线下的面积和带通滤波)的阈值优化检测癫痫发病模式gydF4y2Ba42gydF4y2Ba。与以前的例子痫性活动RNS系统检测到的已报告gydF4y2Ba3gydF4y2Ba和补充图所示。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。每小时检测计数存储RNS系统在过去的28天,连续只要主题下载设备数据至少这通常。对于每个主题,我们丢弃的数据记录从植入的日子直到发作和能源机构实现可靠的检测在头几个门诊访问(中位数的访问数量:2,范围:1 - 11)几个月后(中位数:29天,范围:2 - 90天;补充图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。16个受试者没有下载设备数据定期检测结果有差距的。包含差距超过6天的数据被认为是不连续和分析在不同的段。< 90天的数据差距包围被丢弃。间隔6天内插(见下文)。一个主题(S4) resective手术和设备继续记录。这些数据被丢弃。用于可视化每日平均24小时计数得到的数据在同一个日程表日期,但实际分析原计时计数数据。gydF4y2Ba
由于内存限制,RNS系统只能存储有限数量的原始脑电图在给定的时间。癫痫发作与RNS系统检测而不是依赖代理标记,long-epileptiform活动(LEA;也称为“长集”gydF4y2Ba3gydF4y2Ba,gydF4y2Ba42gydF4y2Ba),它发生在clinician-specified的EEG信号符合检测标准的时间长度(通常情况下,每个主题的最小时间的电记录的发作;LEA持续时间为本研究范围从15到40多岁,平均为26.8。像检测计数,LEA时间戳信息存储装置和用于分析。尽管通常一个可靠的代理癫痫发作gydF4y2Ba43gydF4y2Ba,LEA也可以代表时代的丰富能源机构不符合标准电记录的发作gydF4y2Ba44gydF4y2Ba(补充图。gydF4y2Ba1 bgydF4y2Ba)。为了避免污染发作分析这样的假阳性,我们计算为每个主题的阳性预测值(PPV)的LEA电记录的癫痫(补充图。gydF4y2Ba1 cgydF4y2Ba)。对于每一个主题,在有执照epileptologist (V.R.R.)评估个体LEA是否与真正的电记录的癫痫通过可视化地回顾相应的脑电图。在可能的情况下(< 300 LEA 10科目),所有个人综述了脑电图和每个被贴上一个电记录的发作(真阳性)或其他LEA比电记录的发作(假阳性)。的科目太多LEA脑电图全面审查(gydF4y2BaNgydF4y2Ba> 300,100年27科目)脑电图是随机选择从时代与稳定检测设置,每个时代的PPV进行了计算。主题(gydF4y2BaNgydF4y2Ba= 3)曾< 20 LEA被排除在统计分析,因为这是太低的数量基于直方图统计方法(见下文)。总的来说,我们包括14个学科为谁LEA癫痫是一个可靠的代理(PPV > 90%;意思是98%,射程92 - 100%;补充表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)。因此,我们估计,这里使用< 2%的LEA实际上可能持续IEA的列车,其余代表真正的电记录的癫痫发作。gydF4y2Ba
时间序列和小波分析gydF4y2Ba
每小时IEA数归一化(gydF4y2BazgydF4y2Ba分数)分别通过块记录之间的诊所访问,以确保稳定的检测为每个块设置和抗癫痫药物。连续时间序列是通过连接这些单独的块。权力和阶段的每小时IEA计数时间序列得到使用小波变换Morlet 89段垃圾箱(尺度)随着间距:1.2 h之间的2.4和31.2 h, h之间的33.6和2.4 48 h, 4.8 h之间2.2和4 d, 12 h之间4.5和10 d,和24小时11至45 d。空白录音,如果相对较短,被方法类似于地质统计学克里格插值和气候学研究gydF4y2Ba45gydF4y2Ba(补充图。gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。对于每一个缺口,方差计算两个窗户,之前和之后的差距(每个都有相同的长度差距本身)。方差是用来把生成的伪随机数据的归一化曲线周围集中趋势线直接连接上面的两个peri-gap窗口的方法。这个过程对于每个执行差距,只有被分析差距比20%的短段(例如,2天的插值允许一段10天)。空白处理以增加持续时间顺序,这样更高频率没有受到篡改表现较低频率的影响。此外,小波频谱的影响区域的锥,形状根据周期长度,边缘效应阻碍准确周期估计是丢弃在四肢和差距太宽被替换。数据可以表示为一个谱图的权力或阶段(时频分析)在四肢和排除数据差距(补充图。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。