文摘
客观的定义和验证标准准确识别脑电图发作癫痫样的排放(ied)使用(1)6传感器空间国际联合会提出的标准临床神经生理学(IFCN)和(2)一种新型源空间的方法。标准的高特异性是必需的,因为脑电图过分解读癫痫误诊的常见原因。
方法七个评级机构审查脑电图锋利的瞬变和没有癫痫患者从100年(video-EEG记录的明确诊断,习惯性的事件)。评级机构回顾了瞬态、随机和癫痫样的和nonepileptiform在另3轮:在2,综述了脑电图传感器空间(得分存在/缺乏IFCN标准每个瞬态或无限制的分类标准(专家评分));,审查和分类进行源空间。
结果截止4和5的值标准传感器和分析在源空间提供精度高(分别为91%、88%和90%),类似于专家评分(92%)。两种方法有特异性超过所需的阈值的95%:使用5 IFCN标准作为截止和分析在源空间(95.65%);这些方法的敏感性是81.48%和85.19%,分别。
结论5 IFCN标准传感器的存在空间,分析源空间优化临床实现。通过提取这些目标特性、诊断精度类似专家生长残痕。
证据的分类本研究第三类提供证据证明IFCN标准传感器和分析在源空间特异性高(> 95%)和灵敏度(81% - -85%),简易爆炸装置的识别。
术语表
- AC1=
- Gwet协议系数;
- 简易爆炸装置=
- 发作癫痫样的放电;
- IFCN=
- 国际联合会临床神经生理学;
- 爱尔兰共和军=
- 评分者间信协议;
- 中心思想=
- 长期video-EEG监控;
- 中华民国=
- 接受者操作特性
视觉分析在临床脑电图仍然是黄金标准。1然而,大多数录音是由神经学家解释没有专家认证。2
发作癫痫样的排放(IEDs)通常发现癫痫患者。1,3,- - - - - -,5然而,口译脑电图是基于模式识别,和阅读脑电图仍是一门艺术而非科学。5的知识是通过口碑老师传给学生,和脑电图培训就像一个广泛的概率分类学习的过程,教师提供强化的视觉识别模式。5
Overinterpretation脑电图是误诊的主要原因2,6,7:25% - -30%的患者在癫痫耐药中心发作没有癫痫。8,- - - - - -,11误诊有多个对病人有害的后果。12,13
正常的锋利的瞬变通常被误认为简易爆炸装置。2,6,14已经有几次试图开发标准识别简易爆炸装置,3,5,7,15,- - - - - -,22和临床神经生理学的国际联合会(IFCN)最近提出了一个简易爆炸装置的操作定义。23然而,这些标准尚未临床验证。
传统上,脑电图检查在传感器空间,使用电极蒙太奇。使用计算方法,信号可以转换成源空间24,25显示不同的大脑区域的活动。
本研究旨在评估诊断准确性和评分者间信协议(IRA)识别简易爆炸装置的使用(1)IFCN标准传感器空间和(2)一个新的标准化源空间。优化,这些方法会减少过分解读;因此,> 95%的特异性是必要的。
我们展示的图表和详细描述这些标准指导神经学家简易爆炸装置的准确识别。
方法
研究设计和脑电图记录
我们从连续包括脑电图记录病人长期video-EEG监测(LTM)奥尔胡斯大学医院(丹麦)和丹麦癫痫中心(Dianalund、丹麦)2012年1月至2017年9月。入选标准是患者习惯性的突发性的事件记录在中心(分为癫痫发作或nonepileptic突发性的事件),谁有锐利的瞬变(癫痫样的或nonepileptiform)发作的录音。患者的癫痫发作,有一个额外的准则:简易爆炸装置记录在间歇期必须整合与记录发作的事件(即。,bilateral synchronous IEDs for generalized seizures in patients with generalized epilepsies and focal IEDs in the same lobar localization as the ictal recordings acquired in patients with focal onset seizures). Participants were included if they were aged 1 year or older. We excluded patients with diagnostically inconclusive LTM despite recorded habitual events and patients with both epileptic seizures and nonepileptic paroxysmal events. Because