3D-multimodale beeldintegratie bij invasieve diagnostiek en behandeling van focale epilepsie
Wetenschappelijk onderzoek
Door: Nicole van Klink (n.vanklink-2@umcutrecht.nl)1,2 en Frans Leijten1
1 neurologie en neurochirurgie, Hersencentrum Rudolf Magnus, Universitair Medisch Centrum Utrecht
2 Stichting Epilepsie Instellingen Nederland, Heemstede/Zwolle

3D-multimodale beeldintegratie
bij invasieve diagnostiek en
behandeling van focale epilepsie
In deze bijdrage worden twee casussen gepresenteerd, waarbij 3D-multimodale modellen zijn gemaakt voor focuslokalisatie. Op basis van preoperatieve beeldvorming met onder andere PET en MEG werden subdurale elektrodengrids
geplaatst. Uit het resultaat blijkt dat 3D-multimodale beeldintegratie bijdraagt aan een meer gerichte implantatiestrategie van de subdurale grids en in samenhang daarmee aan een grotere kans op een succesvolle operatie.
Patiënten met refractaire focale epilepsie die een invasieve
EEG-registratie moeten ondergaan voor nadere focusbepaling, krijgen eerst vaak een scala aan niet-invasieve onderzoeken. Om inzicht te krijgen in de resultaten van de opeenvolgende onderzoeken is het zinvol deze te integreren in
een 3D-multimodaal hersenmodel van de patiënt. Het hersenmodel is een reconstructie van het hersenvolume met
daarin grijze en witte stof, op basis van een hoge resolutie
(3 Tesla) MRI-scan. Alle informatie die iets zegt over de mogelijke bron van de epilepsie kan hierin worden ingetekend
met voor ieder onderzoek een eigen kleur. Dit gebeurt door
de afwijking in elk onderzoek te segmenteren of te omgrenzen, wat meestal met de hand gebeurt, en vervolgens het
onderzoek te co-registreren met het MRI-hersenmodel. Dit
kan een anatomische afwijking betreffen (vastgesteld met
MRI, meestal in een FLAIR-sequentie), maar vaak gaat het
om informatie uit functie-onderzoek (bronlokalisatie met
EEG of MEG, hypometabolisme op FDG-PET of hyperperfusie op een ictale SPECT of simultaan EEG en fMRI). In
het Universitair Medisch Centrum (UMC) in Utrecht wordt
het programma EpiNav gebruikt, dat is ontwikkeld door
University College London (Nowell et al., 2015).
 Het multimodale model toont de locaties van de gevonden
afwijkingen ten opzichte van elkaar en is daarom een handige hulp bij het bepalen waar het invasieve EEG zich op
moet richten. Het kan tevens gebruikt worden voor het
opstellen van een chirurgisch plan door ook informatie
over fysiologische functies te integreren zoals taal en motoriek (bijvoorbeeld op basis van fMRI). In deze bijdrage
worden twee casussen besproken, waarbij 3D-multimodale
beeldintegratie de invasieve diagnostiek heeft geholpen.
In beide gevallen gaat het hier om subdurale grid-implantaties, maar dezelfde principes gelden voor stereo-EEG met
diepte-elektroden.
Wetenschappelijk onderzoek

Casus 1
De eerste casus betreft een vijftienjarige jongen met aanvallen sinds de leeftijd van elf jaar, ontstaan één maand na licht
schedel-hersenletsel. Tijdens de eerste aanval had hij schokjes in de rechterarm en enkele maanden later een eerste
gegeneraliseerd tonisch-clonisch insult. De huidige (preoperatieve) aanvallen beginnen met een zwaar gevoel in
het hoofd dat naar zijn voeten trekt. Hij heeft pijn in zijn
rechterarm en voelt voordat het zover is dat hij een aanval
krijgt. De rechterarm verstijft en het rechterbeen strekt,
het gelaat rechts zakt naar beneden. Vervolgens krijgt hij
schokken over het hele lichaam. Hij weet daarna niets
meer en is duizelig als hij bijkomt. Er is krachtsvermindering in de rechterarm na een aanval. Deze aanvallen treden
meerdere malen per avond of nacht op. Hij gebruikt clobazam, levetiracetam en zo nodig midazolam neusspray.
 De MRI (3T en 7T) vertoont geen afwijkingen. Bij een EEGaanvalsregistratie wordt een discrete asymmetrie ten nadele van links centropariëtaal, met interictaal reeksen piekgolven midpariëtaal, uitbreidend naar links parasagittaal
en de vertex waargenomen. Bij acht geregistreerde aanvallen is er een aanvalsbegin midpariëtaal te zien, later lateraliserend naar links. Vervolgens wordt op een FDG-PET een
interictaal hypometabolisme links hoogpariëtaal waargenomen. MEG laat scherpe golven zien die met bronlokalisatie links centropariëtaal worden gelokaliseerd. Bij genetisch onderzoek wordt een mutatie in het DEPDC5 gen
gevonden, die gecorreleerd is met het hebben van focale
corticale dysplasie. Post-processing van de MRI met MAP07
(Widman et al., 2018) laat nog steeds geen verdachte plekken links frontaal of pariëtaal zien.
 Op basis van deze informatie werd een 3D-multimodaal
model gemaakt met de resultaten van PET en MEG (figuur
1B). In dit model is duidelijk te zien dat het PET hypomePeriodiek voor professionals 16 | nr 2 | 2018 11

