Lokalisation der epileptogenen Zone bei MRT-negativer fokaler Epilepsie

Fearns, Nicholas Jeremy Amadé (2025): Lokalisation der epileptogenen Zone bei MRT-negativer fokaler Epilepsie. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Epilepsie ist eine der häufigsten neurologischen Erkrankungen und definiert durch eine Prädisposition zu spontan auftretenden epileptischen Anfällen. Bei fokalen Epilepsien beginnen die Anfälle in einer umschriebenen Region des Gehirns und breiten sich von dort aus. Behandlung der ersten Wahl ist eine anfallssuppressive Pharmakotherapie, unter der zwei Drittel der Patient:innen Anfallsfreiheit erreichen. Gelingt dies nicht, ist ein resektiver epilepsiechirurgischer Eingriff die effektivste Behandlungsoption und kann die Erkrankung dauerhaft heilen. Um die Operation durchführen zu können, ist es notwendig, dasjenige Gewebe, das für die Anfälle verantwortlich ist, die epileptogene Zone, zu lokalisieren. Außerdem muss es von gesundem Gewebe, das physiologische Funktion trägt, abgegrenzt werden. Dies erfordert eine aufwändige, multimodale prächirurgische Diagnostik inklusive Magnetresonanztomographie (MRT), Elektroenzephalographie (EEG) und funktioneller Bildgebung. Das Fehlen einer MRT-Läsion erschwert die Differenzierung zwischen pathologischem und gesundem Gewebe, erfordert eine umfassendere prächirurgische Diagnostik und führt typischerweise zu einer geringeren postoperativen Rate an Anfallsfreiheit. Die zwei Publikationen dieser Promotion beleuchten beide Elemente dieser komplexen prächirurgischen Diagnostik bei MRT-negativer fokaler Epilepsie: die Lokalisation der epileptogenen Zone und die Lokalisation funktioneller Areale. Die erste Arbeit beschäftigt sich mit der quantitativen Erkennung von Läsionen durch Voxel-basierte Morphometrie in visuell als unauffällig befundeten MRT-Bildern. Das „Morphometric Analysis Program“ (MAP) ist eine weit verbreitete Software in Epilepsiezentren und wurde ursprünglich entwickelt, um typische morphologische Eigenschaften fokaler kortikaler Dysplasien zu erfassen – Unschärfe der Grenze zwischen grauer und weißer Substanz, atypische Gyrierung und abnorme kortikale Dicke. Weiterhin konnte in verschiedenen Studien gezeigt werden, dass MAP auch in der Lage ist, andere epileptogene Läsionen zu erkennen und zu markieren, selbst wenn diese bei der initialen visuellen Befundung übersehen worden waren. Dies führte zu der Erwartung, MAP könne, bei unauffälligem MRT, Läsionen detektieren. Die vorliegende Studie zeigt, an einer großen Kohorte von 65 Patient:innen mit wirklich MRT-negativer fokaler Epilepsie, dass dies nicht der Fall ist. Wenn keine übersehene Läsion und damit kein visuell identifizierbares Korrelat des MAP-Outputs vorliegt, ist die Zusatzinformation, die die Software liefert, minimal. Dies hat wichtige Implikationen in Bezug auf die Interpretation der MAP-Ergebnisse, die folglich ohne visuelles Korrelat im MRT die Entscheidungen bezüglich einer Implantation intrakranieller EEG-Elektroden (sEEG) oder einer Operation nicht beeinflussen sollten. Die zweite Publikation befasst sich mit der Lokalisation funktioneller Areale durch die elektrische Stimulation von sEEG-Elektroden und gibt Einblick in das bisher unvollständig verstandene Phänomen unwillkürlichen unilateralen Blinzelns. In einer Kohorte von 60 Patient:innen konnte bei 16 ein unilaterales Blinzeln durch die Stimulation des ipsilateralen anterioren Temporallappens ausgelöst werden, insbesondere bei Stimulation im Gyrus parahippocamplis, vorderen Anteilen des Gyrus fusiformis und der Amygdala, aber nicht in anderen Hirnarealen. Die Studie stützt die Hypothese eines sekundären, modulatorischen, fazialen motorischen Netzwerks und trägt zum grundsätzlichen neuroanatomischen und neurophysiologischen Wissen bei. Da unilaterales Blinzeln auch als Teil der Semiologie epileptischer Anfälle auftreten kann, geben die Ergebnisse Aufschluss über die lokalisierende Bedeutung dieses klinischen Zeichens.

Abstract

Epilepsy is one of the most common neurological disorders and is defined by a predisposition to spontaneously occurring epileptic seizures. In focal epilepsy, seizures arise from a circumscribed region of the brain and propagate from there. First line treatment is anti-seizure medication, under which two thirds of patients achieve seizure freedom. If pharmacotherapy fails to control the seizures, resective epilepsy surgery is the most effective treatment option and may even cure the disease. To perform surgery, it is necessary to localise the tissue responsible for the seizures, the epileptogenic zone, and differentiate it from healthy tissue that carries physiological functions. This requires an extensive, multimodal diagnostic evaluation, including magnetic resonance imaging (MRI), electroencephalography (EEG) and functional imaging. Lack of an MRI lesion makes the differentiation between pathological and healthy tissue more difficult, necessitating a more thorough presurgical evaluation and typically leading to lower post-surgical seizure freedom rates. The two publications in this thesis highlight both elements of this complex evaluation of MRI negative focal epilepsy: localising the epileptogenic zone and localising functional areas. The first publication focuses on the quantitative detection of lesions through voxel-based morphometry in visually negative MRI. The “Morphometric Analysis Program” (MAP) is a widely utilized software in epilepsy centers, originally developed to detect typical imaging features of focal cortical dysplasia - blurring of the junction between grey and white matter, atypical gyration and abnormal cortical thickness. Furthermore, various studies have shown MAP’s ability to detect and highlight other epileptogenic lesions as well, even if those had been overlooked on initial visual inspection. This led to the expectation, that MAP could detect lesions in negative MRI. The present study shows, in a large cohort of 65 patients with truly MRI-negative epilepsy, that this is not the case. If there is no overlooked lesion and thereby no visually identifiable correlate of the MAP output, the additional information provided by the software is minimal. This has important implications for the interpretation of MAP results, which should consequently not influence decisions concerning implantation of intracranial EEG electrodes (sEEG) or surgery planning without a visual correlate on MRI. The second publication touches upon the localization of functional areas by means of electrical stimulation of sEEG electrodes and specifically provides insights on involuntary unilateral blinking, a phenomenon still incompletely understood. In a cohort of 60 patients with focal epilepsy, unilateral blinking could be elicited in 16 by stimulation of the ipsilateral anterior temporal lobe, especially when stimulating the parahippocampal gyrus, the anterior part of the fusiform gyrus and the amygdala, but not in other areas of the brain. The study supports the hypothesis of a secondary, modulatory facial motor network and adds to the fundamental neuroanatomical and neurophysiological body of knowledge. Additionally, since it may also occur as part of epileptic seizures, the results give insight into the localising value of unilateral blinking as a clinical sign.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 13. November 2025
• 1. Bericht­erstatter:in: Vollmar, Christian