the results of the EEG interpretations were dichotomous, we aimed at including a similar number of patients with epilepsy and nonepileptic paroxysmal events so that the pretest probability was close to 50%. For the expected specificity of 95%, with a significance level of 5% and a power of 0.8, we needed at least 68 patients.26
脑电图记录与标准化IFCN 25电极阵列27使用256样本/ s的采样频率。发作脑电图时代,长10 - 20秒,选择2作者(M.A.K.和S.B.)不参与评级根据指数测试样品(IFCN标准和传感器空间)。锋利的瞬变之前标记(诊断评估过程中)被2作者,然后回顾了第一个标记确认由专家为一把锋利的瞬态(癫痫样的)被选为进一步评估,提供满足选择标准:一个瞬态峰值和反相双极蒙太奇。癫痫患者,有一个额外的标准:所选的瞬态必须整合与病人的记录发作,这意味着相同的癫痫类型和癫痫综合征,局灶性癫痫,发作的记录一样的本地化。我们选择10 - 20秒的时代提供评级机构足够的EEG背景之前和之后的大幅瞬态得分,对应1屏幕显示为每一个瞬态的例子。
标准协议的审批、登记和病人同意
这个项目区域伦理委员会审查和清理,只有鉴定病人数据收集。根据丹麦规定,这项研究不需要书面知情同意患者因为它涉及一个匿名数据的回顾性分析。
这项研究是在注册ClinicalTrials.gov(唯一的协议ID: cy;标识符:NCT03533374)。我们报告的研究报告根据标准诊断准确性研究指南。28
程序
七个评级机构(热处理,清醒,P。G。l。R.S.,美国共和国,,和V.S.H.) with experience in reading EEG (median 14 years; range: 2–37 years) evaluated the samples, blinded to all other data (including the gold standard). The 2 authors who selected the samples for evaluation (as described above) did not participate in rating the samples. Previous studies suggested that the optimal size for a group of experts scoring IEDs in EEG was between 6 and 10.29日独立评级机构评估EEG样品在3种不同轮(超过1个月),在源传感器空间和空间,每一轮的样品在不同的顺序是随机的。评级机构不知道有多少样本的癫痫患者。
传感器空间指的是传统的脑电图检查方式,使用蒙太奇头皮脑电图电极(传感器),这是一个二维表示。在第一轮,评级机构在视觉上提取的脑电图特征对应于每个IFCN标准传感器的空间23和得分每个准则的存在与否,没有总结波形是否癫痫样的。这些标准如下:(1)di -或者tri-phasic波与锋利的形态(即。指出,峰);(2)不同波持续时间比持续的背景活动:要么短或更长时间;(3)不对称波形:提升阶段急剧上升和更慢衰减下行阶段,反之亦然;(4)相关的瞬态是紧随其后的是一个缓慢的又一波;(5)简易爆炸装置周围的背景活动中断的简易爆炸装置;和(6)分布的正面和负面的潜力在头皮上表明大脑中的信号,相应的径向,斜,或切向方向的来源。21图1是一个信息图表总结了IFCN标准传感器空间中简易爆炸装置。包含标记的评级机构检查选择的时代急剧瞬态使用商用脑电图读者(白沙研究6.1);他们被允许在传感器空间蒙太奇之间切换(纵向和横向双相情感和共同平均),改变增益,时间尺度(从30 mm / s)和数字滤波器。单点击的峰值大幅瞬变电压显示一个三维地图,包括等电行。
