Current data on early diagnosis of West syndrome. Electroencephalographic evolution of hypsarrhythmia

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The review of current ideas about the early diagnosis of West syndrome is presented in terms of electroencephalography data based on a characterization of the period of «prehypsarrhythmia» preceding the appearance of the pattern of hypsarrhythmia. There are considered examples of our observations. Also, our data from a study of a group of children with hypsarrhythmia are described. A lot of studies of clinical manifestations and neurophysiological aspects of West syndrome have been conducted after the onset of clinical manifestations in the form of spasms, and variants of the transformation of West syndrome have been reported. On the other hand, very few studies of its clinical and electroencephalographic evolution have been conducted since the prehypsarrhythmic stage. The opportunity to reliably identify this precursor period would be the first step towards early diagnosis of West syndrome. Early prediction and subsequent intervention in West syndrome will have significant predictive value. A retrospective analysis of 68 electroencephalographic studies was conducted at the

National Medical Research Center for children’s health. Based on the preliminary data of our study, we can distinguish a period of 1 to 3 months, during which in most children, the EEG pattern from “prehypsarrhythmic” in the form of multi-regional epileptiform activity with an average representation index or regional epileptiform activity in the parietal-occipital-posterior parts with a low representation index transforms to a pattern of hypsarrhythmia. It seems appropriate to recommend that newborns with structural brain disorders, premature infants, children with multi-regional epileptiform activity, with regional epileptiform activity in the parietal-occipital-posterior parts (even low index) to be observed with regular video EEG monitoring at least once every 1-2 months, to early detect the pattern of hypsarrhythmia and West syndrome.

Full Text

Понятие гипсаритмии

Гипсаритмия — паттерн, состоящий из диффузных высокоамплитудных (>300 мкВ) нерегулярных медленных волн, «усеянных» мультирегиональными спайками и острыми волнами с обеих сторон [1]. Это характерный интериктальный электроэнцефалографический паттерн синдрома Веста (СВ) и некоторых других младенческих эпилептических энцефалопатий [2]. СВ является самой частой формой эпилептических младенческих энцефалопатий. В детской популяции встречается с частотой 1 : 2000 новорожденных и характеризуется триадой симптомов: инфантильные спазмы, гипсаритмия на межприступной ЭЭГ, регресс или задержка психомоторного развития [3].

Все большее число факторов, связывают с развитием СВ. Они обычно делятся в зависимости от периода повреждения головного мозга на пренатальные, перинатальные и постнатальные. Среди них перинатальные факторы особо важны, потому что они встречаются относительно чаще и потенциально предотвратимы [4–6]. Прогноз СВ главным образом обусловлен этио­логией и сопутствующими патологиями [7]. Однако описаны случаи улучшения неврологических исходов при раннем начале лечения [8]. Lux и соавт. (2005) [9] указывали, что наиболее выраженным эффект от проводимой терапии был у детей с идиопатической формой СВ, поскольку положительную динамику у детей с симптоматической формой СВ трудно оценить на общем фоне клинических проявлений.

Основная тактика ведения эпилептических младенческих энцефалопатий — мероприятия по наиболее быстрому прекращению эпилептических спазмов и паттерна гипсаритмии на ЭЭГ [8,  10,  11]. Соответственно для своевременного начала лечения необходимо наиболее раннее выявление ЭЭГ-изменений.

Классификация гипсаритмии

Выделяют классический и модифицированный варианты гипсаритмии.

Паттерн классической гипсаритмии впервые описан в 1952 г. F.A. Gibbs и E.L. Gibbs: «Высокоамплитудные спайки и медленные волны. Спайки периодически варьируют и по продолжительности, и по локализации. В определенный момент они могут быть фокальными и сразу, несколько секунд спустя, приобретать мультифокальный характер. Изредка спайки генерализуются, но они никогда не выглядят как ритмично повторяющийся высокоорганизованный паттерн, который можно было бы спутать с разрядами petit mal. Указанные нарушения устойчивые и в большинстве случаев присутствуют и во время сна, и во время бодрствования».

