Regional “Rigidity” of Background EEG Activity in the Epileptogenic Zone

Summary: Spectral analysis of interictal background EEG activity recorded through foramen ovale (FO) electrodes during monitoring (mean 5.8 days per patient) was studied in 10 medically refractory complex partial seizure (CPS) patients who were candidates for epilepsy surgery. Data of the spectral analysis was plotted as compressed spectral array (CSA) with spectral edge frequency (SEF) markers. For each patient, time-varying fluctuations of the SEF markers were compared visually and by a computer-assisted method between two symmetrical FO electrode EEG channels recording from both mesiobasotemporal lobes (MTL). The amount of asymmetrical variations of the SEF markers (“rigidity” phenomenon) was first determined visually and then quantified by the computer-assisted method. These findings were correlated with the results of other clinical tests, including FO electrode-recorded seizure onset (FO ict), positron emission tomography with [18F]fluorodeoxyglucose (FDG-PET), and magnetic resonance imaging (MRI) to investigate whether the rigidity phenomenon could lateralize the primary epileptogenic zone. The rigid side had 80, 70, and 60% coincidence rates with the pathologic side indicated by FDG-PET, FO ict, and MRI, respectively, in a single test. We conclude that the rigidity phenomenon of FO electrode-recorded interictal background EEG activity is a valuable sign for lateralization of the primary epileptogenic zone in MTL epilepsy. The relative invariance of SEF may be caused by interictal deafferentation of epileptic neurons. ReSUMe L'analyse spectrale de l'activite de fond EEG intercritique enregistree par des electrodes du foramen ovale (FO) pendant un monitorage prolonge (en moyenne 5.8 jours par patient) a ete evaluee dans 10 cas d'epilepsie partielle complexe rebelle au traitement medical, tous candidats pour une chirurgie de l'epilepsie. Les donnees de l'analyse spectrale ont ete representees sous forme de spectre compresse avec marqueur de limites spectrales. Pour chaque patient, les fluctuations selon le temps des marqueurs ont ete comparees visuellement par une methode informatique entre deux voies EEG enregistrant de fason symetrique les deux lobes temporaux mesiobasaux. La quantitt des variations asymttriques des marqueurs (phinomene de rigidite) a d'abord ete determinee visuellement, puis quantifiee au moyen de la methode informatique. Ces constatations ont ete correltes avec les resultats des autres tests cliniques, influant le debut des crises enregistrees par electrodes du FO (FOX), la tomographie d'emission par positrons au moyen de 18F-fluorodeoxyglucose (FTG-PET), et l'IRM, afin d'apprecier si le phenomene de rigidite pouvait Iateraliser la zone epileptogenique primaire. Le cBtC rigide avait des taux de concordance de 80, 70 et 60% avec le cBte pathologique indique respectivement par le FTG-PET, FOX et l'IRM. Les auteurs concluent que le phenomene de rigidite de l'activite de fond EEG enregistree en intercritique par une electrode du FO est un signe important pour la lateralisation de la zone epileptoghique primaire dans l'epilepsie de la partie mesiale du lobe temporal. L'absence de variations relatives des marqueurs des limites spectrales peut tre causee par une deafferentation intercritique des neurones epileptiques. RESUMEN En 10 enfermos con ataques parciales complejos (CPS) con ataques parciales refractarios eran candidatos para cirugia antiepileptica, se han realizado analisis espectrales de la actividad interictal de fondo del EEG registrado a traves del foramen oval (FO) durante la monitorizacion (promedio 5.8 dias por paciente). La informacion del anilisis espectral se registro mediante series espectrales comprimidas (CSA) con medidores en los bordes espectrales de frecuencia (SEF). Para cada paciente, las fluctuaciones de los marcadores del SEF que variaban con el tiempo se compararon visualmente y mediante un metodo con asistencia de computador entre dos canales para registrar simktricamente los FO de ambas zonas mesiobasales de los lobulos temporales. La cantidad de variaciones asimktricas de los marcadores de SEF (“rigidez”) se determinaron, en primer lugar, visualmente y posteriormente se cuantificaron utilizando un metodo asistido por computador. Estos hallazgos se correlacionaron con los resulta dos de otros estudios clinicos que incluian el comienzo de ataques registrados en los electrodos FO (FO ict), tomografia por emision de positrones con 18F-fluorodeoxiglucosa (FDG-PET) y la resonancia magnCtica (MRI) para investigar si el fenomeno-“rigidez” podia lateralizar la zona epileptogenica primaria. El lado rigido tenia unos niveles de coincidencia del 80, 70 y 60% con el lado patologico indicado por el FDG-PET, el FO ict y la MRI, respectivamente, en un finico estudio. Los autores concluyen que el fen6meno-“rigidez” de la actividad interictal de fondo registrada en electrodo FO es un signo valido para la lateralizacion de la zona epileptogenica primaria en la epilepsia de SEF puede ser consecuencia de una deaferenciacion interictal de las neuronas epilkpticas. ZUSAMMENFASSUNG Bei 10 Patienten mit therapierefraktaren, komplex-partiellen Anfallen, Kandidaten fur einen epilepsiechirurgischen Eingriff, wurde die Spektralanalyse der interiktalen EEG Hintergrund Aktivitat untersucht, die uber Foramen ovale (FO) Elektroden wahrend des Monitorings (im Mittel 5.8 Tage pro Patient) abgeleitet wurde. Die Daten der Spektralanalyse wurden als compressed spectral array (CSA) mit spectral edge frequency (SEF) Markern ausgedruckt. Bei jedem Patienten wurden die mit der Zeit varuerenden Fluktuationen des SEF-Markers visuell und mit einer Computerunterstutzten Methode zwischen zwei symmetrischen FO-Elektroden verglichen, die von beiden mesiobasalen Temporallappen ableiteten. Der Betrag an asymmetrischen Variationen der SEF-Marker (“Rigiditatsphanomen”) wurde zunachst visuell und dann rnit Computerhilfe quantifiziert ausgewertet. Die Befunde wurden rnit Ergebnissen anderer klinischer Tests einschlieRlich des rnit FO-Elektroden registrierten Anfallsbeginns (FO ict), der Positronenemissionstomographie mit 18 FDG (PET) und der Magnetresonanztomografie (MRI) verglichen, um zu untersuchen, ob das Regiditatsphanomen die primar epileptogene Zone lateralisieren konnte. Die Regiditatsseite zeigte eine 80%, 70% und 60% Koindidenzrate rnit der pathologischen Seite, die durch FDG-PET, FO ict und MRI in einem Einzeltest angezeigt wurde. Wir schlupfolgern, dap das Rigiditatsphanomen der FO-registrierten, interiktalen Hintergrundaktivitat einen wertvollen Beitrag zur Lateralisation der primar epileptogenen Zone bei mesialer Temporallappenepilepsie liefert. Die relative Invarianz von SEF kann durch die interiktale Deafferenzierung von epileptischen Neuronen hervorgerufen sein.