Epileptik odağın lokalizasyonunda okuyucuya bağımlı ve okuyucudan bağımsız yöntemler kullanılarak görsel ve kantitatif analiz: 18F-FDG-PET ile görsel ve istatiksel parametrik haritalama (SPM) ile kantitatif yaklaşım
Reader dependent and independent methods of visual and quantitative analysis in detection of epileptic focus: Visual and quantitative approaches to brain 18F-FDG PETt using statistical parametric mapping (SPM)
Yazar: ÖZGE ÖZ
Danışman: PROF. DR. NEŞE İLGİN KARABACAK
Gazi Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Nükleer Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2011
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Beyin = Brain ; Beyin haritalanması = Brain mapping ; Epilepsi = Epilepsy ; Epilepsi-temporal lob = Epilepsy-temporal lobe ; Pozitron emisyon tomografi = Positron-emission tomography ; İstatistiksel modelleme = Statistical modelling

Özet:
İnteriktal beyin 18F-FDG PET ilaca dirençli epilepsi hastalarında cerrahi tedavi öncesinde epileptojenik odağın belirlenmesi için kullanılmaktadır. İnteriktal beyin 18F-FDG-PET incelemesinde nöbetin yayıldığı kortikal alanlarda da hipometabolizma gözlenebilmekte ve bu durum epileptojenik odağın belirlenmesini güçleştirmektedir. Bu nedenle epilepsi hastalarının beyin 18F-FDG-PET görüntülerinin değerlendirilmesinde görsel inceleme sürecine katkıda bulunabilecek nesnel niceliksel analiz yöntemlerine başvurulmaktadır. İstatistik parametrik haritalama da bu niceliksel analiz yöntemlerinden biridir.Bu çalışmadaki beyin 18F-FDG-PET yapılan, temporal lob epilepsisi olan hastalarda epileptik odağın belirlenmesinde okuyucuya bağımlı ve okuyucudan bağımsız yöntemler kullanıldığında anormal vaka saptama başarısı yönünden (epilepside lateralizasyonu saptama) görsel ve kantitatif analizin farklarını ve okuyucuların deneyimine bağlı olarak bu farkın nasıl yönlendiğini ortaya koymak amaçlanmıştır.Çalışma kapsamına merkezimizde interiktal beyin 18F-FDG-PET görüntülemeleri yapılan temporal lob epilepsisi tanılı, epilepsi cerrahisi yapılmış ve takiplerinde Engel sınıf I'e giren 54 hasta dahil edilmiştir. Ayrıca merkezimizde soliter akciğer nodülünün değerlendirilmesi veya bir malign hastalığın primer evrelemesi için tüm vücut 18F-FDG PET/BT incelemesi yapılan, öncesinde herhangi bir tedavi almamış ve ek nörolojik hastalığı olmayan 16 data ile kontrol grubu oluşturulmuştur. Cerrahi öncesi yapılan interiktal 18F-FDG-PET çalışmaları üç farklı deneyim düzeyine sahip okuyucu tarafından SPM analizi sonuçlarından habersiz ve SPM sonuçları ile birlikte iki kez değerlendirilmiştir. SPM ile değerlendirme için p<0,001 ve p<0,01 olmak üzere iki istatistik eşik değeri kullanılmıştır.İncelemeler sonucunda, okuyucuların SPM'den bağımsız olarak yaptıkları değerlendirmelerde deneyim sırasına göre %67, %91 ve %94 oranında görüntüleri doğru okudukları izlenmiştir. SPM sonuçları ile birlikte yapılan görsel değerlendirmelerde bu oranlar %96, %100 ve %100 olarak bulunmuştur. SPM'den bağımsız olarak yapılan değerlendirmelerde eminlik dereceleri okuyucu 1 için 1.24±0.13, okuyucu 2 için 1.59 ± 0.09, okuyucu 3 için 1,80 ± 0,07 olarak bulunmuştur. SPM ile birlikte yapılan değerlendirme de bu oranlar okuyucular için sırası ile 1.89±0.06'a, 1.89 ± 0.04'e ve 1.96 ± 0.03'e yükselmiştir.SPM analizi sonuçlarına baktığımızda istatistik eşik değeri p<0,001 olarak alındığında duyarlılık ve özgüllük oranları sırası ile %78, %96; istatistik eşik değeri p<0,01 olarak alındığında ise duyarlılık ve özgüllük oranları %94, %74 olarak bulunmuştur. SPM p<0,01 istatistik eşik değerinde saptanan bilateral temporal hipometabolizma ve ekstratemporal hipometabolizmanın nöbet süresi ile anlamlı ilişkisi saptanmamıştır. Hipometabolik küme genişliği ile nöbet süresi arasında zayıf bir korelasyon izlenmiştir. Sağ ve sol temporal lobektomi yapılan hastaların küme olarak SPM ile analizi p<0,01 istatistik eşik değerinde yapıldığında hipometabolizmanın ilgili temporal lob ile ipsilateral frontal lob ve ipsilateral talamik çekirdekte de olduğu saptanmıştır.Sonuç olarak SPM tecrübe düzeyi düşük okuyuculara epileptojenik odağı doğru lateralize etmekte yardımcı olduğu izlenmiştir. Bunun yanı sıra SPM'in her tecrübe düzeyindeki okuyucu için doğru temporal lobu lateralize ederken güveni artırdığı dikkati çekmiştir.Bu sonuçların yanı sıra bireysel olarak verilerin değerlendirilmesinde ve küme analizlerinde bu çalışmada elde edilen sonuçlar ile SPM'den yararlanılarak yapılan tüm değerlendirmelerde bu yöntemin analitik komponentlerinin farklı eşik değerlerinde gösterdiği farklı zayıf ve güçlü yönlerinin göz önünde bulundurularak araştırıcının amacı doğrultusunda istatistik eşik değeri belirlemek gerekliliği bir kez daha ön plana çıkmıştır.Anahtar kelimeler: SPM, Temporal lob epilepsisi, Beyin 18F-FDG PET

