Fördjupningsföreläsning - multimodal diagnostik av epilepsi Håkan Sjunnesson Neuroradiolog Föreläsningen är gjord av Lars Stenberg Neuroradiolog Bild- och funktionsdiagnostiskt centrum Skånes universitetssjukhus, Lund Epilepsi Definition: Minst två oprovocerade anfall till följd av abnorma, repetetiva, synkrona urladdningar i storhjärnans bark En grupp av sjukdomar med många olika etiologier 1
Epilepsisamlingsbegrepp med flera orsaker Infektioner CNS-infektion / Encephalit Rasmussens encephalit Kärlmissbildningar Sturge-Weber Cavernom AV-missbildning Moya-moya Hypoxisk ischemisk encefalopati, blödning Genetiska Åldersberoende / Idiopatiska Ep syndrom (MAE/Doose, Dravet..) Syndrom med ep (Angelman) Cortikala anomalier Dysplasier, heterotopier, gyreringsavvikelser etc. Posttrauma Metabol epileptisk encefalopati B6-brist, GLUT-1 brist Mitokondriepati Tumörer Gangliogliom, DNET etc Epilepsi En grupp av sjukdomar med många olika etiologier Viss epilepsi kan inte kontrolleras med farmaka Kirurgi är ett behandlingsalternativ i utvalda fall 2
Epilepsikirurgi Fokal, terapiresistent epilepsi kan ibland botas med kirurgi Av 50 x 10 6 människor behöver 1000 / år utredas avseende kirurgisk terapi Av dem opereras c:a hälften 25% av alla operationskandidater har invändningsfri strukturell MR Duncan, Nature rev. neurol 2010 Behövs multimodal utredning? Ja, i utredningen av patienter utan detekterbar lesion på MR ( MR negativ ) (dvs. 25 % av operationskandidaterna) Ja, i utredningen av vissa patienter med en påvisbar lesion på MR ( MR positiv ) Balansera risk och möjlig vinst i varje individuellt fall 3
Kirurgi-utredning MR VIDEO-EEG JA LESION? NEJ VIDEO-EEG NEJ NY MR KONVERGENS? EEG-ANALYSER SPECT JA JA RESEKTION fmri PET INTRAKRANIELL EEG INTRAKRANIELL STIMULERING KIRURGI? NEJ VNS, ketogen kost etc. MEG Modaliteter Morfologisk MR SPECT PET Avancerad EEG analys Funktionell MR (fmri) Diffusions MR (DTI, traktografi) 4
Multidiciplinärt epilepsiteam Epileptogena zonen Teoretiskt koncept: Det kortikala område som är nödvändigt för att kliniska anfall ska genereras Resektion ger anfallsfrihet Det finns inget sätt att direkt lokalisera den epileptogena zonen 5
Epilepsins 6 zoner Lesion(epileptogen?) Anfallsinitierande zon Irritativ zon Symptomatogen zon Funktionell deficit zon Epileptogen zon (teoretisk) Ideala kirurgikandidaten: alla zoner överlappar! Rosenow and Lüders, Brain 2001 Epileptogen lesion Morfologisk MR av bästa sort 6
Fokal cortical dysplasi DNET Cavernom Trombotiserad DVA Gangliogliom Neurocysticercos Heterotop grå substans Polymicrogyri Rasmussen encephalit Tuberös scleros Hamartom 7
Anfallsinitierande zon Intrakraniell eller skalp EEGregistrering SPECT subtraktionsanalys av iktal och interiktal SPECT co registrerad på MR SISCOM Irritativ zon 8
Symptomatogen zon Anfallssemiologi Kortikal stimulering Film, anfall 9
Funktionell deficit zon Allmän kognitiv nivå Verbala funktioner Visuo-spatiala Verbalt minne Bildminne Exekutiva funktioner -3-2 -1 0 1 2 3 18 F-FDG-PET, hypometabolism Neuropsykologisk testning Epileptogena zonen Teoretiskt koncept: Det kortikala område som är nödvändigt för att kliniska anfall ska genereras Ju bättre de fem övriga zonerna överlappar desto bättre approximation av den epileptogena zonen Ideala kirurgikandidaten: alla zoner överlappar! 10
Modaliteter Morfologisk MR SPECT PET Avancerad EEG analys Funktionell MR (fmri) Diffusions MR (DTI, traktografi) Epileptogen lesion Optimera bildtagning och tolkning 11
