DE ROL VAN MAGNETISCHE RESONANTIE BEELDVORMING IN DE UITWERKING VAN EPILEPSIE

Transcriptie

1 FACULTEIT GENEESKUNDE EN GEZONDHEIDSWETENSCHAPPEN Academiejaar DE ROL VAN MAGNETISCHE RESONANTIE BEELDVORMING IN DE UITWERKING VAN EPILEPSIE Julie SCHATTEMAN Promotor: Prof. Dr. K. Deblaere Scriptie voorgedragen in de 2 de Master in het kader van de opleiding tot MASTER IN DE GENEESKUNDE

2

3 FACULTEIT GENEESKUNDE EN GEZONDHEIDSWETENSCHAPPEN Academiejaar DE ROL VAN MAGNETISCHE RESONANTIE BEELDVORMING IN DE UITWERKING VAN EPILEPSIE Julie SCHATTEMAN Promotor: Prof. Dr. K. Deblaere Scriptie voorgedragen in de 2 de Master in het kader van de opleiding tot MASTER IN DE GENEESKUNDE

4 De auteur(s) en de promotor geven de toelating deze scriptie voor consultatie beschikbaar te stellen en delen ervan te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting uitdrukkelijk de bron te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze scriptie. Datum Schatteman Julie Prof. Dr. K. Deblaere

5 Voorwoord Deze masterproef handelt over de rol van magnetische resonantie beeldvorming in de uitwerking van epilepsie en werd geschreven in het kader van de opleiding tot Master in de Geneeskunde aan de Universiteit Gent. Om tot deze scriptie te komen, heb ik kunnen rekenen op de hulp en de steun van enkele personen, die ik hiervoor graag zou willen bedanken. In de eerste plaats wil ik mijn promotor Prof. Dr. K. Deblaere bedanken om mij de voorbije twee jaar met veel geduld te begeleiden en bij te sturen waar nodig. Ik kon bij hem ook altijd terecht voor advies en vragen omtrent het zoekwerk en de inhoud van de scriptie. Zijn enthousiasme voor zijn vakgebied heeft mijn interesse in de radiologie sterk doen toenemen. Verder gaat mijn dank ook uit naar mijn ouders en mijn zus voor het nalezen van dit werk.

6 Inhoudstafel Abstract... 1 Inleiding... 3 I. Definitie... 3 II. Epidemiologie... 3 III. Classificatie... 4 IV. Diagnose en de rol van beeldvorming hierin... 4 V. Behandeling... 5 Methodologie... 7 Resultaten... 8 I. Inleiding... 8 II. Structurele beeldvorming... 9 A. Computertomografie... 9 B. Magnetische resonantie beeldvorming Algemeen Structurele MR beeldvorming van epileptogene afwijkingen Rol van structurele MR beeldvorming bij de verschillende vormen van epilepsie Kosteneffectiviteit van MR beeldvorming in de uitwerking van epilepsie III. Functionele beeldvorming A. Functionele magnetische resonantie beeldvorming B. Magnetische resonantie spectroscopie C. Single photon emissie computertomografie D. Positron emissie tomografie IV. Neurofysiologische technieken A. Algemeen B. Elektro-encefalografie C. Magneto-encefalografie V. Combinaties van beeldvormingstechnieken A. Magnetic source imaging B. Elektro-encefalografie/functionele MR beeldvorming C. Subtractie ictale SPECT met coregistratie van MRI Discussie Referentielijst... 54

7 Afkortingen AE AEDs ASL AVMs BOLD Cho Cr CSF CT DNETs DTI ECD EEG FA FCDs FDG fmri FLAIR FLE GABA Glu Glx GMV GTCS HMPAO HS HU IEDs IGE ILAE IR JME Absence epilepsy; absence epilepsie Antiepileptic drugs; anti-epileptische medicatie Arterial spin labeling Arteriovenous malformations; arterioveneuze malformaties Blood oxygenation level-dependent Choline Creatine Cerebrospinal fluid; cerebrospinaal vocht Computed tomography; computertomografie Dysembryoplastic neuroepithelial tumors; dysembryoplastische neuro-epitheliale tumoren Diffusion tensor imaging; diffusie tensor beeldvorming Ethyl cysteïnaat dimeer Electroencephalography; elektro-encefalografie Fractional anisotropy; fractionele anisotropie Focal cortical dysplasias; focale corticale dysplasieën Fluorodeoxyglucose Functional magnetic resonance imaging; functionele magnetische resonantie beeldvorming Fluid-attenuated inversion recovery Frontal lobe epilepsy; frontaalkwab epilepsie Gamma-aminobutyric acid; gamma-aminoboterzuur Glutamaat Glutamine Gray matter volume; grijze stof volume Generalized tonic-clonic seizures; gegeneraliseerde tonisch-clonische aanvallen Hexamethylpropyleen amine oxide Hippocampal sclerosis; hippocampale sclerose Hounsfield units Interictal epileptiform discharges; interictale epileptiforme ontladingen Idiopathic generalized epilepsy; idiopathische gegeneraliseerde epilepsie International League Against Epilepsy Inversion recovery Juvenile myoclonic epilepsy; juveniele myoclonische epilepsie

8 MCDs MD MEG mins mmcds MRI MRS MSI mtle MTR NAA nfsi NMR OLE PCr PET PLE PLHS SE SISCOM SPECT T TE TLE TR VBM VOIs Malformations of cortical development; corticale ontwikkelingsstoornissen Mean diffusivity; gemiddelde diffusiviteit Magnetoencephalography; magneto-encefalografie Myo-inositol Mild malformations of cortical development; milde corticale ontwikkelingsstoornissen Magnetic resonance imaging; magnetische resonantie beeldvorming Magnetic resonance spectroscopy; magnetische resonantie spectroscopie Magnetic source imaging Medial temporal lobe epilepsy; mediale temporaalkwabepilepsie Magnetization transfer ratio; magnetisatie transfer ratio N-acetyl aspartaat Normalized FLAIR signal intensity; genormaliseerde FLAIR signaalintensiteit Nuclear magnetic resonance; nucleaire magnetische resonantie Occipital lobe epilepsy; occipitaalkwab epilepsie Phosphocreatine; fosfocreatine Positron emission tomography; positron emissie tomografie Parietal lobe epilepsy; pariëtaalkwab epilepsie Partial loss of hippocampal striation; partieel verlies van hippocampale gelaagdheid Status epilepticus Subtraction ictal SPECT coregistered with MRI; subtractie ictale SPECT met coregistratie van MRI Single photon emission computed tomography; single photon emissie computertomografie Tesla Echo time; echotijd Temporal lobe epilepsy; temporaalkwab epilepsie Repetition time; repetitietijd Voxel-based morphometry; voxel-gebaseerde morfometrie Volumes of interest

