Fractional Anisotropy Pada Pasien Epilepsy_laras.docx

Fractional Anisotropy pada Pasien Epilepsy Humala Prika Aditama1 Departemen Radiologi, Rumah Sakit Umum Pusat Nasional Cipto Mangunkusumo, Jakarta1

I.

Epilepsi Epilepsi didefinisikan sebagai kelainan serebral yang ditandai dengan faktor

predisposisi menetap untuk mengalami kejang selanjutnya dan terdapat konsekuensi neurobiologis, kognitif, psikologis, dan sosial dari kondisi tersebut. Berdasarkan konsensus International League Against Epilespsy (ILAE) 2014, epilepsi dapat ditegakkan pada tiga kondisi, yaitu : (1) terdapat dua kejadian kejang tanpa provokasi yang terpisah lebih dari 24 jam; (2) terdapat satu kejadian kejang tanpa provokasi, namun risiko kejang selanjutnya sama dengan risiko rekurensi umum setelah dua kejang tanpa provokasi dalam 10 tahun mendatang; serta (3) sindrom epilepsi, berdasarkan pemeriksaan EEG. Epilepsi memiliki predisposisi yang lebih besar pada laki-laki dibandingkan perempuan dengan insidensi kumulatif 3,4% : 2,8%. Hampir setengah dari seluruh kasus epilepsi bersifat idiopatik. Penyebab epilepsi lainnya antara lain pengaruh genetik, trauma kepala, kelainan medis (contohnya akibat stroke atau serangan jantung), demensia, meningitis, ensefalitis, jejas prenatal, atau gangguan perkembangan (sindroma Down, autisme).1

1.1

Patofisiologi Kejang adalah manifestasi elektrik sementara dari korteks serebri. Suatu kejang terjadi

apabila terdapat ketidakseimbangan antara kekuatan eksitatorik dan inhibitorik di dalam jaringan neuron korteks yang menyebabkan hasil bersih berupa eksitasi mendadak. Manifestasi klinis yang terjadi tergantung dari jaringan korteks yang terangsang. Oleh karena itu, dapat terjadi manifestasi visual, sensorik, gustatorik, dan/atau motorik.1

1.2

Klasifikasi Berdasarkan International League Against Epilepsy (ILAE), epilepsi diklasifikasikan

menjadi beberapa kategori seperti berikut pada gambar berikut.

Commented [Office1]: Kasih gambar ini

Gambar 1. Klasifikasi Epilepsi ILEA 2017

1.3

Pemeriksaan Neuroradiologi pada Epilepsi Pada pasien yang baru didiagnosis dengan epilepsi 12-14% memiliki lesi kausal pada

MRI dan 80% pasien dengan kejang berulang memiliki abnormalitas struktur dari hasil MRI. Terdapat lima indikasi pasien epilepsi dilakukan MRI yaitu : 

Kejang dengan onset fokal



Kejang umum atau tidak terklasifikasi pada tahun pertama kehidupan atau onset pada dewasa



Terdapat defisit neurologis



Kegagalan mengontrol kejang setelah pemberian OAE lini pertama yang adekuat



Perubahan pola kejang

MRI rutin yang optimal harus termasuk T1 dan T2-weighted, densitas proton, dan sekuens Fluid Atenuated Inversion Recovery (FLAIR). Paling sedikit 2 bidang ortogonal. Bidang koronal memberikan tampilan terbaik struktur mesial temporal dan garis luar sklerosis hipokampus.

Gambar 5. Lesi malformasi arterivena di lobus temporal posterior

Gambar 6. Potongan aksial T21 dan T2 menggambarkan angima kavernosa

Pemeriksaan CT Scan kepala lebih ditujukan untuk kasus kegawatdaruratan, karena teknik pemeriksaannya lebih cepat. Di lain pihak MRI kepala diutamakan untuk kasus elektif. Ditinjau dari segi sensitivitas dalam menentukan lesi struktural, maka MRI lebih sensitif dibanding CT scan kepala.2 Diffusion tensor imaging (DTI) merupakan teknik magnetic resonance imaging (MRI) yang relatif baru untuk meneliti mikrostruktur substansia albadengan mengukur motilitas relatif air dalam voxelmean diffusivity (MD) dan fractional anisotropy (FA). Peningkatan MD dan penurunan FA mencerminkan adanya demielinasi dan cedera aksonal.

Commented [Office2]: Slide gambar aja

II.