Wetenschappelijk onderzoek
tabolisme en de MEG-bron convergeren in hetzelfde gebied
zonder te overlappen. Om de epileptische bron verder af te
bakenen ten opzichte van de motorische en sensorische
functiegebieden, worden subdurale gridelektroden links
frontaal, centraal en pariëtaal parasagittaal geïmplanteerd
(figuur 1C). In verband met ankervenen lukt het niet om
het MEG-gebied volledig te bedekken. Het subdurale EEG
wordt gedurende vier dagen gemeten met als resultaat dat
er elf spontane klinische aanvallen worden geregistreerd,
De aanvalsactiviteit begint met gamma-activiteit op één
elektrode (rood in figuur 1C) en snel spreidend naar een
naastgelegen elektrode (oranje in figuur 1C). Met elektrocorticale stimulatie wordt de somatosensibele representatie in kaart gebracht, waaruit blijkt dat het focus midden
in het gebied van de sensibele been- en voetrepresentatie
ligt, op de gyrus postcentralis. Er wordt besloten tot een
kleine resectie van het gebied onder de twee elektroden
waarmee het aanvalsbegin werd gemeten. De resectie wordt
zo beperkt mogelijk gehouden vanwege de kans op neurologische uitval. Na de resectie heeft de patiënt een aanzienlijke aanvalsvermindering, zowel in frequentie als in intensiteit van de aanvallen, maar is na 11 maanden follow-up
helaas niet aanvalsvrij. Een oppervlakte-EEG dat enkele
weken na de operatie wordt gemaakt laat geen interictale
afwijkingen meer zien.
 Casus 2
De tweede casus is een zestienjarige jongen met aanvallen
sinds zijn twaalfde. Hij voelt zijn aanvallen aankomen
doordat hij duizelig wordt. Hij krijgt schokken in zijn
armen en benen, waarbij hij bij bewustzijn blijft; daarna
draaien zijn ogen naar links en kan hij niet goed meer
zien. Daarnaast heeft hij tonisch-clonische insulten. Hij

gebruikt levetiracetam. Het EEG toont een asymmetrisch
grondpatroon ten nadele van rechts, met lange reeksen
piekgolven rechts laag achtertemporaal. Tijdens een aanval is er betrokkenheid van een groot gebied rechts achtertemporaal en occipitaal. Op de MRI is er een dubieus verminderde grijs-witte stof afgrenzing rechts temporobasaal/
achtertemporaal zichtbaar, met een asymmetrisch gyratiepatroon, waarschijnlijk als gevolg van een aanlegstoornis.
Ook op een 7T MRI is er rechts temporobasaal een klein
gebiedje in de witte stof met T2 hyperintensiteit zichtbaar,
terwijl een FDG-PET afwijkend is in een gebied rechts
temporo-occipitaal. De MEG-pieken zijn gelokaliseerd in
rechts temporobasaal gebied en in de posterieure insula.
Met deze gegevens wordt een 3D-multimodaal model
gemaakt (figuur 2), op basis waarvan besloten wordt tot
een uitgebreide implantatie met een elektrodengrid temporaal, occipitaal en additioneel, drie elektrodenstrips
basotemporaal (figuur 2C). Hiermee worden de meeste
gebieden bedekt; er wordt een keuze gemaakt om de posterieure insula niet te samplen.
Tijdens de invasieve registratie worden interictaal diffuus
multifocale afwijkingen gemeten, met een continu piekpatroon op de donkerblauwe elektroden in figuur 2C. Eén
subklinische aanval laat een begin zien op de basotemporale strips (rood in figuur 2C), met snelle spreiding
diffuus over het temporale grid (met name naar de oranje
elektroden van figuur 2C). De rode grid-elektroden laten
een opvallend interictaal continu piekpatroon zien.
 Daarnaast wordt een aanval opgewekt na elektrocorticale
stimulatie, wederom op de voorste basotemporale elektrodenstrip. De bevindingen lijken het meest passend bij een
diffuse temporale neocorticale aandoening. Er wordt
daarom besloten tot een uitgebreide temporale resectie