Как правило, классическая (типичная) гипсаритмия занимает 100% записи ЭЭГ. Классическую гипсаритмию можно описать как генерализованную патологическую активность, без регионального акцента и латерализации (рис. 1).

 

Рис. 1. Классическая гипсаритмия у ребенка 8 мес.

 

Атипичную, или модифицированную гипсаритмию впервые описали H. Gastaut и соавт. в 1964 г. [12]. Затем в 1984 г. R.A. Hrachovy и соавт. [13] разработали классификацию разных типов модифицированной гипсаритмии. Данная классификация применяется и в наше время и выделяет:

  • синхронизированную гипсаритмию, при которой отмечается доминирование синхронизированных медленных волн в сочетании с билатерально-синхронными медленными комплексами пик–волна с формированием генерализованных разрядов. При этом отсутствуют региональный акцент и латерализация (рис. 2);

 

Рис. 2. Синхронизированный вариант модифицированной гипсаритмии. Билатерально-синхронные комплексы острая– медленная волна, пик-/полипик–медленная волна у ребенка 9 мес.

 

  • асимметричную гипсаритмию, которая характеризуется четким преобладанием патологической активности в одном из полушарий(рис. 3);

 

Рис. 3. Монтаж Double Banana. Ассиметричный вариант модифицированной гипсаритмии. Выраженное преобладание эпилептиформной активности (ЭА) в правой гемисфере у ребенка 1 года.

 

  • гипсаритмию с устойчивым фокусом спайков или острых волн(рис. 4);

 

Рис. 4. Вариант модифицированной гипсаритмии с устойчивым фокусом в левой теменно-затылочно-задневисочной области у ребенка 6 мес.

 

  • гипсаритмию с эпизодами уплощения ритмики(рис. 5);

 

Рис. 5. Вариант модифицированной гипсаритмии с эпизодами уплощения ритмики. Интервалы между вспышками отличаются по продолжительности, часто с включением ЭА на фоне периодов уплощения у ребенка 5 мес.

 

  • гипсаритмию с высокоамплитудной асинхронной медленноволновой активностью.

В настоящее время классическая гипсаритмия встречается достаточно редко, чаще регистрируется один из вариантов модифицированной гипсаритмии [14,  15].

Ранняя диагностика

Проведены многочисленные исследования клинических проявлений и нейрофизиологических аспектов СВ после начала клинических проявлений в виде спазмов, описаны варианты трансформации СВ [16–19]. С другой стороны, совсем немного было исследований его клинико-электроэнцефалографической эволюции с периода прегипсаритмической стадии [20,  21].

В настоящее время ученые пытаются охарактеризовать так называемый период прегипсаритмии, т.е. изменения на ЭЭГ, предшествующие появлению паттерна классической или модифицированной гипсаритмии с помощью последовательных ЭЭГ-исследований.

Возможность достоверно идентифицировать этот период-предшественник стала бы первым шагом к ранней диагностике СВ. Раннее прогнозирование и последующее вмешательство при СВ будет иметь существенное прогностическое значение [22,  23].

В исследованиях A. Okumura и соавт. (2001) [24] и Suzuki и соавт. (2003) [25] за несколько недель до полного развития гипсаритмии отмечалось появление двусторонних теменно-затылочных комплексов пик–медленная волна.

В работе H. Philippi и соавт. (2008) [26] была проанализирована 61 ЭЭГ в период прегипсаритмии, авторы определили 3 фазы:

  • 1 фаза — «тишина», клинических нарушений не отмечалось. На ЭЭГ при этом регистрировались региональные или мультирегиональные острые волны (<50% от записи ЭЭГ во время non-REM сна). Фоновая активность ЭЭГ при этом была нормальной в большинстве случаев или с незначительными нарушениями;
  • 2 фаза — начало регресса, клинически отмечалось начало ухудшения психомоторного и предречевого развития, на ЭЭГ доминировали бигемисферные острые волны (50–90% во время non-REM сна). Фоновая активность со значительными нарушениями. Описанная фаза, по-видимому, схожа с модифицированной гипс­аритмией. Длительность второй фазы — 2–6 нед;
  • 3 фаза — выраженный регресс, клинически отмечалось значительное ухудшение психомоторного развития. При этом на ЭЭГ паттерн классической гипс­аритмии.