(1)Di -或tri-phasic波高峰;(2)不同的波比持续的背景活动持续时间;(3)不对称波形;(4)紧随其后的是一个缓慢的又一波;(5)后台活动被简易爆炸装置的存在;和地图(6)电压分布的正面和负面的潜力表明源在大脑中相应的径向,斜,或切向方向的来源。23进一步的细节,请参阅部分的方法。电压地图窗口(6)显示切线方向(在左侧额中回源)和径向取向在左侧额上回(源);潜力的不规则分布地图并不意味着在过去的电压源在大脑中与锋利的形态(工件),不满足这一标准;负电位是蓝色,红色和积极的潜力。IED =发作痫性放电;临床神经生理学IFCN =国际联合会。
在第二轮中,评级机构检查脑电图样本源空间以不同的顺序是随机的。使用空间滤波方法,24,25头皮脑电图样本转化为标准化源空间对应于25大脑中感兴趣的区域。在这个过程中,一个广义线性算子结合头皮脑电图信号在一个特定的方法来提高活动从一个地区同时减少volume-conducted重叠的其他领域。24,25左侧的图标象征着每个显示源跟踪相应的大脑区域。表面的皮质(径向取向)和深度(面向无关地)来源(沟)在大脑区域包括本地化sublobar水平刺激的区域。这是可以从森林女神的详细的技术描述(补充材料1,可以在森林女神,doi.org/10.5061/dryad.xsj3tx99w)。
简易爆炸装置的识别源空间,下面的操作定义被评级机构:痫性放电异常尖锐的瞬变,随着时间变化特征(1)和(2)分布在空间,(3)不包括工件和正常变异。有资格作为一个简易爆炸装置,所有这些特性必须在场。评级机构提供以下指令:“变化时间:锋利的瞬态显然是与正在进行的(背景)活动区分开来,根据其幅值、持续时间和形态。检查这个源通道(s)的放电是可见的。变化的空间:信号的位置在解剖学上应该很有意义。检查所有渠道:区域相同的极性应该接近。相反的极性可以观察到在另一个半球或更偏远的地区。注意1:颞叶痕迹可能显示相反的极性。注意2:切向简易爆炸装置之间的裂缝可以显示极性倒转邻近地区。如果不清楚,比较不同渠道的山峰之间的时间间隔来观察出现癫痫样的瞬变的传播作为额外的指标。 Presence of propagation is optional (i.e., not compulsory for all spikes).” Supplementary material 2 (available on Dryad,doi.org/10.5061/dryad.xsj3tx99w)包含一个图表总结简易爆炸装置是如何识别的源空间。
最后,专家们得分明显波形简易爆炸装置或nonepileptiform锋利的瞬变,无限制的任何标准,和仅仅根据他们的专长,如果评估在临床实践(专家生长残痕)。
开始前评分测试样本,评级机构通过开放训练样本(5录音简易爆炸装置和5用nonepileptiform锋利的瞬态)。训练样本和书面指示给评级机构在培训期间是可用的森林女神(补充材料2,doi.org/10.5061/dryad.xsj3tx99w)。整个数据集可以使用这个链接下载:datadryad.org/stash/share/Fj1923GZtwudCKU2_ltcFinVpcVOHhYudHWIkwzQ538。
对提取的特征的评价
对于每个特征提取,共识多数生长残痕被用于确定诊断的准确性。IFCN标准传感器空间中,我们使用的截止值2 - 6完成合格标准波形作为简易爆炸装置。在源空间分析和专家评分导致两个分数(简易爆炸装置或nonepileptiform锋利的瞬态)。
黄金标准(临床诊断参考标准)分类的病人有癫痫或nonepileptic突发事件来源于video-EEG记录病人的习惯性的临床事件。
我们使用了标准的公式:敏感性= TP / (TP + FN),特异性= TN / (TN + FP),和准确性= (TP + TN) /所有的病人(FN =假阴性,FP =假阳性,TN = true负,和TP = true积极)。
统计分析
基于获得的敏感性和特异性的截止值2 - 6 IFCN标准传感器空间,我们计算了估计接受者操作特征(ROC)曲线。30.我们计算95%置信区间的敏感性、特异性和准确性使用威尔逊的方法,31日和我们相比,他们之间的简易爆炸装置识别方法使用McNemar检验法测试基于真阳性,真正的负面,都。32
我们计算使用Gwet IRA33协议系数(AC1)避免kappa的悖论。IRA是根据传统的标准解释:可怜的(< 0.02),(0.2 - -0.4),中等(0.4 - -0.6),大(0.6 - -0.8),和几乎完美的协议(> 0.8)。我们比较ira的IED识别使用引导的方法。34分析使用占据15.1版。
证据的分类
这个诊断准确性研究旨在回答以下问题:什么是在传感器空间IFCN标准的准确性,在源空间的分析,识别癫痫样的脑电图排放?
