Het gebruik van medische beeldvorming bij epilepsie

Samenvatting

De pathologie van epilepsie is zeer divers en epileptische aanvallen kunnen dan ook voorkomen bij patiënten met de meest uiteenlopende pathologische condities waarvan vele gedetecteerd kunnen worden door medische beeldvorming.

De pathologie van epilepsie is zeer divers en epileptische aanvallen kunnen dan ook voorkomen bij patiënten met de meest uiteenlopende pathologische condities waarvan vele gedetecteerd kunnen worden door medische beeldvorming. Tabel 3.1 geeft een overzicht van de meest voorkomende hersenaandoeningen die gepaard gaan met epilepsie, waarbij een heelkundige interventie een oplossing zou kunnen bieden. Daarom is medische beeldvorming bij epilepsie ook steeds aangewezen, behalve in een aantal specifieke gevallen die hieronder worden beschreven.

Tabel 3.1 Aandoeningen die gepaard gaan met epilepsie en die behandelbaar zijn door middel van chirurgie

1 Algemene richtlijnen voor gebruik van medische beeldvorming bij epilepsie

De richtlijnen voor zorgvuldig gebruik van medische beeldvorming zijn duidelijk. mri is de enige techniek die in staat is om met grote zekerheid laesies verantwoordelijk voor epilepsie te detecteren (figuur 3.1). Toch zal in acute situaties vaak nog een CT-onderzoek worden uitgevoerd, vooral indien de patiënt ten gevolge van epilepsie op de spoedeisende hulp terechtkomt.

Figuur 3.1

ct of mri? Illustratie van de gevoeligheid van mri. ct- en mr-onderzoek van een patiënt met focale epilepsie. De beelden zijn gemaakt na de tweede aanval. Het enige wat te zien is op het ct-onderzoek is een kleine calcificatie (pijl) in de rechteramygdala (A). T2W-(B) en T1W-beelden (C) laten een uitgebreide signaalanomalie zien in die regio. Coronale inversion-recovery T1W-beelden verschaffen het hoogste contrast (pijlpunten).

Ongeveer 5 tot 10% van de bevolking zal tijdens zijn leven een of meer epileptische aanvallen hebben. Alhoewel zulke aanvallen dikwijls eenmalig zijn, zullen veel van deze patiënten vaak worden verwezen voor beeldvorming. De aanpak hangt af van de leeftijd van de patiënt en de klinische en paraklinische bevindingen. Bij een eerste episode van koortsstuipen bij jonge kinderen is geen beeldvorming geïndiceerd. Bij kinderen en jongvolwassenen met één aanval die niet door koortsstuipen is veroorzaakt, met een negatieve klinische voorgeschiedenis en zonder neurologische symptomen zijn structurele afwijkingen zelden de oorzaak. Een screenend mri-onderzoek kan worden overwogen.

Patiënten met neurologische uitval of veranderde mentale status na een epileptische aanval moeten worden verwezen voor beeldvorming. Buiten de eventuele oorzakelijke pathologie kan soms focale gyrale zwelling met diffusierestrictie en aankleuring na contrast worden gevonden. Het gaat dan om postictale veranderingen die meestal van voorbijgaande aard zijn, alhoewel soms permanente schade zal optreden.

Patiënten met chronisch gegeneraliseerde epilepsie of bepaalde epileptische syndromen met gegeneraliseerde aanvallen kunnen zelden worden geholpen met een chirurgische ingreep. Een partiële of complete callostomie is bij sommigen ongeveer het enige wat voor hen kan worden gedaan om een vermindering van de spreiding van de epileptische aanvallen tegen te gaan. Dit resulteert meestal in een verminderde ernst van de aanvallen, een verbeterende kwaliteit van leven en verminderde mogelijke secundaire schade aan de hersenen. Beeldvorming kan uiteraard helpen in de preoperatieve planning van callostomie en is vaak nuttig als postoperatieve controle om het resultaat te beoordelen.

2 Beeldvorming bij patiënten met focale epilepsie

Ongeveer 25% van de patiënten met focale epilepsie wordt medicatieresistent en voor deze patiënten is chirurgie vaak het enige echte alternatief van behandeling. Voor hen heeft medische beeldvorming met mri een bijzondere waarde. Het betreft de identificatie van laesies die behandelbaar zijn door middel van resectie op maat, de objectivering of lateralisatie van eenzijdige schade in de hippocampus en temporale neocorticale regio’s bij temporaalkwabepilepsie (‘temporal lobe epilepsy’, tle), en de detectie van vaak microscopische corticale afwijkingen in gevallen van extratemporale focale epilepsie (etle). De bedoeling is ook om het oorzakelijk verband aan te tonen tussen epilepsiefocus, laesie en eloquente cortex wanneer resectie in de buurt van zulke eloquente regio’s noodzakelijk is.