Таким образом, H. Philippi и соавт. (2008) [26] утверждают, что им удалось выявить высокодинамичный период в ЭЭГ, клинически связанный с началом психического ухудшения, за 3–6 нед до полного развития гипсаритмии. Согласно их результатам, этот период, похоже, является точкой невозврата. У всех младенцев, достигших этого периода, позже развился СВ.

Тем не менее авторы подчеркивают, что гипотеза о том, что паттерн ЭЭГ во время второй фазы является нереверсивным и развивается в гипсаритмию при отсутствии соответствующего лечения, в то время как спонтанная нормализация ЭЭГ 1 фазы никогда не переходит в гипсаритмию, должна оцениваться в дальнейших исследованиях [26].

  1. Okumura и соавт. (2001) [24] изучали ЭЭГ-изменения в серии исследований до наступления спазмов у пациентов с СВ, обусловленным перинатальном поражением ЦНС, у большинства их пациентов была обнаружена перивентрикулярная лейкомаляция. У 7 из 27 пациентов с перивентрикулярной лейкомаляцией развился СВ. У 8 из 21 пациентов отмечалось преобладание полиспайк-волновой активности билатерально в теменно-затылочных отделах. У 6 из них вслед за билатеральной теменно-затылочной полиспайк-волновой активностью были зарегистрированы гипсаритмия и спазмы. И, наоборот, СВ не развился ни у кого из 12 пациентов, у которых не была зарегистрирована полиспайк-волновая активность в период новорожденности. Была проведена оценка динамических изменений ЭЭГ в неонатальном периоде у 1 недоношенных детей, у которых позднее развился СВ. Их гестационный возраст составлял 24–32 нед. Перивентрикулярная лейкомаляция была тяжелой у 9 младенцев и легкой — у 2. Корригированный возраст к началу СВ был 6–12 мес у 10 пациентов. У большинства недоношенных детей, у которых в дальнейшем развился СВ, были пренатальные повреждения ЦНС. Частота возникновения СВ была значимо выше у младенцев с ЭА на ЭЭГ [24].

К.Ю. Мухин и соавт. [27] высказали предположение о том, что появление пятиточечных эпилептиформных комплексов (подобных «роландическим») у детей первых месяцев жизни с гипоксически-ишемическим повреждением ЦНС и лейкопатией является прогностически неблагоприятным. По мнению авторов, данный паттерн в некоторых случаях предшествовал появлению гипсаритмии, но пока этот вопрос изучен недостаточно.

Результаты собственных исследований

В НМИЦ здоровья детей проведен ретроспективный анализ 68 ЭЭГ-исследований у 34 детей (27 мальчиков, 7 девочек) в возрасте от 9 мес до 2 лет 7 мес, которые были обследованы дважды в период от рождения до 3 лет; 20 (58%) детей были недоношенными.

Все 34 ребенка по результатам исследования методами МРТ и УЗИ имели структурные нарушения головного мозга: у 16 (47%) детей описаны атрофические изменения, у 9 (26%) — перивентрикулярная лейкомаляция, у 9 (26,5%) — различные структурные повреждения (гигромы, внутрижелудочковое кровоизлияние, острое нарушение мозгового кровообращения, задержка миелинизации, порэнцефалические кисты). Все дети имели паттерн модифицированной гипсаритмии.

У 1 (2,9%) пациента клинически не отмечалось эпилептических приступов, в то время как паттерн гипсаритмии уже регистрировался. У остальных 33 детей регистрировались эпилептические приступы: у 30 (88%) детей были эпилептические спазмы, у 2 (6%) детей — фокальные тонические приступы и у 1 (3%) — фокальные клонические приступы.

