Potenzielle Verbesserung konventioneller SPECT-Analysen durch Arterial Spin Labelling und Verzicht auf interiktale Aufnahmen

Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften)

Einleitung

Die iktale Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) kann durch die Darstellung der zerebralen Perfusion während eines epileptischen Anfalls dazu beitragen, eine Anfallsursprungszone zu lokalisieren. Konventionelle Analysemethoden sind mit zwei Nachteilen behaftet: (1.) Sie basieren auf Differenzbildern zwischen iktalen und interiktalen SPECT-Aufnahmen, was eine hohe Strahlenbelastung für Patient:innen bedeutet. (2.) Als Kontrollkollektiv stehen SPECT-Aufnahmen von nur 14 gesunden Kontrollpersonen zur Verfügung.

Ziel

Verbesserung von SPECT-Analysen durch (1.) Vergrößerung des Kontrollkollektivs durch MRT-basierte Perfusionskarten mittels arterial spin labeling (ASL) und (2.) Reduktion der Strahlendosis durch Verzicht auf eine interiktale SPECT-Untersuchung.

Material & Methoden

Es wurden zwei neue Auswertungsmethoden entwickelt und geprüft: (1.) In der iktal-interiktalen SPECT-ASL (IISASL) werden SPECT- und ASL-Differenzkarten miteinander verglichen. (2.) Die iktale SPECT-ASL (ISASL) verwendet lediglich das iktale SPECT Bild von Patienten:innen und vergleicht dieses statistisch mit ASL- und SPECT-Kontrollen. ASL-Messungen von 48 gesunden Kontrollpersonen wurden an zwei separaten Tagen mit einem 3T-MRT durchgeführt. Zur Validierung wurden retrospektiv 35 operierte Patient:innen (31 mit Engel I und 4 mit Engel II Outcome Postoperative) mit fokaler Epilepsie mittels IISASL und ISASL analysiert und die Ergebnisse mit der konventionellen iktal-interiktalen SPECT Analyse mit SPM (ISAS) vergleichen. Dazu wurde der Dice-Score (ein Maß für die Überlappung der Resektionshöhle mit der Hyperperfusion), sowie der Abstand (euklidische Distanz zwischen der Schwerpunkten der zusammenhängenden, signifikanten Voxel) der jeweiligen Auswertungsmethoden im Vergleich zur Resektionshöhle der Patient:innen bestimmt.

Ergebnisse

In der Auswertung der 35 Patient:innenfälle war der mittlere Dice-Score der ISASL bzw. IISASL höher und die mittlere euklidische Distanz zur Resektionshöhle niedriger als bei der konventionellen ISAS. Die ISASL und IISASL lieferten dabei im Mittelwert vergleichbar gute Ergebnisse, wobei die mittlere Distanz zur Resektionshöhle bei der IISAL Auswertung signifikant niedriger war. Auf Einzelfallebene überschritt der Dice-Wert in der IISASL Auswertung bei 18/35 Patienten:innen einen Werte von 0,1 bei der ISAL Methode bei 16/35 Patienten:innen.

Zusammenfassung

Die Bildanalysen mittels ISA und IISA stellen eine Weiterentwicklung der konventionellen ISAS-Analyse dar. ASL-Kontrollen können zur Verbesserung der statistischen Güte herangezogen werden (IISASL), zudem zeigen die vergleichbaren Ergebnisse der ISAL und IISASL, dass eine iktale SPECT-Aufnahme bei vielen Patienten:innen genügt und die Strahlenexposition so halbiert werden kann. Es kann somit empfohlen werden die iktalen SPECT-Aufnahmen von Patienten:innen auszuwerten und erst bei unklaren Ergebnissen eine interiktale Aufnahmen anzufügen.

Referenzen

Sulc, V. et al. Statistical SPECT processing in MRI-negative epilepsy surgery. Neurology 82, 932–939 (2014). Chang, D. J. et al. Comparison of statistical parametric mapping and SPECT difference imaging in patients with temporal lobe epilepsy. Epilepsia 43, 68–74 (2002).

Abbildung 1Die mittleren Dice-Score Werte sowie die mittleren der euklidischen Distanzen in Abhängigkeit des Schwellenwerts sind gezeigt. Oben sind die Ergebnisse der IISASL Methode, unten die Ergebnisse der ISASL Methode, im vergleich zu ISAS.