MEG/EEG in der prächirurgischen Epilepsiediagnostik

Ziel des vorliegenden Forschungsprojekts ist es, die Wertigkeit von simultanen magneto- und elektroencephalographischen Ableitungen in der prächirurgischen Epilepsiediagnostik zu untersuchen. Die Magnetoencephalographie (MEG) ist eine neue neurophysiologische Methode, die es ermöglicht. die kleinsten. durch neuronale Aktivität des menschlichen Gehirns erzeugten Magnetfelder zu messen. Das MEG bietet eine wesentlich bessere räumliche Auflösung als das traditionelle Oberflächen-EEG, da die Magnetfelder den Schädelknochen nahezu unverzerrt durchdringen können. Die rezente Entwicklung von neuen,. sog. Ganz-Kopf- MEG-Systemen, die eine simultane Erfassung der magnetischen Aktivität der gesamten Hirnrinde ermöglichen, hat zu einem entscheidenden technologischen Durchbruch für die Untersuchung von Epilepsiepatienten geführt. Die Epilepsiecirurgie stellt eine wertvolle Behandlungsoption für Patienten mit therapieresistenten, lokalen Epilepsien dar, wobei in 70-80% der Fälle Anfallsfreiheit erzielt werden kann. Die erfolgreiche chirurgische Epilepsietherapie basiert auf einer exakten prächirurgischen Abklärung, bei der die Anfallsursprungszone mittels prolongiertem Video-EEG-Monitoring, Kernspintomographie, SPECT und PET genau lokalisiert werden muß. Bei vielen Patienten gelingt allerdings mit diesen Methoden keine ausreichend genaue Eingrenzung der Anfallsursprungszone, so daß invasive Elektroden (subdurale Streifen- oder Plattenelektroden bzw. Tiefenelektroden) zur Anwendung kommen müssen. Die Implantation dieser Elektroden ist allerdings für die Patienten belastend und risikoreich, so daß die Verbesserung nicht-invasiver Methoden, wie die des MEG, von hoher klinischer Relevanz ist. Im -vorliegenden Forschungsprojekt sollen deshalb simultane MEG- und EEG-Messungen bei Patenten mit klar definierten Epilepsie-Syndromen (Temporallappenepilepsie: mesiale Temporallappenepilepsie, läsionelle Temporallappenepilepsie, nicht-läsionelle Temporallappenepilepsie; extratemporale Epilepsien: Frontallappen-, Occipitallappen- und Parietallappenepilepsie) durchgeführt werden. Dabei sollen einerseits interiktale epilepsietypische Veränderungen und unspezifische Verlangsamungen, sowie andererseits iktale Veränderungen erfaßt werden. Zudem soll mittels somatosensorisch evozierter Felder der Sulcus centralis nicht-invasiv lokalisiert werden. was für die Vermeidung von neurologischen Defiziten bei neurochirurgischen Eingriffen in der Zentralregion bedeutsam ist. Mittels biophysikalischer Modelle (räumlich-zeitliche Dipolmodelle und realistische Kopfmodelle) kann von den an der Oberfläche gemessenen Feldern auf die drei-dimensionale, intrazerebrale Lokalisation der epileptischen Nervenzellverbände rückgerechnet und mit struktureller Information aus der Kernspintomographie in Beziehung gesetzt werden. Durch die praktisch unbegrenzte zeitliche Auflösung von MEG und EEG können auch funktionelle Beziehungen einzelner Hirnareale insbesondere bei der Propagation epileptischer Aktivität studiert werden. Die Ergebnisse werden durch invasive Ableitungen mit subduralen Streifen- und Plattenelektroden validiert. Während der 3-jährigen Projektlaufzeit sollen ca. 300 Patienten untersucht werden. Durch das Forschungsprojekt sollte die nicht-invaisve prächirurgische Epilepsiediagnostik entscheidend verbessert werden können, so daß einigen Patienten eine invasive Abklärung erspart werden kann. Zudem sollten auch neue Einsichten in die Pathophysiologie der menschlichen Epilepsie gewonnen werden.