У 15 (44%) детей во время первого исследования паттерн гипсаритмии отсутствовал и жалоб на эпилептические приступы не было. Таким образом, период их первого исследования можно назвать прегипсаритмическим. Из этих пациентов 12 (80%) были недоношенными. У 10 (67%) детей во время ЭЭГ-исследования в периоде прегипсаритмии был зарегистрирован средний индекс мультирегиональной ЭА 30–40%, у 4 (33%) детей — региональная ЭА с низким индексом представленности, у 1 (8%) ребенка ЭА на ЭЭГ не было.

У 1 ребенка в исследовании, у которого ЭА не была зарегистрирована в периоде «прегипсаритмии», на повторной ЭЭГ через 3 мес отмечалось появление мультирегиональной ЭА с индексом представленности 50%, а далее, через 2 мес, зарегистрирован паттерн модифицированной гипсаритмии (рис. 6).

 

Рис. 6. Мультирегиональная ЭА у ребенка 5 мес (а) и паттерн модифицированной гипсаритмии у того же ребенка через 2 мес (б).

 

У 10 (67%) из 15 пациентов впервые паттерн гипсаритмии был зарегистрирован через 1–3 мес, а у 5 (33%) детей — через 8–10 мес после первого исследования.

У всех 4 детей с низким индексом ЭА в период прегипсаритмии ЭА была представлена единичными острыми волнами и комплексами острая–медленная волна в затылочно-теменно-задневисочных отделах, у 3 детей — билатерально синхронно, у 1 ребенка — только в левых отделах (рис. 7), что соответствует данным [24]. У 3 из 4 детей через 2–3 мес после вышеописанных изменений было выполнено ЭЭГ, на котором регистрировался паттерн модифицированной гипсаритмии. У 1 ребенка через 2 мес отмечалось появление мультирегиональной ЭА с индексом представленности 15%, затем еще через 2 мес был зарегистрирован паттерн модифицированной гипсаритмии.

 

Рис. 7. ЭА в виде сгруппированных комплексов острая–медленная волна, пик-/полипик–медленная волна в затылочно- теменно-задневисочных отделах у ребенка 6 мес (а) и паттерн типичной гипсаритмии у того же ребенка в 8 мес (б).

 

Основываясь на предварительных данных нашего исследования, можно выделить период продолжительностью 1–3 мес, во время которого у большинства детей, ЭЭГ-картина из прегипсаритмической в виде мультирегиональной ЭА со средним индексом представленности или региональной ЭА в теменно-затылочно-задневисочных отделах с низком индексом представленности меняется на паттерн гипсаритмии. Описанные результаты можно сопоставить, с данными H. Philippi и соавт. [26], описавших период, клинически связанный с началом неврологического регресса, за 3–6 нед до полного развития гипсаритмии.

×

About the authors

Victoriya A. Aysina

National Medical Research Center for Children’s Health

Author for correspondence.
Email: drvika68@gmail.com

MD, junior researcher, functional diagnostic doctor, National Medical Research Center of Children’s Health