力量指数周期图估计为每个单独的规模(本)的平均随时间的平方根复小波系数的绝对值。主成分分析的所有单个周期图(补充图。gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)被用来提取复发模式。一分之六的组件被选为他们解释了在频域总方差的98.7%。平均周期图计算三个单独的集群通过k - means(余弦距离,排名3)主成分系数(图。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。山峰在周期性被定义为一个正到负零交点周期图的导数。gydF4y2Ba
瞬时相位分析gydF4y2Ba
阶段在每个时间点计算一个乐队在频域的小波系数对应于高峰期±33.3%(如24±8 h,或15±5 d),以适应周期性的变化。因此,在每个时间点,最强大的频率范围内最有影响的阶段。周期长度的平均值和方差计算使用两个连续的阶段之间的距离值的零,不含缺口。昼夜痫性活动直方图峰值出现在1小时内通过计算获得垃圾箱(24箱,无花果。gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。发作期直方图得到通过计算出现在垃圾箱(18箱- 20度阶段gydF4y2BaπgydF4y2Ba到+gydF4y2BaπgydF4y2Ba)对生理和multidien节奏(无花果。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。同样的,计算得到的平均振幅归一化数据的平均值和标准偏差为所有跨度为阶段包含在这些箱子。如果不止一个multidien峰值周期图中,我们用最短的(第一个)multidien周期性评估瞬时相位。可视化的目的,信号重构的高峰时期±33.3%使用逆小波变换(无花果。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba和补充图。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。相空间表示允许研究癫痫风险相关生理与multidien阶段。散点图帮助可视化这些关系抽象multidien时期不同主题的事实。gydF4y2Ba
统计数据gydF4y2Ba
样本大小是由数据的可用性。先前的研究已经表明定量分析这些数据集的相对较少的科目gydF4y2Ba5gydF4y2Ba(尽管样本容量相当大数量的科目和记录时间)。圆形统计可以试应用,我们调查了复现性在所有科目在我们的数据集。只有预先设定的排除标准长度的连续记录< 3个月,我们排除了七个最近植入对象出于这个原因。考虑到观测研究的本质,没有复制测量随着时间的推移本身,虽然这些长录音和自相关分析(补充图。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba)作为受试的技术措施可复制性。值表示为平均值±标准偏差(SD)和绘制点和误差,除非另有指定。分类分布(性别和癫痫定位),我们进行了gydF4y2BaχgydF4y2Ba2gydF4y2Ba以及。对于连续变量,我们执行一个Wilcoxon测试。自我的平均周期图评估在每个时间点在频域中使用皮尔逊系数和平均总长度的记录为每个单独的。与双边植入和八个科目> 3个月的双边录音,皮尔森系数计算周期图来自每个站点。其他相关性评估使用线性模型和拦截和f统计量与一个常数模型。发作率的对数转换回归模型,因为它有一个对数分布。分析阶段使用循环统计2012 Matlab工具箱菲利普博士焦点gydF4y2Ba46gydF4y2Ba包括函数循环的意思是,圆形的标准差和合成矢量。我们使用了圆形变体的k - means聚类的角度。我们使用了混合(或Hodges-Ajne)测试计算统计显著性不均匀角分布的零假设(均匀分布),而不是更多的古典瑞利测试,因为一些角双峰分布,特别是在昼夜节律。我们使用了柯伊伯测试(模拟为圆形Kolmogorov-Smirnov测试数据)来计算统计区别两个角人群,因为它没有在底层的分布假设。这些描述性统计、聚类方法和测试循环域等价的线性域但他们考虑角度翻转gydF4y2BaπgydF4y2Ba-gydF4y2BaπgydF4y2Ba,创建数值不连续。均值合成矢量相位一致性的度量是一个人口的角度。是由矢量平均向量的每一个阶段统一的长度等于1。因此,意味着合成矢量的角度代表人口的平均角和它的长度(锁相值,PLV)代表色散(值接近于零)或浓度(值接近1)构成角度。鉴于PLV是一个连续变量线性变化从0到1,我们使用一个Wilcoxon测试比较人口中位数。研究这个指标的稳定性随着时间的推移,我们计算重复PLVs每三个月一年包括数据(±6个月在每个时间点,无花果。