Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften)

Fragestellung: Die computergestützte Analyse von EEG-Ableitungen mittels Electrical Source Imaging (ESI) hilft bei der prächirurgischen Lokalisierung von Spikes und Anfallsmustern. Die Lokalisation des zeitlich frühesten elektrophysiologischen Korrelats manuell oder automatisch sortierter und gemittelter Spikes oder Anfallsmuster erfolgt häufig als Dipol- oder verteiltes Quellenmodell. Anhand eines artificial-spike-Modells (ESI von über Tiefenelektroden applizierten Elektrostimulationen) konnten wir zeigen, jedoch, dass Lokalisationsfehler von > 1cm die Regel sind (Unnwongse et al., Brain Communications 2022). Für den Einsatz in der Planung von stereotaktischen EEG-Elektroden oder vor minimal-invasiven Therapien sollte eine bessere räumliche Genauigkeit gewährleistet sein. Wir ermitteln, ob Lokalisationsfehler, die trotz optimierter ESI-Parameter verbleiben, durch Hirnregion-spezifische Fehlerkorrektur-Vektoren ausgeglichen werden können.

Methoden: Im Rahmen der o.g. zitierten Arbeit erhielten 7 Patienten bei ihrer invasiven prächirurgischen Epilepsiediagnostik über Tiefenelektroden eine single-pulse Elektrostimulation (99-110 biphasische Stimuli, 0,2ms Pulsbreite, 1mA). Die Korrelate dieser Stimuli wurden im simultan abgeleiteten 37-Kanal-Oberflächen-EEG aufgezeichnet und dienten einer ESI mit einer großen Bandbreite an Skalp-Schädel-Konduktivitäten (0.0413 to 0.001 S/m). Die hieraus berechneten Dipole wurden per euklidischer Distanz mit dem bekannten Ort der Stimulation verglichen, woraus sich pro Stimulationsort ein Fehlervektor ergab. Wir berechneten jetzt für jeden Stimulationsort einen bzgl. Distanz und Richtung inverser Fehlervektor (iFV) und überprüften, ob die Anwendung über mehrere Patienten gemittelter regionaler iFV bei individuellen Patienten zu einer Präzisierung der ESI beiträgt. Durch einen Algorithmus wurden Fehlervolumina aus Vektorengruppen (regional-bezogen) berechnet und gezeichnet.

Ergebnisse: Für 72 Stimulationsorte wurden, basierend auf der als optimal identifizierten Schädel-Konduktivität von 0,0206, Fehlervektoren (FV) von 2,4 bis 33,1 mm Länge (MW:14,2±5,7) in verschiedene Richtungen identifiziert. Hieraus ergaben sich bezogen auf verschiedene Hirnregionen (links und rechts amygdalär, hippokampal, anterior- und posterior-temporal lateral) vor Anwendung der iFV, Fehlervolumina von 1.312 bis 4.532 mm³. Nach der Anwendung regionaler iFV reduzierten sich die Fehlervolumina in allen untersuchten Regionen auf 495 bis 3.559 mm³. Von den 72 untersuchten individuellen Stimulationsorten verbesserte sich das ESI-Ergebnis in 56 Fällen, nur in 16 Fällen war der individuelle Lokalisationsfehler nach Anwendung des gemittelten iFV 0,04 bis 7,2 mm größer als ohne iFV.

Schlussfolgerungen: Die Verwendung Regionen spezifischer iFV scheint das Potential zu haben, methodeninhärente residuelle Fehler der ESI zu kompensieren und die Präzision der Methode in der prächirurgischen Diagnostik zu erhöhen. Weitere Studien mit mehr Patienten und Stimulationen in anderen Hirnregionen sind erforderlich, um die klinische Wertigkeit der iFV-Applikation zu sichern.