Alterazioni di RM strutturale e funzionale in pazienti con epilessia del lobo temporale candidabili alla chirurgia: uno studio sul contributo di tecniche di neuroimmagini non invasive nella pianificazione chirurgica.

Temporal lobe epilepsy (TLE) can be associated to different etiologies such as hippocampal sclerosis, focal cortical dysplasia, low grade tumors and other focal lesions, or it can be defined of “unknown cause” when no cortical alterations are detectable on MRI. The benefit of surgical treatment in patients with drug resistant TLE is well established, although in almost 50% of the cases long-term seizure freedom is not achieved after surgery (De Tisi et al., 2011). The quality of life in these patients is influenced, apart from surgery outcome, also by cognitive and psychiatric co-morbidities. A prospective multi-centric study was conducted in patients with drug-resistant TLE eligible for surgery. Patients’ history on clinical, electroencephalographic data obtained by video-EEG monitoring, cognitive and psychiatric comorbidities, and drug therapies, were collected. Neuroimaging data were obtained for each patient through 3T brain MRI; EEG was recorder simultaneously for EEG and functional MRI (EEG-fMRI) co-registration. Multiple sub-studies were performed: 1) to describe the actual state of the art of patients with TLE eligible for surgery based on the databases obtained by four Epilepsy Centers located in the North- Centre of Italy, and comparison with old databases. 2) to verify the contribution of non invasive techniques such as EEG-fMRI in the surgical planning, through the identification of BOLD changes related to interictal or ictal epileptiform activity (Brainvision software used for EEG post processing and epileptic spikes detection; MATLAB-spm12 used for fMRI analysis): a) identification of the epileptogenic zone through fMRI maps using surgery outcome as gold standard; b) comparison with results available in literature. 3) Investigation of resting- states functional connectivity (MATLAB-spm12) in patients with TLE with seed-based analysis (hippocampus and claustrum used as region of interest). 4) Investigation of the relationship between hippocampus’s structures volume and different etiologies of TLE through MRI morphometry (Freesurfer software). Functional and volumetric neuroimaging data were correlated with different items such as etiology, lateralization of TLE, and drug therapies. The strength of the project is based on the large cross-sectional cohort (more than 120 patients enrolled) and on the heterogeneity of patients studied in 4 different centers. The alterations in the brain networks observed in the patients compared to the control group represent the core network of temporal lobe epilepsy and may lead to a better comprehension of how the epileptic discharges interfere with the physiological brain. Future studies with larger samples of patients would add statistical power to the results; a comparison of the results of EEG-fMRI with functional data obtained by intracerebral electrodes would also add significance to our findings.

L’epilessia del lobo temporale (ELT) può essere associata a diverse eziologie come sclerosi dell’ippocampo, displasie corticali focali, tumori di basso grado e altre lesioni focali, o può essere definita “a causa sconosciuta” quando non vengono identificate alterazioni corticali attraverso la risonanza magnetica (RM). E’ ormai accertato il beneficio dell’intervento chirurgico in pazienti con ELT farmaco-resistente, anche se gli studi indicano che nel 50% dei casi non viene raggiunta la libertà da crisi epilettiche dopo l’intervento (De Tisi et al., 2011). La qualità di vita di questi pazienti è inoltre influenzata, oltre che dal risultato chirurgico, anche dalle comorbidità cognitive e psichiatriche. E’ stato effettuato uno studio prospettico multicentrico su pazienti con epilessia del lobo temporale candidati alla chirurgia resettiva. Sono stati raccolti i dati anamnestici clinici, elettroencefalografici ottenuti da monitoraggi video-EEG, i dati sulle comorbidità cognitive e psichiatriche e sulle terapie farmacologiche. I dati di neuroimmagini derivano dalle acquisizioni con una risonanza magnetica cerebrale ad alto campo (3 Tesla). L’EEG è stato acquisito contemporaneamente alla RM per effettuare la co-registrazione con la RM funzionale (EEG-fMRI). Sono stati effettuati i seguenti studi: 1) descrizione dell’attuale stato dell’arte dei pazienti con epilessia del lobo temporale candidati alla chirurgia, basata sui database di 4 diversi Centri Epilessia del Nord-Centro Italia, e confronto con database del passato. 2) Verifica del contributo alla pianificazione chirurgica di tecniche di neuroimmagine non invasive come la co-registrazione EEG-fMRI, attraverso l’identificazione di cambiamenti del segnale fMRI in concomitanza con anomalie epilettiche critiche o intercrritiche (utilizzo del software Brainvision per l’analisi del segnale EEG e di MATLAB/spm 12 per l’analisi di RM funzionale): a) identificazione della zona epilettogena attraverso le mappe funzionali utilizzando l’outcome chirurgico come gold standard, b) confronto con i risultati di analisi EEG-fMRI descritti in letteratura. 3) analisi delle alterazioni della connettività funzionale (resting states) attraverso una “seed-based analysis” utilizzando come regioni di interesse l’ippocampo e il claustro. 4) analisi di morfometria volumentrica focalizzata sulla struttura interna dell’ippocampo, con l’obiettivo di identificare eventuali correlazioni tra modifiche volumetriche delle strutture dell’ippocampo e le diverse eziologie. I dati di risonanza magnetica funzionale e di volumetria sono stati correlati con diversi item, come l’eziologia, la lateralizzazione emisferica e le terapie farmacologiche. Il punto di forza del progetto è dato dalla numerosità del campione (più di 120 pazienti arruolati) e dalla disomogeneità dei pazienti arruolati in 4 diversi centri: le alterazioni riscontrate nei pazienti rispetto al gruppo dei controlli rappresentano il “core network” dell’epilessia del lobo temporale e possono portare ad una miglior comprensione di come le scariche epilettiche interferiscano con il cervello fisiologico. In futuro un ulteriore ampliamento del campione porterebbe ad un maggior potere statistico dei risultati; inoltre sarebbe interessante confrontare i risultati ottenuti dall’analisi EEG-fMRI con i dati funzionali di registrazioni intracraniche con elettrodi intracerebrali.