Fördjupningsföreläsning - multimodal diagnostik av epilepsi 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 Bilddiagnostik 10.45-11.45 2013-09-06, Lund Epilepsisamlingsbegrepp med flera orsaker Infektioner CNS-infektion / Encephalit Rasmussens encephalit Kärlmissbildningar Sturge-Weber Cavernom AV-missbildning Moya-moya Hypoxisk ischemisk encefalopati, blödning Metabol epileptisk encefalopati B6-brist, GLUT-1 brist Genetiska Åldersberoende / Idiopatiska Ep syndrom (MAE/Doose, Dravet..) Syndrom med ep (Angelman) Mitokondriepati Cortikala anomalier Dysplasier, heterotopier, gyreringsavvikelser etc. Posttrauma 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 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 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 Duncan, Nature rev. neurol 2010
Kirurgi-utredning Modaliteter VIDEO-EEG KONVERGENS? JA KIRURGI? JA JA NEJ MR LESION? NEJ RESEKTION VNS, ketogen kost etc. NEJ VIDEO-EEG NY MR EEG-ANALYSER SPECT fmri PET INTRAKRANIELL EEG INTRAKRANIELL STIMULERING MEG Morfologisk MR SPECT PET Avancerad EEG analys Funktionell MR (fmri) Diffusions MR (DTI, traktografi) 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 Epilepsins 6 zoner Lesion (epileptogen?) Anfallsinitierande zon Irritativ zon Symptomatogen zon Funktionell deficit zon Epileptogen zon (teoretisk) Epileptogen lesion Morfologisk MR av bästa sort Ideala kirurgikandidaten: alla zoner överlappar! Rosenow and Lüders, Brain 2001
Fokal cortical dysplasi DNET Neurocysticercos Heterotop grå substans Polymicrogyri Cavernom Trombotiserad DVA Gangliogliom Rasmussen encephalit Tuberös scleros Hamartom Anfallsinitierande zon Irritativ zon Intrakraniell eller skalp EEG registrering SPECT subtraktionsanalys av iktal och interiktal SPECT co registrerad på MR SISCOM Symptomatogen zon Film, anfall Anfallssemiologi Kortikal stimulering
Funktionell deficit zon Epileptogena zonen Allmän kognitiv nivå Verbala funktioner Visuo-spatiala Verbalt minne Bildminne Exekutiva funktioner Teoretiskt koncept: Det kortikala område som är nödvändigt för att kliniska anfall ska genereras -3-2 -1 0 1 2 3 Ju bättre de fem övriga zonerna överlappar desto bättre approximation av den epileptogena zonen Ideala kirurgikandidaten: alla zoner överlappar! 18 F-FDG-PET, hypometabolism Neuropsykologisk testning Modaliteter Morfologisk MR SPECT PET Avancerad EEG analys Funktionell MR (fmri) Diffusions MR (DTI, traktografi) Epileptogen lesion Optimera bildtagning och tolkning Optimera bildtagning och tolkning Fokala lesioner hos 123 patienter: 39% 50% 91% Standard MR protokoll Allmänradiolog Standard MR protokoll Specialiserad radiolog Optimalt MR protokoll* Specialiserad radiolog Optimera bildkvalitet Samma patient *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 1,5 T 3T
7T 7T, normal hippocampus Cor Sag Courtesy of Siemens and Drs. L.Wald, A. Potthast et al., MGH NMR-Center, Boston, USA Prudent et al, Radiology 2010 Positionering TRA: Parallellt med hippocampus, längs temporallobens längsaxel COR: Vinkelrätt mot temporallobens längsxel Positionering COR: Vinkelrätt mot temporallobens längsxel Positioninering Positionering
Positionering Hippocampusskleros Hippocampal sclerosis Åtta år tidigare. Normal MRI. Hippocampal sclerosis Åtta år tidigare. Normal MRI. Parallellt med hippocampus, längs temporallobens axel 7T Hippocampusskleros 2008, 3T MPRAGE, 5 mm T2, 5 mm Henry et al, Radiology 2011
Fokal cortical dysplasi 2009 Bättre 3T kamera 2008 Bra 3T kamera 2009 Bättre 3T kamera 9 mån Timing, barn Histopatologiskt verifierad fokal kortikal dysplasi typ IIb, patienten är anfallsfri T1 IR, 4 mm Vuxen Nyfödd Myelinisering T1 IR T2 Term 7 mo 9 mo eller > 24-30 månader T1 T2 Term 11 mo 22 mo
9 mån Pojke, krampdebut efter viros 9 mån Inkomplett myelinisering 2 ½ år Nästan färdigmyeliniserad T1 IR, 4 mm T1 IR, 4 mm MPRAGE, 1 mm 9 mån Inkomplett myelinisering 2 ½ år Nästan färdigmyeliniserad 2 ½ år T2, 5 mm MPRAGE, 1 mm T2 FLAIR, 3 mm MPRAGE, 1 mm 2 ½ år 2 ½ år
2 ½ år 2 ½ år Optimera bildtagning Välj bra sekvenser Optimnera bildkvalitet 3T! Positionering Timing Nyfödd eller 24-30 månader 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.
