Multimodales Neuroimaging in der Diagnostik kortikaler Dysplasien

NEUROLOGIE AKTUELL
Neuroimaging
Zusammengestellt für den Beirat „Neuroimaging“:
Priv.-Doz. Dr. Michael Feichtinger
Abteilung für Spezielle Neurologie, Universitätsklinik für Neurologie, Medizinische Universität Graz
Fokale Epilepsien
Multimodales Neuroimaging
in der Diagnostik kortikaler Dysplasien
Etwa ein Drittel aller PatientInnen, die an Epilepsie erkrankt sind, können nicht erfolgreich medikamentös
behandelt werden. Für sie ist eine exakte Identifikation einer möglichen fokalen Läsion im Gehirn ein besonders
wichtiger Teil in der weiterführenden Diagnostik. Denn nur so können verlässliche Aussagen über Möglichkeit
und Erfolg eines epilepsiechirurgischen Eingriffs gemacht werden.
Im Zuge einer prächirurgischen Epilepsiediagnostik
hat die strukturelle und funktionelle
Bildgebung einen vorrangigen Platz eingenommen
und kann neben der elektrophysiologischen
Abklärung (Video-EEG-Monitoring)
als zweiter Stützpfeiler einer validen Fokuslokalisation
angesehen werden. Aufgrund
dieser wesentlichen Bedeutung – insbesondere
für die Detektion kleinster fokaler Pathologien
im Bereich des Kortex – besteht
hohes Interesse, aktuell klinisch gebräuchliche
Techniken zu perfektionieren und neue
Technologien zu implementieren.
Bei medikamentös therapierefraktären PatientInnen
sind kortikale Dysplasien zu einem
hohen Prozentsatz für die chronische Exzitabilität
der Hirnrinde und der daraus resultierenden
Anfälle verantwortlich. Häufig sind
diese Störungen der Kortex-Struktur jedoch
sehr subtil und können sich der Diagnostik
bei Durchführung mit herkömmlichen Sequenzen
entziehen. Darüber hinaus sind die
Grenzen der dysplastischen Regionen oft unklar,
sie können über die sichtbare Läsion hinausreichen
und beeinträchtigen den Kortex
viel ausgedehnter als durch eine mögliche dargestellte
Signalalteration zu vermuten wäre.
Klassifikation
der kortikalen Dysplasien
Ein Vorschlag zur Einteilung der verschiedenen
Untergruppen kortikaler Dysplasien, der
sowohl histopathologische als auch klinische
und bildgebende Faktoren berücksichtigt, 1
ist in Tabelle 1 dargestellt. Kortikale Dysplasien
werden dabei in „milde Malformationen
der kortikalen Entwicklung“ (mMCD, mild
malformations of the cortical development),
„fokale kortikale Dysplasien Typ I (FCD I, focal
cortical dysplasia type I) und „fokale kortikale
Dysplasien Typ II“ (FCD II, focal cortical dysplasia
type II) eingeteilt.
Strukturelle
MRI-Veränderungen
Typische Hinweise für das Vorliegen einer dysplastisch
veränderten Hirnrinde sind einerseits
eine Verdickung des Kortex und eine unscharfe
Rinden-Mark-Grenze, verbunden mit
einem abnormen Signal (zumeist hyperintens
in T1 / T2 und FLAIR) im Bereich der Rinde.
Andererseits können aber auch eine Verbreiterung
der Sulci sowie eine Atrophie der weißen
Substanz in diesem Areal als indirekte
Zeichen auftreten (Tab. 2).
Charakteristische MRI-Veränderungen bei bestimmten
Untergruppen der kortikalen Dysplasien
sind bislang noch nicht eindeutig detektiert
worden, mithilfe neuer hochqualitativer
Auflösungsverfahren (3 bzw. 7 Tesla
Magnetfeldstärke) besteht allerdings die
Hoffnung, dass eine genauere Abgrenzung
und Zuordnung der Läsionen in die oben erwähnten
Untergruppen möglich sein wird.
Basierend auf mehreren Studien, die eine eindeutige
Verbesserung der Identifikation fokaler
Abnormalitäten und eine klarere Zuordnung
unsicherer Signalveränderungen bei bis
zu 20 % berichteten, wird heute für eine
weiterführende (prächirurgische) Epilepsiediagnostik
regulär eine 3-T-MRI-Unter- u
Tab. 1: Klassifikation kortikaler Dysplasien (Palmini et al. 2004)
Milde Malformationen der kortikalen Entwicklung
Typ I Ektope Neuronen in/angrenzend an Schicht 1
Typ II mikroskopisch neuronale Heterotopien außerhalb Schicht 1
Fokal kortikale Dysplasie
Typ I
Typ II
keine dysmorphischen Neurone, keine Ballon-Zellen
I A
I B
Abnorme Schichtarchitektur
Abnorme Schichtarchitektur + große oder unreife Neuronen
Taylor-type mit dysmorphischen Neuronen
II A
II B
Abnorme Schichtarchitektur
Abnorme Schichtarchitektur + Ballon-Zellen
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NEUROLOGIE AKTUELL
Neuroimaging
Tab. 2: MRI-Veränderungen bei kortikalen Dysplasien
Kortex
hyperintens in T2/FLAIR
hyperintens in T1
verdickter Kortex
fokale Hypoplasie/Atrophie
Verbreiterung des Gyrus
tiefer Sulcus
Rinden-Mark-Grenze
verschwommen in T2/FLAIR
verschwommen in T1
suchung empfohlen, insbesondere wenn bei
niedrigerer Feldstärke ein unauffälliger Befund
gefunden wurde.
