Применение магнитоэнцефалографии в дооперационном обследовании пациентов с фармакорезистентной эпилепсией

По данным зарубежных исследований [1, 10, 11, 14—16], нейровизуализирующая магнитоэнцефалография (нМЭГ), предоставляя надежную информацию о локализации источников эпилептической активности в мозге пациента, является одним из наиболее эффективных способов дооперационной неинвазивной диагностики и значительно превосходит видеоэлектроэнцефалографический мониторинг (вЭЭГ) по чувствительности в отношении обнаружения эпилептической активности.

Настоящая работа обобщает первый опыт применения нМЭГ в нашей стране. Ее целью стало сравнение результатов неинвазивной локализации очагов эпилептической активности, полученных с помощью методов вЭЭГ и нМЭГ у 22 пациентов с фармакорезистентной формой эпилепсии, консультировавшихся в НИИ нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко и Российской детской клинической больнице в течение 2010—2012 гг. Сравнивали чувствительность методов вЭЭГ и нМЭГ, при этом основой сравнения была вероятность обнаружения эпилептической активности. За «рабочее» определение чувствительности принимали отношение числа очагов эпилептической активности, выявленных по данным вЭЭГ или нМЭГ, к совокупности всех очагов, обнаруженных обоими методами у 22 пациентов. Определяли долю очагов, локализация которых совпала по данным вЭЭГ и нМЭГ, а также доли «несовпадающих» очагов, каждый из которых был обнаружен только одним методом. На следующем этапе проверяли надежность локализации эпилептических очагов каждым из методов у 13 пациентов, прошедших инвазивное обследование с использованием субдуральных электродов с последующим оперативным вмешательством, направленным на резекцию очага. Успешность хирургического лечения оценивали по исходам в соответствии со шкалой Энгела [2].

Методы

Характеристика выборки. Обследованы 22 пациента (возраст от 4 до 28 лет; средний возраст 14,95±7,21 года) с фармакорезистентной формой эпилепсии, являвшихся кандидатами на хирургическое лечение. Фармакорезистентность определяли согласно критериям, принятым Международной противоэпилептической лигой (ILAE) [8]. Все пациенты прошли дооперационное обследование с помощью методов вЭЭГ, нМЭГ и структурной магнитно-резонансной томографии (МРТ). По данным неинвазивных исследований (семиология приступов, вЭЭГ, МРТ), зона начала приступов предположительно располагалась в височной доле у 7, за ее пределами — у 15 пациентов. У 8 пациентов на МР-томограмме отсутствовали патологические изменения, обусловливающие эпилепсию.

В большинстве случаев результаты вЭЭГ и МРТ не позволяли принять однозначное решение о проведении хирургического лечения. Дополнительно у всех пациентов использовались данные нМЭГ, у 3 пациентов — еще и данные однофотонной эмиссионной компьютерной томографии.

Оперированы 13 пациентов. У 3 пациентов резективная операция была осуществлена по результатам неинвазивной диагностики, включая данные нМЭГ. У 10 пациентов проводили дополнительные инвазивные исследования: у 2 — внутриоперационную электрокортикографию (ЭКоГ), у 8 — хронический инвазивный ЭЭГ-мониторинг (продолжительность 1—7 дней). Для навигации при установке субдуральных электродов использовали совокупность данных всех методов неинвазивной диагностики.

Успешность хирургического лечения оценивали по шкале Энгела [2]. Срок наблюдения после операции составил от 7 до 35 мес (средний 21,46±9,75 мес). Исходы I (А и В) класса отмечались у 8 пациентов, II (A и B) класса — у 3, IIIA — у 1. В одном случае хирургическое лечение не изменило состояние пациента (исход IVB).