Diffusion Tensor Imaging DTI merupakan salah satu teknik difusi berbasis MRI yang dapat digunakan secara

noninvasif, dan secara tidak langsung dapat menilai jaringan makro- dan mikrostruktur. DTI juga dapat digunakan untuk melihat perbedaan struktural makromolekul berorientasi luar, misalnya bundle serat substansia putih pada otak. Penggunaan DTI pertama kali diperkenalkan oleh Peter Basser pada 1994. Sebelum DTI, MRI difusi telah berkembang dari penelitian pada resonansi magnetic difusi nuklir. Pengenalan model difusi tensor pertama kali diterima sebagai deskripsi invarin rotasi pada bentuk difusi air. Invariansi rotasi tersebut sangat penting untuk aplikasi metode DTI pada anatomi traktus fiber pada otak manusia yang kompleks. Meskipun demikian, DTI tidak dapat mendeskripsikan traktus fiber yang bersilangan. Popularitas dan penggunaan DTI semakin meluas. DTI umumnya digunakan pada penelitian preklinis, namun saat ini DTI juga sudah diaplikasikan secara klinis, antara lain untuk menilai evolusi stroke, deteksi penyakit Alzheimer, Schizophrenia, multiple sclerosis, epilepsi dan juga untuk perencanaan neurosurgical. DTI merupakan suatu pemeriksaan struktur selular sensitif, bekerja dengan mengukur difusi molekul air. Kuantitas yang diukur adalah difusitas atau koefisien difusi, sebuah konstanta proporsional, yang menghubungkan aliran difusi dengan gradient konsentrasi dengan satuan unit

𝑚𝑚2 𝑠

.

Difusi yang dinilai pada jaringan memiliki orientasi yang bervariasi (anisotropik), tidak seperti difusi pada segelas air jernih, yang memiliki orientasi yang sama (isotropik). Sifat anisotropi pada difusi makroskopik yang dinilai disebabkan oleh mikroskopik jaringan yang beragam. Pada substansi putih (white matter) otak, difusi anisotropi umumnya disebabkan oleh membrane selular, dengan pengaruh myelinisasi dan pembungkusan akson. Difusi anisitropi mengindikasikan orientasi jaringan yang dinilai. Commented [Office3]: Masukin aja

Gambar 2.1

Ilustrasi difusi anisotropik, perbandingan difussi yang diukur secara paralel dan tegak lurus terhadap axon pada tracktus white fiber3

2.2

Pengukuran DTI Untuk mengukur difusi dengan MRI, gradient medan magnet digunakan untuk

membentuk suatu gambar yang tersensitisasi oleh difusi pada arah tertentu. Proses pemuatan difusi pada berbagai arah dilakukan secara berulang, hingga suatu moder difusi tiga dimensi (tensor) dapat diperkirakan. Secara sederhana, pencitraan difusi bekerja dengan memberikan gradient pulse ekstra yang menghapus molekul air yang statis, dan menyebabkan pergeseran fase yang random pada molekul yang terdifusi. Akibat fase random tersebut, sinyal dari molekul yang terdifusi akan menghilang. Hilangnya sinyal tersebut akan menimbulkan gambaran voxel gelap (volumetric pixels). Hal ini menandakan traktus serat white matter otak parallel terhadap arah gradient yang akan tampak hitam pada diffusion-weighted image di arah tersebut.3 Commented [Office4]: Masukin aja

Gambar 2.2

2.3

MRI Diffusion Weighted Images (minimal dibutuhkan 6 gambar untuk mengukur tensor) 3

Tampilan DTI DTI bisa ditampilkan dengan mengumpulkan informasi yang didapat pada tensor

menjadi satu angka (skala), atau menjadi 4 angka (dengan memberi warna R, G, B dan brightness value). Diffue tensor dapat juga dilihat menggunakan glyphs, yang merupakan representasi 3D kecil dari sebagian besar eigenvector atau seluruh tensor. Selain itu, DTI kadang juga dilihat dengan mengestimasi arah traktus white matter melalui otak dengan proses yang disebut tractography. 2.4

Skala Pada DTI Skala pada pemeriksaan DTI dapat dibagi menjadi 2 kategori, yaitu pengukuran

mangnitudo difusi dan anisotropi.

Commented [Office5]: Buat aja slide skalanya ada Magnitudo dan Diffusi anisotropi. tapi yang dibahas ytang difusi anisotropi aja

2.4.1

Magnitudo Difusi

Commented [Office6]: Ga usah dibuat slide sendiri

Skala yang paling simpel dan mungkin paling berguna adalah rata-rata dari tensor eigenvalue, yang dapat mengacu kepada Mean Diffusity (MD) atau Apparent Diffusion Coefficient (ADC). Jumlah yang serupa seperti MD adalah total eigenvalues, yang disebut trace tensor. Trace dan MD berhubungan dengan jumlah total difusi pada voxel, yang juga berkaitan dengan jumlah air pada extracellular space. Trace berguna secara klinis pada deteksi stroke dini karena sensitif terhadap edema selular inisial (edema sitotoksik) yang menghambat difusi. MD dan trace yang terukur pada ventrikel atau pada edema bisa lebih tinggi daripada di air, diakibatkan oleh aliran cairan atau perfusi yang meningkat.