Grote of macroscopische laesies die in aanmerking komen voor een resectie op maat, worden in om het even welk deel van de hersenen makkelijk herkend met mri. Met of zonder toediening van intraveneus contrast kan meestal een redelijke differentiële diagnose worden voorgesteld. Wanneer bij een patiënt met focale epilepsie die refractair is voor medicatie een mri-laesie wordt gevonden, wordt die patiënt kandidaat voor epilepsiechirurgie of de heelkundige verwijdering van de epilepsiefocus. De patiënt ondergaat dan een uitgebreide prechirurgische evaluatie met een neurologisch onderzoek, interictaal eeg, video-EEG-monitoring, neuropsychologisch onderzoek, functionele beeldvorming, metabole mapping (pet) en eventueel MR-spectroscopie. Deze onderzoeken dienen om informatie over de lokalisatie en de lateralisatie van de initiële epileptische activiteiten te verkrijgen. Het resultaat van al deze tests wordt in een multidisciplinair overleg besproken om consensus te bereiken over waar de epileptische activiteit ontstaat. Op dat ogenblik kan de patiënt naar de neurochirurg worden verwezen.

Ongeveer 70% van de patiënten met refractaire focale epilepsie heeft temporaalkwabepilepsie (tle), vaak ten gevolge van schade aan de hippocampus (figuur 3.2). Drie belangrijke afwijkingen zijn karakteristiek voor hippocampale schade: een verminderd volume, signaalveranderingen en structurele veranderingen. Structurele schade is het gevolg van gliose die, wanneer die ernstig is, zal leiden tot signaalveranderingen op zowel T2W-als op T1W-beelden. Uit pathologische studies weten we dat volumeverlies en gliotische verandering zich vaak buiten de hippocampus uitbreiden in de aangrenzende temporaalkwab en dat dikwijls bilaterale schade vast te stellen is.

Figuur 3.2

hcs op coronale beelden. Gekantelde coronale T2W-opname (A) en coronale reconstructies van de 3D flair (B) gecentreerd op de hippocampus in een patiënt met temporaalkwabepilepsie en rechtszijdige hippocampale sclerose. In A duidt de pijlpunt de normale hippocampus aan waarin een duidelijk normale interne structuur kan worden herkend; de verschillende onderdelen van de cornu amonis en de gyrus dentatus, normaal signaal en dikte. Aan de andere kant is de hippocampus veel kleiner (pijl), de interne structuur is niet meer zichtbaar en het signaal is te hoog, dat is het best zichtbaar op de FLAiR-reconstructie (B).

Waar ongeveer 70% van de patiënten met complex partiële epilepsie lijdt aan tle wordt de overige 30% soms wel eens gemeenschappelijk geklasseerd onder de noemer ‘extratemporaalkwabepilepsie’ (etle). Bij deze epilepsievormen zijn laesies die gerelateerd zijn aan de focus vaak klein en niet detecteerbaar met de bestaande beeldvormende technieken. Het betreft bijvoorbeeld subtiele corticale laesies zoals focale corticale dysplasie (figuur 3.3). Hoge resolutie oppervlaktespoel MR-beeldvorming, MR-spectroscopie, functionele MR-beeldvorming, pet en magneto-encefalografie (meg), alleen of in combinatie, hebben bijgedragen tot het vinden van focale laesies die onder de drempel van detectie waren bij conventionele MR-technieken.

Figuur 3.3

Ontwikkelingsstoornissen in de hersenen. Focale corticale dysplasie, Taylor type ii, in het rechter mediale centrale windingengebied. De typische verstoring van de architectuur van de neocortex kan gemakkelijk worden waargenomen op de hoge axiale reconstructies van de 3D flair (A) en de 3D mprage (B): onregelmatige verdikking, veranderd signaal en uitwissen van de normale interface tussen witte en grijze stof (pijlpunten). Een spoor van signaalveranderingen is zichtbaar op opeenvolgende coronale reconstructies van de 3D flair (C-F) startend aan de rand van het ventrikel, vermoedelijk ontstaan tijdens de fout in het migratieproces (pijlen).

Een nieuwe techniek voor niet-invasieve lokalisatie van focale epileptogene ontladingen is EEG-getriggerde functionele MR-beeldvorming (fmri) gecombineerd met EEG-bronlokalisatie om primaire elektrische epileptische bronnen met hoge spatiële resolutie te mappen. Alhoewel deze techniek niet mogelijk is bij alle patiënten door het gebrek aan voldoende interictale afwijkingen lijkt deze toch veelbelovend bij sommige voor lokalisatie van epileptische foci.

