スタンフォード大学の研究者は、脳波を音に変える「脳聴診器」で静かな発作を聞きます
脳波を音に変換することで、専門家でなくても「サイレント発作」を検出できます。これは、ほとんどの人が期待するけいれんを起こさずにてんかん発作です。
医師や看護師が患者の心臓に何か問題があると疑った場合、簡単なチェック方法があります。聴診器を心臓にかぶせて、心臓の音を聞きます。医師と看護師は同じ診断ツールを使用して、心臓、肺、胃などで何が起こっているのかを把握できますが、脳はそうではありません。ただし、新しいデバイスで変わる可能性があります。
過去数年間、スタンフォードの神経学者はコンピューター音楽の専門家と協力して、脳の聴診器を開発してきました。聴診器自体ではなく、脳の電気的活動を音に変換するアルゴリズムです。
現在、同じチームは、医学生と看護師、つまり専門家ではない人が脳聴診器を聞いて、いわゆる無症候性発作を確実に検出できることを示しました。これは、患者がてんかん発作を起こし、関連するものがない神経学的状態です。身体のけいれん。このグループは、3月21日にてんかん誌に作品を発表しました。
「この技術により、看護師、医学生、医師自身が実際に患者をその場で評価し、患者が無症候性発作を起こしているかどうかを判断できるようになります」と神経学および神経科学の教授であるJosefParviziは述べています。
別の種類の発作
脳聴診器への欲求は、てんかん発作の治療に関する基本的な問題から生じています。つまり、それらの非常に多くが検出されず、治療されない可能性があります。
技術的には、発作は神経学的な問題であり、通常は穏やかな脳の電気波が混乱します。その不規則な活動はけいれんを引き起こす可能性がありますが、常にではありません。
「すべての発作はある種のけいれんを引き起こさなければならないと思うかもしれません。つまり、発作を起こしている患者は転んで地面を振る必要があります。しかし、実際にはそうではありません。特に集中治療室の重症患者ではそうです」と、スタンフォードバイオX、スタンフォード神経科学研究所、および小児健康研究所のメンバーでもあるパルビジ氏は述べています。「これらの患者の90％近くが無症候性発作を起こします」と彼は言いました、そして、彼らが長引くならば、彼らはまだ目に見えないけれども、彼らはまだ脳に損傷を与えることができます。
それに加えて、スタンフォード大学のような主要な病院での通常の時間帯であっても、無症候性発作の診断は簡単なプロセスになる可能性があります。まず、訓練を受けた技術者が入ってきて、患者の頭蓋骨にセンサーを設置して脳の電気的活動を記録し、次に記録を作成して、分析のためにParviziなどの神経専門医に送信します。診断が来るまでに、何時間も経過している可能性があります。数時間後または小規模な病院では、プロセスにさらに時間がかかる場合があります。たとえば、技術者は、機器をセットアップするためだけに数時間離れた場所から来なければならない場合があります。
心の音楽
解決策は、クロノス・クァルテットがボイジャー宇宙探査機に搭載された科学機器によって記録されたデータに基づいて音楽を演奏するのを見た後、来たとパルビジ氏は語った。パルビジは、脳波でも同様のことができることに気づいたので、デュカ家の教授で音楽の教授であるクリス・チャフェにいくつかのデータファイルを送信しました。
「自分の音楽合成の一部を誰かの頭に付けるというアイデアすら楽しまなかった」と、Bio-XとNeurosciencesInstituteのメンバーでもあるChafeは語った。しかし、それも特に奇妙なことではありませんでした。Chafeは、気候変動データとトマトの成熟によって生成される二酸化炭素から音楽を作成しました。この場合、彼は脳波データを使用して、コンピューターで合成された声の歌声を変調しました。これは、状況を考えると当然の選択です。
「彼が私にファイルを送って、私がそれらを聞いた後、それはとても直感的だったので、私は文字通りショックを受けました」とParviziは言いました。「非発作から発作への移行がとても簡単に聞こえたので、私は基本的に電話を取り、クリスに何かがここにあると言いました。」
医学生はとても簡単にそれを行うことができます
しかし、Parviziは訓練を受けた神経内科医であり、脳聴診器の可能性を実際にテストするには、専門家ではない人が正常な脳活動と発作の違いを聞くことができるかどうかを確認する必要がありました。Bio-Xシード助成金の助けを借りて、医学生のKapilGururanganと神経学の臨床助教授であるBabakRazaviは、脳波またはEEGと呼ばれる84の脳波サンプルを収集し、そのうち32は発作またはいくつかの特徴を含んでいました。 1つの典型。次に、Chafeのアルゴリズムを使用してこれらのサンプルを音楽に変換し、スタンフォード大学の34人の医学生と30人の看護師のために演奏しました。
てんかんの診断の訓練を受けていなかったにもかかわらず、医学生と看護師は、正常な脳波からの発作と発作のようなイベントを識別するのに非常に優れていました。「訓練を受けていない医学生や看護師がEEGを読む能力はかなり陰気です—それは50パーセントです」とGururanganは言いました。しかし、脳波が音に変わるのを聞くことで、医学生と看護師は95％以上の時間で発作を正確に検出することができました。
医学生と看護師はまた、約4分の3の時間で発作のような特徴を持つサンプルを正しく識別し、同様の割合で正常な活動を正しく識別しました。トレーニングを考えると、完璧ではありませんが、悪くはありません。
「私たちが理解しなければならない問題は、実際の医師はこのツールをどのように使用するのか、そして医師は意思決定においてこの情報をどのように使用するのかということです。」グルランガンは言った。言い換えれば、チームにはまだ答えようとしている多くの質問がありますが、初期の結果は良さそうです。
ParviziとChafeは、脳聴診器アルゴリズムを組み込んだEEGデバイスを開発するために、Ceribellという会社を設立しました。