本研究第三类提供证据证明IFCN标准传感器和分析在源空间特异性高(> 95%)和灵敏度(81% - -85%),简易爆炸装置的识别。这项研究是回顾性和失明。所有脑电图样本,根据标准选择的方法详细描述部分,进行了分析和评估。所有患者的诊断参考标准推断出从一个独立的数据集和方法(记录病人的习惯性的临床事件),是最可靠的诊断测试区分癫痫和nonepileptic突发性的事件。包括病人广泛的诊断,有或没有癫痫。以下3程序都由不同的专家,使用不同的方法和蒙蔽对方:脑电图的选择样本,评价的指标测试和评估的诊断参考标准(金标准)。
数据可用性
个人鉴定脑电图数据EDF格式(欧洲数据格式)标志着锋利的瞬变的患者纳入本研究将共享,连同以下有关文件:人口数据的病人,每个病人的黄金标准,详细的技术描述的信号重建源空间,和标准流图。不受限制地访问这些数据将可以从本文的在线出版物,直到2030年,使用公共可访问存储库在森林女神(doi.org/10.5061/dryad.xsj3tx99w)。
结果
我们评估了脑电图样本100例(60女性;年龄:2 - 89岁,中位数:31年)满足入选标准。根据参考标准,54患者癫痫(焦:45;广义:7;焦点和广义:2),46名患者nonepileptic突发性事件(心因性nonepileptic癫痫:31;深眠状态:7;阵发性运动障碍:4;晕厥:4)。
简易爆炸装置和nonepileptiform锋利的瞬变的例子所示图2。热轧钢图和额外的例子都可以从森林女神(补充材料3和4,可用在森林女神,doi.org/10.5061/dryad.xsj3tx99w)。
蒙太奇:纵向双相(A和D),常见的平均(B和E),和源空间(C、F)。电压地图所示G和h . A - C所示的瞬态电压图G(斜分布对应于源右颞极)满足所有IFCN标准在传感器的空间里,除了标准5,因此,把它视作一个简易爆炸装置;在源空间,也有资格作为一个简易爆炸装置,和传播从颞极基底颞区可以观察到(C), D-F所示的瞬态电压地图在H只满足2 IFCN标准传感器空间(1 - 6),因此,它没有资格作为一个简易爆炸装置;在源空间中,可以观察到瞬态属于后台活动从右侧基底颞区(分散在睡意);电压的方向图对应一个源的基底颞区(满足标准6)。电压在区分简易爆炸装置和工件(地图是有用的图1);然而,nonepileptiform瞬变源自大脑可以显示电压分布类似于简易爆炸装置。IED =发作痫性放电;临床神经生理学IFCN =国际联合会。
IFCN ROC曲线下的面积标准传感器空间共识多数生长残痕是0.977 (图3)。ROC曲线下的面积为个人评级机构在0.916和0.965之间(中间值:0.941)(补充材料,可在仙女,doi.org/10.5061/dryad.xsj3tx99w)。表1显示了敏感性、特异性和准确性的确定简易爆炸装置使用IFCN标准传感器空间2和6之间截止值,在源空间分析和专家生长残痕。ROC曲线显示,3方法(IFCN标准截止4和5的值和分析源空间)实现高诊断性能,类似于专家生长残痕(图3),并没有统计上的显著差异在这些方法的准确性(p> 0.157)。使用的截断值5 IFCN标准导致更高的特异性(p= 0.025),但显著降低敏感性(p= 0.005)与4 IFCN的截断值标准。所有其他比较3之间的敏感性和特异性高的方法诊断性能和专家生长残痕仍低于统计显著性水平。
曲线表示截止值的数量(数量满足IFCN标准)。95%的点画直线对应于一个特异性;点左边的这条线有特异性> 95%。AUC =接受者操作特征曲线下面积;IFCN =国际联合会临床神经生理学;中华民国=接收机操作特点。
两个方法实现特异性高于预期的95%:阈值IFCN标准的截断值5和分析源空间(图3和表1)。