9 Abstract Epilepsie is een aandoening die gepaard gaat met een verhoogde kans op epileptische aanvallen en volgens de Vlaamse Liga tegen Epilepsie ongeveer 1 op 150 à 200 mensen treft. De diagnose van epilepsie steunt op een grondige anamnese, een nauwkeurig klinisch neurologisch onderzoek en aanvullende onderzoeken, zoals elektro-encefalografie, neuroradiologische beeldvorming en enkele testen op het bloed. Structurele neuroradiologische beeldvormingstechnieken, zoals computertomografie (computed tomography; CT) en magnetische resonantie beeldvorming (magnetic resonance imaging; MRI), spelen zowel in de diagnose als in de prechirurgische uitwerking van patiënten met therapieresistente epilepsie een belangrijke rol. Bij het vermoeden van een bloeding of calcificaties en in acute situaties kan het gebruik van CT overwogen worden, maar de voorkeur van de richtlijnen van de International League Against Epilepsy (ILAE) gaat uit naar MRI, een techniek die zinvol blijkt in de detectie van kleine letsels en afwijkingen in de cerebrale cortex. Magnetische resonantie beeldvorming wordt aangeraden bij alle epilepsiepatiënten met uitzondering van diegene met een zekerheidsdiagnose van idiopathische gegeneraliseerde epilepsie en benigne Rolandische epilepsie. De ILAE schrijft zowel T1- als T2-gewogen beelden voor, waarbij men zo dun mogelijke sneden probeert te verkrijgen in minimum twee loodrechte vlakken. Andere auteurs zien daarnaast ook graag protondensiteit- en FLAIR-beelden in het routine MRI protocol bij epilepsie. Afwijkingen die men bij epilepsie frequent beschrijft op routine MR beelden zijn hippocampale sclerose, corticale ontwikkelingsstoornissen, hersentumoren en vasculaire en verworven letsels. Hoewel hippocampale sclerose typisch is voor temporaalkwab epilepsie, ziet men andere abnormaliteiten bij verschillende vormen van focale epilepsie. Door toegenomen veldsterktes en de introductie van nieuwe MR technieken is het vandaag de dag gemakkelijker om deze letsels op te sporen. Men heeft lang aangenomen dat men bij idiopathische gegeneraliseerde epilepsie (idiopathic generalized epilepsy; IGE) geen afwijkingen kon vinden op MRI, maar uit recente onderzoeken blijkt dat er toch subtiele structurele abnormaliteiten aangetoond kunnen worden. Voor functionele beeldvorming ziet men voornamelijk een plaats in de prechirurgische uitwerking bij patiënten met refractaire epilepsie. Functionele MRI (functional MRI; fmri) helpt in de lateralisatie van de taaldominante hemisfeer en blijkt ook een aandeel te hebben in de voorspelling van de postoperatieve geheugenfunctie. De lateralisatie en lokalisatie van de epileptogene focus kan vergemakkelijkt worden door beroep te doen op fmri. 1

10 Met behulp van magnetische resonantie spectroscopie (magnetic resonance spectroscopy; MRS) kan men veranderingen in de concentraties van verschillende hersenmetabolieten weergeven, die kenmerkend zijn voor bepaalde moleculaire processen. Hoewel deze informatie steeds geïnterpreteerd moet worden in combinatie met structurele MR beelden, geeft deze techniek toch een meerwaarde aan de uitwerking van refractaire epilepsie en dit voornamelijk wanneer eerdere MR beeldvorming geen afwijkingen toont. Single photon emissie computertomografie (single photon emission computed tomography; SPECT) wordt vandaag de dag beschouwd als de meest zinvolle moleculaire techniek voor de lokalisatie van de epileptogene focus in de evaluatie van een kandidaat voor epilepsiechirurgie. Op SPECT wordt epileptische activiteit gekenmerkt door een hyperperfusie, die initieel beperkt blijft tot de regio waar de aanval begint en zich later verspreidt naar andere regio s. Een laatste functionele techniek is de positron emissie tomografie (positron emission tomography; PET) die door het gebruik van specifieke tracers verschillende hersenfuncties evalueert. Bij epilepsie kan men enerzijds beroep doen op fluorodeoxyglucose-pet (FDG-PET), waarbij een interictaal hypometabolisme wijst op dynamische aanvalsgerelateerde veranderingen in de neuronale functies. Aan de andere kant kan ook neuroreceptor PET nuttige informatie aanbrengen, die kan helpen in de lokalisatie van de epileptogene focus en het blootleggen van de onderliggende fysiopathologie van de aandoening. Registratie van de elektrische activiteit van corticale neuronen met behulp van oppervlakte elektroencefalografie (electroencephalography; EEG) is van groot belang in de differentiatie tussen de verschillende vormen van epilepsie. De gegevens die men verkrijgt met magneto-encefalografie (magnetoencephalography; MEG) zijn complementair aan die van EEG en kunnen van pas komen bij de plaatsbepaling van intracraniële EEG elektroden. Ook de interpretatie van ictale SPECT kan vergemakkelijkt worden door beroep te doen op MEG. Samen leveren de technieken unieke neurofysiologische informatie die niet door andere neuroradiologische technieken verkregen kan worden. De gegevens verkregen in de prechirurgische uitwerking van patiënten met refractaire epilepsie kunnen aangevuld worden met de informatie die men bekomt door verschillende technieken met elkaar te combineren. Voorbeelden hiervan zijn magnetic source imaging (MSI), waarbij structurele MR beelden gekoppeld worden aan MEG registraties, EEG/fMRI en subtractie ictale SPECT met coregistratie van MRI (subtraction ictal SPECT coregistered to MRI; SISCOM). 2

11 Inleiding I. Definitie De term epilepsie staat voor een verzameling van aandoeningen met een verhoogde kans op een epileptische aanval. Een epileptische aanval wordt gekenmerkt door voorbijgaande tekenen en/of symptomen als gevolg van abnormale overmatige of synchrone neuronale activiteit in de hersenen. Om te kunnen spreken van epilepsie moeten de volgende drie elementen aanwezig zijn: - Een voorgeschiedenis van minstens één epileptische aanval. - Blijvende verandering(en) in de hersenen die de kans op aanvallen in de toekomst verhogen. - Geassocieerde neurobiologische, cognitieve, psychologische en sociale afwijkingen. (Fisher et al., 2005) II. Epidemiologie De incidentie 1 van epilepsie ligt in Nederland rond de 30 per personen per jaar en men neemt aan dat dit cijfer overeenkomt met de incidentie in andere industrielanden (Kotsopoulos et al., 2005). In ontwikkelingslanden bekomt men hogere waarden tussen de 100 en 190 per personen per jaar (Bell and Sander, 2001). Verder ziet men dat de ziekte meer voorkomt bij mannen dan bij vrouwen (Kotsopoulos et al., 2005) en werd aangetoond dat de incidentie toeneemt bij ouderen en afneemt bij kinderen (Sander, 2003). Mogelijke verklaringen hiervoor zijn respectievelijk de langere overleving van personen met hart- en vaataandoeningen en de verbeteringen in prenatale zorg en -levensstijl (Sander, 2003). De prevalentie 2 van aanvallen ligt tussen de 2% à 5 %, terwijl die van epilepsie tussen 5 en 10 per 1000 personen ligt. Dit wil zeggen dat 0,5% à 1% van de populatie aan de ziekte lijdt. Uit deze cijfers blijkt dat niet elke aanval aanleiding geeft tot de ontwikkeling van epilepsie (Bell and Sander, 2001). Volgens de Vlaamse Liga tegen Epilepsie treft de ziekte ongeveer 1 op 150 à 200 mensen. De prognose 3 van epilepsie is redelijk gunstig: bij 70% à 80 % van de epilepsiepatiënten zien we een lange termijn remissie, meestal binnen de vijf jaar na de eerste aanval (Bell and Sander, 2001). 1 Percentage van nieuwe gevallen met een ziekte, zich voordoend in een populatie gedurende een bepaalde periode. 2 Aantal gevallen in een populatie waarbij op een bepaald tijdstip een bepaalde ziekte aanwezig is. 3 Voorspelling of verwachting over de loop die een ziekte gaat nemen. 3