Im vorliegenden Forschungsprojekt wurde die Wertigkeit der Kombination von Magnetoencephalographie (MEG) und Oberflächen-Elektroencephalographie (EEG) in der präoperativen Epilepsiediagnostik untersucht. Das MEG ist eine neue neurophysiologische Methode, die es ermöglicht die kleinsten, durch das menschliche Gehirn erzeugten Magnetfelder zu messen. Das MEG besitzt eine bessere räumliche Auflösung als das konventionelle Oberflächen- EEG, da die Magnetfelder durch die Kopfhaut und den Schädelknochen wesentlich weniger verzerrt werden als die elektrischen Felder. Die kombinierte Anwendung beider Methoden konnte wertvolle Information für die Lokalisation des epileptogenen Gewebes und von essentiellen Hirnregionen erbringen. Unsere Ergebnisse ermöglichen somit eine verbesserte, nicht-invasive präoperative Epilepsiediagnostik und können die Planung des effizientesten und sichersten chirurgischen Eingriffs entscheidend unterstützen. Fragestellung: Die Epilepsie ist mit einer Prävalenz von 0.8% eine der häufigsten neurologischen Erkrankungen. Obwohl ca. 80% der Patienten mit Medikamenten gut behandelt werden können, erweisen sich die Anfälle von ca. 20% der Patienten als medikamentös therapierefraktär. Viele dieser Patienten können durch eine neurochirurgische Operation geheilt werden, bei der die epileptogene Zone, also die Hirnregion, von der die Anfälle ihren Ausgang nehmen, entfernt wird. Ca. 4.000-6.000 Epilepsiepatienten in Österreich sind geeignete Kandidaten für einen derartigen epilepsiechirurgischen Eingriff. Das Ziel der Operation ist dabei Anfallsfreiheit unter Vermeidung von neurologischen Ausfallserscheinungen, wofür eine exakte prächirurgische Epilepsiediagnostik, bei der einerseits das epileptogene Gewebe sowie andererseits essentielle Hirnregionen (primär motorischer Kortex, Sprachkortex) genau lokalisiert werden, eine unabdingbare Voraussetzung darstellt. Im vorliegenden Forschungsprojekts wurde die Bedeutung der kombinierten Anwendung von Oberflächen-EEG und Magnetoencephalographie (MEG) in der prächirurgischen Epilepsiediagnostik untersucht. Das MEG - eine neue neuropysiologische Methode, die eine Erfassung der kleinsten, durch das menschliche Gehirn erzeugten Magnetfelder ermöglicht - stellt auf Grund der besseren räumlichen Auflösung als das konventionelle Oberflächen- EEG (Magnetfelder werden durch die Kopfhaut und den Schädelknochen wesentlich weniger verzerrt als elektrische Felder) eine vielversprechende Methode in der präoperativen Diagnostik dar. Ergebnisse: Die Ableitung wurde mit einem 143-Kanal-Ganz-Kopf-MEG-System und simultan von 23-40 EEG- Elektroden, die entsprechend einem erweiterten 10-20-System platziert wurden, durchgeführt. Die Datenauswertung erfolgte mittels neuer biophysikalischer Modelle, die es ermöglichen, die neurophysiologische Information direkt und dreidimensional mit anatomischen Strukturen aus der Magnetresonanztomographie in Beziehung zu setzen. Die kombinierte Anwendung von MEG und EEG erbrachte genauere Information für die Lokalisation der epileptogenen Zone und von essentiellen Hirnregionen als die einzelnen Methoden für sich allein. Die Kombination von MEG und EEG kann somit die Zahl der für den Patienten belastenden und technisch aufwendigen invasiven EEG-Ableitungen minimieren und die Planung des effizientesten und sichersten chirurgischen Eingriffs entscheidend unterstützen.