协议系数确定方法的简易爆炸装置是在0.490和0.830之间(表1)。爱尔兰共和军3方法诊断表现中度到高实质性(AC1: 0.490 - -0.608),以及它们之间没有显著差异IRA (p> 0.900)。
自己,没有一个IFCN标准限定一个瞬态作为癫痫样的(它是诊断的实现标准的数量)。然而,评估可靠的视觉分析个人的标准,我们计算IRA的每个标准(表2)。爱尔兰共和军的标准数字1、2和4是可观的;是适度的标准数字3和5 6和公平的标准。
使用专家共识生长残痕作为参考标准(而不是临床诊断金标准),最高精度是通过使用一个阈值5 IFCN标准传感器的空间和评估在源信号空间方法有93%的准确性。一个表显示这些结果可以从森林女神(补充材料,可在仙女,doi.org/10.5061/dryad.xsj3tx99w)。
讨论
我们发现6集IFCN标准识别简易爆炸装置有高价值的ROC曲线下的面积(接近1),证明这些标准的诊断能力区分简易爆炸装置和nonepileptiform锋利的瞬变。三种方法实现高诊断性能,与专家生长残痕:类似精度分析传感器空间使用截止值4或5 IFCN标准和分析源空间。爱尔兰共和军的这些方法是实质性的温和。
有人建议,4 IFCN标准应满足瞬态作为简易爆炸装置。23尽管4标准的截断值精度高,特异性仅为85%,低于95%的阈值将为临床实现。只有2个方法特异性95%以上:分析在传感器空间使用5 IFCN标准作为截止和分析在源空间。这两个方法的敏感性是81%和85%,分别。
有大量的爱尔兰共和军提取3脑电图特征对应IFCN标准1,2,4:的形态,波持续时间不同于背景活动,之后的慢波瞬态的存在。评估电压地图(标准6)温和的爱尔兰共和军,而评估的波形不对称和背景的干扰活动(标准3和5)只有公平的爱尔兰共和军。根据IFCN操作定义,为符合条件的简易爆炸装置,一个短暂的满足这些标准,不管哪些标准实现。在分析爱尔兰共和军的排位赛瞬态作为简易爆炸装置使用截止,4或5满足标准协议系数为0.490(温和的)和0.608(大量),分别。
除了传统的评价在传感器空间中,我们评估了在源空间检查脑电图信号的新方法。在我们看来,它提供了一个更清晰的查看到信号潜在的大脑区域与头皮信号传感器空间(图2),这更模糊来自偏远地区的重叠。这个属性可能会略高敏感性和高特异性的原因,与传感器空间中表现最好的方法。除了识别简易爆炸装置,源空间蒙太奇也帮助定位,因为它们显示大脑区域生成排放(图2),和援助sublobar分离的活动,例如,涉及颞叶的不同部分,作为记录。24,25因此,口译脑电图在源空间可能更直观,更容易解释年轻的学员。25
前面IFCN简易爆炸装置的定义概念,20.,21缺乏临床实施的具体规则。Maulsby22提出了一套实用的简易爆炸装置的评估指南。其中许多翻译当前标准:“每个spikey-looking波是一个工件,除非有一个或多个理由怀疑否则”(类似于源空间标准3);简易爆炸装置“占领一定电场在头皮上”(类似于传感器空间标准6);简易爆炸装置”是紧随其后的是慢波或一系列缓慢变形量”(标准4传感器空间);忽略锋利的瞬变”,可以通过简单的改变电压逻辑解释现有的背景节奏”(标准2传感器空间)。大多数当前的标准可以追溯到Maulsby建议22和皮埃尔Gloor。15
因为需要一个可靠的参考标准,我们分析了发作脑电图时代从LTM录音中提取。记录的几率大幅瞬变(癫痫样的或不)更高的长期记录较短,常规脑电图记录。然而,脑电图的特定方面的解释在本研究癫痫样的之间的区别和nonepileptiform锋利的瞬变,因此,我们的研究结果可以推广到所有实例锋利的瞬变在哪里观察脑电图记录的任何时间。
限制在这项研究中,我们没有评估的模式重复(相似的波形态和频率发生)整个录音。因为IFCN标准地址特性与单个放电和不包括标准重复的波形,我们设计的研究来反映。此外,在临床实践中,需要一个短暂的归为癫痫样的,即使只有一个或几个排放观察常规脑电图记录。另一个限制是,广义的癫痫病患者是弱势,这是一种反射的一般模式,指患者诊断中心。然而,区分广义的简易爆炸装置和nonepileptiform锋利的瞬变是一个小问题在临床实践中。2,6
