EStiMapp：一种用于癫痫手术颅内脑电刺激诱发临床症状图谱绘制的实用工具

癫痫手术（epilepsy surgery）可治愈原本需终身服药的疾病。作为术前评估的一部分，药物难治性局灶性癫痫患者可能接受颅内脑电图（intracranial electroencephalography, iEEG）监测，包括立体脑电图电极（stereo EEG, sEEG）或硬膜下栅格电极（subdural grid electrodes, SDE）。iEEG的目标是记录癫痫发作以定位致痫区（seizure onset zone, SOZ）并识别重要功能区（Guery and Rheims, 2021）。在iEEG监测期间，颅内电极的电刺激可揭示患者特定功能位置、癫痫相关症状及脑连接信息，有助于术前评估中切除区域的决策制定。目前临床标准实践中，患者描述和临床医师观察到的刺激诱发症状以自由文本形式标注于脑电图软件及纸质记录中，之后需手动在Excel或Word中制作示意图并纳入临床报告，该过程易出错且耗时。非结构化输入及用户依赖性可视化导致电极示意图差异大，不利于临床医师协作及大数据对齐用于研究或临床教学。

近期技术进步可辅助图谱绘制、监测及工作流自动化，从而节省临床医师时间，如医疗仪表盘、图形用户界面（graphical user interface, GUI）和应用程序等（Almasi et al., 2023; Kopanitsa et al., 2013）。癫痫手术流程具有时效性，特定工作流可从中获益。本文聚焦于iEEG电刺激工作流中刺激诱发的临床症状及脑电图反应（electroencephalographical responses）的图谱绘制。

为结构化输入以实现iEEG电刺激工作流自动化，需制定诱发症状分类指南，但目前尚缺乏（Fisher et al., 2017）。现有研究主要聚焦于自发性先兆（aura）和癫痫发作类型（Asadi-Pooya and Sperling, 2015; Foldvary-Schaefer and Unnwongse, 2011），或仅涉及语言和运动图谱绘制（Cuisenier et al., 2020; Trébuchon and Chauvel, 2016）。本研究旨在提供所有诱发临床症状分类的全面概述以易于解读。既往iEEG数据可视化研究缺乏电刺激图谱绘制功能（Del Vecchio et al., 2024; Groppe et al., 2017; Lin et al., 2019; Lucas et al., 2024; Trotta et al., 2018）。例如，IntrAnat、YAEL和RAVE虽可可视化分类iEEG数据，但仍需手动定义诱发症状类别（Deman et al., 2018; Magnotti et al., 2020; Wang et al., 2023）。gTEC cortiQPRO提供电刺激图谱绘制工具，但需购买其软硬件系统（g.tec medical engineering, n.d.）。

本研究提出一种开源临床GUI，用于分类和可视化诱发临床症状及脑电图反应。该GUI支持分类诱发临床症状的快速可视化，并便于审阅标注评论。在GUI设计前，研究人员通过文献研究定义诱发临床症状分类，并与临床利益相关者合作确保GUI符合其需求和偏好，以优化工具的临床可用性。本文描述了协同设计过程和可用性测试、临床症状分类的选择，并介绍了该开源GUI。研究目标是实现iEEG电刺激工作流的标准化、可视化和加速化。

癫痫手术中，颅内脑电图（intracranial electroencephalography, iEEG）监测期间的电刺激是重要的术前评估手段，用于定位功能区和致痫区，但传统工作流程存在非结构化输入、手动可视化易出错且耗时等问题。为解决这些问题，研究人员开展了EStiMapp图形用户界面（graphical user interface, GUI）的开发与验证工作，该研究发表于《Clinical Neurophysiology Practice》。

研究人员采用协同设计模式，联合临床神经生理学家和技术医师组成团队，通过头脑风暴会议迭代开发GUI。在分类体系构建方面，研究人员检索PubMed、Scopus和Google Scholar数据库，纳入25篇文献进行叙述性综合，结合国际抗癫痫联盟（International League Against Epilepsy, ILAE）癫痫发作分类指南，最终确定运动、语言、前庭、自主神经、情感、认知、视觉、听觉、躯体感觉、嗅觉或味觉及其他共11个诱发临床症状分类，并增加患者不确定、需注意、放电后及癫痫发作4种备注类型。GUI基于Python 3.13的Dash Mantine框架开发为网络应用程序，支持本地或在线部署，可实现2D电极示意图可视化、3D脑区渲染及注释表格自动生成。

研究结果显示，该GUI的平均系统可用性量表（System Usability Scale, SUS）评分达82.3（标准差9.2），属于优秀水平。在临床6例sEEG患者测试中，平均每例发现4个症状类别，其中基本运动、复杂运动、躯体感觉和视觉最为常见。外部最终用户评分均值78.0（标准差4.0），属良好水平；协同设计团队评分均值86.5（标准差10.8），达优秀水平。绝大多数用户认为新工作流更高效、省时且更易操作，九成用户不愿回归旧有手动分析流程。GUI的主要功能模块包括：2D电极方案投影（含类别特定图标及图例）、3D脑区渲染（含皮层及植入电极位置）、完整注释表格（含刺激电极对、症状分类、自由文本注释及刺激参数），并支持PNG图片及CSV表格导出。输入数据仅需患者特异性电极方案表格（xlsx格式）、iEEG软件导出的注释文件（CSV格式），可选3D可视化则需皮层PLY文件及电极入路/靶点坐标表格。

在分类选择方面，研究人员基于文献和ILAE指南进行调整：将感觉现象亚分类单独列出以反映电刺激中的常见诱发表现；将嗅觉与味觉合并为单一类别因二者发生率较低；将语言单独列类以强调其在电刺激图谱绘制中的重要性；摒弃腹部/上腹部、自动症、性、头部及多重症状等分类，分别整合入自主神经、复杂运动、情感等类别。额外备注类型用于标记不确定描述、解剖位置意外性、放电后现象及癫痫发作等情况。

GUI的技术特性体现为：本地安装时数据本地处理以保障隐私，在线部署时数据上传至Render虚拟环境但不留存；经内部医疗器械分类委员会评估，该软件不属于欧盟医疗器械法规（EU Medical Device Regulation, MDR）管辖的医疗器械。与现有工具相比，IntrAnat、YAEL、RAVE等虽支持分类iEEG数据可视化，但缺乏标准化症状分类指南且仅提供3D视图；gTEC cortiQPRO虽具电刺激图谱功能但需专用软硬件。EStiMapp的独特优势在于提供2D电极投影的快速概览视图，同时支持3D解剖定位，且完全开源免费。

研究局限性包括：分类体系较自由文本简化，细节信息需通过表格注释补充；3D可视化中电极位置为近似显示可能存在偏差；自动分类功能（如大型语言模型应用）将使GUI转变为医疗器械，需审慎评估风险收益比。未来发展方向涵盖：扩展特定解剖区域（如岛叶、视觉皮层、感觉运动皮层、Broca区及Wernicke区）的精细分类模块；开发负性运动、语言及认知症状专用模块；实现与影像预处理管道的互操作性以支持多模态解读；整合电刺激期间高频伽马波段分析等功能性电生理指标。

研究结论：研究人员开发了一种用于颅内电极电刺激诱发临床症状分类和可视化的临床图形用户界面（GUI）。该标准化工作流和直接可视化功能促进了iEEG电刺激结果的一致解读，为术前切除计划制定提供了高效、低错误率的辅助工具，并有望推动多中心功能脑图谱的构建。