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湖南省儿童医院神经内科建立于1987年，为湖南省重点专科，是目前国内规模最大的儿童神经专科之一。挂牌中国抗癫痫协会二级癫痫中心，是国内规模最大的神经肌肉疾病诊治中心、儿童神经康复中心之一。神经专科病人年门诊量达10万人次，辐射全国30余个省市。在儿童癫痫、儿童中枢神经系统感染、神经系统免疫性疾病、周围神经病、运动障碍性疾病、神经系统先天性遗传代谢病等疾病诊治方面积累了丰富的临床经验。神经内科现有主任医师10名，副主任医师2名，主治医师8名，住院医师4名，其中硕士研究生18名，2020年引进高层次人才吴丽文博士为我科学术带头人。主任技师1名，副主任技师2名，主管技师3名、技师1名。副主任护师1名、主管护师32名、护师4名、护士2名。
科室荣获院“先进集体”，十佳质量改进项目，神经肌肉MDT获多学科诊疗团队一等奖、健康传播先进奖、国际合作交流优秀集体。科室成员现主持国自然面上项目1项，主持（含完成）省级课题6项，厅级课题10余项，发表SCI30余篇。在省内率先开展基于儿童癫痫病因的精准诊疗，国际上首次提出内测题叶癫痫存在线粒体功能障碍并遗传易感性，并首次报道了DNA2等候选基因；针对儿童神经免疫疾病、神经肌肉疾病的诊疗理念居于国际先进水平，报道了国内最大队列的儿童星形细胞病队列；为国内首批开展儿童脊髓性肌萎缩、进行性肌营养不良等疾病的基因修饰治疗单位；是国内唯一能开展儿童颈椎侧方穿刺鞘内用药单位，全球首个使用伪麻黄碱治疗ARGN基因突变导致先天性肌无力综合征患者并获成功。教学方面为医院教学成果较显赫的科室，科室多个成员承担医院教学如临床教学查房、临床小讲课、技能带教等骨干师资，有全国优秀指导老师、湖南省优秀带教老师，有湖南省住院医师规范化培训督导专家、住培结业及执业医师考试考官多人。
成立于1987年
开展常规脑电图、录像脑电图、长程脑电图及整夜脑电图监测技术、多导生理参数睡眠监测技术、Medtronic肌电图/诱发电位仪、Gessll儿童发育检查、抽动症问卷、丹佛小儿智能发育筛查、图片词汇测验、瑞文智力测定、儿童韦氏第四版，幼儿韦氏第四版，适应行为评定量表，孤独行为评定量表，CABS克氏自闭症行为量表，多动症评定量表，ADHD诊断量表，睡眠指数量表，哈密尔顿儿童焦虑量表，哈密尔顿儿童抑郁量表、TCD经颅多普勒等检查。生酮饮食、肌肉活检、脊髓性肌萎缩诺西那生那鞘内注射、神经免疫性抗体检测。主导联合其他科室成立了神经肌肉病、结节性硬化等MDT团队。
神经电生理中心现有20台脑电图机（其中17台为日本光电，3台为Bio-logic）3台肌电图。可以开展的项目有：录像脑电图、长程视频脑电图、多导生理参数睡眠监测、MSLT等，肌电图检测，脑干听觉诱发电位，重复电刺激。