In een groeiend aantal patiënten kan de epileptische focus niet worden gevonden met geoptimaliseerde mri; men spreekt dan van mri-negatieve focale epilepsie. Het kan ook zijn dat er wel laesies worden gevonden die potentieel gelinkt zijn aan de epilepsie, maar twijfel ontstaat omdat andere tests zoals eeg, kliniek of neuropsychologie niet-congruente bevindingen tonen. Bij dergelijke patiënten wordt vaak overgegaan tot invasieve monitoring door middel van het plaatsen van intracraniële diepte-elektroden en corticale strips en grids. In veel gevallen zal aan de hand van het invasieve eeg dat zo wordt verkregen, kunnen worden vastgesteld waar de epileptische focus is.

Na een operatie worden dikwijls controle-mri-onderzoeken uitgevoerd om eventuele complicaties op te sporen. Zulke complicaties zoals bloedingen en infarcten zijn gelukkig zeldzaam. Met MR-beeldvorming kan ook de positie van diepte-elektroden en subdurale strips en grids veilig in beeld worden gebracht. Alhoewel een zeker theoretisch risico bestaat voor stimulatie gedurende het MR-onderzoek klaagde geen van de patiënten over enig gevoel of afwijking. Door het gebruik van mri na implantatie van elektroden wordt een accuraat beeld verkregen over de positie en eventuele complicaties.

3 Welke soort mri-beelden voor epilepsiepatiënten?

Bij gebruik van geoptimaliseerde mri-onderzoeksprotocollen in handen van gespecialiseerde neuroradiologen stijgt de opbrengst bij patiënten met een focale epilepsie van 50 naar 91%.

Geoptimaliseerde mri voor focale epilepsie bestaat uit hoge resolutie t1w- en flair-opnamen, meestal worden 3D-sequenties gebruikt om de resolutie isotroop tot onder 1 mm te brengen. Op deze manier kunnen vele subtiele corticale en subcorticale afwijkingen worden gevonden. Ze zijn echter niet van voldoende resolutie om ook subtiele hippocampale afwijkingen te zien en daarom wordt het mri-onderzoek aangevuld met hoge resolutie (0,25 mm in plane) gekantelde coronale irt1w- of tset2w-opnamen loodrecht op de hippocampus. Hiermee zullen ook subtiele hippocampale afwijkingen worden vastgesteld die niet gepaard gaan met forse gliose die gemakkelijk wordt opgepikt op gekantelde coronale reconstructies van de 3D flair. Bij patiënten met een voorgeschiedenis van trauma zal een gradiënt echo T2-gewogen opname worden gemaakt om hemosiderineneerslagen op te sporen. Omdat deze informatie vaak niet wordt doorgegeven is een T2*w-opname steeds in een geoptimaliseerd mri-protocol voor epilepsie opgenomen. Ten slotte is het ook nuttig om een DWi-opname te maken indien de patiënt recentelijk een epilepsieaanval doormaakte. Op deze manier kunnen daaraan gerelateerde afwijkingen worden onderscheiden. Aangezien informatie over recente aanvallen meestal niet beschikbaar is en een DWi-opname slechts maximaal 1,5 minuut duurt, kan die ook het beste worden opgenomen in een standaard geoptimaliseerd mri-protocol. Tabel 3.2 toont het geoptimaliseerde standaard-mri-protocol van de auteur. Merk op dat een dergelijk onderzoeksprotocol inclusief de zorg- en instellingstijd 40 minuten in beslag neemt.

Tabel 3.2 Voorbeeld van een geoptimaliseerd onderzoekprotocol bij focale epilepsiepatiënten op een 3T-mri-scanner (data uz Gent)

Bij patiënten die komen na een eerste aanval of voor een nieuwe epilepsiediagnose wordt er vaak een sneller maar toch efficiënt mri-protocol toegepast waarin de 3D-opnamen vervangen worden door axiale T2W- en flair-opnamen. Een dergelijk protocol duurt op 1,5T slechts 20 minuten en op 3T 15 minuten.

Het gebruik van gadolinium bij epilepsie kan het beste worden geleid door de bevindingen van het screeningsonderzoek. Van tijd tot tijd kan inderdaad een focale laesie worden gevonden waarbij de beeldvorming zal worden bijgestuurd om eventueel gebruik te maken van gadolinium als intraveneus contrastmiddel (figuur 3.4). In onze ervaring is het ook raadzaam om intraveneus contrast te gebruiken bij patiënten met een sterke verdenking op een infectieuze of metastatische aandoening, zelfs wanneer de standaardscreeningsbeelden negatief zijn. Tevens zijn we van mening dat bij patiënten van 55 jaar of ouder steeds het beste intraveneus contrast kan worden gebruikt om mogelijke ruimte-innemende processen te detecteren.

