Обычно, когда говорят об эпилепсии, ее диагностике и предсказании очередного приступа, подразумевают измерение электрической активности головного мозга. Однако есть работы, которые связывают это заболевание с активностью сердца, что упрощает диагностику. Группа японских исследователей нашла способ его предсказать за несколько минут до того, как он произойдёт. Этого времени должно хватить для того, чтобы успеть принять меры. Работа опубликована в журналеIEEE Transactions in Biomedical Engineering.
Схема работы сенсора
Обычно около семидесяти процентов пациентов с эпилепсией могут существовать без приступов благодаря современным противоэпилептическим препаратам. Однако остальные тридцать процентов живут в постоянной опасности. Ведь очередной припадок может настигнуть внезапно в то время, когда рядом не окажется никого, кто бы мог оказать помощь.
Учёные из университетов Киото и Кумамото, а также из Токийского медико-стоматологического университета разработали новый способ предсказывать эпилептические припадки. Оказывается, за несколько минут до его начала в ЭКГ пациентов происходят своеобразные и характерные изменения сердечного ритма. Изучая 14 пациентов с эпилепсией и снимая у них длительные ЭКГ (в среднем, 57 часов), авторы работы сумели написать алгоритм вычленения этих изменений за 8 минут до наступления припадка. Метод, который получил название «многовариантный статистический контроль процесса» (MSPC) позволил точно предсказать 91% всех припадков с весьма низким (0,7 припадка в час) уровнем ложноположительных результатов.
На основе этой работы учёные предлагают запустить в производство комплекс для постоянной носки. В нём сенсор кардиограммы снимает ЭКГ, передаёт данные на мобильный телефон в режиме онлайн по Bluetooth, а специальная программа анализирует их в режиме реального времени и подаёт сигнал тревоги перед приступом.
Ученым же из Университета Кейс Вестерн Резерв удалось установить связь между эпилепсией и изменениями сердечного ритма, причем диагностировать эпилепсию и установить риск SUDEP (внезапной неожиданной смерти при эпилепсии, SUDEP — sudden unexpected death in epilepsy) можно по ЭКГ в отсутствие приступа. Исследование опубликовано онлайн в Journal of Neurophysiology.
Вверху: ЭКГ контрольной группы, внизу: ЭКГ эпилептиков.
Учёные отобрали для исследования 91 ребенка и подростка с генерализованной эпилепсией и 25 неврологически нормальных детей. У всех снималась кардиограмма во сне, во время медленноволнового сна. Ни у кого из эпилептиков в это время не наблюдался приступ.
Медикам удалось увидеть, что дыхательная синусовая артимия — ускорение сердечного ритма во время вдоха и замедление во время выдоха — более выражена у пациентов с эпилепсией и вообще, в среднем, у эпилептиков сердечная мышца сокращается реже. Разницы в артериальном давлении в обеих группах не было никакой.
Оказалось, что пилотное исследование, проведенное неврологами, позволяет ещё и диагностировать эпилепсию на ранних стадиях — до припадков. У нескольких детей из неврологически здоровой группы кардиограмма показывала только что открытые признаки эпилепсии. И, как оказалось, позже у этих детей действительно начались припадки.
Авторы делают оговорку, что им удалось найти диагностически важную корреляцию, но пока не знают, где причина, а где — следствие.
«Все выводы наших исследований по вариабельности сердечного ритма при эпилепсии указывают повышением активности парасимпатической нервной системы во время сна, но мы не знаем, какой вариант тут реализуется: или эта ненормальность компенсирует эпилепсию, или просто совпадает с заболеванием, или является частью этиологии недуга»,
— говорит Роберто Фернандес Галан, доцент кафедры электротехники и компьютерных наук в Кейт Вестерн Резерв и старший автор исследования.
Текст: Алексей Паевский
VK. Fujiwara, M. Miyajima, T. Yamakawa, E. Abe, Y. Suzuki, Y. Sawada, M. Kano, T. Maehara, K. Ohta, T. Sasai-Sakuma, T. Sasano, M. Matsuura, and E. Matsushima
Epileptic Seizure Prediction Based on Multivariate Statistical Process Control of Heart Rate Variability Features
IEEE Transactions in Biomedical Engineering. Published online December 24 2015 doi:10.1109/TBME.2015.2512276
Decreased heart rate and enhanced sinus arrhythmia during interictal sleep demonstrate autonomic imbalance in generalized epilepsy
Siddharth S Sivakumar, Amalia Grace Namath, Ingrid E Tuxhorn, Stephen John Lewis, Roberto Fernandez GalanJournal of Neurophysiology Published 17 February 2016 Vol. no. , DOI: 10.1152/jn.01120.2015Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.