DOI: https://doi.org/10.21105/joss.10490
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41000975
تاريخ النشر: 2026-06-04
المؤلف: Chinmay Chinara وآخرون
الموضوع الرئيسي: تخطيط الدماغ وواجهات الدماغ-الكمبيوتر
نظرة عامة
تعتبر تخطيط الدماغ الكهربائي باستخدام تقنية السجلات الكهربائية المكانية (sEEG) ضرورية لرسم خرائط الشبكات الصرعية لدى المرضى الذين يعانون من الصرع المقاوم للعلاج، وخاصة لتحديد منطقة بدء النوبة بدقة (SOZ) لتحسين التدخلات الجراحية. غالبًا ما تكون طرق تحديد المواقع والتسمية التقليدية لجهات الاتصال الخاصة بـ sEEG يدوية، مما يؤدي إلى احتمال حدوث أخطاء بشرية وتباين. للتخفيف من هذه المشكلات، طور المؤلفون خط أنابيب شبه تلقائي لتحديد مواقع جهات الاتصال الخاصة بـ sEEG وتسميةها مدمجًا في برنامج Brainstorm، وهو منصة برمجيات مفتوحة المصدر راسخة لتحليل تصوير الدماغ متعدد الوسائط.
يشمل خط الأنابيب المقترح عدة عمليات رئيسية: (1) استيراد وتطبيق التسجيل الصارم للصور المقطعية المحوسبة (CT) بعد الزرع مع التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) قبل الزرع، (2) تقسيم صور ما بعد CT واكتشاف جهات الاتصال الخاصة بـ sEEG بشكل شبه تلقائي باستخدام ملحق GARDEL، و(3) تسمية جهات الاتصال تلقائيًا من الناحية التشريحية باستخدام قوالب وأطالس تشريح الدماغ القياسية. تستفيد هذه التكامل من أتمتة GARDEL جنبًا إلى جنب مع توافق البيانات الواسع وقدرات التحليل في Brainstorm، مما يعزز القابلية للتكرار في البحث ويدعم سير العمل السريري. وبالتالي، فإن أداة sEEG-Suite تسرع التحقيقات التي تتضمن تسجيلات دماغية غازية، مما يساهم بشكل كبير في مجال أبحاث الصرع.
نقاش
يسلط النقاش الضوء على الحاجة الملحة لتحديد مواقع الأقطاب الكهربائية داخل الجمجمة بكفاءة في جراحة الصرع وأبحاث علوم الأعصاب، مؤكدًا على قيود سير العمل اليدوي الحالي ومجموعات الأدوات المجزأة. غالبًا ما تؤدي الطرق التقليدية إلى إطالة أوقات التحديد وعدم الاتساق بسبب تباين المشغل، مما يستلزم دمج منصات متعددة لتسجيل CT-MRI، واكتشاف الأقطاب الكهربائية، وتحليل البيانات. يعالج إدخال sEEG-suite، الذي يدمج GARDEL مع Brainstorm، هذه التحديات من خلال توفير حل مبسط بنقرة واحدة لتحديد مواقع الأقطاب الكهربائية. يقلل هذا التكامل بشكل كبير من وقت التحديد من ساعات إلى دقائق، ويعزز القابلية للتكرار من خلال معايير الكشف القياسية، ويجمع سير العمل بالكامل في بيئة تفاعلية واحدة.
تستعرض قسم حالة المجال الأدوات الحالية التي تهدف إلى تحسين تحديد مواقع الأقطاب الكهربائية، مشيرة إلى قيودها في القوة والاندماج مع التحليل الكهربائي. بينما حققت أدوات مثل DEETO وSEEG Assistant وGARDEL تقدمًا في الأتمتة، فإنها غالبًا ما تبقى معزولة عن سير العمل التحليلي الشامل. في المقابل، يقدم sEEG-suite حلاً متماسكًا يشمل تسجيل CT-MRI، واكتشاف جهات الاتصال تلقائيًا، والتسمية التشريحية، كل ذلك ضمن Brainstorm. يقلل هذا سير العمل الشامل من التجزئة، ويقلل من الأخطاء المرتبطة بنقل البيانات، ويسمح بربط مباشر للمعلومات التشريحية بالتسجيلات الكهربائية، مما يسهل التحليلات الفعالة والقابلة للتكرار. تصميم sEEG-suite ووظيفته يضعانه كأداة قيمة لمجتمع علوم الأعصاب، مما يعد بتحسين كل من التطبيقات السريرية والبحثية في هذا المجال.
DOI: https://doi.org/10.21105/joss.10490
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41000975
Publication Date: 2026-06-04
Author(s): Chinmay Chinara et al.
Primary Topic: EEG and Brain-Computer Interfaces
Overview
Stereoelectroencephalography (sEEG) is essential for mapping epileptic networks in patients with drug-resistant epilepsy, particularly for accurately identifying the seizure onset zone (SOZ) to optimize surgical interventions. Traditional localization and labeling methods for sEEG contacts are often manual, leading to potential human error and variability. To mitigate these issues, the authors developed a semi-automatic sEEG contact localization and labeling pipeline integrated into Brainstorm, an established open-source software platform for multimodal brain imaging analysis.
The proposed pipeline encompasses several key processes: (1) importing and applying rigid co-registration of post-implantation Computed Tomography (CT) with pre-implantation Magnetic Resonance Imaging (MRI), (2) segmenting post-CT images and semi-automatically detecting sEEG contacts using the GARDEL plugin, and (3) automatically labeling contacts anatomically using standard brain anatomy templates and atlases. This integration leverages GARDEL’s automation alongside Brainstorm’s extensive data compatibility and analytical capabilities, enhancing reproducibility in research and supporting clinical workflows. The sEEG-Suite tool thus accelerates investigations involving invasive brain recordings, contributing significantly to the field of epilepsy research.
Discussion
The discussion highlights the critical need for efficient intracranial electrode localization in epilepsy surgery and neuroscience research, emphasizing the limitations of current manual workflows and fragmented toolsets. Traditional methods often lead to prolonged localization times and inconsistencies due to operator variability, necessitating the integration of multiple platforms for CT-MRI co-registration, electrode detection, and data analysis. The introduction of the sEEG-suite, which integrates GARDEL with Brainstorm, addresses these challenges by providing a streamlined, one-click solution for electrode localization. This integration significantly reduces localization time from hours to minutes, enhances reproducibility through standardized detection parameters, and consolidates the entire workflow into a single interactive environment.
The state of the field section reviews existing tools aimed at improving electrode localization, noting their limitations in robustness and integration with electrophysiological analysis. While tools like DEETO, SEEG Assistant, and GARDEL have made strides in automation, they often remain isolated from comprehensive analysis workflows. In contrast, the sEEG-suite offers a cohesive solution that encompasses CT-MRI co-registration, automatic contact detection, and anatomical labeling, all within Brainstorm. This end-to-end workflow minimizes fragmentation, reduces errors associated with data transfer, and allows for direct linkage of anatomical information to electrophysiological recordings, thereby facilitating efficient and reproducible analyses. The sEEG-suite’s design and functionality position it as a valuable tool for the neuroscience community, promising to enhance both clinical and research applications in the field.