| Presurgical hyperconnectivity of the ablation volume is associated with seizure-freedom after magnetic resonance-guided laser interstitial thermal therapy.
Ibrahim GM1, Weil AG2, Sedighim S3, Schoen NB3, Mikhail M4, Sharma P5, Guillen MR6, Morgan BR7, Wong S8, Cajigas I9, Jermakowicz WJ9, Sandoval-Garcia C10, Lewis EC11, Fallah A12, Altman N6, Medina S6, Pacheco-Jacome E6, Jayakar P5, Hyslop A5, Miller I5, Ragheb J13, Bhatia S13, Bernal B6.
Author information
1Division of Neurosurgery, Department of Surgery, Hospital for Sick Children, University of Toronto, Toronto, ON, Canada; Program in Neuroscience and Mental Health, The Hospital for Sick Children Research Institute, University of Toronto, Toronto, ON, Canada. Electronic address: [email protected] of Neurosurgery, CHU Sainte-Justine Hospital, University of Montreal, Montreal QC, Canada.3Faculty of Medicine, University of Miami/Miller School of Medicine, Miami, FL, USA.4Program in Neuroscience and Mental Health, The Hospital for Sick Children Research Institute, University of Toronto, Toronto, ON, Canada; Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, ON, Canada.5Department of Neurology, Brain Institute, Nicklaus Children`s Hospital Miami FL, USA.6Department of Radiology/Diagnostic Imaging, Nicklaus Children's Hospital, Miami, FL, USA.7Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, ON, Canada.8Division of Diagnostic Imaging, Hospital for Sick Children, Toronto, ON, Canada.9Department of Neurosurgery, University of Miami/Miller School of Medicine, Miami, FL, USA.10Division of Neurosurgery, Nickaus Childrens Hospital, Miami, FL, USA.11The Neurology Centre of Toronto, Toronto ON, Canada.12Department of Neurosurgery, Mattel Children's Hospital, David Geffen School of Medicine at University of California Los Angeles, Los Angeles, CA, USA.13Department of Neurosurgery, University of Miami/Miller School of Medicine, Miami, FL, USA; Division of Neurosurgery, Nickaus Childrens Hospital, Miami, FL, USA.
Abstract
PURPOSE:
Magnetic Resonance-guided Laser Interstitial Thermal Therapy (MRgLITT) is an emerging minimally-invasive alternative to resective surgery for medically-intractable epilepsy. The precise lesioning effect produced by MRgLITT supplies opportunities to glean insights into epileptogenic regions and their interactions with functional brain networks. In this exploratory analysis, we sought to characterize associations between MRgLITT ablation zones and large-scale brain networks that portended seizure outcome using resting-state fMRI.
METHODS:
Presurgical fMRI and intraoperatively volumetric structural imaging were obtained, from which the ablation volume was segmented. The network properties of the ablation volume within the brain's large-scale brain networks were characterized using graph theory and compared between children who were and were not rendered seizure-free.
RESULTS:
Of the seventeen included children, five achieved seizure freedom following MRgLITT. Greater functional connectivity of the ablation volume to canonical resting-state networks was associated with seizure-freedom (p < 0.05, FDR-corrected). The ablated volume in children who subsequently became seizure-free following MRgLITT had significantly greater strength, and eigenvector centrality within the large-scale brain network.
CONCLUSIONS:
These findings provide novel insights into the interaction between epileptogenic cortex and large-scale brain networks. The association between ablation volume and resting-state networks may supply novel avenues for presurgical planning and patient stratification
www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30118930
L'iperconnettività prechirurgica del volume di ablazione è associata alla libertà di crisi dopo la terapia termica interstiziale con laser a risonanza magnetica.
Ibrahim GM1, Weil AG2, Sedighim S3, Schoen NB3, Mikhail M4, Sharma P5, Guillen MR6, Morgan BR7, Wong S8, Cajigas I9, Jermakowicz WJ9, Sandoval-Garcia C10, Lewis EC11, Fallah A12, Altman N6, Medina S6, Pacheco-Jacome E6, Jayakar P5, Hyslop A5, Miller I5, Ragheb J13, Bhatia S13, Bernal B6.