12 Studies hebben aangetoond dat in geïndustrialiseerde landen de mortaliteit 4 epilepsiepatiënten hoger ligt dan bij personen zonder epilepsie (Sander, 2003). bij III. Classificatie De classificatie van epilepsie is belangrijk voor de keuze van de geschikte therapie (Elger and Schmidt, 2008). De meeste vormen van epilepsie kunnen onderverdeeld worden in twee groepen: - Focaal of partieel: kenmerken van de aanval of bevindingen bij onderzoek wijzen op een gelokaliseerde oorsprong van de aanvallen. - Gegeneraliseerd of veralgemeend: initiële klinische veranderingen en bevindingen bij elektroencefalografie wijzen op betrokkenheid van beide hemisferen. Deze groepen worden klassiek opgesplitst in: - Idiopathisch: een onderliggende oorzaak, verantwoordelijk voor de aanvallen, kan niet gevonden worden. Er is mogelijks wel een genetische voorbeschiktheid. - Symptomatisch: de aanvallen zijn het gevolg van een afwijking van het centraal zenuwstelsel. - Cryptogeen: symptomatisch, maar met ongekende oorzaak. (Proposal for Revised Classification of Epilepsies and Epileptic Syndromes. Commission on Classification and Terminology of the International League Against Epilepsy, 1989) IV. Diagnose en de rol van beeldvorming hierin De impact van de diagnose van epilepsie mag niet onderschat worden. Het is evident dat deze diagnose een effect heeft op het gemoed van de patiënt, relaties, tewerkstelling, sociaal functioneren en levenskwaliteit. Verder mogen patiënten geen voertuigen besturen zolang ze, gedurende een bepaalde periode, niet aanvalsvrij zijn. Uit onderzoek blijkt dat patiënten met epilepsie, in vergelijking met de algemene populatie, gevoeliger zijn voor depressies (French and Pedley, 2008). De diagnose van epilepsie steunt vooral op een nauwkeurige anamnese, waarbij gepeild moet worden naar voorbijgaande bewustzijnsveranderingen, abnormaal gedrag of onwillekeurige bewegingen. Bij het vermoeden van epilepsie op basis van de anamnese, dienen enkele aanvullende onderzoeken te gebeuren. Het neurologisch onderzoek is meestal niet afwijkend, maar kan in enkele gevallen pathologische afwijkingen ter hoogte van de hersenen of specifieke ziekten aan het licht brengen (French and Pedley, 2008). 4 Sterftepercentage. 4

13 Volgens de richtlijnen van the American Academy of Neurology and the American Epilepsy Society moet elke patiënt met een eerste aanval een elektro-encefalografie, computertomografie of magnetische resonantie beeldvorming van het hoofd en enkele testen op het bloed ondergaan (French and Pedley, 2008). Een rapport van de ILAE uit 1997 verkiest MRI boven CT voor de detectie van kleine lesies en abnormaliteiten in de cerebrale cortex. Een CT-scan kan nuttig zijn voor de detectie van corticale calcificaties, maar wordt voornamelijk gebruikt in acute situaties. Hierin kiest men voor CT wanneer MRI niet beschikbaar is of omwille van technische redenen niet uitgevoerd kan worden of wanneer de patiënt vlot bereikbaar moet zijn tijdens het scannen (Barkovich et al., 1997). De richtlijnen van de ILAE veranderen wanneer het gaat om patiënten met refractaire epilepsie 5 die in aanmerking komen voor epilepsiechirurgie. Bij deze patiënten wordt vaak gebruik gemaakt van bijkomende, meer recente technieken als fmri, MR spectroscopie, SPECT en PET (Barkovich et al., 1998). De resultaten van de hersenbeeldvorming moeten steeds geïnterpreteerd worden in de context van de kliniek en dit best door een neuroradioloog of een ervaren clinicus (Barkovich et al., 1997). V. Behandeling Een eerste mogelijkheid voor de behandeling van epilepsie is anti-epileptische medicatie (antiepileptic drugs, AEDs). Deze medicatie wordt aangewend ter preventie van nieuwe epileptische aanvallen en/of ter vermindering van de ernst van deze aanvallen (Boon et al., 2008). Anti-epileptica werken selectief in op de excitabiliteit van neuronen, waardoor de aanvalsgerelateerde neuronale activiteit onderdrukt wordt zonder verstoring van de nietepileptische activiteit. Het grootste nadeel van deze vorm van therapie zijn de talrijke bijwerkingen en interacties (Elger and Schmidt, 2008). Alvorens te starten met deze medicatie dient men overtuigd te zijn van de diagnose. Men zal, na één aanval, meestal een afwachtende houding aannemen en pas starten met anti-epileptica wanneer zich twee of meer aanvallen binnen één jaar, of één status epilepticus voordoen. De keuze van het anti-epilepticum hangt af van het type aanval (Richtlijnen voor diagnostiek en behandeling van Epilepsie. Nederlandse Vereniging voor Neurologie en Nederlandse Liga tegen Epilepsie, 2006). Klassiek start men met één AED (monotherapie), toegediend in de laagst effectieve dosis. Wanneer de effecten hiervan onvoldoende zijn, drijft men de dosis geleidelijk op, tot men de aanvallen onder controle krijgt of tot de bijwerkingen ondraaglijk worden. Ongeveer de helft van de patiënten kan geholpen worden 5 Patiënten waarbij de behandeling met anti-epileptica faalt. 5

