Perfusion imaging of temporo-limbic epileptic seizures,epileptogenic and non-epileptogenic zones

Pour évaluer l'apport du SPECT critique à la définition de la zone épileptogène (ZE) dans les épilepsies focales, nous avons étudié l'impact de la variabilité des paramètres cliniques et techniques sur le pattern de perfusion cérébrale, susceptibles d'expliquer des variations de débit sanguin cérébral (DSC) au-delà de la ZE.Dans le modèle d'embrasement de l'amygdale chez le rat, nous avons étudié les variations de DSC en fonction du délai d'injection du radiotraceur ([14C]-iodoantipyrine, IAP) et de la sévérité des crises, par rapport à un groupe témoin (DSC intercritique chez des animaux embrasés), lors de crises secondairement généralisées (CSG, n=26) et de crises focales (CF, n=19), dans 29 régions cérébrales d'intérêt, par la technique d'autoradiographie quantitative à l'IAP. Lors des CSG, seuls les temps d'injection critique précoce et post-critique ont permis la latéralisation et localisation grossière de la ZE, alors que des augmentations diffuses du DSC ont été observées en période critique. La transition de l'hyper vers l'hypoperfusion était observée lors de l'injection critique tardive. La localisation précise du foyer d'origine des crises a été obtenue lors de l'imagerie des CF les plus subtiles du l'embrasement (stade 0), alors que les CF de stade 1 s'accompagnaient déjà d'augmentations bilatérales et relativement étendues du DSC.Chez des patients avec une épilepsie mesio-temporale (EMT), nous avons étudié 26 paires de SPECT critique et intercritique, répartis en 3 groupes selon l'intensité de la sémiologie clinique lors du SPECT critique. D après l'étude individuelle des SPECT critique intercritique (SISCOM) et les analyses de groupes dans SPM, nous avons observé des patterns combinant hyper et hypoperfusion, d'étendue et de complexité croissantes en fonction de l'accentuation de la sémiologie critique. Dans les CF avec aura isolée, la lecture des SISCOM a permis la localisation correcte de la ZE chez 4/8 patients, alors que l'analyse de groupe n a montré aucune différence par rapport au groupe témoin, du fait des variations inter-individuelles, de la normalisation spatiale et des faibles variations de DSC. Dans les crises avec altération de la conscience et automatismes moteurs et dystonie, les analyses SISCOM et SPM ont montré une hyperperfusion temporale antéro-mésiale (concordante avec la ZE), s'étendant à l'insula, aux ganglions de la base et au thalamus dans le groupe avec dystonie. L'hypoperfusion critique intéressait des régions pré-frontales et pariétales, le gyrus cingulaire antérieur et postérieur, de façon plus marquée dans ce dernier groupe.L'analyse de nos études animales et humaine a montré une corrélation positive entre l'étendue spatiale des patterns de perfusion et la sévérité des crises, incluant le recrutement de régions sous-corticales à distance. Nous suggérons que les automatismes moteurs des crises mésio-temporales résultent de la mise au repos des régions hypoperfusées, dont le rôle dans l'intentionalité et la planification du mouvement est transitoirement suspendu sous l'effet de l'hyperactivation critique des régions temporo-limbiques.To assess the contribution of the ictal SPECT to the definition of the epileptogenic zone (EZ) prior to surgery in focal drug-resistant epilepsies, we investigated the effect of the variability of clinical and technical parameters upon patterns of perfusion, that could account for ictal cerebral blood flow (CBF) changes beyond the EZ. We studied CBF patterns in a rat model of amygdala-kindled seizures to assess the influence of the timing of injection of the tracer and the extent of seizure spread, with respect to a control group (interictal CBF measurements in kindled rats), during secondary generalized (SGS, n=26 fully-kindled rats) and focal seizures (FS, n=19 partially kindled rats), in 29 regions of interest, with the quantitative [14C]-iodoantipyrine autoradiographic method. During SGS, the correct lateralization and localization of the focus within limbic structures was only possible at early ictal and post-ictal times, in between we observed widespread rCBF increases. The switch from hyper to hypoperfusion was observed at the time of late ictal injection. The accurate localization of the EZ was obtained for the study of the more FS (stage 0). At stage 1 of the kindling, there was already widespread spreading of hyperperfusion. In humans, we studied 26 pairs of ictal and interictal SPECTs from patients with mesial temporal lobe epilepsy, classified in 3 groups according to the progression of ictal semiology. Using visual analysis of subtracted SPECTs (SISCOM) and group comparisons with a control group (using SPM), we observed more widespread combined hyper and hypoperfusion with the increasing complexity and duration of seizures at the time of the ictal SPECT. In the first group with motionless seizures, SISCOM analysis allowed correct localization of the focus in 4/8 patients, whereas SPM analysis failed to detect significant changes, due to individual variation, spatial normalization and small magnitude of CBF changes. In seizures with impairement of consciousness and automatisms (group 2) and dystonic posturing (group 3), SISCOM and SPM analysis showed antero-mesial temporal hyperperfusion (overlapping the EZ), extending to the insula, basal ganglia, and thalamus in the third group. Ictal hypoperfusion involved pre-frontal and parietal regions, the anterior and posterior cingulate gyri, with a greater extent in the 3rd group. In both human and animals studies, we observed a positive correlation between the spatial extent of composite patterns of hyper/hypoperfusion and the severity of seizures, as well as the recruitment of remote sub-cortical structures. We suggest that ictal purposeless human motor automatisms in MTLE results from the hypoactivity of the above mentioned set of hypoperfused areas, whose role in perceptual decision making and motor planning is transiently disrupted under the effect of hyperactive temporo-limbic structures