Abstract:
Interictal brain 18F-FDG-PET is used in medically refractory epilepsy patients in preparation for surgical treatment in order to localize the epileptogenic focus. However, in the interictal brain 18F-FDG-PET images hypometabolism may also be observed in cortical regions where the seizure activity propagates and this makes the determination of epileptogenic focus difficult. In order to overcome this difficulty objective quantitative analytic methods are applied that may contribute to the visual assessment of brain 18F-FDG-PET images in epilepsy patients. Statistical parametric mapping is one of these quantitative analytic methods.In this study we aimed to evaluate differences between visual assessment and quantitative analysis in the detection abnormality (lateralization in epilepsy) with the application of reader dependent and independent methods and to see how these differences are shaped depending on the experience of readers.Interictal brain 18F-FDG-PET data of 54 temporal lobe epilepsy patients who were operated and classified as Engel I on follow-up were retrospectively analyzed. In addition brain 18F-FDG-PET images of 16 patients who had undergone whole body 18F-FDG-PET examinations due to a solitary pulmonary nodule or the primary staging of a malignant disease and who did not have additional neurological disease or received any prior therapy was used as the control data. Presurgical interictal brain 18F-FDG-PET images were evaluated by three physicians with different levels of expertise on two occasions: once blind to SPM results and secondarily together with patients? SPM results. The two statistical thresholds used in SPM analyses were p<0,001 and p<0,01.Readers? assessments independent of SPM results were correct in 67%, 91% and 94% of patients, in the ascending order of expertise. When the SPM results were available during visual assessment, these ratios increased to 96%, 100% and 100%, respectively. Readers? mean levels of confidence in the SPM-independent assessment were 1.24±0.13, 1.59±0.09 and 1,80±0,07. These mean values increased to 1.89±0.06, 1.89±0.04 and 1.96±0.03, respectively.The sensitivity and specificity of SPM results at the statistical threshold level of p<0,001 were 78% and 96%. At the statistical threshold level of p<0,01 the sensitivity and specificity were found to be 94% and 74%, respectively. No significant correlations were found between the seizure duration and bilateral and extratemporal hypometabolism detected with SPM analysis at the statistical threshold level of p<0,01. However, a weak correlation was observed between the seizure duration and hypometabolic cluster extension. When both right and left temporal lobe epilepsy patients? data were compared with the normal data in separate clusters using SPM at the statistical threshold level of p<0,01, significant hypometabolism was found in the ipsilateral temporal, frontal lobes and the ipsilateral thalamic nucleus.As a conclusion, SPM helped the less experienced reader correctly lateralize the epileptogenic focus. In addition, SPM caused increases in the confidence levels in lateralizing the epiloptogenic focus of all readers with different levels of expertise.Regarding the weaknesses and strengths of SPM analyses at different statistical threshold levels in both evaluation of a single patient?s data and cluster analysis, the necessity to find optimum statistical threshold levels in accordance with the aim of the investigator comes into prominence.Key words: SPM, temporal lobe epilepsy, brain 18F-FDG PET