0849 Streszczenie projektu doc. Jurkiewicz

Grant MNiSW 0849/P01/2006/30
„Fuzja obrazów rezonansu magnetycznego i SPECT jako metoda lokalizacji
ogniska padaczkorodnego u dzieci z padaczką lekooporną przed leczeniem
operacyjnym”
Kierownik projektu: doc. dr hab. n. med. ElŜbieta Jurkiewicz
Padaczka
jest jednym z częściej występujących schorzeń neurologicznych –
dotyczy ok. 1% populacji. Leczenie operacyjne jest jedyną alternatywą dla ok. 1020% pacjentów z padaczką ogniskową prostą i złoŜoną, którzy nie reagują na
leczenie farmakologiczne.
Wycięcie
ogniska padaczkorodnego eliminuje lub zmniejsza objawy padaczki
i umoŜliwia kontrolę farmakologiczną u ok. 80% pacjentów. Przed zabiegiem
operacyjnym niezbędne jest precyzyjne określenie lokalizacji ogniska
padaczkorodnego oraz identyfikacja waŜnych pod względem funkcjonalnym
obszarów mózgu w celu właściwego planowania zabiegu i minimalizacji ryzyka
uszkodzeń związanych z operacją neurochirurgiczną.
Morfologiczny
wykładnik padaczki w postaci blizny korowej, stwardnienia
hipokampa, dysplazji korowej, guza nowotworowego, malformacji naczyniowej,
wykrywa się badaniem rezonansu magnetycznego (MR) i tomografii komputerowej
(TK). Jednak zaburzenia struktury OUN stwierdza się odpowiednio jedynie w ok. 34%
i 17% przypadków padaczki. Wykładnikiem zaburzeń czynnościowych w ognisku
padaczkorodnym są zaburzenia w metabolizmie i przepływie mózgowym. W okresie
między napadami w ognisku padaczkorodnym zuŜycie glukozy i równolegle przepływ
krwi, który związany jest z metabolizmem, są wyraźnie obniŜone, natomiast w czasie
napadu znacznie podwyŜszone. Zjawisko to zostało wykorzystane w badaniu
przepływu mózgowego metodą tomografii emisyjnej pojedynczego fotonu (SPECT)
przy uŜyciu znaczników HMPAO lub ECD znakowanych nietastabilnym izotopem
technetu (99mTc). Badanie to moŜna wykonać w czasie napadu (ictal), w okresie
międzynapadowym (interictal) lub w krótkim czasie po napadzie (postictal). Pierwsze
doniesienia na temat zasadniczej roli badania ictal w lokalizacji ogniska
padaczkorodnego u dzieci są bardzo obiecujące, lecz nadal ich zbyt mała liczba
uniemoŜliwia porównanie z innymi metodami.
Analiza
obrazów SPECT rejestrowanych w czasie napadu i między napadami
u tego samego pacjenta jest głównie wizualna, co wprowadza element subiektywnej
oceny. Podobne ograniczenia dotyczą wizualnego porównywania obrazów
strukturalnych (MR) i funkcjonalnych (SPECT). W porównawczej analizie badań
stosuje się coraz częściej metody komputerowej obróbki obrazów: nakładania
obrazów trójwymiarowych (image fusion) oraz algebry obrazów, czyli ilościowej
normalizacji obu obrazów do wspólnej wartości maksymalnej w mózgu i subtrakcji
obrazów uzyskanych w trakcie napadu i między napadami padaczki. Dla
neurochirurga konieczna jest wyŜsza rozdzielczość kontrastowa i przestrzenna niŜ
badania SPECT, a taką dostarcza jedynie badanie MR. Uwidocznienie ogniska
padaczkorodnego w badaniu SPECT nie pozwala na wystarczająco dokładne
określenie jego lokalizacji dla neurochirurga. Do łącznej analizy badań SPECT i MR
(lub SPECT i subtrakcji obrazów SPECT) moŜna stosować nakładanie trójwymiarowe
obu obrazów w celu precyzyjnego dopasowania przestrzennego poszczególnych
struktur mózgu. NałoŜenie obrazów obu badań pozwala na sumowanie wysokiej
rozdzielczości MR i czułości SPECT.
Do tego typu opracowania wyników stosuje się specjalne programy komputerowe,
przeznaczone do obróbki badań obrazowych w medycynie, wyposaŜone w narzędzia
do trójwymiarowego dopasowywania obrazów. Jednym z takich programów
komputerowych jest PMOD, opracowany przez naukowców ze szpitala
uniwersyteckiego w Zurychu i z Politechniki Warszawskiej. Program PMOD
umoŜliwia zintegrowane opracowywanie obrazów medycznych uzyskiwanych
róŜnymi technikami, porównywanie ich i tworzenie nowych obrazów (map) danego
narządu kodowanych kolorem, w których morfologia danego narządu jest
przedstawiona łącznie z ocena funkcjonalną, podobnie jak w obrazowaniu
hybrydowym PET/CT. Wartość informacji uzyskanej w efekcie tego procesu
przewyŜsza tę z kaŜdego typu obrazowania osobno.
Planowane
jest wykonanie badania MR oraz badania SPECT (w okresie
międzynapadowym i ewentualnie w trakcie napadu) u 30 pacjentów z padaczką
ograniczoną, źle kontrolowanych leczeniem farmakologicznym, nałoŜenie obrazów
MR i SPECT, funkcjonalne badanie MR przed planowanym zabiegiem operacyjnym
dla precyzyjnego określenia stosunku istotnych Ŝyciowo ośrodków korowych do
ogniska padaczkorodnego oraz kontrolne badanie pooperacyjne. Uzyskane obrazy
MR i SPECT zostaną ocenione wizualnie, a następnie opracowane przy
zastosowaniu narzędzi do nakładania obrazów i algebry obrazów w programie
komputerowym PMOD. W nałoŜonych obrazach oceniona zostanie:
- lokalizacja i wielkość morfologicznego ogniska padaczkorodnego,
- lokalizacja i wielkość zaburzeń perfuzji w obszarze ogniska padaczkorodnego,
- relacja ogniska padaczkorodnego w ocenie morfologicznej i metabolicznej do
obszarów waŜnych czynnościowo w obrazowaniu MR.
Informacje uzyskane w wyniku analizy kaŜdej metody osobno (SPECT, MR) zostaną
porównane z informacją wynikającą z analizy obrazów nałoŜonych i opracowanych
z zastosowaniem algebry obrazów w programie PMOD.