14 met het eerste keuze anti-epilepticum. Indien de effecten hiervan toch onvoldoende zijn of de dosis niet meer opgedreven kan worden, start men met een nieuw anti-epilepticum, opnieuw als monotherapie. Als men ook hiermee de aanvallen niet onder controle krijgt, wordt combinatietherapie met twee of meer AEDs opgestart (Boon et al., 2008). Indien de patiënt onder de medicatie twee jaar aanvalsvrij is, kan men het stoppen van de medicamenteuze behandeling overwegen (Richtlijnen voor diagnostiek en behandeling van Epilepsie. Nederlandse Vereniging voor Neurologie en Nederlandse Liga tegen Epilepsie, 2006). Dertig à veertig procent van de epilepsiepatiënten kan echter niet geholpen worden met antiepileptica. Ongeveer de helft van deze patiënten komt in aanmerking voor epilepsiechirugie. De laatste tien jaar is het vertrouwen in deze behandeling sterk toegenomen, mede dankzij de vooruitgang in de prechirurgische evaluatie en betere chirurgische technieken. Beeldvorming speelt in de prechirurgische uitwerking van refractaire epilepsie een essentiële rol voor het identificeren van een epileptogene zone. De prechirurgische evaluatie wordt klassiek opgedeeld in niet-invasieve en invasieve technieken. Indien bij niet-invasieve evaluatie, die onder andere EEG, MEG, CT, MRI, SPECT en PET bevat, een epileptogene zone aangetoond wordt, kan men overgaan tot chirurgie. Kunnen deze technieken geen zone identificeren, dan dient men beroep te doen op invasieve technieken, zoals video-eeg registraties met diepte-, subdurale- en/of epidurale elektroden en eventueel een Wada-test 6 (Siegel, 2004). De Richtlijn Diagnostiek en Behandeling van Epilepsie, samengesteld door de Nederlandse Vereniging voor Neurologie en de Nederlandse Liga tegen Epilepsie, stelt dat volwassen patiënten in aanmerking komen voor epilepsiechirurgie wanneer ze na twee jaar onvoldoende reageren op medicamenteuze therapie of wanneer de combinatie van drie anti-epileptica faalt. Bij kinderen kan deze termijn te lang zijn, zeker bij epilepsiesyndromen met ongunstige prognose (Richtlijnen voor diagnostiek en behandeling van Epilepsie. Nederlandse Vereniging voor Neurologie en Nederlandse Liga tegen Epilepsie, 2006). Wanneer epilepsiechirurgie onmogelijk is of onvoldoende effect heeft, kan men neurostimulatie proberen. Bij kinderen kan een ketogeen dieet nuttig zijn (Elger and Schmidt, 2008). 6 Een test om te kijken in welke hemisfeer de taal- en geheugenfuncties gelokaliseerd zijn. 6

15 Methodologie Deze scriptie is een literatuurstudie over de rol van magnetische resonantie beeldvorming in de uitwerking van epilepsie. De klemtoon van dit werk ligt op MRI, maar voor de volledigheid van de scriptie werden ook de andere beeldvormingstechnieken kort aangeraakt. In eerste instantie werd algemene informatie over epilepsie gezocht op de website van de International League Against Epilepsy (ILAE; Ook op de website van de Vlaamse Liga tegen Epilepsie ( werden gegevens gevonden. Voor de behandeling van de ziekte werden ook richtlijnen gebruikt van de Nederlandse Vereniging voor Neurologie ( Andere informatie voor de tekst werd uit relevante artikels gehaald, die gezocht werden via de PubMed-zoekmachine ( PubMed geeft toegang tot meer dan 1,9 miljoen citaten van biomedische artikels uit de MEDLINE-databank en biowetenschappelijke tijdschriften. Na het ingeven van een zoekterm geeft de zoekmachine alle relevante referenties weer, waarvan meestal een abstract beschikbaar is. Vaak vindt men ook een link naar het volledige artikel op PubMed Central of de website van de uitgever. De belangrijkste trefwoorden die ingevoerd werden in de PubMed-zoekmachine zijn: - Structural magnetic resonance imaging and epilepsy - Structural imaging and epilepsy - Functional imaging and epilepsy - EEG and MEG and epilepsy. Uit de lijst met referenties werden artikels geselecteerd op basis van hun relevantie in de uitwerking van het onderwerp van de literatuurstudie. De gekozen artikels gaven op hun beurt aanleiding tot de selectie van andere bruikbare literatuur, via hun referentielijst of via de related articles -functie in PubMed. De eerste zoekterm werd tijdens de zoektocht naar artikels meer verfijnd naargelang de vorm van epilepsie waarin de rol van MRI onderzocht werd, waarbij de volgende zoektermen ingevoerd werden: - Structural magnetic resonance imaging and generalized epilepsy - Structural magnetic resonance imaging and temporal lobe epilepsy - Structural magnetic resonance imaging and frontal lobe epilepsy - Structural magnetic resonance imaging and parietal lobe epilepsy - Structural magnetic resonance imaging and occipital lobe epilepsy. 7

16 Resultaten I. Inleiding Shorvon (2009) publiceerde onlangs een overzicht van de neuroradiologische technieken die tussen 1909 en 2009 aangewend werden bij epilepsie. De komst van de klassieke radiografie in 1895 had een enorme impact op de geneeskunde. Binnen de neurologie, met epilepsie in het bijzonder, vond deze techniek echter weinig toepassingen, omdat men enkel botafwijkingen en abnormale intracraniële calcificaties kon visualiseren. Ondanks de lage sensitiviteit van schedelradiografie werd deze techniek tot de jaren tachtig bij iedere nieuwe epilepsiepatiënt uitgevoerd. In 1918 en 1919 werden twee nieuwe technieken geïntroduceerd, respectievelijk de pneumoventriculografie en -encefalografie, waarbij een schedelradiografie genomen werd na het inspuiten van lucht in de laterale ventrikels of het spinaal kanaal. Nadien werden ook andere contraststoffen, zoals lipiodol, gebruikt. Deze technieken brachten abnormaliteiten in het ventriculair systeem en bepaalde ruimte-innemende processen aan het licht en met behulp van pneumo-encefalografie kon men ook hippocampale atrofie opsporen. Een volgende mijlpaal in de neuroradiologie was de uitvinding van de cerebrale angiografie in Bij deze techniek ging men ervan uit dat de positie van de cerebrale vasculatuur, en niet deze van het ventriculair systeem, een idee gaf over de structuur van de hersenen. Na talloze discussies over de beste techniek werd in 1960 besloten dat de pneumoventriculografie en - encefalografie enerzijds en de cerebrale angiografie anderzijds complementair waren. Beide technieken werden dan ook in combinatie met klassieke radiografie toegepast. Naast de vooruitgang in de radiologie werd in de jaren dertig een nieuwe fysiologische techniek ontwikkeld, namelijk de elektro-encefalografie. De impact van deze techniek was enorm, waardoor de interesse in neuroradiologie gedurende twee decennia verdween. De technologische revolutie was mede verantwoordelijk voor de ontwikkeling van de eerste experimentele computertomografie scanner in Zo werd voor het eerst een beeld gemaakt van de hersenen waarop men witte en grijze stof kon onderscheiden. CT-abnormaliteiten geassocieerd met epilepsie bestonden voornamelijk uit atrofie en tumoren. Door de komst van de CT-scan verdween het gebruik van pneumo-encefalografie en deed men steeds minder beroep op de cerebrale angiografie bij epilepsiepatiënten. De ontwikkeling van de magnetische resonantie beeldvorming verliep in verschillende fasen: eerst was er de nucleaire magnetische resonantie (nuclear magnetic resonance; NMR) spectrometer, later ontstond de MR scanner, waarmee de allereerste hersenscan werd uitgevoerd in De bijdrage van structurele MRI in het beleid van epilepsie berust vooral op de detectie 8