gydF4y2Ba4 fgydF4y2Ba)。研究癫痫风险地图为每个单独的主题,我们在相空间被扣押计数到324年(18×18)20度生理和multidien阶段组合元素。减少噪音,我们用2 d高斯平滑结果内核生成两个标准偏差在±40度。每一个垃圾桶,含有癫痫发生的数量在给定的相结合,先后代表真正的阳性(TP),而发作数在323其他箱子假阴性(FN)表示。假阳性(FP)发生的数量给定阶段的组合(没有发作),和真正的负面(TN)是所有其他阶段组合(没有发作)。风险率计算gydF4y2Ba\ \(压裂{{{\ rm TP} / ({\ rm TP + FP})}} {{{\ rm FN} / ({\ rm TN + FN})}} \)gydF4y2Ba。这样做是为每一个本导致的风险factor-seizure协会的地图(无花果。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba)。因此,风险比考虑癫痫发作观察到的数量在给定的相结合,给定主题的发作率,找到给定的概率相结合的阶段。这些地图是学科之间平均对齐后的首选生理和multidien阶段(无花果。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba)。除了这个风险率的可视化地图,我们估计全球效应值为每个单独的置信区间,通过分组垃圾箱的地图同步(“风险因素”)或反相的首选角(±90°),计算这两类(图之间的风险率。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba)。这样做是对生理和multidien节奏的独立和组合两个阶段(使用工会布尔操作符)。最后,我们显示风险比率作为森林图和计算影响大小总结学科之间度量使用两种方法:(i)一个简单的未加权的平均比例和标准错误的风险,和(2)一个随机效应风险率的加权平均和标准错误(风险率差异被认为是随机,无花果。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba)gydF4y2Ba47gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
数据可用性gydF4y2Ba
本研究使用的数据和代码可从相应的作者在合理的请求。gydF4y2Ba
引用gydF4y2Ba
Temkin, O。gydF4y2Ba癫痫:癫痫的历史从古希腊到现代神经学的开端。首页gydF4y2Ba(约翰·霍普金斯大学出版社,1994)。gydF4y2Ba
Duckrow r . b . & Tcheng t . k .日变化在人类探测到一个颅内脑电图特征神经反应系统。gydF4y2BaEpilepsiagydF4y2Ba48gydF4y2Ba,1614 - 1620 (2007)。gydF4y2Ba
斯宾塞,d . c . et al .生理和次昼夜的痫性放电模式相差seizure-onset位置在长期动态颅内监控。gydF4y2BaEpilepsiagydF4y2Ba57gydF4y2Ba,1495 - 1502 (2016)。gydF4y2Ba
卡,p . j . et al .发作高峰和癫痫发作:他们的关系和潜在的韵律性。gydF4y2Ba大脑gydF4y2Ba139年gydF4y2Baaww019 - 1078 (2016)。gydF4y2Ba
厨师,m . j . et al。人类局部癫痫发作的特点是人口的固定的时间和间隔。gydF4y2BaEpilepsiagydF4y2Ba57gydF4y2Ba,359 - 368 (2016)。gydF4y2Ba
厨师,m . j . et al。癫痫脑揭示长期记忆的动态过程。gydF4y2Ba前面。神经。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba471 (2014)。gydF4y2Ba
毛石,d R。,Karoly, P. J. & Cook, M. J. A forward-looking review of seizure prediction.咕咕叫。当今。神经。gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba1 - 7 (2017)。gydF4y2Ba
Gadhoumi, K。,Lina, J.-M., Mormann, F. & Gotman, J. Seizure prediction for therapeutic devices: a review.j . >。方法gydF4y2Ba260年gydF4y2Ba,270 - 282 (2016)。gydF4y2Ba