Регистрация и анализ данных вЭЭГ и нМЭГ

Интериктальную (межприступная) и иктальную (приступная) ЭЭГ регистрировали у всех пациентов в состоянии бодрствования и сна, длительность исследования варьировала от 1,5 до 72 ч (средняя 31,12±26,94 ч). Расположение электродов соответствовало международной системе «10—20%» (20 пациентов) и системе «10—10%» (2). Анализ ЭЭГ-данных проводился в соответствии со стандартными критериями оценки наличия и топографии эпилептической активности [13].

Регистрацию интериктальной магнитоэнцефалографии (МЭГ) осуществляли с использованием 306-канальной системы Vectorview компании «Elekta Neuromag» (Финляндия), включающей 204 планарных градиометра и 102 магнитометра. Для анализа данных использовали программный пакет Neuromag (Финляндия). МЭГ-исследование проводили в среднем в течение 2 ч (от 40 мин до 4,5 ч) у пациентов в состоянии сна и после суточной депривации сна. Эпилептиформные паттерны выделяли экспертно, согласно стандартным критериям, принятым в электроэнцефалографии [13]. Для локализации источников эпилептической активности использовали дипольную модель эквивалентного тока и сферическую модель головы [4]; в случае необходимости применяли методы мультидипольного моделирования, реализованные в пакете программ Neuromag [4]. Координаты реконструированных источников эпилептических событий совмещали с МРТ пациентов, тем самым осуществляя визуализацию расположения нейронных источников эпилептиформных событий в мозге пациента (нМЭГ). Совокупность, состоящую не менее чем из 6 источников, в которой соседние источники находились на расстоянии не более 1 см, рассматривали как кластер [12] и интерпретировали как зону ирритации, т.е. как область коры, которая продуцирует интериктальную эпилептиформную активность [9].

Сопоставление данных нМЭГ и вЭЭГ по локализации эпилептических очагов/зон ирритации проводили для интериктальной активности. Анализ проходил в два этапа. На I этапе, основываясь на данных о соответствии расположения ЭЭГ-электродов и цитоархитектонических полей по Бродману [5, 6], выделяли 10 обширных регионов в каждом полушарии мозга (табл. 1).

Для каждого пациента кластеры источников эпилептической активности (нМЭГ) и электроды ЭЭГ, зарегистрировавшие локальную эпилептическую активность, были отнесены к одному из 10 выделенных регионов коры мозга. При этом использовали для ЭЭГ-электродов таблицу соответствия стандартных позиций электродов ЭЭГ в системе «10—10%» и анатомических ориентиров регионов коры мозга из работы V. Jurcak и соавт. [6, 7], а для нМЭГ — сопоставление расположения кластеров источников в мозге пациента и карту цитоархитектонических полей коры мозга по Бродману. Следует подчеркнуть, что нМЭГ позволяет локализовать зону ирритации с точностью до 5 мм [5], тогда как пространственное разрешение вЭЭГ существенно ниже. На I этапе сравнения, чтобы уравнять условия для вЭЭГ и нМЭГ при определении их чувствительности к источникам эпилептической активности, искусственно загрубляли данные нМЭГ о пространственной локализации кластеров источников и оценивали расположение зон ирритации в терминах 10 выделенных регионов в каждом полушарии.

За «рабочее» определение чувствительности принимали отношение числа зон ирритации, выявленных по данным вЭЭГ (вЭЭГ⁺) или нМЭГ (нМЭГ⁺), к совокупности всех зон, обнаруженных обоими методами (вЭЭГ⁺ + нМЭГ⁺) у 22 пациентов. Определяли долю зон ирритации, локализация которых совпала по данным вЭЭГ и нМЭГ [(вЭЭГ⁺ и нМЭГ⁺) / (вЭЭГ⁺ + нМЭГ⁺)], а также доли «несовпадающих» зон, каждая из которых была обнаружена только одним методом [(вЭЭГ⁺ и нМЭГ–)/(вЭЭГ⁺ + нМЭГ⁺ )] и [(вЭЭГ^- и нМЭГ⁺)/(вЭЭГ⁺ + нМЭГ⁺)] (рис. 1).

