区分颅内记录中由滤波引起的振荡与生理性刺激诱发电位

引言 刺激诱发电位(stimulation-evoked potentials, SEPs)在脑深部刺激(deep brain stimulation, DBS)手术期间及术后均可记录,已显示出用于指导DBS靶点定位和参数编程的潜力。然而,应用于刺激序列的滤波方案会产生一种我们称之为滤波诱导振荡(filter-induced oscillation, FIO)的伪迹,其与生理性SEP高度相似。因...
神经科学

引言

刺激诱发电位(stimulation-evoked potentials, SEPs)在脑深部刺激(deep brain stimulation, DBS)手术期间及术后均可记录,已显示出用于指导DBS靶点定位和参数编程的潜力。然而,应用于刺激序列的滤波方案会产生一种我们称之为滤波诱导振荡(filter-induced oscillation, FIO)的伪迹,其与生理性SEP高度相似。因此,我们阐明了这种失真的机制性来源,并描述了一种将其与真实SEP活动区分开来的方法。

方法

我们记录了18例接受DBS手术、靶向丘脑底核或苍白球内侧部的患者数据。我们采用阴极先行(cathode-first, CF)和阳极先行(anode-first, AF)脉冲刺激目标核团,以记录原始SEP,并在白质束中进行刺激(空白条件)。随后,对记录信号进行滤波以展示FIO。接着,我们对人工刺激序列的谐波频率进行滤波,以证明FIO的来源。最后,我们在白质记录中通过陷波滤波器有意生成FIO,并将其在AF和CF刺激期间的行为与SEP进行对比。

结果

对刺激序列进行滤波会产生FIO,且其表现取决于滤波器阶数和截止频率。我们还表明,FIO源于滤波器对构成刺激序列的谐波频率所引起的衰减,从而在脉冲周围产生相似频率的振荡。最后,FIO会随着AF或CF刺激而发生极性反转,而SEP则不会。

结论

鉴于SEP有望在DBS靶点定位和参数编程中得到广泛应用,建立安全的分析方案对于避免引入可能被误判为生物学信号的处理相关伪迹至关重要。在此,我们建立了识别FIO并调整分析流程以避免其产生所必需的理论基础。

Blackrock Neurotech为本研究提供了资金支持(由Mitacs配套资助)。然而,本研究由研究者发起,Blackrock Neurotech未以任何方式参与研究设计或实施。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.08.723848v1?rss=1

🏷️ 深部脑刺激 刺激诱发电位 颅内记录 滤波伪迹 神经电生理

Administrator 2026年5月13日
Archive