Figuur 1. Multimodaal model van casus 1. A) Afwijkend FDG-PET hypometabolisme (onder), blauw gekleurd gebied in een axiale en
sagittale MRI-scan (boven) met tevens projectie van de MEG bronlokalisatie van interictale pieken (groen). B) Geprojecteerd op corticale
rendering. C) Er werd een elektrodegrid centraal en een grid interhemisferisch geplaatst. De aanvallen toonden een aanvalsbegin op de
rode grid-elektrode en spreidden daarna snel naar de oranje grid-elektrode. Het gebied onder deze twee elektroden werd geresecteerd.
12 Periodiek voor professionals 16 | nr 2 | 2018

Wetenschappelijk onderzoek

Wetenschappelijk onderzoek

Figuur 2. Multimodaal model van casus 2. A) Er is een dubieuze laesie op de 7T MRI (geel gearceerd in een axiale en sagittale MRI-scan
(boven)), een FDG-PET hypometabolisme (links midden), en gelokaliseerde MEG-pieken (groen gekleurd in een axiale en sagittale MRI
scan). B) Geprojecteerd op een sagittale corticale rendering is: de MRI lesie (geel), het FDG-PET hypometabolisme (blauw) en de gelokaliseerde MEG-pieken (groen). C) Het elektrodengrid werd geplaatst over het rechts temporale en temporo-occipitale gebied en de elektrodenstrips in het mesiotemporale gebied. Het begin van de aanvallen werd gemeten met de donkerrode gridelektroden en spreidde daarna snel
naar de oranje gridelektroden. Op de donkerblauwe elektroden was een continu piekpatroon aanwezig. Er werd besloten tot een uitgebreide temporale resectie.
met als achtergrens de gebieden op de gyrus temporalis
superior en subtemporaal waar een herkenbaar aura wordt
opgewekt.
De pathologische analyse toont een milde corticale dysplasie (MCD). Een jaar na de operatie is de patiënt nog
altijd aanvalsvrij.
 Conclusie
De hier besproken cases laten zien dat het helpt om de resultaten van pre-chirurgische registraties samen te voegen
in een multimodaal model, om tot een gerichte implantatiestrategie te komen. Intra-operatief worden de 3D-modellen gebruikt om te checken dat de beoogde gebieden daadwerkelijk bedekt worden. De jongen van casus 1 is hier
helaas niet aanvalsvrij mee geworden, omdat de resectie
in het essentiële functiegebied waarschijnlijk niet volledig
was. De jongen van casus 2 is wel aanvalsvrij, na een grote
temporale resectie. Het multimodaal model laat al zien dat
de verschillende onderzoeken, hoewel allemaal naar rechts
temporaal wijzend, een groot gebied beslaan. Dit is de
basis geweest voor de uitgebreide implantatie en resectie.
Wetenschappelijk onderzoek

Driedimensionale multimodale beeldintegratie is niet
voor elke patiënt een must, maar met de verschuiving in
het type verwijzingen naar meer complexe casussen is het
voor steeds meer patiënten een goede toevoeging.
Referenties
Nowell M, Rodionov R, Zombori G, Sparks R et al. (2015)
Utility of 3D multimodality imaging in the implantation
of intracranial electrodes in epilepsy. Epilepsia. 2015
Mar;56(3):403-13.
Widman G, Huppertz HJ (2018) Van een MRI-negatieve medicatieresistente epilepsie naar een goede operatiekandidaat. Epilepsie, Periodiek voor professionals 2018 16(1) 3-6

Periodiek voor professionals 16 | nr 2 | 2018 13.