Рисунок 1. Соотношение числа зон ирритации, которые были выявлены у 22 пациентов с помощью нМЭГ (голубой круг) и либо вЭЭГ (коричневый круг), либо обоих методов (область пересечения двух кругов).

Помимо этого, используя преимущества нМЭГ в пространственном разрешении, уточняли местоположение и число ирритативных зон, определяя их по данным нМЭГ с точностью до поверхностей долей мозга — латеральной, базальной, медиальной и оперкулярной.

На II этапе анализа данных определяли надежность локализации зон ирритации по результатам вЭЭГ и нМЭГ на основании сопоставления данных каждого из методов с результатами инвазивных обследований и/или послеоперационными исходами у 13 пациентов, прошедших хирургическое лечение.

Результаты

Чувствительность методов нМЭГ и вЭЭГ.У 22 пациентов с фармакорезистентными формами эпилепсии с помощью вЭЭГ и нМЭГ было выявлено 75 зон ирритации. Около половины (44%) зон ирритации были обнаружены обоими методами (вЭЭГ⁺ и нМЭГ⁺), тогда как «несовпадающие» зоны ирритации распределялись следующим образом: 29 (39%) было выявлено исключительно методом нМЭГ (вЭЭГ^- и нМЭГ⁺) и 13 (17%) — только методом в ЭЭГ (вЭЭГ⁺ и нМЭГ–) (рис. 2, а).

Рисунок 2. Распределение по 10 регионам неокортекса соотношения (а) числа зон ирритации, выявленных с помощью нМЭГ (голубой цвет), либо вЭЭГ (сиреневый), либо обоими методами (коричневый), и (б) числа зон ирритации вЭЭГ^- и нМЭГ⁺, локализованных на различных поверхностях долей мозга. Над столбцами гистограммы цифрами указано общее число зон ирритации по каждому региону. Регионы Fant и Fpost объединены в регион F. Регионы FT, TP, TPO имеют только латеральную поверхность. В регионе ТО зоны ирритации не выявлены, в регионе FP отсутствовали зоны ирритации, отнесенные к типу вЭЭГ^- и нМЭГ⁺.

Разница в чувствительности методов к обнаружению зон ирритации составила 22% в пользу нМЭГ (см. рис. 1).

В целом применение нМЭГ позволило обнаружить не выявленные ранее зоны ирритации у 19 пациентов. Более половины из числа зон ирритации (17 из 29), не выявленных методом вЭЭГ (вЭЭГ^- и нМЭГ⁺), располагались в лобной доле. Девять из них локализовались на медиальной, базальной или оперкулярной поверхностях лобной доли (см. рис. 2, б).

Помимо увеличения числа обнаруженных зон ирритации, применение нМЭГ у 14 пациентов позволило уточнить информацию о числе и локализации тех ирритативных зон, которые были обнаружены обоими методами, с точностью до 10 обширных регионов коры мозга (вЭЭГ⁺ и нМЭГ⁺). С использованием данных нМЭГ удалось разделить близко расположенные друг к другу зоны ирритации, лежащие в пределах одного региона, а также определить поверхность доли мозга, на которой локализовались одна или несколько зон ирритации.

Таким образом, нМЭГ в сравнении с вЭЭГ имеет более высокую чувствительность к эпилептической активности, генерируемой в пространственно ограниченных нейронных ансамблях коры мозга. Это преимущество особенно заметно в тех случаях, когда зоны ирритации расположены на базальной и медиальной поверхностях коры, т.е. в местах, находящихся далеко от отводящих электродов ЭЭГ. Причинами могут быть несколько факторов, среди которых важную роль играет независимость магнитной составляющей поля источника от проводимости тканей и отсутствие для нее «усредняющих» свойств костей черепа и «растекания» токов в межоболочечных пространствах мозга при распространении электромагнитного сигнала от возбужденной ткани [4].