Russian Federation, Moscow

Lyudmila M. Kuzenkova

National Medical Research Center for Children’s Health

Email: drvika68@gmail.com
Russian Federation, Moscow

Olga V. Kozhevnikova

National Medical Research Center for Children’s Health

Email: drvika68@gmail.com
Russian Federation, Moscow

References

  1. Visual EEG. Glossary of EEG terms of the International Federation of clinical neurophysiology (IFCN). Available at: http://eeg-online.ru/glossary.htm (in Russian)
  2. Mukhin K.Yu., Mironov M.B. Epileptic spasms. Russkiy zhurnal detskoy nevrologii. 2014; 9(4): 20-9. DOI: http://doi.org/10.17650/2073-8803-2014-9-4-20-29 (in Russian)
  3. Auvin S., Cilio M. R., Vezzani A. Current understanding and neurobiology of epileptic encephalopathies. Neurobiol. Dis. 2016; 92(Pt. A): 72-89. DOI: http://doi.org/10.1016/j. nbd.2016.03.007
  4. Watanabe K. West syndrome: etiological and prognostic aspects. Brain Dev. 1998; 20(1): 1-8. DOI: http://doi.org/10.1016/s0387-7604(97)00085-5
  5. Okumura A., Watanabe K., Negoro T., Aso K., Natsume J., Kubota T., et al. Evolutional changes and outcome of West syndrome: correlation with magnetic resonance imaging findings. Epilepsia. 1998; 39(Suppl. 5): 46-9. DOI: http://doi.org/10.1111/j.1528-1157.1998.tb05150.x
  6. Riikonen R., Donner M. Incidence and aetiology of infantile spasms from 1960 to 1976: A population study in Finland. Dev. Med. Child Neural. 1979; 21(3): 333-43. DOI: http://doi.org/10.1111/j.1469-8749.1979.tb01625.x
  7. Gaponova O.V., Nikolaeva E.A. West’s Syndrome. Rossiyskiy vestnik perinatologii i pediatrii. 2012; (1): 58-63. (in Russian)
  8. Jeavons P.M., Livet M.O. West syndrome: infantile spasms. In: Roger J., Bureau M., Dravet C., Dreifuss F.E., Perret A., Wolf P., eds. Epileptic Syndromes in Infancy, Childhood and Adolescence. London: John Libbey; 1992: 53-65.
  9. Lux AL, Edwards SW, Hancock E, et al. The United Kingdom Infantile Spasms Study (UKISS) comparing hormone treatment with vigabatrin on developmental and epilepsy outcomes to age 14 months: a multicentre randomised trial. Lancet Neurol. 2005;4(11):712-717. doi: 10.1016/S1474-4422(05)70199-X
  10. Gaponova O.V., Belousova E.D. Prognostic criteria of infantile spasms. Epilepsiya i paroksizmal’nye sostoyaniya. 2011; 3(3): 38-43. (in Russian)
  11. Aicardi J. Infantile spasms and related syndromes. In: Aicardi J., ed. Epilepsy in Children. New York: Raven Press; 1994: 18-43.
  12. Gastaut H., Roger J., Soulayrol R., Salamon G., Regis H., Lob H. Infantile myoclonic encephalopathy with hypsarrhythmia (West’s syndrome) and Bourneville’s tuberous sclerosis. J. Neurol. Sci. 1965; 2(2): 140-60. DOI: http://doi.org/10.1016/0022-510x(65)90077-8
  13. Hrachovy R.A., Frost J.D. Jr, Kellaway P. Hypsarrhythmia: variations on the theme. Epilepsia. 1984; 25(3): 317-25 DOI: http://doi.org/10.1111/j.1528-1157.1984.tb04195.x
  14. Okhapkina T.G., Gorchanova Z.K., Shulyakova I.V., Ilyina E.S., Michurina E.S., Belousova E.D. West syndrome revisited. Epilepsiya i paroksizmal’nye sostoyaniya. 2017; 9(2): 74-90. DOI: http://doi.org/10.17749/2077-8333.2017.9.2.074-090 (in Russian)
  15. Kholin A.A. Age and pharmacoinduced evolution of infantile and early childhood forms of epilepsy: Diss. Moscow; 2004. (in Russian)
  16. Medvedev M.I. Resistant epileptic syndromes of early childhood: Diss. Moscow; 1998. (in Russian)
  17. Temin P.A., Nikanorova M.Yu. Epilepsies and Convulsive Syndromes in Children [Epilepsii i sudorozhnye sindromy u detey]. Moscow: Meditsina; 1999. (in Russian)
  18. Kholin A.A., Il’ina E.S., Mukhin K.Yu., Alikhanov A.A., Voron¬kova K.V., Petrukhin A.S. West’s Syndrome. Clinical and electro-anatomical characteristics and differentiated approach to therapy. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S.S. Korsakova. 2008; (2 Suppl.): 68-77. (in Russian)
