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. RÉSUMÉ Les données EEG préopératoires intercritiques et critiques recueillies à partir (a) de montages de surface limités et (b) de régions situées sur la partie médiane du lobe temporal ont été compareées avec les résultats de l'étude anatomo‐pathologique des lobes temporaux réséqués chez 44 sujets souffrant de crises partielles complexes. Le matériel pathologique a été divisé en 4 groupes: (a) sclérose temporale médiane ou limitée au pes hippocampi; (b) néoplasie (principalement hamartomes); (c) 1ésions diverses; (d) absence de lésion significative. Les correspondances EEG intercritiques du groupe sans lésion comprennent: (a) des pointes bilatérales et synchrones en surface (avec ou sans pointes profondes simultanées) et (b) des pointes indépendantes en surface (avec ou sans pointes profondes simultanées) du côté de la lobectomie. Les correspon‐dances EEG critiques de ce groupe sans lésion comprennent: (a) des débuts unilatéraux en surface ou surface/profondeur, (b) des débuts en surface bilatéraux synchrones, (c) plus d' un siège de début et (d) suppression au début. Les débuts focaux s'observent dans le groupe avec une sclérose temporale. Une activité de pointes intercritiques fréquente sur le lobe non opéré et un “build‐up” rapide au début de la crise s'observent dans le groupe avec néoplasie. Beaucoup des corrélations EEG du groupe sans lésion sont connues pour leur correspondance avec de mauvais résultats post‐opératoires qui sont probablement dus à l' absence de lésions dans le spécimen réséqué qui est un signe de mauvais pronostic. Les patients avec une sclérose peuvent être distingués de ceux sans lésion démonstrable avec 81% d' exactitude de classification en utilisant une méthode de classification distribution‐indeaApendante non linéaire. Les données EEG critiques et intercritiques ont été utilisées pour la classification et on peut admettre que ces données contiennent des informations non redondantes pour la prédiction de la présence et du type de lésions sous‐jacentes. RESUMEN Se compararon las characterísticas interictales e ictales de EEGs obtenidos usando montajes super‐ficiales y profundos con electrodos situados en la parte medial del lóbulo temporal con los hallazgos anatomopatológicos de los lóbulos temporales resecados en 44 pacientes con crisis parciales complejas. El material patológico se divideó en cuatro grupos: (a) esclerosis (mesial o circunscrita al pie del hipocampo), (b) neoplasia (sobre todo hamartomas), (c) lesiones diversas, y (d) sin lesión significativa. La correlateón eléctrica del grupo sin lesión patológica incluyó: puntas superficiales bilateralmente síncronas (con o sin puntas profundas simultáneas) y puntas superficiales independientes (con o sin puntas profundas simultáneas) en el lado de la lobectomía en los registros interictales. En los ictales, la correlateón incluyó: comienzos unilaterales en superficie o en superficie y profundidad, comienzos superficiales bilateralmente síncronos (más que comienzos de una localizatión única) y supresión al comienzo de la crisis. El inicio focal se correlacionó con la esclerosis. Actividad puntiforme interictal frecuente en el lado no lobec‐tomizado sugirió neoplasia, así como el rápido reclutamiento al comienzo del ataque. Muchos de las correlaciones electrográficas del grupo sin hallazgos patológicos se saben que indican un pobre pronóstico post‐quirúrgico, en parte tal vez relacionado con el hecho de que ausencia de hallazgos en el especimen resecado es un signo pronóstico negativo. Se pudieron distinguir los pacientes con esclerosis de los pacientes sin patología demostrable con una certidumbre del 81% en validez cruzada usando un clasificador no lineal independiente de la distributeón. Tanto las medidas interictales como ictales del EEG fueron usadas por el clasificador y podemos concluir que los registros interictales e ictales no contenían informatión redundante a la hora de predecir la presencia y el tipo de patología subyacente. ZUSAMMENFASSUNG Interiktale und iktale Charakteristika von präoperativen EEG‐Ableitungen, die von begrenzten Ober‐flächenmontagen und aus dem mittleren Temporallappengebiet erhalten wurdem, werden mit Ergebnissen von pathologischen Untersuchungen verglichen, die an resezierten Temporallappen von 44 Patienten mit komplexen partiellen Anfällen erhalten wurden. Das pathologische Material wurde in 4 Gruppen aufgeteilt: (a) Sklerose (mittleres Temporallappengebiet oder Hippokampus), (b) Neoplasien (hauptsächlich Hamartome); (c) verschiedene Läsionen und (d) ohne deutliche Läsion. Die interiktalen EEG‐Veränderungen ohne pathologisches Korrelat waren: Bilateral synchrone Oberflächenspikes (mit oder ohne gleichzeitige Tiefenspikes), und unabhängige Oberflächenspikes (mit oder ohne gleichzeitige Tiefenspikes) auf der Seite der Lobektomie. Iktale EEG‐Veränderungen ohne pathologisches Korrelat waren: Einseitiger Oberflächenoder Tiefenbeginn, beidseits synchroner Oberflächenbeginn, mehr als ein Ort des Anfallsbeginns und Ausbreitungsunterdriickung bei Beginn. Fokaler Anfallsbeginn korrelierte mit Sklerosen. Häufige interiktale Spike‐Aktivität in dem nicht lobektomierten Lappen sowie schnelles build up bei Anfallsbeginn waren mit Neoplasien vergesellschaftet. Viele der ohne pathologisches Korrelat gefundenen EEG‐Veränderungen zeigten ein schlechtes nachoperatives Resultat hinsichtlich der Anfalle: dies ist wahrscheinlich zum Teil auf das Fehlen von pathologischen Veränderungen in der resezierten Probe zurückzufuhren und als negatives prognostisches Zeichen zu werten. Patienten mit Sklerose konnten von Patienten ohne pathologisch nachweisbares Substrat in 81% der Fälle unterschieden werden mit Hilfe einer verteilungsfreien nicht linearen Klassifikation. Sowohl interiktale als auch iktale EEG‐Muster wurden zur Klassifikation benutzt, und es wird der Schluß gezogen, daß sowohl iktale als auch interiktale EEG‐Ableitungen eine nichtredundante Information zur Vorhersage von Vorkommen und Art der pathologischen Veränderungen enthalten.