Верификация данных нМЭГ и вЭЭГ о локализации зон ирритации. Сопоставляли итоговые результаты применения всех методов дооперационной и внутриоперационной диагностики и исходов последующего хирургического лечения у 13 пациентов (табл. 2).

Надежность и точность локализации зон ирритации по вЭЭГ и нМЭГ оценивали по результатам сопоставления с ЭКоГ. У 10 пациентов электродами была покрыта и подтверждена 21 ирритативная зона. Однако только 9 из них были обнаружены обоими методами (вЭЭГ⁺ и нМЭГ⁺), тогда как 12 — только нМЭГ (вЭЭГ^- и нМЭГ⁺). Дополнительные зоны по нМЭГ преимущественно располагались на базальной и медиальной поверхностях долей мозга (рис. 3).

Рисунок 3. Распределение по 10 регионам неокортекса соотношения числа зон ирритации, локализованных на различных поверхностях долей мозга и подтвержденных данными ЭКоГ. Зоны, выявленные обоими методами (вЭЭГ⁺ и нМЭГ⁺), обозначены штриховкой; зоны, обнаруженные только нМЭГ (вЭЭГ^- и нМЭГ⁺) не заштрихованы. Над столбцами диаграммы цифрами указано общее число зон ирритации по каждому региону. Регионы Fant и Fpost объединены в регион F. Регион FT имеет только латеральную поверхность.

У тех же 10 пациентов были выявлены 3 ирритативные зоны только по данным вЭЭГ (вЭЭГ⁺ и нМЭГ–). Однако они не были покрыты электродами при проведении ЭКоГ, поскольку их клиническое значение было неясно.

Для оценки клинического значения 12 ирритативных зон, выявленных только методом нМЭГ (вЭЭГ^- и нМЭГ⁺), сопоставили все зоны ирритации, обнаруженные с помощью вЭЭГ и нМЭГ, с зонами инициации приступов по данным ЭКоГ. В результате сопоставления было выделено 5 вариантов сочетаний данных нМЭГ, вЭЭГ и зон инициации приступов (рис. 4):

Рисунок 4. Варианты сочетаний результатов нМЭГ и вЭЭГ с данными ЭКоГ о локализации зоны инициации приступов и ирритативных зон. Римскими цифрами указан порядковый номер варианта, арабскими — число пациентов, соответствующих данному варианту. Голубой цвет — зоны ирритации по данным нМЭГ, светлый — зоны ирритации по данным вЭЭГ, красный — зоны начала приступов по данным ЭКоГ и нМЭГ (объяснения в тексте).

I. Результаты вЭЭГ и нМЭГ полностью совпали с расположением зоны инициации приступов по данным ЭКоГ (1 пациент).

II. Результаты вЭЭГ предполагали обширную зону инициации приступов. По результатам нМЭГ в тех же границах были выявлены две близко расположенные ирритативные зоны, однако только одна из них была зоной инициации приступов. Заключение, сделанное по данным нМЭГ, подтвердилось результатами ЭКоГ (2 пациента).

III. Результаты нМЭГ и вЭЭГ сочетанно указывали на одну и ту же зону инициации приступов, но, по данным нМЭГ, границы зоны были расширены, так как были обнаружены дополнительные источники, локализующиеся на другой поверхности той же доли мозга. Результаты нМЭГ привели к изменениям в плане инвазивной диагностики, и при проведении ЭКоГ отводящими электродами были покрыты области на обеих поверхностях соответствующей доли мозга. ЭКоГ подтвердила заключение, сделанное по данным нМЭГ (5 пациентов). Случай пациента Б.Л. (см. табл. 2) приводится для иллюстрации этого варианта (рис. 5).

