Assoziation von Parametern des intrakraniellen EEG mit postoperativer Anfallskontrolle, histopathologischem Befund und Hirnregion der Anfallsentstehung bei Patienten mit pharmakoresistenter fokaler Epilepsie

Abstract

Einleitung: Bei pharmakoresistenter fokaler Epilepsie stellt ein epilepsiechirurgischer Eingriff die effektivste Therapie bei geeigneten Patienten dar, um Anfallsfreiheit zu erreichen. Falls in der prächirurgischen Diagnostik nicht-invasive Untersuchungsverfahren zu inkongruenten Ergebnissen führen, wird eine intrakranielle Elektroenzephalographie-Ableitung (iEEG) mit subduralen oder anderen Elektroden zur Abgrenzung der Anfallsursprungszone und eloquenter Kortexareale durchgeführt. Im iEEG können die Morphologie des Anfallsmusterbeginns als Seizure onset pattern (SOP, Anfallsursprungsmuster) und die Größe der Anfallsursprungszone (SOZ) bestimmt werden. Außerdem kann die weitere Ausbreitung des Anfallsmusters (Propagation) zeitlich und räumlich beschrieben werden. Vorstudien ergaben Hinweise, dass diese elektrophysiologischen Parameter als Prädiktoren für die Abschätzung der postoperativen Anfallsprognose dienen sowie Zusammenhänge mit der Histopathologie und Hirnregion der zugrundeliegenden epileptogene Läsion bestehen können.

Methodik: In dieser retrospektiven Studie wurden alle Patienten mit pharmakoresistenter fokaler Epilepsie eingeschlossen, die zwischen Januar 2006 und Dezember 2015 im Epilepsie-Zentrum Berlin ein intrakranielles EEG-Monitoring mit subduralen Elektroden durchliefen. Für jedes Anfallsmuster wurden SOP, Größe der SOZ (fokal ≤ 2 cm vs. regional > 2 cm) sowie Latenz zwischen Beginn des klinischen Anfalls und Beginn des Anfallsmustes im EEG und Propagationslatenz (Zeit in Sekunden bis zum Auftreten iktaler Aktivität > 2 cm jenseits der SOZ) bestimmt. Diese Parameter wurden auf Assoziationen mit der postoperativen Anfallsfreiheit, dem histopathologischen Befund und der Hirnregion der Anfallsentstehung analysiert.

Ergebnisse: Es wurden 324 mit iEEG aufgezeichnete Anfallsmuster von 81 konsekutiven Patienten (34 Frauen) ausgewertet. Das Vorliegen einer fokalen SOZ war ein unabhängiger Prädiktor für postoperative Anfallsfreiheit (OR=4,091, 95% KI 1,433 – 11,679). Hingegen bestand keine Assoziation zwischen spezifischen SOP und postoperativer Anfallsfrequenz. Eine Low voltage fast activity war das prädominante SOP (37% der Anfallsmuster) und war mit einer temporal neokortikal lokalisierten SOZ assoziiert (p = 0,001). Ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem SOP bzw. der Größe der SOZ und dem histopathologischen Befund zeigte sich nicht. Anfälle mit temporo-mesialem Ursprung zeigten eine signifikant längere Klinik-EEG-Latenz (Median -20,0 s) im Vergleich zu Anfällen mit temporal neokortikalem (Median -12,0 s; p < 0,01) und frontalem Beginn (Median -6,0 s; p < 0,01). Auch die Propagationslatenz war bei temporo-mesialem Anfallsbeginn (Median 16,0 s) signifikant länger als bei temporal neokortikalem (Median 8,0 s; p<0,01) und frontalem Ursprung (Median 5,5 s; p < 0,01).

Schlussfolgerung: Eine fokal umschriebene SOZ war ein Prädiktor für postoperative Anfallsfreiheit. Hingegen standen spezifische SOPs weder mit postoperativer Anfallsfreiheit noch mit dem histopathologischen Befund in Verbindung. Die elektrische Anfallsaktivität aus dem mesialen Temporallappen breitete sich im Vergleich zu Anfallsmustern aus neokortikalen Hirnarealen signifikant später aus.

Introduction: In focal drug-resistant epilepsy (DRE), the most successful treatment approach to achieve seizure freedom in eligible patients is resective epilepsy surgery. If non-invasive presurgical diagnostics do not yield conclusive results, intracranial electroencephalography (iEEG) is used to delineate the seizure onset zone (SOZ) and adjacent eloquent cortical structures. Additional iEEG parameters have been described, including morphology of seizure onset patterns (SOP) and extent of SOZ. Furthermore, propagation of seizure activity in time and space can be analyzed. Previous studies have suggested, that iEEG parameters may have predictive value regarding postsurgical seizure freedom and may be associated with histopathology and brain regions of SOZ.

Methods: All patients with DRE who underwent iEEG with subdural electrodes between January 2006 and December 2015 in the Epilepsy-Center Berlin were included into this retrospective study. For each seizure, the following iEEG parameters were examined: SOP, extent of SOZ (focal ≤ 2 cm vs. regional > 2 cm), latency between EEG seizure onset and start of seizure propagation (time till seizure spread > 2cm from SOZ) and latency between onset of ictal semiology and EEG seizure onset. The iEEG parameters were analyzed regarding associations with post-operative seizure freedom, histopathology and brain region of SOZ.

Results: Eighty-one patients (34 female) with 324 seizures were assessed. Focal SOZ was independently associated with 1-year post-operative seizure freedom (OR=4.091, 95% CI 1.433 – 11.679). No significant associations between specific SOPs and post-operative seizure freedom were found. Low voltage fast activity (LVFA) was the most frequent SOP (37%). While no SOP was linked to specific histopathologies, an association between LVFA and temporal neocortical seizure onset was observed. Seizures originating in temporo-mesial structures showed a significantly longer latency between onset of seizure semiology and EEG seizure onset (median -20.0 s) in comparison to onset in temporal neocortical (median -12.0 s; p < 0,01) and in frontal structures (median -6.0 s; p < 0,01). Also, latency from EEG seizure onset to start of propagation was significantly longer in seizures originating in temporo-mesial cortex (median 16.0 s) in comparison to temporal neocortical SOZ (median 8.0 s; p < 0,01) and to frontal seizure focus (median 5.5 s; p < 0,01).

Conclusion: A focal SOZ but no specific SOP predicted seizure freedom after epilepsy surgery. Also, no significant link between SOP and histopathology was found. Seizures originating in temporo-mesial cortex showed significantly longer latencies till seizure spread in comparison to seizures generated in neocortical brain regions.