2.4.2

Diffusion anisotropy Tensor anisoptropy adalah rasio eigenvalue yang digunakan untuk mengukur bentuk

sebuah difusi. Pengukuran ini berguna untuk menjelaskan jumlah organisasi jaringan dan untuk mencari voxels yang kemungkinan mengandung traktus white matter tunggal. Pengukuran berikut ini dinormalisasikan dan semuanya berkisar antara 0 sampai 1, kecuali untuk mode, yang berkisar antara -1 hingga +1. Fractional anisotropy atau FA, adalah pengukuran anisotropi yang paling sering digunakan. FA mengukur fraksi dari difusi yang anisotropic.Hal ini dapat dianggap sebagai perbedaan bentuk tensor yang ellipsoid dari yang bulat sempurna. FA pada dasarnya adalah variansi normal dari nilai eigen : Commented [Office7]: Tampilin aja, aku teu ngartos!!

FA memiliki nilai dengan skala dari 0 (isotropic) sampai 1 (anisotropic).

2.5

Warna pada DTI DTI merupakan penerapan DWI multidimensi pada enam arah gradient atau lebih, yang

dapat dikode dengan warna. Skema warna umumnya digunakan untuk merepresentasikan arah dari sebagian besar eigenvector seperti berikut : biru superior-inferior, merah kiri – kanan, dan hijau anterior – posterior. Untuk meningkatkan visualisasi dari white matter dan menekan informasi diluarnya, kecerahan warna biasanya diatur oleh tensor anisotropy (FA).

Gambar 2.3

Sebuah contoh penggunaan glyphs dan warna untuk visualisasi DTI. Gambar kiri merupakan gambaran bidang axial, menunjukan diffusion-weighted image yang dilapisi warna semi transparan menandakan major eigenvector orientation, dan kotak putih adalah area yang dizoom di gambar kanan. Pada kedua gambar, warna merah menandakan arah kanan-kiri, biru superior-inferior, dan hijau anterior-posterior. Gambar kanan terdiri dari glyphs yang merepresentasi major eigenvector orientation

III.

DTI pada Epilepsi DTI merupakan modalitas pencitraan yang dapat memberikan wawasan terhadap

integritas struktural dari white matter melalui pengukuran difusi air. Asumsi dasar dari interpretasi DTI adalah difusi air pada white matter akan menurun berbanding terbalik dengan traktus white matter, akibat barrier pada difusi air seperti membran akson dan myelin. Oleh karena itu, penurunan FA diinterpretasikan sebagai menurunnya integritas dari traktus white matter (berkurangnya myelin pada membran). Selain dapat memberikan pengukuran nonivasif terhadap integritas white matter, DTI juga dapat memberikan gambaran 3D traktus white matter (DTI tractography), yang dapat memungkinkan untuk mempelajari suatu traktus white matter yang spesifik, yang sulit dilakukan dengan teknik pencitraan lainnya. Pemeriksaan DTI pada pasien epilepsi, khususnya Temporal Lobe Epilepsy (TLE), pertama kali dilaporkan tahun 2002, dengan hasil penurunan FA di kapsul eksternal dan corpus callosum. Sejak itu, banyak dilakukan penelitian mengenai abnormalitas yang ditemukan pada DTI pasien TLE. Abnormalitas white matter pada pasien epilepsi merupakan efek sekunder dari aktivitas kejang yang berlangsung, menggambarkan adanya degenerasi axonal hilir.

Commented [Office8]: Masukin aja buat mempercantique

Commented [Office9]: Masukin aja

Perubahan atau abnormalitas parameter DTI menunjukan perubahan pada karakteristik jaringan pada white matter otak. FA yang turun diinterpretasikan sebagai tanda degenerasi white matter, selain itu penunrunan FA juga mungkin menandakan degenerasi axon, densitas axon yang menurun, demyelinisasi, dysmyelinisasi, dan juga meningkatnya proporsi fiber yang bersilangan.4

REFERENSI 1. Panayiotopoulos CP. A clinical guide to epileptic syndromes and their treatment [Internet]. London: Springer-Verlag; 2010 [cited 2019 Jan 30]. Available from: http://dx.doi.org/10.1007/978-1-84628-644-5 2. Leach JP, O’Dwyer R. Epilepsy Simplified. TFM Publishing Ltd; 2014. 3. O’Donnell LJ, Westin C-F. An Introduction to Diffusion Tensor Image Analysis. Neurosurgery Clinics of North America. 2011 Apr;22(2):185–96. 4. Gross DW. Diffusion tensor imaging in temporal lobe epilepsy: DTI in Temporal Lobe Epilepsy. Epilepsia. 2011 Jul;52:32–4.

Commented [Office10]: kesimpulan