  19. Kholin A.A., Mukhin K.Yu., Petrukhin A.S., Il’ina E.S. Electroencephalographic characteristics of West’s syndrome. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii im. S.S. Korsakova. 2002; (5): 40-4. (in Russian)
  20. Watanabe K., Takeuchi T., Hakamada S., Hayakawa F. Neurophysiological and neuroradiological features preceding infantile spasms. Brain Dev. 1987; 9(4): 391-8. DOI: http://doi.org/10.1016/s0387-7604(87)80112-2
  21. Walther B., Schmitt T., Reitter B. Identification of infants at risk for infantile spasms by neonatal polygraphy. Brain Dev. 1987; 9(4): 377-90. DOI: http://doi.org/10.1016/s0387-7604(87)80111-0
  22. Riikonen R. Infantile spasms: outcome in clinical studies. Pediatr. Neurol. 2020; 108: 54-64. DOI: http://doi.org/10.1016/j.pediatrneurol.2020.01.015
  23. Altunel A., Sever A., Altunel E.Ö. Hypsarrhythmia paroxysm index: A tool for early prediction of infantile spasms. Epilepsy Res. 2015; 111: 54-60. DOI: http://doi.org/10.1016/j.eplepsyres.2015.01.005
  24. Okumura A., Watanabe K. Clinico-electrical evolution in pre-hypsarrhythmic stage: towards prediction and prevention of West syndrome. Brain Dev. 2001; 23(7): 482-7. DOI: http://doi.org/10.1016/S0387-7604(01)00291-1
  25. Suzuki M, Okumura A, Watanabe K, et al. The predictive value of electroencephalogram during early infancy for later development of West syndrome in infants with cystic periventricular leukomalacia. Epilepsia. 2003;44(3):443-446. doi: 10.1046/j.1528-1157.2003.29202.x
  26. Philippi H., Wohlrab G., Bettendorf U., Borusiak P., Kluger G., Strobl K., et al. Electroencephalographic evolution of hypsarrhythmia: toward an early treatment option. Epilepsia. 2008; 49(11): 1859-64. DOI: http://doi.org/10.1111/j.1528-1167.2008.01715.x
  27. Mukhin K.Yu., Petrukhin A.S., Kholin A.A. Epileptic Encephalopathies and Similar Syndromes in Children [Epilepticheskie entsefalopatii i skhozhie sindromy u detey]. Moscow: ArtServis Ltd; 2011. (in Russian)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Classical hypsarrhythmia in a 8-month infant.

Download (459KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Synchronized version of modified hypsarrhythmia. Bilateral synchronous complexes sharp-slow wave, spike/polyspike – slow wave in a 9-month infant.

Download (422KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. The Double Banana montage. The asymmetric variant of modified hypsarrhythmia. The pronounced predominance of epileptiform activity (EA) in the right hemisphere in a 1-year-old infant.

Download (392KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. A variant of modified hypsarrhythmia with a stable focus in the left parietal-occipital-posterior-temporal region in a 6-month-old infant.

Download (431KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. A variant of modified hypsarrhythmia with episodes of flattening of the rhythm. The intervals between flashes differ in duration, often with the inclusion of EA against the background of flattening periods in a 5-month infant.

Download (420KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. A multi-regional EA in a child of 5 month (a) and a pattern of modified hypsarrhythmia in the same infant after 2 months (b). Under the Fp1 electrode, there is a flattening of the artifact character.

Download (935KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. EA in the form of grouped complexes acute-slow wave, spike/polyspike - slow wave in the occipital-parietal-posterior regions in a 6-month infant (a) and a pattern of typical hypsarrhythmia in the same infant at the age of 8 months (b).

Download (942KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2020 Aysina V.A., Kuzenkova L.M., Kozhevnikova O.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies