Entropia względna jako wskaźnik odpowiedzi na stymulację nerwu błądającego w epilepsji: badania z rejestracji elektrycznej mózgu

PubMedEpilepsia Open

Relative entropy as a biomarker for vagus nerve stimulation response in epilepsy: Insights from intracerebral electroencephalography

W skrócie

Badanie pokazuje, że pomiary aktywności elektrycznej mózgu zarejestrowane za pomocą elektrod wszczepanych wewnątrz czaszki mogą pomóc przewidzieć, czy stymulacja nerwu błądającego będzie skuteczna w zmniejszeniu napadów padaczkowych u pacjenta. Naukowcy znaleźli, że specjalny wskaźnik zwany entropią względną jest kluczowy dla rozpoznania, którzy pacjenci będą reagować dobrze na leczenie. Te odkrycia sugerują, że analiza sygnałów mózgowych może wskazać pacjentów, którzy mogą odnieść największą korzyść ze stymulacji nerwu błądającego przed wszczepem urządzenia.

Oryginalny abstract (angielski)

OBJECTIVE: This study aims to analyze differences in pre-implantation invasive electroencephalographic (IEEG) data between vagus nerve stimulation (VNS) responders (>50% seizure reduction) and VNS nonresponders (<50% seizure reduction). METHODS: We retrospectively identified 19 patients with drug-resistant focal epilepsy who underwent IEEG followed by VNS implantation instead of resective brain surgery. Resting-state IEEG recordings (30 min) were selected for all patients. Three biomarkers were analyzed in the IEEG data: (1) the number of interictal epileptiform discharges (IEDs), (2) the number of high-frequency oscillations (HFOs; ripples: 80-250 Hz, fast ripples: 250-600 Hz), and (3) relative entropy (all frequency bands, 80-250 Hz, and 250-600 Hz). Analyses were performed in three regions of interest: (1) the all contact zones (ACZ), (2) the seizure-onset zones (SOZ), and (3) the non-seizure onset zones (NON SOZ). Differences between VNS responders and nonresponders were then evaluated. Finally, a statistical classifier was constructed to predict VNS efficacy based on all three biomarkers in the ACZ, SOZ, and non-SOZ. RESULTS: The only biomarker that revealed significant differences between VNS responders and nonresponders was Relative Entropy (SOZ: ripples [U = 1, p = 0.18] and fast ripples [U = 8.0, p = 0.009]), but analysis of effect size using Cliff's delta demonstrated large effects across all three zones in the raw signal, ripple, and fast ripple frequency bands. The best accuracy of 0.84 was obtained for the classifier based on the ACZ; the accuracy of the classifier for the SOZ and NON SOZ was 0.72 and 0.79, respectively. SIGNIFICANCE: Invasive electroencephalographic recordings can be used to predict pre-implantation VNS efficacy. In this context, Relative Entropy appears to be a crucial biomarker for distinguishing between VNS responders and nonresponders. PLAIN LANGUAGE SUMMARY: This study shows that brain recordings taken with internal electrodes can help doctors predict whether vagus nerve stimulation will successfully reduce a patient's seizures. We found that a specific measure of brain activity patterns, called Relative Entropy, is a key indicator of whether the treatment will be effective. These findings suggest that analyzing these brain signals can help identify the patients most likely to benefit from vagus nerve stimulation before the device is implanted.

Metadane publikacji

Journal
Epilepsia Open
Data publikacji
30.06.2026
PMID
42378010
DOI
10.1002/epi4.70297
Autorzy
Erben Š, Cimbálník J, Zatloukalová E, Búřilová P, Vinklárek J, Sklenárová B, Chrastina J, Brichtová E, Kočvarová J, Strýček O
Słowa kluczowe
high‐frequency oscillations, interictal epileptiform discharges, intracerebral recording, invasive EEG, pre‐implantation prediction, relative entropy
Źródło
PubMed