厨师,m . j . et al。预测癫痫发作可能与长期植入耐药性癫痫患者发作咨询系统:第一次作用于人体的研究。gydF4y2Ba柳叶刀神经。gydF4y2Ba12gydF4y2Ba,563 - 571 (2013)。gydF4y2Ba
Brinkmann, b . h . et al。众包复制人类和犬类癫痫发作预测。gydF4y2Ba大脑gydF4y2Ba139年gydF4y2Ba,1713 - 1722 (2016)。gydF4y2Ba
Gotman, j . & Marciani m . g .脑电图仪的活动激增,药物水平,癫痫患者的发作发生。gydF4y2Ba安。神经。gydF4y2Ba17gydF4y2Ba,597 - 603 (1985)。gydF4y2Ba
Avoli, M。,Biagini, G. & de Curtis, M. Do interictal spikes sustain seizures and epileptogenesis?癫痫咕咕叫。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,203 - 207 (2006)。gydF4y2Ba
Staley k . j . &杜德克f . e .发作和epileptogenesis峰值。gydF4y2Ba癫痫咕咕叫。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,199 - 202 (2006)。gydF4y2Ba
Gotman j .激增发作和癫痫发作之间的关系:人类和实验证据。gydF4y2Ba可以。j .神经。科学。gydF4y2Ba18gydF4y2Ba,573 - 576 (1991)。gydF4y2Ba
Papo, d .时间尺度在认知神经科学。gydF4y2Ba前面。杂志。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba86 (2013)。gydF4y2Ba
Bromage, t . g . et al .猪血浆代谢物记录。gydF4y2Ba《公共科学图书馆•综合》gydF4y2Ba11gydF4y2Bae0145919 (2016)。gydF4y2Ba
安德森,c . T。Tcheng, t·K。,Sun, F. T. & Morrell, M. J. Day–night patterns of epileptiform activity in 65 patients with long-term ambulatory electrocorticography.j .中国。Neurophysiol。gydF4y2Ba32gydF4y2Ba,406 - 412 (2015)。gydF4y2Ba
Karafin, M。,St. Louis, E. K., Zimmerman, M. B., Sparks, J. D. & Granner, M. A. Bimodal ultradian seizure periodicity in human mesial temporal lobe epilepsy.癫痫发作gydF4y2Ba19gydF4y2Ba,347 - 351 (2010)。gydF4y2Ba
崔s . J。,Joo, E. Y. & Hong, S. B. Sleep–wake pattern, chronotype and seizures in patients with epilepsy.癫痫Res。gydF4y2Ba120年gydF4y2Ba19到24 (2016)。gydF4y2Ba
卡,p . j . et al .爆发人类局灶性癫痫的发作的长期记录。gydF4y2BaEpilepsiagydF4y2Ba58gydF4y2Ba,363 - 372 (2017)。gydF4y2Ba
Mormann F。,Andrzejak, R. G., Elger, C. E. & Lehnertz, K. Seizure prediction: the long and winding road.大脑gydF4y2Ba130年gydF4y2Ba,314 - 333 (2007)。gydF4y2Ba
克里,et al。小说的时空分析peri-ictal飙升探测峰值的关系,在癫痫发作。gydF4y2Ba安。生物医学。Eng。gydF4y2Ba42gydF4y2Ba,1606 - 1617 (2014)。gydF4y2Ba
Janszky, j . et al .时空癫痫活动之间的关系,在颞叶癫痫发作高峰。gydF4y2Ba癫痫Res。gydF4y2Ba47gydF4y2Ba,179 - 188 (2001)。gydF4y2Ba
