Wykrywanie oscylacji o wysokiej częstotliwości w czasie rzeczywistym podczas operacji epilepsji za pomocą sprzętu neuromorphicznego predykcyjnego dla wyników pooperacyjnych

PubMed➕ 26.07.2026Epilepsia

Detecting high-frequency oscillations in real time during epilepsy surgery with neuromorphic hardware validated to predict postoperative seizure outcome

W skrócie

Badacze opracowali nowoczesny system do wykrywania specjalnych wzorów elektrycznej aktywności mózgu (oscylacji o wysokiej częstotliwości) podczas operacji epilepsji. System pracuje w czasie rzeczywistym i podpowiada chirurgowi, gdzie dokładnie usunąć fragment mózgu powodujący napady. Okazało się, że gdy oscylacje te pozostają po operacji, pacjent ma znacznie większe szanse na powrót napadów, dlatego detektor może bardzo dokładnie przewidzieć, czy operacja będzie skuteczna.

Oryginalny abstract (angielski)

OBJECTIVE: High-frequency oscillations (HFOs; 250-500 Hz) in electrocorticography (ECoG) are promising biomarkers for delineating the epileptogenic zone during epilepsy surgery. Accurate, intraoperative real-time detection of HFOs may guide surgical resection to improve seizure outcome. METHODS: We used intraoperative ECoG from 22 patients from Zurich (Nicolet recording device, recording under Sevoflurane) with annotated HFOs to train an innovative automated HFO detector implemented in a spiking neural network (SNN) on neuromorphic hardware. We validated whether the detector could identify clinically relevant HFOs in an independent cohort of 54 patients from Utrecht (Micromed recording device, recording during a pause in propofol administration) by examining whether HFOs remained after resection and whether this predicted seizure outcome. We then tested the detector in real time during surgery, giving direct feedback to the neurosurgeon. RESULTS: The optimal detection parameters yielded Spearman R = .71 between channelwise HFO rates detected by the proposed SNN detection and those previously detected by the Spectrum Detector in the training dataset. We found postresection HFOs in nine patients who had poor surgery outcome and in one patient with good surgery outcome in the validation data, resulting in a diagnostic odds ratio = 17 (95% confidence interval = 2.0-150). During a live surgery, the detector analyzed incoming intraoperative ECoG during acquisition, HFOs were successfully captured, and HFO feedback was available within 1 min after completion of the recording period. SIGNIFICANCE: Our automatic detector was easily transferred between centers and anesthesia protocols. We showed the direct use of intraoperative HFO detection as possible real-time feedback to the surgeon to tailor resection, yielding high predictive power of seizure outcome.

Metadane publikacji

Journal
Epilepsia
Data publikacji
25.07.2026
PMID
42501050
DOI
10.1002/epi.70400
Autorzy
Teurlings J, Costa F, Zijlmans M, van 't Klooster MA, Indiveri G, Krayenbühl N, Capaul M, Ledergerber D, Ramantani G, Sarnthein J
Słowa kluczowe
electrocorticography, epilepsy surgery, high‐frequency oscillations, neuromorphic hardware, spiking neural network
Źródło
PubMed