Magnetic Resonance Imaging and Anatomical Correlation of Human Temporal Lobe Landmarks, in 3D Euclidean Space: A study of Control and Epilepsy Disease Subjects

Abstract

Priekšvēsture: Epilepsija ir izplatīts neiroloģisks traucējums, kas ir ļoti svarīgs skartajiem pacientiem, kā arī sabiedrībai. Visizplatītākā epilepsijas forma atbilst temporālajai daivai (Temporal Lobe epilepsy), tās anatomiskais substrāts ir hipokampu skleroze (HS) vai meziālā temporālā skleroze (MTS), tāpēc hipokampam ir svarīga loma epileptoģenēzē. Skleroze ir saistīta ar neironu zudumu, neirodeģenerāciju noteiktos hipokampu veidošanās reģionos, piemēram: hipokampa augšdaļā, CA1 piramīdas slānī, amigdalā, entorinālajā un parahipokampālā garozā. Hipokampu veidojums un temporālā daiva nav vienīgie skartie reģioni, slimības hroniskums paplašina ietekmi uz citiem smadzeņu reģioniem. Mērķis: Mūsu mērķis bija izpētīt temporālās daivas epilepsijas anatomisko struktūru telpiskās attiecības un izmaiņas pacientiem, kuriem diagnosticēta fokusa epilepsija, un salīdzināt tos ar veselām anatomiskām struktūrām. Metodes. Lai izveidotu 3D tīklu, tiek identificēti un reģistrēti anatomiskie orientieri. Smadzeņu tīkls kvantitatīvi tiek aprakstīts kā plakne, rostrokaudāli orientēta un attēlota Eiklīda attālumi. Visos pētītajos gadījumos tiek piemērotas trīs distances. Rostrokaudāls attālums, plaknē un reāls. Rezultāti: Morfometriskais pētījums sasniedz 100% atšķirību starp kontroles grupu un epilepsijas slimnieku, izmantojot divus attālumus: D_Pl, Hpe/Cde un D_RC, As/Cae. Visbeidzot, 100% diskriminē trīs pētījuma grupas, CO, FE un TLE, kopā ar 12 attālumiem, kas sadalīti trīs telpas asīs. Diskusija: Šis pētījums ļauj cerēt uz pielietojumu nākotnē, tā klīniskā lietderība var ne tikai ļaut identificēt procesus (mūsu gadījumā epilepsiju), bet arī iegūt slimības evolūcijas parametrus.

Background: Epilepsy is a common neurological disorder that is of great importance for affected patients as well as to society. The most common form of epilepsy corresponds to the temporal lobe (Temporal Lobe epilepsy), its anatomical substrate is hippocampal sclerosis (HS) or mesial temporal sclerosis (MTS), so the hippocampus plays an important role in the epileptogenesis. Sclerosis relates to neuronal loss, neurodegeneration in specific regions of the hippocampal formation, such as: the hilum of the hippocampus, CA1 pyramidal layer, amygdala, entorhinal and parahippocampal cortex. The hippocampal formation and the temporal lobe are not the only regions affected, the chronicity of the disease expands the affectation to other brain regions. Objective: Our aim was to explore the spatial relationship of the anatomical structures of the Temporal Lobe epilepsy in magnetic resonance MR and changes in patients diagnosed with focal epilepsy and compare them with healthy anatomical structures. Methods: Anatomical landmarks are identified and registered to create a 3D network. The brain network is quantitatively described as a plane, rostrocaudally oriented, and presenting Euclidean distances. Three distances are applied in all the cases under study. Rostrocaudal distance, in a plane and real. Results: The morphometric study, reaches a discrimination of 100% between the control group and the epileptic with the discriminant use of two distances: D_Pl, Hpe/Cde and D_RC, As/Cae. Finally, discriminates 100% between the three study groups, control group CO, extratemporal lobe epilepsy ETLE and temporal lobe epilepsy TLE, with a total of 12 distances distributed in the three axes of space. Discussion: This study allows us to hope for an application in the future, its clinical utility may not only allow us to identify processes (in our case, epilepsy) but also obtain parameters of the evolution of the disease.