斯宾塞,S·S。,Goncharova, I. I., Duckrow, R. B., Novotny, E. J. & Zaveri, H. P. Interictal spikes on intracranial recording: Behavior, physiology, and implications.EpilepsiagydF4y2Ba49gydF4y2Ba,1881 - 1892 (2008)。gydF4y2Ba
Jirsa诉K。,Stacey, W. C., Quilichini, P. P., Ivanov, A. I. & Bernard, C. On the nature of seizure dynamics.大脑gydF4y2Ba137年gydF4y2Ba,2210 - 2230 (2014)。gydF4y2Ba
格里菲斯、通用汽车和福克斯,j . t .癫痫的节奏。gydF4y2Ba《柳叶刀》gydF4y2Ba232年gydF4y2Ba,409 - 416 (1938)。gydF4y2Ba
Huberfeld, g . et al . Glutamatergic pre-ictal排放出现在人类的过渡到发作癫痫。gydF4y2BaNat。>。gydF4y2Ba14gydF4y2Ba,627 - 634 (2011)。gydF4y2Ba
Chauviere, l . et al .发作高峰的变化先于颞叶癫痫的发病特征。gydF4y2Ba安。神经。gydF4y2Ba71年gydF4y2Ba,805 - 814 (2012)。gydF4y2Ba
拉凯斯,f . et al。天气作为癫痫发作的危险因素:一个案例的交叉研究。gydF4y2BaEpilepsiagydF4y2Ba34gydF4y2Ba453 (2017)。gydF4y2Ba
Vignatelli, l . et al .失眠自行车关押42天超昼夜的时间:两个非耦合昼夜振荡器的证据吗?gydF4y2Ba睡眠。地中海。gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,343 - 350 (2010)。gydF4y2Ba
Baldin E。,Hauser, W. A., Pack, A. & Hesdorffer, D. C. Stress is associated with an increased risk of recurrent seizures in adults.EpilepsiagydF4y2Ba4gydF4y2Ba511 (2017)。gydF4y2Ba
赫尔佐格,a . g . et al . catamenial发作的频率定位检测相关的女性癫痫的恶化。gydF4y2Ba安。神经。gydF4y2Ba56gydF4y2Ba,431 - 434 (2004)。gydF4y2Ba
赫尔佐格,a·g·Catamenial癫痫:更新发病率、病理生理学和治疗结果的NIH孕激素治疗试验。gydF4y2Ba癫痫发作gydF4y2Ba28gydF4y2Ba,年龄在18岁至25岁之间(2015)。gydF4y2Ba
霍普,C。,Poepel, A. & Elger, C. E. Epilepsy: accuracy of patient seizure counts.拱门。神经。gydF4y2Ba64年gydF4y2Ba,1595 - 1599 (2007)。gydF4y2Ba
期间的趣事,f超昼夜的情绪波动主要抑郁发作。gydF4y2Baj .影响。Disord。gydF4y2Ba41gydF4y2Ba,81 - 87 (1996)。gydF4y2Ba
Zoghi, m . et al .生理和超昼夜的节奏血管迷走性晕厥年轻岁,中间的主题。gydF4y2Ba中国踱来踱去。Electrophysiol。gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba,1581 - 1584 (2008)。gydF4y2Ba
似幻,j . et al .发作峰值频率随卵巢周期阶段的癫痫大鼠模型。gydF4y2Ba经验,神经。gydF4y2Ba269年gydF4y2Ba,102 - 119 (2015)。gydF4y2Ba
变硬,c . l . & Pennell, p . b .神经内分泌因素与癫痫治疗的男性和女性。gydF4y2Ba柳叶刀神经。gydF4y2Ba12gydF4y2Ba,72 - 83 (2013)。gydF4y2Ba
范Campen j . s . et al .皮质醇波动与癫痫发作痫性放电的应力敏感。gydF4y2Ba大脑gydF4y2Ba139年gydF4y2Ba,1673 - 1679 (2016)。gydF4y2Ba