Optimera bildtagning och tolkning Fokala lesioner hos 123 patienter: 39% 50% 91% Standard MRprotokoll Allmänradiolog Standard MRprotokoll Specialiserad radiolog Optimalt MR protokoll* Specialiserad radiolog *1.5T, T1SE sag (5mm) T2TSE ax (5) and cor (2mm) T1IR cor (6mm) FLAIR ax (5mm) Von Oertzen et al, J Neurol Neurosurg Psychiatry, 2002 Optimera bildkvalitet Samma patient 1,5 T 3T 12
7T Courtesy of Siemens and Drs. L.Wald, A. Potthast et al., MGH NMR-Center, Boston, USA 7T, normal hippocampus Cor Sag Prudent et al, Radiology 2010 13
Positionering TRA: Parallellt med hippocampus, längs temporallobens längsaxel COR: Vinkelrätt mot temporallobens längsxel Positionering 14
COR: Vinkelrätt mot temporallobens längsxel Positioninering Positionering 15
Positionering Hippocampusskleros 16
Hippocampal sclerosis Åtta år tidigare. Normal MRI. Hippocampal sclerosis Åtta år tidigare. Normal MRI. Parallellt med hippocampus, längs temporallobens axel 17
7T Hippocampusskleros Henry et al, Radiology 2011 2008, 3T MPRAGE, 5 mm T2, 5 mm 18
2008 Bra 3T kamera 2009 Bättre 3T kamera Fokal cortical dysplasi 2009 Bättre 3T kamera 19
Histopatologiskt verifierad fokal kortikal dysplasi typ IIb, patienten är anfallsfri 9 mån Timing, barn T1 IR, 4 mm 20
Vuxen Nyfödd T2 T1 Myelinisering T1 IR Term 7 mo 9 mo eller > 24-30 månader T2 Term 11 mo 22 mo 21
9 mån Pojke, krampdebut efter viros T1 IR, 4 mm 9 mån Inkomplett myelinisering 2 ½ år Nästan färdigmyeliniserad T1 IR, 4 mm MPRAGE, 1 mm 22
9 mån Inkomplett myelinisering 2 ½ år Nästan färdigmyeliniserad T2, 5 mm MPRAGE, 1 mm 2 ½ år T2 FLAIR, 3 mm MPRAGE, 1 mm 23
2 ½ år 2 ½ år 24
2 ½ år 2 ½ år 25
Optimera bildtagning Välj bra sekvenser Optimnera bildkvalitet 3T! Positionering Timing Nyfödd eller 24-30 månader 26
Isotop-neuroimaging SPECT Single photon emission computed tomography 99m Tc märkt substans (HMPAO) Ögonblicksbild av blodperfusionen Iktal och interiktal registrering PET Positron emission tomography 18 F fluorodeoxyglucose (FDG) Metabolism Interiktal registrering Iktal SPECT Teknisk och organisatorisk utmaning Övervaka patient (och EEG) 2 x 6 h med isotop i handen Beredd att spruta snabbt vid anfallsstart (10-20 s) Anfall bör vara stereotypa och duration > 10 s. 27
Film, SPECT SISCOM Ictal/interictal subtraction co-registered with MR 28
3D T1 T2 FLAIR 3D T1 SISCOM 29
T2 FLAIR SISCOM SISCOM sammanfattning Guidar invasiv elektrod täckning Kan avslöja anfallsinitierande zon Kan avslöja tidigare dold abnormitet 30
PET 18 F Fluorodeoxyglucose Visar hypometabolism interiktalt Motsvarar funktionell deficit zon Kan lateralisera temporallobsepilepsi Avancerad EEG-analys BESA CURRY 31
Tät koppling EEG 64 elektroder Sph1 61 Fp1 Fp2 6 39 AF7 AF8 AFz AF4 40 7 AF3 F9 F10 17 50 28 F7 F8 34 1 F6 8 F5 Fz F4 41 F3 F1 F2 13 18 FT9 24 29 57 51 46 FT10 FT7 FT8 35 2 FC5 FC6 9 FC3 FC1 FCz FC2 FC4 42 14 47 19 25 30 58 52 T9 T10 T3 3 C5 C3 C1 Cz C2 C4 C6 T4 36 10 15 20 26 31 59 53 48 43 CPz TP5 CP5 CP3 CP1 CP2 CP4 CP6 21 27 32 60 TP6 TP9 11 16 54 49 44 TP10 4 P3 Pz 37 P4 T5 22 33 55 T6 P9 P10 45 12 5 38 Sph2 62 O1 23 O2 56 63 EKG vä 64 EKG hö S:\Epilepsiutredning\EP-kir\PM\Nevus\elektrodbild10-10.pp Irritativ zon avancerad analys CURRY-analys BESA-analys 32
fmri språklateralisering Enkel ordbildningsuppgift Tänk på ord som börjar med D Robust aktivering av frontala språkområden Gyrus frontalis inferior (och medius) fmri språklateralisering Typisk Atypisk 33