17 van afwijkingen, zoals hippocampale sclerose en corticale ontwikkelingsstoornissen, en het bijschaven van de epilepsiechirurgie. Vandaag de dag richt het onderzoek zich vooral op functionele MRI, die momenteel enkel nuttig gebleken is voor de lateralisatie van taal en motoriek in de prechirurgische evaluatie. Een andere techniek, de magnetische resonantie spectroscopie (MRS), werd reeds in 1984 geïntroduceerd in de uitwerking van epilepsie, maar speelt twintig jaar later nog steeds slechts een kleine rol bij de ziekte. Deze techniek kan helpen in de lateralisatie van hippocampale sclerose en is nuttig in de differentiatie tussen verschillende pathologieën. Voor de volledigheid worden andere functionele beeldvormingstechnieken, zoals de Xenon scan en de PET- en SPECT scanner vermeld. Bij deze technieken wordt door detectie van radioactieve isotopen de regionale doorbloeding of het metabolisme van de hersenen weergegeven. Vandaag de dag wordt ictale SPECT beschouwd als de meest zinvolle functionele techniek voor de lokalisatie van de epileptogene focus in de uitwerking van een kandidaat voor epilepsiechirurgie. FDG-PET wordt daarentegen beter gebruikt in de interictale beeldvorming. Beide technieken zijn meest bruikbaar in het preoperatieve onderzoek van patiënten zonder morfologische afwijkingen op MRI. (Shorvon, 2009) II. Structurele beeldvorming A. Computertomografie Bij computertomografie draait een röntgenstralenbuis rond de patiënt in een axiaal vlak. Recht tegenover de stralenbuis zijn speciale detectoren geplaatst, die de niet-geabsorbeerde röntgenstralen opvangen en omzetten in een elektrisch signaal. Deze informatie wordt op zijn beurt doorgestuurd naar een computer, die de absorptie van de straling berekent voor elke voxel 7 in de snede. Door de juiste schikking van deze absorptiewaarden, die uitgedrukt worden in Hounsfield units (HU), bekomt men het definitieve CT-beeld. Water werd vastgelegd als nulwaarde. Densere weefsels, zoals bot, kende men een positieve waarde toe, terwijl minder dense weefsels, zoals lucht, een negatieve waarde kregen. Op CT-beelden wordt bot wit weergegeven en is lucht zwart. Afhankelijk van de structuren waarin men geïnteresseerd is, kan men de beelden bekijken in een weke-delen venster, botvenster, (Novelline, 2004). De richtlijnen van de ILAE stellen dat CT enkel aangewezen is in acute situaties, wanneer aanvallen zich voordoen in de context van een neurologische pathologie, zoals hoofdtrauma, intracraniële bloeding of encefalitis. In deze groep raadt men aan een CT uit te voeren indien 7 Lett.: volume-element; driedimensionale digitale meeteenheid die overeenkomt met een kubisch stukje als weergave van weefsel op een gescande lichaamsdoorsnede. 9

18 MRI niet onmiddellijk beschikbaar is of omwille van technische redenen niet uitgevoerd kan worden of wanneer de patiënt onstabiel is en vlot bereikbaar moet zijn tijdens het scannen. In eerste instantie scant men zonder contrast; indien deze scan echter onduidelijk is kan men opteren voor CT met intraveneus contrast (Barkovich et al., 1997). The American Academy of Neurology onderzocht het nut van CT bij patiënten die zich op spoed aanmeldden met een aanval. Uit deze review blijkt dat de kans op een abnormale CTscan toeneemt bij patiënten met een afwijkend neurologisch onderzoek, voorbeschikkende factoren in de anamnese en/of voorgeschiedenis of een focaal begin van de aanval. Bij 34% tot 65% van de volwassenen patiënten waren de resultaten van de CT-scan afwijkend, wat in 9% tot 14% van de gevallen leidde tot een ander beleid. Bij aidspatiënten die een aanval doen is de kans op CT-afwijkingen zeer hoog (Harden et al., 2007). Bij kinderen met een aanval hangt de keuze van het beeldvormend onderzoek ook af van de anamnese en het klinisch onderzoek. Maytal et al. (2000) rapporteerden dat in de pediatrie een CT-scan aangewezen is bij nieuwe aanvallen met een aantoonbare oorzaak, zoals hoofdtrauma, persisterende hoofdpijn en ventriculoperitoneale shunts. Daarnaast kan CT zinvol zijn wanneer het kind volledig hersteld is van de aanval zonder dat een oorzaak gevonden werd, maar men een adequate follow-up niet kan garanderen. Indien men geen symptomatische oorzaak vindt, verwijst men het kind beter door naar een pediatrisch neuroloog voor verdere uitwerking (Maytal et al., 2000). Uit de review van Harden et al. (2007) blijkt dat slechts 0% tot 21% van de kinderen die op de spoedafdeling terechtkwamen met een eerste aanval een abnormale CT-scan had, wat bij 3% tot 8% van de kinderen tot een ander beleid leidde. Wanneer een aanval zich voordoet bij kinderen jonger dan zes maanden is de kans groot dat men een significante afwijking vindt op CT. Bij aanvallen die onmiddellijk na een trauma plaatsvinden is het echter onwaarschijnlijk dat men een abnormaliteit vindt die aanleiding geeft tot een ander beleid (Harden et al., 2007). Kinderen met epilepsie lopen het risico om veelvuldig blootgesteld te worden aan röntgenstralen, waardoor de kans dat ze in hun latere leven kanker krijgen toeneemt. Deze kans is afhankelijk van de stralingsdosis en is groter bij jongere kinderen. Het is dus belangrijk dat de richtlijnen omtrent beeldvorming bij een aanval in de acute setting uniform zijn en strikt nagevolgd worden door de artsen. Doorverwijzen naar een pediatrisch neuroloog vooraleer een kind bloot te stellen aan schadelijke straling kan aangewezen zijn (Allen and Jones, 2007). Onlangs publiceerden Gaillard et al. (2009) richtlijnen rond beeldvorming bij zuigelingen en kinderen met epilepsie. Ook hierin komt MRI als de voorkeurstechniek naar voor, al blijkt CT wel zinvol indien men bloed en calcificaties wil visualiseren, bijvoorbeeld in het kader van een congenitale infectie. In tegenstelling tot MRI is CT meer wijdverspreid, minder duur en moet men, bij jongere kinderen, minder beroep doen op sedatie. Het is belangrijk om aan de hand van de anamnese, het klinisch onderzoek en een EEG die kinderen te proberen 10