Reddy, d s & Rogawski m·a·Neurosteroids-endogenous监管者治疗癫痫发作的易感性和作用。(2012)。gydF4y2Ba
Ramgopal, S。,Thome Souza, S. & Loddenkemper, T. Chronopharmacology of anti-convulsive therapy.咕咕叫。神经。>。代表。gydF4y2Ba13gydF4y2Ba339 (2013)。gydF4y2Ba
太阳,f t &莫雷尔,m . j . RNS系统:响应性皮质刺激治疗难治性部分癫痫。gydF4y2Ba专家。启医疗设备。gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,563 - 572 (2014)。gydF4y2Ba
试验选择,m . et al .评分者间信度的解释electrocorticographic癫痫检测的神经反应。gydF4y2BaEpilepsiagydF4y2Ba56gydF4y2Ba,968 - 971 (2015)。gydF4y2Ba
都拉佐,t . s . et al。从各种致癫痫的发作发生的时间分布区域。gydF4y2Ba首页70年gydF4y2Ba,1265 - 1271 (2008)。gydF4y2Ba
Choudhury: H。,Rahman, A. & Ferdousi, S. Kriging infill of missing data and temporal analysis of rainfall in North Central region of Bangladesh.j . Climatol。天气预报。gydF4y2Badoi: 10.4172 / 2332 - 2594.1000141 (2015)。gydF4y2Ba
焦点,p . CircStat: MATLAB工具箱对圆形统计数据。gydF4y2Baj . Stat。SoftwgydF4y2Ba。gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba问题10 (2009)。gydF4y2Ba
Neyeloff, j·L。,Fuchs, S. C. & Moreira, L. B. Meta-analyses and Forest plots using a microsoft excel spreadsheet: step-by-step guide focusing on descriptive data analysis.BMC笔记》gydF4y2Ba5gydF4y2Ba52 (2012)。gydF4y2Ba
确认gydF4y2Ba
这项工作是由美国国立卫生研究院(NIH)赠款R25NS070680-07 (J.K.K.)和R01-DC012379 (E.F.C.)。作者感谢菲尔·桑顿在数据收集技术援助。gydF4y2Ba
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M.O.B.和V.R.R.设计并发起了这项研究。V.R.R.,D.K.-S., and E.F.C. recruited subjects from their clinical practices. V.R.R., E.A.M., and J.C.A. performed the data collection. M.O.B. and J.K.K. performed the data analyses. V.R.R., M.O.B., and J.K.K. wrote the manuscript.
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V.R.R. D.K.-S。收到从NeuroPace谢礼,inc .)咨询和演讲。NeuroPace E.A.M.的员工公司M.O.B.是Wyss生物中心的兼职员工和神经工程学。作者声明没有针对性的资金或NeuroPace赔偿,公司在这项研究中。其余作者声明没有竞争的经济利益。gydF4y2Ba
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波特,犯罪手法,Kleen, J.K., Mirro, E.A.et al。gydF4y2Ba持续多日的节奏调节在癫痫发作风险。gydF4y2BaNat CommungydF4y2Ba9gydF4y2Ba88 (2018)。https://doi.org/10.1038/s41467 - 017 - 02577 - ygydF4y2Ba
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