Neuropathological findings following temporal lobectomy related to surface and deep EEG patterns.

Summary: Interictal and ictal characteristics of preoperative EEG recordings, derived from limited surface montages and medial temporal lobe sites, were compared with the results of pathological studies done on resected lobes obtained from 44 patients with complex partial seizures. Pathological material was divided into four groups: (a) sclerosis (mesial temporal or restricted to pes hippocampi); (b) neoplasia (mainly hamartomas); (c) miscellaneous lesions; and (d) no significant lesions. Interictal EEG correlates of no pathology included bilaterally synchronous surface spikes (with or without simultaneous deep spikes) and independent surface spikes (with or without simultaneous deep spikes) on the side of lobectomy. Ictal EEG correlates of no pathology included unilateral surface or surface/deep onsets, bilaterally synchronous surface onsets, more than one onset location, and suppression at onset. Focal onsets correlated with sclerosis. Frequent interictal spike activity in the non-lobectomized lobe and fast buildup at onset of ictus suggested neoplasia. Many of the EEG correlates of no pathology are known to correlate with poor postsurgical seizure relief, due probably in part to the fact that absence of pathology in the resected specimen is a negative prognostic sign. Patients with sclerosis could be distinguished from patients with no demonstrable pathology with 81% cross-validation classification accuracy using a distribution-independent, nonlinear classifier. Both interictal and ictal EEG measures were used by the classifier, and one may conclude that ictal and interictal EEG recordings contain nonredundant information for predicting the presence and type of underlying pathology. RESUME Les donnees EEG preoperatoires intercritiques et critiques recueillies a partir (a) de montages de surface limites et (b) de regions situees sur la partie mediane du lobe temporal ont ete compareees avec les resultats de l'etude anatomo-pathologique des lobes temporaux reseques chez 44 sujets souffrant de crises partielles complexes. Le materiel pathologique a ete divise en 4 groupes: (a) sclerose temporale mediane ou limitee au pes hippocampi; (b) neoplasie (principalement hamartomes); (c) 1esions diverses; (d) absence de lesion significative. Les correspondances EEG intercritiques du groupe sans lesion comprennent: (a) des pointes bilaterales et synchrones en surface (avec ou sans pointes profondes simultanees) et (b) des pointes independantes en surface (avec ou sans pointes profondes simultanees) du cote de la lobectomie. Les correspon-dances EEG critiques de ce groupe sans lesion comprennent: (a) des debuts unilateraux en surface ou surface/profondeur, (b) des debuts en surface bilateraux synchrones, (c) plus d' un siege de debut et (d) suppression au debut. Les debuts focaux s'observent dans le groupe avec une sclerose temporale. Une activite de pointes intercritiques frequente sur le lobe non opere et un “build-up” rapide au debut de la crise s'observent dans le groupe avec neoplasie. Beaucoup des correlations EEG du groupe sans lesion sont connues pour leur correspondance avec de mauvais resultats post-operatoires qui sont probablement dus a l' absence de lesions dans le specimen reseque qui est un signe de mauvais pronostic. Les patients avec une sclerose peuvent etre distingues de ceux sans lesion demonstrable avec 81% d' exactitude de classification en utilisant une methode de classification distribution-indeaApendante non lineaire. Les donnees EEG critiques et intercritiques ont ete utilisees pour la classification et on peut admettre que ces donnees contiennent des informations non redondantes pour la prediction de la presence et du type de lesions sous-jacentes. RESUMEN Se compararon las characteristicas interictales e ictales de EEGs obtenidos usando montajes super-ficiales y profundos con electrodos situados en la parte medial del lobulo temporal con los hallazgos anatomopatologicos de los lobulos temporales resecados en 44 pacientes con crisis parciales complejas. El material patologico se divideo en cuatro grupos: (a) esclerosis (mesial o circunscrita al pie del hipocampo), (b) neoplasia (sobre todo hamartomas), (c) lesiones diversas, y (d) sin lesion significativa. La correlateon electrica del grupo sin lesion patologica incluyo: puntas superficiales bilateralmente sincronas (con o sin puntas profundas simultaneas) y puntas superficiales independientes (con o sin puntas profundas simultaneas) en el lado de la lobectomia en los registros interictales. En los ictales, la correlateon incluyo: comienzos unilaterales en superficie o en superficie y profundidad, comienzos superficiales bilateralmente sincronos (mas que comienzos de una localization unica) y supresion al comienzo de la crisis. El inicio focal se correlaciono con la esclerosis. Actividad puntiforme interictal frecuente en el lado no lobec-tomizado sugirio neoplasia, asi como el rapido reclutamiento al comienzo del ataque. Muchos de las correlaciones electrograficas del grupo sin hallazgos patologicos se saben que indican un pobre pronostico post-quirurgico, en parte tal vez relacionado con el hecho de que ausencia de hallazgos en el especimen resecado es un signo pronostico negativo. Se pudieron distinguir los pacientes con esclerosis de los pacientes sin patologia demostrable con una certidumbre del 81% en validez cruzada usando un clasificador no lineal independiente de la distributeon. Tanto las medidas interictales como ictales del EEG fueron usadas por el clasificador y podemos concluir que los registros interictales e ictales no contenian information redundante a la hora de predecir la presencia y el tipo de patologia subyacente. ZUSAMMENFASSUNG Interiktale und iktale Charakteristika von praoperativen EEG-Ableitungen, die von begrenzten Ober-flachenmontagen und aus dem mittleren Temporallappengebiet erhalten wurdem, werden mit Ergebnissen von pathologischen Untersuchungen verglichen, die an resezierten Temporallappen von 44 Patienten mit komplexen partiellen Anfallen erhalten wurden. Das pathologische Material wurde in 4 Gruppen aufgeteilt: (a) Sklerose (mittleres Temporallappengebiet oder Hippokampus), (b) Neoplasien (hauptsachlich Hamartome); (c) verschiedene Lasionen und (d) ohne deutliche Lasion. Die interiktalen EEG-Veranderungen ohne pathologisches Korrelat waren: Bilateral synchrone Oberflachenspikes (mit oder ohne gleichzeitige Tiefenspikes), und unabhangige Oberflachenspikes (mit oder ohne gleichzeitige Tiefenspikes) auf der Seite der Lobektomie. Iktale EEG-Veranderungen ohne pathologisches Korrelat waren: Einseitiger Oberflachenoder Tiefenbeginn, beidseits synchroner Oberflachenbeginn, mehr als ein Ort des Anfallsbeginns und Ausbreitungsunterdriickung bei Beginn. Fokaler Anfallsbeginn korrelierte mit Sklerosen. Haufige interiktale Spike-Aktivitat in dem nicht lobektomierten Lappen sowie schnelles build up bei Anfallsbeginn waren mit Neoplasien vergesellschaftet. Viele der ohne pathologisches Korrelat gefundenen EEG-Veranderungen zeigten ein schlechtes nachoperatives Resultat hinsichtlich der Anfalle: dies ist wahrscheinlich zum Teil auf das Fehlen von pathologischen Veranderungen in der resezierten Probe zuruckzufuhren und als negatives prognostisches Zeichen zu werten. Patienten mit Sklerose konnten von Patienten ohne pathologisch nachweisbares Substrat in 81% der Falle unterschieden werden mit Hilfe einer verteilungsfreien nicht linearen Klassifikation. Sowohl interiktale als auch iktale EEG-Muster wurden zur Klassifikation benutzt, und es wird der Schlus gezogen, das sowohl iktale als auch interiktale EEG-Ableitungen eine nichtredundante Information zur Vorhersage von Vorkommen und Art der pathologischen Veranderungen enthalten.