Diffusion tensor changes in epileptogenic hippocampus of TLE patients

SummaryPurposeDiffusion tensor imaging (DTI) can provide quantitative information of brain abnormalities in patients with temporal lobe epilepsy (TLE) that are not detectable with conventional magnetic resonance imaging (MRI).MethodsSeventeen patients with medically TLE were selected for the study. The patients and ten healthy subjects underwent 25 directions DTI acquisition. The patients were separated into two groups based on the MRI findings: eight TLE MRI-negative patients with no signal abnormalities on conventional MRI and nine TLE patients with hippocampal sclerosis (HS). Fractional anisotropy (FA), mean diffusivity (MD), and the three diffusivities (λ1, λ2 and λ3) were measured in bilateral hippocampi of controls, MRI-negative, and HS patients. Comparisons between the three groups were performed for hippocampi ipsi- and contralateral to epileptogenic zone.ResultsThe ipsilateral hippocampus of MRI-negative patients presented statistical increased anisotropy and no significant difference in diffusivities versus controls. Significant differences in anisotropy and diffusivities were detected between the ipsilateral hippocampus of HS when compared with controls.ConclusionDTI depicted hippocampal abnormalities in TLE patients with a normal conventional MRI different from those found in patients with HS. Diffusivity and anisotropy indices provide significant differences inside hippocampus and should be jointly considered to improve the DTI measurements specificity in TLE patients.

RésuméObjectifL’imagerie en tenseur de diffusion (DTI) peut fournir des informations quantitatives sur les anomalies cérébrales chez les patients ayant une épilepsie du lobe temporal (TLE) qui ne sont pas détectables avec les techniques d’imagerie par résonance magnétique (IRM) conventionnelles.MéthodesDix-sept patients ayant une épilepsie temporale clinique ont été sélectionnés pour l’étude. Les patients et dix sujets sains ont été étudiés par tenseur de diffusion en 25 directions. Les patients ont été séparés en deux groupes sur la base des résultats de l’IRM conventionnelle : huit patients ayant une IRM normale (MRI-négative) et neuf patients ayant sclérose hippocampique (HS). La fraction d’anisotropie (FA), la diffusivité moyenne (MD) et les trois diffusivités (λ1, λ2 and λ3) ont été mesurées dans les hippocampes bilatéraux chez les témoins, les patients MRI-negative et les patients HS. Les comparaisons entre les trois groupes ont été effectuées dans les hippocampes ipsilatéraux et controlatéraux à la zone épileptogène.RésultatsL’hippocampe ipsilatéral chez les patients MRI-négative présente une anisotropie statistiquement différente et aucune différence significative pour les diffusivités par rapport aux témoins. Des différences significatives de l’anisotropie et des diffusivités ont été détectées dans l’hippocampe ipsilatéral du group HS par rapport aux témoins.ConclusionLe tenseur de diffusion a détecté des anomalies hippocampiques chez des patients ayant une épilepsie temporale et une IRM conventionnelle normale différentes des celles trouvées chez les patients ayant une sclérose hippocamique. L’anisotropie et la diffusivité présentent des différences significatives dans l’hippocampe et devraient être considérées conjointement pour améliorer la spécificité des mesures DTI chez les patients ayant une épilepsie temporale.