fmri - användning Används kliniskt för riskbedömning Språklateralisering (dominant hemisfär) Identifiera viktiga kortikala områden Primära motor/känselcortex (Minneslateralisering) Vägleda intrakraniell elektrodtäckning Kirurgisk planering DTI och traktografi 34
Traktografi synstrålningen Chen et al, Neuroimage, 2009 35
Traktografi fokal cortical dysplasi Pre-op tractografi 3T, 32-kanalers spole Preparat 9.4T MRI Preparat 9.4T tractografi Madan and Grant, Epilepsia, 2009 Partiell EP med ryckningar kring vä mungipa + EEG lateralisering f-t hö 36
FLAIR, 1 mm Traktografi - summering Förutse och reducera kirurgisk risk Synliggöra Synstrålningen (temporallobs-resektion) Tractus corticospinalis Kortikala dysplasier? Kraftfullt forskningsverktyg på gruppnivå Språknätverk Minnesnätverk 37
Mutimodal diagnostik, fall 1 35 år. EP sedan 18 års ålder Yrsel > domning runt höger öga och sedan hela kroppshalvan ( > vrider huvud åt höger > generaliserat anfall) Semiologiskt troligen vänster parietallob Utbredd polymicrogyri vänster hemisfär SISCOM SISCOM + fmri (känsel höger ansikte) 38
Stimulering > känsla i ansiktet Stimulering > aura Röda elektroder = anfallsstart på EEG Efter minimal resektion Anfallsfri, bevarad känsel 39
Mutimodal diagnostik, fall 2 13 år Epilepsidebut vid 1 års ålder Högersidig temporallobsresektion kortikal dysplasi men ingen anfallslindring EEG mässig misstanke om frontal högersidig start 40
Intrakraniella elektroder SISCOM Hotspot 1 Intrakraniella elektroder Anfallsstart elektrod E2 41
Anfallsstart Intrakraniella elektroder SISCOM Anfallsstart Intrakraniella elektroder SISCOM Anfallsstart 42
43
44
Post-op Post-op 45
Anfallsfri 3 månader Nya anfall ep? 46
47
Mutimodal diagnostik, fall 3 15 år Interiktalt EEG möjligen vänstersidig aktivitet Video EEG ingen distinkt start Långdragna svåra anfall ofta sjukhusvård. Ingen tydlig semiologi 48
fmri, motorik höger hand SISCOM, Hotspot 1 49
fmri, motorik höger hand SISCOM, Hotspot 1 fmri, motorik höger hand SISCOM, Hotspot 1 50
fmri, känsel höger hand SISCOM, Hotspot 1 fmri, känsel höger hand SISCOM, Hotspot 1 51
Mycket stor risk att skada såväl motorik som känsel vid en ev. resektion MR-diagnostik, fall Typiskt epileptogena lesioner 52
10 år 3DT1 MPRage/TFE, 1 mm T2 FLAIR, 3 mm 10 år T1 IR, 1.2 mm DNET med underliggande transmantle dysplasi 53
27 år 3DT1 MPRage/TFE, 1 mm Gangliogliom 7 år T1 IR, 1.2 mm Multicystisk encefalopati efter infarkt i vänster a. cerebri media 54
22 år T1 + Gd, 5 mm T2, 5 mm Cavernom, blödning T2 GE (FLASH, FFE), 5 mm 3 år 3DT1 MPRage/TFE, 1 mm Tuberös scleros 55
16 år T1 IR 1.2 mm Cystisk lesion av hittills okänd genes 7 år T2, 512 matris, 4 mm T2, 5 mm Hypothalamushamartom 56
4 år T2 FLAIR, 3 mm Hippocampusscleros Multimodal epilepsiutredning Många olika varianter! Avancerade, dyra modaliteter och tekniker skräddarsy utredningen efter patientens behov Teamwork med neurologer, neuroradiologer, neurofysiologer, neurokirurger, neuropsykologer etc. 57
Sammanfattning Optimera morfologisk MR undersökning Granska igen. Och igen Undersök igen Sammanfattning Fortfarande ingen lesion, eller diskordans med klinik och EEG data: SPECT, PET: formulera hypotes vilken del av hjärnan som ska täckas med intrakraniella elektroder fmrioch traktografi: förutse och reducera kirurgisk risk 58
Framtiden? 7T Förbättrad traktografi Bättre co registrering av data Voxel baserad, automatisk analys High frequency/density EEG fmri+ EEG PET MR Lars Stenberg Skånes universitetssjukhus, Lund 59