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Ruhr-Epileptologie
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Computerisierte Nachbearbeitung von Kernspinaufnahmen (MRT postprocessing)

Mittels des computerbasierten Vergleichs des Gehirns eines Epilepsiepatienten mit den Gehirnen gesunder Menschen können Epilepsie verursachende Hirnveränderungen gefunden werden, die bei der Betrachtung der Kernspinaufnahmen mit dem bloßen Augen übersehen wurden

Hintergrund

Dank der immer stärker werdenden Kernspintomographen (MRTs) hat sich die räumliche Auflösung von Kernspinaufnahmen immer weiter verbessert. Somit können heute strukturelle Veränderungen (Läsionen) im Gehirn gefunden werden, die früher nicht dargestellt werden konnten. Dennoch werden auch heute noch bei der Betrachtung von Kernspinaufnahmen potentiell epileptogene Läsionen übersehen. Das hängt nicht zuletzt mit der komplizierten dreidimensionalen Faltung der Hirnoberfläche zusammen, die für das „menschliche Auge“ schwer erfassbar ist. Durch den computerunterstützten Vergleich mit Gehirnen gesunder Menschen, kann das MRT postprocessing (= MRT Nachbearbeitung) im Gehirn eines Patienten ungewöhnlich aufgebaute Regionen identifizieren. Insbesondere Hirnrindenfehlbildungen (sogenannte fokale kortikale Dysplasien) können mithilfe dieser Methode erkannt werden (Abbildung 1).

Abbildung 1: Darstellung einer fokalen kortikalen Dysplasie mittels MAP. Diese Läsion war bei eine 17 Jährigen Patientin für Anfälle verantwortlich, die seit dem 6. Lebensjahr mit einer Häufigkeit bis zu 4/Tag auftraten und durch Medikamente nicht zu unterdrücken waren. Auf 5 MRTs (zwischen 1995 und 2007) war diese Veränderung übersehen worden. Somit bestand keine Möglichkeit eines epilepsiechirurgischen Eingriffes. Erst die computerisierte Nachbearbeitung eines 3Tesla-MRTs zeigte die Läsion auf. Jetzt konnte die Patientin erfolgreich operiert werden.

Gerade diese Patienten können von epilepsiechirurgischen Eingriffen profitieren. Noch nicht publizierte Daten zeigen, dass Patienten mit einer sogenannten „fokalen kortikalen Dysplasie Typ IIB“ mit einer Chance auf Anfallsfreiheit von 90% nach kompletter Resektion der Läsion die höchste bislang berichtete Anfallsfreiheitsquote haben (bezogen auf 52 Patienten mit prä- und postoperativen Kernspinaufnahmen; Wellmer et al., Klinik für Epileptologie der Universität Bonn; in Vorbereitung zur Einreichung). Aber auch Patienten mit Läsionen, die von einem operativen Eingriff nicht profitieren können, können mittels MAP erkannt werden. Hierdurch kann eine unnötige prächirurgische Diagnostik oder sogar eine Operation vermieden werden. Für die Darstellung subtiler Formen subkortikaler Bandheterotopien mittels MAP (Abbildung 2) wurden Prof. Huppertz, Prof. Wellmer und weitere Kollegen 2009 mit dem renommierten Hauptmannpreis der Deutschen, Österreichischen und Schweizerischen Ligen gegen Epilepsie ausgezeichnet.

Abbildung 2: 36-jährige Patientin mit Anfällen seit dem 15. Lebensjahr. Weil die Anfälle nicht durch Medikamente unterdrückt werden konnten, stellte sich die Frage der Möglichkeit eines epilepsiechirurgischen Vorgehens. Mittels MAP wurde jedoch festgestellt, dass sie unter eine komplexen Fehlbildung des Gehirns leidet (beidseitige „subkortikale Band-Heterotopie“). Hierbei ist eine OP mit Chance auf Anfallsfreiheit unmöglich. Auch dieser Befund war auf mehreren vor-MRTs übersehen worden.

Für Profis

Das in der Ruhr-Epileptologie verwendete Verfahren beruht auf den Prinzipien der voxel-based morphometry und heißt „Morphometric Analysis Program“ (MAP) von Prof. Dr. H.J. Huppertz aus Zürich. Es basiert auf dem Vergleich individueller Patienten mit einem Normdatensatz von insgesamt über 150 Patienten. Es werden die feature maps „junction“ (=Schärfe der Grau-Weiß-Differenzierung), „extension“ (=Ausdehnung des Kortex ins Marklager) und „thickness“ (=Dicke des Kortexbandes) untersucht. Für weitere Informationen siehe:

  • Wellmer J und Elger CE. MRI in the presurgical evaluation. In: Shorvon S, Engel J Jr., Perucca E (eds). The treatment of Epilepsy, 3rd edition, Blackwell publishing (2009).
  • Huppertz HJ, Wellmer J, Staack AM, Altenmüller DM, Urbach H, Kröll J. Voxel-based 3D MRI analysis helps to detect subtle forms of subcortical band heterotopia. Epilepsia. 2008 May;49(5):772-85.
  • Wellmer J, Parpaley Y, von Lehe M, Huppertz HJ. Integrating MRI post-processing results into neuronavigation for electrode implantation and resection of subtle focal cortical dysplasia in previously cryptogenic epilepsy. Neurosurgery. 2010 Jan; 66(1):187-94.
  • Huppertz HJ, Grimm C, Fauser S, Kassubek J, Mader I, Hochmuth A, Spreer J, Schulze-Bonhage A: Enhanced visualization of blurred gray-white matter junctions in focal cortical dysplasia by voxel-based 3D MRI analysis. Epilepsy Res. 67:35-50, 2005.