Informazioni sull'autore
1Divisione di Neurochirurgia, Dipartimento di Chirurgia, Ospedale per bambini malati, Università di Toronto, Toronto, ON, Canada; Programma in Neuroscienze e salute mentale, Ospedale per l'Istituto di ricerca per bambini malati, Università di Toronto, Toronto, Ontario, Canada. Indirizzo elettronico: [email protected] of Neurosurgery, CHU Ospedale Sainte-Justine, Università di Montreal, Montreal QC, Canada.3Facoltà di Medicina, Università di Miami / Miller School of Medicine, Miami, FL, USA.4Program in Neuroscience and Mental Health, The Hospital for Sick Children Research Institute, Università di Toronto, Toronto, ON, Canada; Facoltà di Medicina, Università di Toronto, Toronto, ON, Canada.5 Dipartimento di Neurologia, Brain Institute, Nicklaus Children's Hospital Miami FL, USA.6 Dipartimento di Radiologia / Diagnostica per Immagini, Nicklaus Children's Hospital, Miami, FL, USA.7Facoltà di Medicina, Università di Toronto, Toronto, ON, Canada.8Divisione di diagnostica per immagini, Ospedale per bambini malati, Toronto, ON, Canada.9 Dipartimento di Neurochirurgia, Università di Miami / Miller School of Medicine, Miami, FL, USA.10Divisione di Neurochirurgia , Nickaus Childrens Hospital, Miami, FL, USA.11 Il Neurology Center di Toronto, Toronto ON, Canada.12 Dipartimento di Neurochirurgia, Mattel Children's Hospital, David Geffen School of Medicine presso l'Università della California di Los Angeles, Los Angeles, CA, USA.13Department di Neurochirurgia, Università di Miami / Miller School of Medicine, Miami, FL, USA; Divisione di Neurochirurgia, Nickaus Childrens Hospital, Miami, FL, USA.
Astratto
SCOPO:
La terapia termica interstiziale laser guidata da risonanza magnetica (MRgLITT) è un'alternativa minimamente invasiva alla chirurgia resettiva per l'epilessia medicalmente intrattabile. L'esatto effetto lesionante prodotto da MRgLITT fornisce l'opportunità di raccogliere informazioni sulle regioni epilettogene e le loro interazioni con le reti funzionali del cervello. In questa analisi esplorativa, abbiamo cercato di caratterizzare le associazioni tra le zone di ablazione MRgLITT e le reti cerebrali su larga scala che hanno portato a risultati di crisi utilizzando l'fMRI a riposo.
METODI:
Sono stati ottenuti fMRI presurgical e imaging strutturale volumetrico intraoperatorio, da cui è stato segmentato il volume di ablazione. Le proprietà di rete del volume di ablazione all'interno delle reti cerebrali su larga scala del cervello sono state caratterizzate utilizzando la teoria dei grafi e confrontate tra bambini che erano e non erano resi liberi dalle crisi.
RISULTATI:
Dei diciassette bambini inclusi, cinque hanno raggiunto la libertà di sequestro dopo MRgLITT. Una maggiore connettività funzionale del volume di ablazione alle reti canoniche a stato di riposo è stata associata alla libertà di crisi (p <0,05, corretta da FDR). Il volume ablato nei bambini che successivamente sono diventati liberi da sequestro dopo MRgLITT ha avuto una forza significativamente maggiore, e la centralità dell'autovettore all'interno della rete cerebrale su larga scala.
CONCLUSIONI:
Questi risultati forniscono nuove informazioni sull'interazione tra corteccia epilettogena e reti cerebrali su larga scala. L'associazione tra volume di ablazione e reti a riposo può fornire nuove strade per la pianificazione pre-chirurgica e la stratificazione del paziente.
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