19 identificeren met partiële epilepsie. In deze groep vindt men namelijk vaak abnormaliteiten op beeldvorming die bijdragen tot het benoemen van de oorzaak en het lokaliseren van de focus van de aanval. CT kan ook dienst doen als screening, bijvoorbeeld bij kinderen waarbij men een stabiel letsel vermoedt dat chirurgie of een andere interventie vereist. Hierdoor zullen minder kinderen onterecht doorverwezen worden voor MRI (Gaillard et al., 2009). In de niet-acute setting kan CT een alternatief zijn voor MRI, indien deze techniek niet beschikbaar is of bij contra-indicaties. Hierbij moet men rekening houden met de lagere sensitiviteit en specificiteit van CT, waardoor hippocampale sclerose en andere kleine lesies vaak gemist worden. CT kan wel nuttig zijn voor het opsporen van corticale calcificaties (Barkovich et al., 1997). Ook in de prechirurgische evaluatie van refractaire epilepsie is er weinig of geen plaats voor CT en zal men enkel beroep doen op deze beeldvormingstechniek wanneer MRI niet beschikbaar is of bij het vermoeden van kleine verkalkte lesies. Indien men toch een CT-scan verricht, moet men beseffen dat een negatieve scan niet noodzakelijk betekent dat er geen letsels aanwezig zijn (Barkovich et al., 1998). Bronen et al. (1996) vergeleken bij patiënten met refractaire epilepsie de resultaten van CT en MRI met de bevindingen na histopathologisch onderzoek. Hieruit bleek dat MRI zowel voor de lokalisatie van de lesie als voor de differentiatie tussen verschillende letsels beter scoorde dan CT. De waarde van CT nam echter wel toe in de groepen met neoplasie en vasculaire malformaties, waarin respectievelijk meer calcificaties en abnormale contrastopname voorkwamen (Bronen et al., 1996). Uit een andere studie van Bronen et al. (1997) blijkt dat de kosten in de gezondheidszorg gedrukt kunnen worden door CT te vervangen door MRI in de prechirugische uitwerking van refractaire epilepsie. Naast een betere kosteneffectiviteit is MRI ook gevoeliger voor de detectie van abnormaliteiten voorkomend bij epilepsie (Bronen et al., 1997). Algemeen kan men stellen dat CT slechts weinig toepassingen heeft bij epilepsie. De techniek kan aangewezen zijn in acute situaties, al geeft men ook hier de voorkeur aan MRI. Gezien de aanzienlijke stralingsbelasting moet men zich, vooral bij kinderen, afvragen of het uitvoeren van een CT-scan belangrijke implicaties zal hebben op het verdere beleid. B. Magnetische resonantie beeldvorming 1. Algemeen Magnetische resonantie beeldvorming doet geen beroep op ioniserende röntgenstralen, maar maakt gebruik van radiogolven nadat de patiënt in een krachtig magneetveld gebracht werd. De basis van de MR beeldvorming ligt in de aanwezigheid van waterstofatomen of protonen in 11

20 ons lichaam. Deze protonen gaan zich, wanneer ze in een magnetisch veld gebracht worden, richten volgens dit veld. Tijdens het scannen worden pulsen van radiogolven met een bepaalde sequentie door het menselijk lichaam gestuurd, waardoor de protonen hun richting volgens het magneetveld verliezen. Dit proces noemt men de excitatie. Na een bepaalde tijd, de relaxatietijd, slagen de protonen er in om terug te keren naar hun uitgangspositie, waarbij ze een nieuwe radiofrequente golf uitzenden, een proces dat men de relaxatie noemt. De oorsprong van de nieuwe puls wordt gelokaliseerd met behulp van een detector, die de informatie doorstuurt naar een computer. Deze staat in voor de tweedimensionale reconstructie van de snede. Bij MRI zijn twee relaxatietijden gekend, namelijk de T 1 - of longitudinale relaxatietijd en de T 2 - of transversale relaxatietijd. Twee andere belangrijke MR termen zijn de repetitietijd (repetition time; TR) en de echotijd (echo time; TE). De TR is de tijd tussen twee excitatiepulsen, terwijl de TE de tijd is tussen de excitatiepuls en de echo 8. Een langere TR en TE geven beelden die voornamelijk afhankelijk zijn van de T2-waarden van weefsels, terwijl een kortere TR en TE eerder T1-afhankelijke beelden geven. De kenmerken van de echo s worden bepaald door de samenstelling van het weefsel waardoor ze uitgezonden worden. Weefsels die een sterk signaal uitzenden, zoals vet op T1-gewogen beelden, worden wit weergegeven; zenden de weefsels weinig signalen uit, zoals bot, dan worden ze zwart afgebeeld. Door het gebruik van krachtige magneten, waarvan de sterkte uitgedrukt wordt in Tesla (T), mag deze techniek niet gebruikt worden bij patiënten met implantaten bestaande uit ferromagnetische metalen. Ook de werking van bijvoorbeeld een pacemaker kan door de magneet verstoord worden (Novelline, 2004). T1-gewogen beelden geven zeer goed de anatomie van de hersenen weer. Het gebruik van gadolinium contrast bij deze beelden verhoogt de sensitiviteit van MRI bij epilepsie niet, maar kan van pas komen bij het vermoeden van een doorbraak van de bloed-hersenbarrière, en letsels die hiermee geassocieerd zijn. Voor het opsporen van hersenpathologie doet men best beroep op T2-gewogen beelden. Fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR)-beelden zijn een vorm van T2-gewogen beelden waarbij het signaal van cerebrospinaal vocht (cerebrospinal fluid; CSF) onderdrukt wordt, waardoor lesies gelegen in de buurt van CSF beter gevisualiseerd worden (Salmenpera and Duncan, 2005). MR beeldvorming speelt een belangrijke rol in de beeldvorming van epilepsie. De voornaamste bijdrage ligt in het aantonen van een onderliggende structurele afwijking, zodat men een behandeling kan instellen, en de mogelijkheid om een syndromale of etiologische diagnose te stellen. Gezien de hogere sensitiviteit, de betere spatiële resolutie, de afwezigheid van ioniserende straling, de mogelijkheid tot multiplanaire reconstructie en de degelijke weergave van weke delen, gaat in de evaluatie van epilepsiepatiënten de voorkeur naar deze techniek in plaats van naar CT. Een ander aandeel van MRI is de uitwerking van patiënten die 8 De puls die uitgezonden wordt bij relaxatie. 12