SISCOM Ictal/interictal subtraction co-registered with MR Film, SPECT 3D T1 T2 FLAIR 3D T1 SISCOM SISCOM sammanfattning Guidar invasiv elektrod täckning Kan avslöja anfallsinitierande zon Kan avslöja tidigare dold abnormitet T2 FLAIR SISCOM
PET 18 F Fluorodeoxyglucose Visar hypometabolism interiktalt Motsvarar funktionell deficit zon Kan lateralisera temporallobs epilepsi BESA CURRY Avancerad EEG-analys Tät koppling EEG 64 elektroder Irritativ zon avancerad analys 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 46 13 18 FT9 24 29 57 51 FT10 FT7 FT8 35 2 FC5 FC6 9 FC3 FC1 FCz FC2 FC4 14 47 42 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 38 5 Sph2 62 O1 23 O2 56 63 EKG vä 64 EKG hö CURRY-analys BESA-analys S:\Epilepsiutredning\EP-kir\PM\Nevus\elektrodbild10-10.pp fmri språklateralisering fmri språklateralisering Enkel ordbildningsuppgift Tänk på ord som börjar med D Robust aktivering av frontala språkområden Gyrus frontalis inferior (och medius) Typisk Atypisk
fmri - användning DTI och traktografi Används kliniskt för riskbedömning Språklateralisering (dominant hemisfär) Identifiera viktiga kortikala områden Primära motor/känselcortex (Minneslateralisering) Vägleda intrakraniell elektrodtäckning Kirurgisk planering Traktografi synstrålningen Chen et al, Neuroimage, 2009 Traktografi fokal cortical dysplasi Pre-op tractografi 3T, 32-kanalers spole Partiell EP med ryckningar kring vä mungipa + EEG lateralisering f-t hö Preparat 9.4T MRI Preparat 9.4T tractografi Madan and Grant, Epilepsia, 2009
Traktografi - summering Förutse och reducera kirurgisk risk Synliggöra Synstrålningen (temporallobs-resektion) Tractus corticospinalis Kortikala dysplasier? FLAIR, 1 mm Kraftfullt forskningsverktyg på gruppnivå Språknätverk Minnesnätverk Mutimodal diagnostik, fall 1 Utbredd polymicrogyri vänster hemisfär 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 SISCOM SISCOM + fmri (känsel höger ansikte) Stimulering > känsla i ansiktet Stimulering > aura Efter minimal resektion Röda elektroder = anfallsstart på EEG Anfallsfri, bevarad känsel
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 Intrakraniella elektroder SISCOM Hotspot 1 Intrakraniella elektroder Anfallsstart elektrod E2 Anfallsstart Intrakraniella elektroder SISCOM Anfallsstart Intrakraniella elektroder SISCOM Anfallsstart
Post-op Post-op
Anfallsfri 3 månader Nya anfall ep? Mutimodal diagnostik, fall 3 15 år Interiktalt EEG möjligen vänstersidig aktivitet Video EEG ingen distinkt start Långdragna svåra anfall ofta sjukhusvård. Ingen tydlig semiologi
fmri, motorik höger hand SISCOM, Hotspot 1 fmri, motorik höger hand fmri, motorik höger hand SISCOM, Hotspot 1 SISCOM, Hotspot 1 fmri, känsel höger hand fmri, känsel höger hand SISCOM, Hotspot 1 SISCOM, Hotspot 1
MR-diagnostik, fall Mycket stor risk att skada såväl motorik som känsel vid en ev. resektion Typiskt epileptogena lesioner 10 år 10 år 3DT1 MPRage/TFE, 1 mm T2 FLAIR, 3 mm T1 IR, 1.2 mm DNET med underliggande transmantle dysplasi 27 år 7 år 3DT1 MPRage/TFE, 1 mm Gangliogliom T1 IR, 1.2 mm Multicystisk encefalopati efter infarkt i vänster a. cerebri media
22 år 3 år T1 + Gd, 5 mm T2, 5 mm T2 GE (FLASH, FFE), 5 mm Cavernom, blödning 3DT1 MPRage/TFE, 1 mm Tuberös scleros 16 år 7 år T2, 512 matris, 4 mm T2, 5 mm T1 IR 1.2 mm Cystisk lesion av hittills okänd genes Hypothalamushamartom 4 år Multimodal epilepsiutredning Många olika varianter! Avancerade, dyra modaliteter och tekniker skräddarsy utredningen efter patientens behov T2 FLAIR, 3 mm Teamwork med neurologer, neuroradiologer, neurofysiologer, neurokirurger, neuropsykologer etc. Hippocampusscleros
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 fmri och traktografi: förutse och reducera kirurgisk risk 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