在这项研究中,我们选择了一个明确的诊断金标准:分类的病人的习惯性阵发性临床发作,基于video-EEG录音。这导致光谱偏差的潜在风险,因为病人没有习惯性的情节在监控和不确定LTM患者被排除在外。我们认为它更重要的是有一个明确的黄金标准而不是包括所有的病人。
评级机构评估数据集3不同时间,重复的评估是一个潜在的偏见的来源。我们试图减少这种偏见通过提供不同的样本,随机的顺序,通过分离评价轮至少1个月,并通过保持评级机构蒙蔽的黄金标准,直到所有3轮评估完成。
简易爆炸装置的速度在常规脑电图记录获得nonepileptic没有进行性神经功能障碍的个体被报道为0.5% - -2.6%的成年人4,35,36儿童的-3.5%和2.2%。4,35更高12%被发现在患者人群,大多数患者进行性神经功能障碍(已知的简易爆炸装置)但是没有发作的历史。37我们所有的患者阵发性发作的历史,但我们的病人没有癫痫有进行性神经功能障碍。单一的敏感性,常规脑电图记录相对较低(32% - -59%)。4,38,39然而,我们的数据集是来自中心思想。重复的日常记录和长期video-EEG录音增加脑电图为简易爆炸装置的灵敏度80% - -90%。1,4,39
虽然乍一看,集IFCN标准似乎太耗费时间应用在日常临床实践中,有一些经验,他们实际上是迅速而自然地应用在视觉脑电图评估。我们提供以下信息图(图1)促进。系统应用这些标准尤为重要在困难的情况下,读者之间发生分歧时,它提供了指导。
在我们的经验中,评估脑电图在源空间比传统的方法更快速检查脑电图传感器空间。虽然计算复杂,脑电图的读者,切换到源空间不耗费时间(需要同时从一个蒙太奇切换到另一个)。
当前可用的软件工具来自动化峰值检测通常特异性较低(很多假检测),但相对灵敏度高。40因此,需要验证自动检测峰值由专家,提供高特异性拒绝错误的检测。然而,在专家评分者间信度是可变的。本文中描述的标准将有助于指导验证自动检测峰值时神经学家。通过分组相似类型的峰值到集群,该软件工具可以显著减少负担的时间复习检测峰值。40
需要更精确的定义2脑电图特点,只有公平的IRA(不对称的波形和破坏背景活动)。进一步改进的方法可以通过添加相关的标准功能重复放电的录音。本文中描述的功能发展潜在目标的自动算法峰值检测。我们允许无限制的访问鉴定脑电图为本研究收集的采样来促进这个领域的进一步发展。
总之,脑电图的存在特性对应5实现IFCN标准传感器和分析在源空间具有较高的诊断准确性。临床实践的实施将有助于减少overinterpretation癫痫的脑电图和误诊。
研究资金
这项研究是由来自亨利和卡拉汉森基金会的资助。
信息披露
硕士Kural、l . Duez V.S.汉森报告没有相关的信息披露。从跋P.G.拉尔森报告个人费用,在提交工作。美国Rampp报告个人费用Elekta Oy,外提交的工作。r·舒尔茨h . Tankisi, r . Wennberg B.M.毕比报告没有相关的信息披露。m . Scherg是白沙GmbH是一家现代化的、可靠的员工和股东。美国Beniczky报告个人从UCB医药费用,卫材、大脑前哨,UNEEG,外提交工作。去首页Neurology.org/N为充分披露。
承认
作者感谢所有医务人员参与中心采取最好的照顾病人。
附录的作者
脚注
去首页Neurology.org/N为充分披露。资金信息和披露认为作者相关的,如果有的话,年底提供这篇文章。
这篇文章加工费由作者。
编辑、页面862年
类的证据:NPub.org/coe
- 收到了2019年8月8日。
- 接受的最终形式2019年12月10日。
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