Auch der Einsatz so genannten „Phased-
Array“-Oberflächenspulen (bis zu 32-Kanal)
führt aufgrund der geringeren Entfernung
der Spulen zum Gehirn zu einem deutlich
verbesserten Signal aus dem Kortex und zu
einer eindeutigen Verbesserung in der Diagnostik
kortikaler Dysplasien 2 .
Einsatz automatisierter
Detektionsmethoden
Weiße Substanz
Abnahme des Signals vom Kortex Richtung Ventrikel
(T2/FLAIR hyperintens, manchmal T1 hypointens)
diffuse Hyperintensität T2/FLAIR
diffuse Atrophie
In der visuellen Analyse ist die eindeutige
Diagnose und Beurteilung der Ausdehnung
kortikaler Dysplasien durch die natürlich variierende
Dicke und Signalunterschiede der
Hirnrinde sowie der Komplexität der Hirnwindungen
und den dadurch entstehenden
Anschnittphänomenen deutlich erschwert.
Automatisierte Methoden wie die „Voxelbased“
Morphometrie sollen die diagnostische
Genauigkeit optimieren, indem durch
Vergleich jedes einzelnen Voxels im Patientenscan
mit analogen Voxels einer Kontrollgruppe
Abweichungen in Volumen, Signalintensität
oder Form der Hirnrinde bzw. Kontrast
der Rinden-Mark-Grenze registriert wird.
Trotz des Risikos, falsch positive und falsch
negative Hinweise durch diese Methode zu
finden, eignet sich diese Methode hervorragend,
um subtile kortikale Veränderungen,
die sonst in der visuellen Auswertung übersehen
worden wären, zu finden. Allerdings
sind durch solche computerunterstützte Techniken
noch keine nur pathologisch verifizierbaren
kortikalen Veränderungen detektiert
worden.
Diffusion Tensor
Imaging/Traktographie
Bislang erbrachte die Anwendung diffusionsgewichteter
Sequenzen keinen Benefit in der
Diagnostik und Beurteilung der Ausdehnung
kortikaler Dysplasien. Indirekt könnte jedoch
die Darstellung größerer Faserverbindungen
in der weißen Substanz mittels der Traktographie
für die Planung eines chirurgischen
Eingriffes bei ausgedehnten kortikalen Malformationen
hilfreich sein. Außerdem wäre
es dadurch auch möglich, eine Beeinträchtigung
subkortikal verlaufender Faserverbindungen
durch die kortikale Dysplasie zu visualisieren.
EEG-gekoppelte
funktionelle MRT
Die Darstellung regionaler Änderungen des
zerebralen Blutflusses während interiktaler
Spikeaktivität im Bereich kortikaler Dysplasien
kann durch die simultane EEG-fMRI-Untersuchung
ermöglicht werden. In einzelnen Studien
konnte bereits ein Zusammenhang zwischen
der dadurch lokalisierbaren interiktalen
Rindenaktivität und der iktalen Anfallsaktivität
nachgewiesen werden.
Im Rahmen der prächirurgischen Epilepsiediagnostik
könnte daher diese Modalität
wichtige Zusatzinformationen hinsichtlich der
genauen Lokalisation der durch die kortikalen
Dysplasien ausgelösten Spikes bieten und
damit helfen, das geplante Resektionsausmaß
exakter zu lokalisieren bzw. einzugrenzen.
Derzeit ist jedoch diese Technik noch
sehr aufwändig und artefaktanfällig, sodass
eine routinemäßige Anwendung im klinischen
Bereich in nächster Zeit noch nicht zu
erwarten ist.
Resümee
Kortikale Dysplasien stellen im Bereich der
Epileptologie und der prächirurgischen Epilepsiediagnostik
eine besondere Herausforderung
dar. Neue Entwicklungen im Neuroimaging
bieten eine deutlich erhöhte Sensitivität
für die Darstellung dieser kortikalen Läsionen
an und helfen damit, die postoperativen Ergebnisse
nach epilepsiechirurgischem Eingriff
deutlich zu verbessern. Vor allem im Bereich
computerunterstützter automatisierter Detektionsmethoden
und der simultanen EEGfMRI
besteht in nächster Zukunft ein hohes
Potenzial für den klinischen Einsatz.
1 Palmini A et al., Terminology and classification of the
cortical dysplasias. Neurology 2004; 62 (6 Suppl 3):S2–8
2 Knake S et al., 3T phased array MRI improves the
presurgical evaluation in focal epilepsies: a prospective
study. Neurology 2005; 65(7):1026–31
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