21 in aanmerking komen voor epilepsiechirurgie. In deze groep is zowel de lokalisatie van de lesie als de relatie van deze lesie met belangrijke hersengebieden van belang. Om valspositieve lokalisatie te vermijden dient men de resultaten van beeldvorming te linken aan de klinische en elektrofysiologische gegevens. Door combinatie van deze verschillende gegevens wordt het gebruik van meer ingrijpende technieken, zoals invasieve EEG-registraties, verhinderd. Tenslotte kan men aan de hand van de kenmerken van de MR-afwijkingen de prognose van de patiënt voorspellen en is MRI van belang in de postoperatieve setting, meerbepaald in het opsporen van complicaties en oorzaken van falen van epilepsiechirurgie (Vattipally and Bronen, 2006). Volgens de richtlijnen van de ILAE is MRI de beste techniek voor structurele beeldvorming bij epilepsie, gezien de hoge sensitiviteit en specificiteit voor het opsporen van kleine letsels en abnormaliteiten in de cerebrale cortex. Men raadt deze techniek dan ook aan bij alle epilepsiepatiënten, met uitzondering van diegene met een elektroklinische zekerheidsdiagnose van idiopathische gegeneraliseerde epilepsie en benigne Rolandische epilepsie 9. Indicaties voor MRI zijn: - Aanvallen met een focaal begin. - Niet-geclassificeerde of schijnbaar gegeneraliseerde aanvallen, beginnend in het eerste levensjaar of als volwassene. - Een focaal defect bij neurologisch of neuropsychologisch onderzoek. - Aanvallen die men moeilijk onder controle krijgt met een eerstelijns AED. - Verlies van controle met AEDs of veranderingen in het patroon van de aanvallen. (Barkovich et al., 1997) In de niet-acute setting bevat de beeldvorming klassiek T1- en T2-gewogen sequenties, in minimum twee loodrechte vlakken, waarbij men zo dun mogelijke sneden probeert te verkrijgen. Gadolinium contrast is enkel aangewezen in bepaalde omstandigheden, indien de MRI zonder contrast niet conclusief is. Bij kinderen jonger dan twee jaar ziet men weinig contrast tussen witte en grijze stof, als gevolg van de onvolledige myelinisatie. Hierdoor kan het, in geval van een scan zonder afwijkingen, aangewezen zijn de scan na één à twee jaar te herhalen (Barkovich et al., 1997). In tegenstelling tot de richtlijnen van de ILAE raden Salmenpera and Duncan (2005) aan om naast T1- en T2-gewogen beelden ook protondensiteit 10 - en FLAIR-sequenties toe te voegen aan het routine MRI protocol bij epilepsie (Salmenpera and Duncan, 2005). Vooral in de prechirurgische uitwerking van patiënten met refractaire epilepsie is MRI onmisbaar. Een preoperatieve MRI is essentieel aangezien deze techniek vaak nieuwe en 9 Epilepsie met centrotemporale EEG pieken, voorkomend op kinderleeftijd. 10 Een beeldcontrast dat volledig bepaald wordt door het aantal protonen in een weefsel en is dus onafhankelijk van zowel T 1 als T 2 relaxatie. 13

22 belangrijke informatie aanbrengt, zelfs wanneer een CT-scan reeds een epileptogeen letsel aantoont. De ILAE schrijft ook bij deze patiënten zowel T1- als T2-gewogen beelden voor, gebruik makend van zo dun mogelijke coronale en axiale sneden. Een driedimensionale reconstructie van deze beelden kan nuttig zijn. Zoals vermeld in de richtlijnen voor de initiële evaluatie bij epilepsie verschaft gadolinium contrast slechts in zeldzame gevallen bijkomende informatie en kan het gebruik van andere sequenties, zoals FLAIR, aangewezen zijn bij bepaalde patiënten. De evaluatie van de hippocampus zou zowel kwalitatief als kwantitatief moeten gebeuren, aangezien de eerste benadering niet altijd sluitend is. In de kwantitatieve aanpak kan men beroep doen op hippocampale volumetrie en T2 relaxometrie (Barkovich et al., 1998). Een onderzoek van Bronen et al. (1996), waarbij de resultaten van beeldvorming bij patiënten met refractaire epilepsie vergeleken werden met deze na histopathologisch onderzoek, vond voor MRI een sensitiviteit van 95% en een specificiteit van 83%. Ook al mogen deze resultaten niet zomaar geëxtrapoleerd worden naar patiënten met een recente diagnose van epilepsie of epilepsie onder controle met medicatie, toch verkiest men ook bij deze patiënten MRI boven de goedkopere CT-scan (Bronen et al., 1996). Phal et al. (2008) vergeleken de waarde van 3-T en 1,5-T MRI in de evaluatie van focale epilepsie. Hieruit bleek dat de graad van detectie, de typering van de letsels en het contrast tussen witte en grijze stof hoger lag bij gebruik van 3-T MRI. Men kan dus stellen dat 3-T MRI bijdroeg tot een nauwkeurigere diagnose, en dat voornamelijk in de detectie van corticale malformaties. Vooral in de evaluatie van refractaire focale epilepsie met normale of twijfelachtige bevindingen bij eerdere 1,5-T MR beeldvorming raadt men het gebruik van 3-T MRI sterk aan (Phal et al., 2008). 2. Structurele MR beeldvorming van epileptogene afwijkingen Hippocampale sclerose De afwijking die meest frequent aan de basis ligt van temporaalkwab epilepsie (temporal lobe epilepsy; TLE) is hippocampale sclerose (hippocampal sclerosis; HS) (Deblaere and Achten, 2008). Karakteristieken van HS zijn verlies van neuronen en gliose 11 in de hippocampus, een structuur die met MRI best gevisualiseerd kan worden met behulp van sneden van één tot drie millimeter loodrecht op de lange as van deze structuur (Deblaere and Achten, 2008; Salmenpera and Duncan, 2005). Vroeger gebruikte men coronale T1 inversion recovery 12 (IR) beelden en FLAIR-sequenties, maar nu verkiezen meer en meer 11 Proliferatie van astrocyten als gevolg van beschadiging van het centraal zenuwstelsel. 12 T1-gewogen beelden waarbij het signaal van de witte stof onderdrukt wordt. 14

23 centra hoge resolutie T2-gewogen beelden al dan niet in combinatie met omkering van het zwart-wit contrast voor de beschrijving van de interne structuur van de hippocampus. Wanneer men mediale TLE (medial temporal lobe epilepsy; mtle) vermoedt, maar geen structurele afwijkingen vindt op MRI, kan men beroep doen op hippocampale volumetrie, MRS, T2 relaxometrie en diffusie tensor beeldvorming (diffusion tensor imaging; DTI). Deze MR technieken worden echter niet routinegewijs toegepast (Deblaere and Achten, 2008). Atrofie en een abnormaal T2-signaal zijn de belangrijkste afwijkingen die men op MRI terugvindt bij HS (Salmenpera and Duncan, 2005; Vattipally and Bronen, 2006). Hippocampale atrofie identificeert men best op coronale T1-gewogen beelden. Gezien asymmetrie in het volume van de hippocampi slechts visueel te detecteren is wanneer het verschil groter is dan 20%, is het nuttig om de hippocampus ook op een kwantitatieve manier te benaderen. Dit is mogelijk met behulp van hippocampale volumetrie en T2 relaxometrie, waarbij een toegenomen hippocampale T 2 tijd wijst op verlies van neuronen en gliose en evenredig is met de afname in hippocampaal volume. Om bilaterale atrofie op te sporen dient men het volume van de hippocampus te corrigeren voor het intracranieel volume (Salmenpera and Duncan, 2005). De toegenomen signaalintensiteit op T2-gewogen en FLAIR-beelden is een gevolg van gliose van de gyrus dentatus (Deblaere and Achten, 2008). Bij HS vindt men vaak een verminderde T1-gewogen signaalintensiteit en verstoring van de interne structuur van de hippocampus (Salmenpera and Duncan, 2005). Hippocampale beschadiging kan zich ook uiten onder de vorm van atrofie van witte stof en cortex in de temporaalkwab, dilatatie van de cornu temporale 13 en vervaging van de grens tussen witte en grijze stof in de temporale neocortex. Men ziet ook atrofie van de amygdala en de entorhinale cortex 14, al komt dit ook voor bij patiënten met TLE en normale hippocampi. Voor een beter contrast tussen witte en grijze stof en om de amygdala gemakkelijker te kunnen onderscheiden van de hippocampus doet men best beroep op FLAIR-beelden (Salmenpera and Duncan, 2005). Corticale ontwikkelingsstoornissen Vaak voorkomende oorzaken van epilepsie bij kinderen en jongvolwassenen zijn de corticale ontwikkelingsstoornissen (malformations of cortical development; MCDs) (Palmini et al., 2004; Ruggieri et al., 2004; Vattipally and Bronen, 2006). Deze MCDs worden klassiek geclassificeerd volgens het stadium waarin de corticale ontwikkeling voor het eerst verstoord werd, waardoor er vier groepen ontstaan, namelijk: 13 De inferieure hoorn van de laterale ventrikels. 14 Cortex van de mediale parahippocampale gyrus. 15