Figuur 3.4

Alhoewel gadolinium zelden wordt gebruikt bij epilepsiescreening is het gebruik hiervan soms noodzakelijk. Links (A) een voorbeeld van Sturge-Weber-angioom (zwarte pijlpunten) dat pas goed kan worden afgelijnd na een gadoliniuminjectie. Rechts (B) een patiënt met borstkanker met recente epilepsie waar in de hersenen een solitaire metastase (pijl) pas werd gezien na gadoliniumgebruik.

4 Neurochirurgie: risico-inschatting

Alvorens over te gaan tot een neurochirurgische interventie bij epilepsiepatiënten wil de neurochirurg het risico inschatten van de ingreep die vrijwel altijd bestaat uit het wegnemen van een deel van de hersenen.

Epilepsiechirurgie bij tle, de frequentste vorm van focale epilepsie, houdt vaak het wegnemen in van een hippocampus; meestal wordt ook een deel van de anterieure temporaalkwab en de amygdala weggenomen. Bij corticale dysplasieën wordt de verkeerd aangelegde cortex volledig weggenomen omdat bewezen is dat dit minimaal nodig is voor goede resultaten. De behandeling van hersentumoren en bloedvatafwijkingen kan vaak ook niet zonder een deel van de hersenen weg te nemen of te beschadigen.

De inschatting van het risico gebeurt aan de hand van de kennis van de neurofunctionele anatomie, geholpen door functionele tests in de neuropsychologie en sinds geruime tijd ook met functionele mri (fmri) en tractografie van de wittestofvezels door middel van diffusie tensor beeldvorming (dti). fmri steunt op lokale signaalveranderingen die zichtbaar zijn op snelle T2*w-opnamen (epi) in de functionele cortex. Voor afwijkingen in de neocortex wordt een beroep gedaan op de kennis van neurofunctionele anatomie om taken te bedenken die de cortex in de buurt van de resectiezone moet activeren om zo de nabijheid te bestuderen. Indien de functionerende cortex vlakbij een weg te snijden gebied ligt, zal de neurochirurg zeer voorzichtig te werk moeten gaan om geen ongewenste functionele schade te veroorzaken. Patiënten met tle bij wie een resectie van de hippocampus en een deel van de temporaalkwab gepland staat, zullen onderworpen worden aan een WADA-test en aan een taal- en geheugen-fmri (figuur 3.5). Het is immers bewezen dat neurochirurgische resectie in een taaldominante hemisfeer, die goed kan worden bepaald door een taal-fmri, meer kans geeft op een taalstoornis. Verder is het ook belangrijk dat het geheugen van de patiënt goed ondersteund wordt door de contralaterale, niet weg te nemen hippocampus. Anders riskeert de patiënt na de operatie een ernstige amnesie. Dit kan worden aangetoond door middel van het geheugendeel van de WADA-test maar ook door een geheugen-fmri.

Figuur 3.5

Taalen geheugen-fmri bij een patiënt met langdurige tle en linkszijdige hippocampale sclerose. De taaltaken wgen (woordgeneratie, A) en read (lezen, B) laten zien dat bij de gekozen statistische drempels (respectievelijk T > 5 en T > 3,5) de activatie voornamelijk rechtszijdig is. Deze patiënt is dus rechts taaldominant. Het resultaat van de geheugentaak (encoding, C) toont meer activatie in de rechter fusiforme en parahippocampale gyri, hetgeen overeenstemt met goede ondersteuning van het geheugen door de gezonde hippocampus en slechte ondersteuning door de zieke hippocampus. Het risico van de ingreep in de linkertemporaalkwab is daardoor klein.

Tractografie van wittestofbanen aan de hand van DTi-opnamen is gebaseerd op de mogelijkheid om de richting van de beweeglijkheid van water in elk deel van de hersenen weer te geven. De beweeglijkheid van water in elke voxel kan beschreven worden als een waarschijnlijkheidsdensiteitsfunctie die een sfeer is wanneer water in alle richtingen evengoed kan bewegen, zoals in de ventrikels. In de witte stof daarentegen zal de vrije beweging van water worden belemmerd door de myeline die rond de axonen is gewikkeld. De beweging van water zal daarom makkelijker zijn in de richting van de axonen dan loodrecht daarop. De waarschijnlijkheidsdensiteitsfunctie is nu veranderd in een ellipsoïde met de langste as in de richting van de axonen. Door de beweging te bestuderen in aangesloten voxels kan men afleiden waar de grote wittestofbanen in de hersenen lopen. Deze techniek wordt meer en meer gebruikt om de neurochirurg informatie te verschaffen welke strategie het beste kan worden gehanteerd om laesies in de hersenen te benaderen en te helpen het risico van een ingreep beter in te schatten.