Рисунок 5. Пример использования данных нМЭГ для навигации инвазивных исследований. а — локализация ирритативных зон в мозге пациента по данным нМЭГ. Зеленым цветом обозначены источники интериктальных эпилептиформных событий; оранжевым — зоны ирритации, выделенные на основании источников интериктальных событий; б — схема соответствия данных вЭЭГ, нМЭГ и ЭКоГ. Сиреневый цвет — ирритативная зона по вЭЭГ; оранжевый — зоны ирритации по нМЭГ; красным цветом на схеме электродных решеток указаны электроды ЭКоГ, регистрировавшие активность в начале приступов; желтым — электроды, регистрировавшие иктальную активность.

IV. Данные нМЭГ и вЭЭГ о зоне инициации приступов не совпадали. Результаты нМЭГ указывали на то, что истинная зона инициации приступов не была обнаружена вЭЭГ и располагалась вдали от зоны распространения эпилептической активности, которая неоправданно была определена вЭЭГ как зона инициации приступов. Результаты нМЭГ кардинально изменили расположение электродов при проведении ЭКоГ. Данные нМЭГ подтвердились результатами ЭКоГ (1 пациент).

V. У пациента с туберозным склерозом и множественными структурными поражениями мозга по данным вЭЭГ удалось описать расположение всех зон ирритации, но зона инициации приступов не была определена. Зона инициации приступов была выявлена по результатам нМЭГ. ЭКоГ подтвердила заключение, сделанное по данным нМЭГ (1 пациент).

Описание случая. Пациентка 28 лет с резистентной формой эпилепсии, страдающая диалептическими, асимметрично тоническими приступами с вторичной генерализацией и предшествующей им вегетативной аурой. По данным МРТ, какие-либо структурные нарушения мозга отсутствовали. Межприступная ЭЭГ включала электрографические приступы — длительные последовательности эпилептических разрядов в правом височно-затылочном регионе. На основании приступной активности в ЭЭГ этот же регион был определен как зона начала приступов. Анализ межприступной МЭГ позволил выделить два независимых кластера источников электрографических приступов. Оба кластера располагались в височно-затылочном регионе, но один на латеральной поверхности, а другой на базальной поверхности затылочной доли. На основании результатов нМЭГ была изменена тактика размещения субдуральных электродов при проведении инвазивного мониторинга. Решетка с 64 электродами была размещена на латеральной поверхности височно-затылочной области мозга. Дополнительно решетки с 20 и 8 электродами поместили соответственно на медиальную и базальную поверхности правой затылочной доли. В течение 3 сут было зарегистрировано 3 типичных эпилептических приступа. Зона инициации приступов располагалась под 3 электродами из 64-контактной решетки с мгновенным распространением, которое регистрировали 9 других электродов той же решетки и 2 электрода из 8-контактной решетки. Эпилептическая активность под электродами 20-контактной решетки отсутствовала. На основании результатов инвазивного мониторинга во время хирургической операции была выполнена тэйлорированная резекция: удалены участки коры на базальной и латеральной поверхностях затылочной доли, соответствующие расположению электродов, регистрировавших иктальную активность. Длительность послеоперационного периода составляет 1,5 года. Исход хирургического лечения оценен как IB по шкале Энгела.

Заключение

Анализ результатов сопоставления данных нМЭГ, вЭЭГ и ЭКоГ у пациентов с фармакорезистентной эпилепсией показал, что высокая чувствительность и специфичность нМЭГ к обнаружению и локализации источников эпилептической активности в мозге человека делают ее ценным инструментом на этапе дооперационной диагностики у пациентов с фармакорезистентной эпилепсией. Наибольшее значение применение нМЭГ на этапе дооперационного обследования приобретает в сложных для диагностики случаях, таких как отсутствие зоны эпилептогенного повреждения по данным МРТ, неоднозначность данных вЭЭГ или расхождение результатов МРТ, вЭЭГ и данных о семиотике приступов. Применение нМЭГ в дополнение к стандартным методам неинвазивной диагностики (вЭЭГ, МРТ) существенно влияет на дальнейшее планирование инвазивных исследований и определение стратегии и тактики хирургического лечения.