24 1. Malformaties als gevolg van abnormale neuronale en gliale proliferatie of apoptose. 2. Malformaties als gevolg van abnormale neuronale migratie. 3. Malformaties als gevolg van abnormale corticale organisatie. 4. MCDs, niet anders geclassificeerd. (Barkovich et al., 2001b) In de initiële classificatie van MCDs speelt de neuroradiologie, en dan voornamelijk hoge resolutie MRI, een centrale rol (Barkovich et al., 2001a). Ruggieri et al. (2004) stellen dat alle patiënten FLAIR- en T2-gewogen turbo/fast spin-echo beeldvorming met de hoogst mogelijke beeldresolutie moeten ondergaan. Daarnaast worden ook hoge resolutie, T1- gewogen gradiënt-echo volume sequenties aangeraden. Bij deze techniek lijkt het contrast eerder op dat van IR-beelden dan op dat van T1-gewogen beelden, waardoor het verschil zowel tussen witte en grijze stof als tussen normale subcorticale witte stof en pathologische substraten duidelijker is. Bij sneden van één à twee millimeter kan men subtiele afwijkingen in de morfologie van de cortex opsporen. Het is belangrijk om de bevindingen op de verschillende beelden met elkaar te vergelijken, gezien de specificiteit van de IRachtige beelden gering is (Ruggieri et al., 2004). Voor de identificatie van witte stof letsels is FLAIR een zeer gevoelige techniek, maar deze gevoeligheid neemt af in de schatting van de corticale omvang. Het beschrijven van corticale letsels gebeurt dus best met behulp van T1- en T2-gewogen beelden (Madan and Grant, 2009). De voornaamste MRI karakteristieken van MCDs zijn een verdikte cortex, een wazige grens tussen grijze en witte stof, een afwijkend corticaal signaal op één of meerdere sequenties en een hyperintens T2/FLAIR en/of afgenomen T1 signaal, dat zich uitstrekt van de laterale ventrikels tot de oppervlakkige cortex. Eventueel worden ook focale hypoplasie, malformaties in de diepte van de sulci, verbrede gyri en atrofie van de witte stof teruggevonden (Madan and Grant, 2009). De richtlijnen voor beeldvorming bij MCDs veranderen wanneer patiënten jonger zijn dan twee jaar omdat de verschijningsvormen van deze afwijkingen dan vaak anders zijn. Bij deze patiënten is de normale subcorticale en periventriculaire witte stof hyperintens op FLAIR-beelden, wat misleidende informatie kan geven in de zoektocht naar afwijkingen. Op T1- en T2-gewogen beelden is in het eerste levensjaar het contrast tussen witte en grijze stof omgekeerd. Als gevolg hiervan kan men op T2-gewogen beelden de dikte en morfologie van de hypo-intense cortex duidelijk onderscheiden van de hyperintense onvolgroeide witte stof. Aan de andere kant is de subcorticale witte stof op deze beelden abnormaal hypo-intens. In dit geval doet men best beroep op T1-gewogen spin-echo en gradiënt-echo volume sequenties, waarop men naargelang de graad van maturatie, mature of immature subcorticale witte stof zal zien (Ruggieri et al., 2004). 16

25 Bij malformaties als gevolg van een verminderde proliferatie en/of een toegenomen apoptose, die deel uitmaken van de eerste groep van MCDs, ziet men typisch kleinere hersenen, een verminderd aantal of vereenvoudigde gyri en een hypocellulaire cortex. In deze categorie van MCDs vindt men ook een subgroep met een afwijkende proliferatie waarbij abnormale cellen gevormd worden. Deze cellen geven vaak aanleiding tot een ongewone migratie naar of organisatie in de cortex, gekenmerkt door kegelvormige afwijkingen die zich uitstrekken van de oorsprong van de cellen aan de rand van de ventrikels tot de oppervlakkige cortex (Barkovich et al., 2001a). In de tweede klasse van MCDs ontstaan afwijkingen door een abnormale migratie. Deze migratiestoornissen kunnen het gevolg zijn van het stoppen van de migratie voor de cortex bereikt wordt, zoals bij nodulaire heterotopie en agyrie/pachygyrie 15 /band heterotopie, of veroorzaakt worden door een neuronale migratie voorbij de glia limitans 16 tot in de subpiale ruimte 17, wat men vindt bij varianten van het cobblestone complex 18. Op beeldvorming ziet men respectievelijk normale grijze stof gelokaliseerd in de witte stof en banden van neuronen, die vanaf de pia mater in de hersenen dringen, waardoor een grillige grens ontstaat tussen witte en grijze stof (Barkovich et al., 2001a). De derde groep van MCDs, secundair aan een late neuronale migratie en een abnormale corticale organisatie, resulteert uit schade na voltooiing van de migratie of uit dysfunctie van de genen die de organisatie van neuronale verbindingen regelen. Deze groep, met onder andere polymicrogyrie en focale dyplasieën, toont een grote verscheidenheid op beeldvorming, gaande van een licht verdikte cortex en/of een onregelmatige scheiding tussen grijze en witte stof, over een abnormaal corticaal signaal, tot een volledig normaal beeld. Eén kenmerk staat wel vast: de afwijkingen beperken zich tot de cortex, waardoor men deze groep kan onderscheiden van die met afwijkingen in de proliferatie en migratie (Barkovich et al., 2001a; Palmini et al., 2004). Een andere classificatie voor de corticale dysplasieën is die van Palmini et al. (2004), die de aandoeningen opdeelt in twee grote groepen: enerzijds de milde corticale ontwikkelingsstoornissen (mild malformations of cortical development; mmcds) en anderzijds de meer ernstige focale corticale dysplasieën (focal cortical dysplasias; FCDs). Bij de eerste groep ziet men voornamelijk een verstoring van de corticale structuur met clusters van misplaatste neuronen. Type I mmcds bevatten ectopische neuronen in of grenzend aan laag I van de cortex 19, terwijl men bij type II mmcds microscopische neuronale heterotopie buiten de eerste cortexlaag vindt. De FCDs worden onderverdeeld in 15 De aanwezigheid van minder gyri. 16 De buitenste laag van het zenuwstelsel. 17 Ruimte tussen de glia limitans en de pia mater. 18 Verzameling van aandoeningen gekenmerkt door een nodulair hersenoppervlak, oogafwijkingen en congenitale musculaire dystrofieën. 19 De moleculaire laag. 17