Použití DTT k definování polohy obličejového nervu u vestibulárních schwannomů

POZADÍ A ODŮVODNĚNÍ Vestibulární schwannomy (VS) jsou nádory pochvy periferního nervu vycházející z vestibulocochlearis nervu, který vychází z mozkového kmene na spodině mozku a vstupuje do struktur vnitřního ucha přes malý kostěný kanálek ​​v lebce (vnitřní zvukovod ). VS tvoří 8 % (Johnson J et al.) intrakraniálních nádorů, a přestože jsou benigní, mohou tyto nádory růst, což vede k několika potenciálně oslabujícím symptomům, včetně ztráty sluchu, vertiga, tinnitu, paralýzy obličeje a meningitidy. Navíc velké nádory mohou způsobit kompresi mozkového kmene, což může mít v některých případech život ohrožující následky (Johnson J et al.). Proto je pacientům s diagnózou větších nádorů (>1,5 cm extrameatální komponenta) často nabízena chirurgická resekce (na rozdíl od konzervativní léčby nebo stereotaktické radiochirurgie). Se zdokonalováním operačních technik se cíl chirurgie rozšířil tak, aby zahrnoval nejen odstranění nádoru, ale také zachování funkce nervů postižených VS. Chirurgická resekce má zejména za cíl zachovat funkci lícního nervu, který je odpovědný za inervaci mimikových svalů a který probíhá podél vestibulocochleárního nervu a je často přemístěn a zploštěn VS. Vzhledem ke své poloze vedle sebe je lícní nerv vystaven vysokému riziku poranění během operace. Vážným potenciálním rizikem operace vestibulárního schwannomu (VS) je poranění lícního nervu (a následná vysilující obličejová slabost nebo paralýza). V současnosti však jediným způsobem, jak se vyhnout poranění nervu, je kombinace pečlivé chirurgické techniky a použití monitoru obličejového nervu (zařízení, které dokáže detekovat aktivitu v obličejových svalech, když je stimulována sondou drženou chirurgem); nicméně i přes to může stále dojít k poranění lícního nervu. Dokud chirurg nezačne operovat, není průběh lícního nervu znám. Ve velké sérii (>1000 chirurgických případů) od Sampatha et al. byla poloha lícního nervu nalezena nejčastěji na přední střední části nádoru; avšak v menší části případů ležel nerv v 1 ze 7 dalších lokalizací (Sampath et al.). Z toho tedy vyplývá, že předoperační detekce a identifikace průběhu lícního nervu by byla mimořádně užitečná pro navádění chirurgického zákroku a snížení potenciálního rizika poškození neuronů.

Nyní existuje potenciální prostředek pro neinvazivní identifikaci průběhu lícního nervu pomocí pokročilých aplikací zobrazování magnetickou rezonancí (MRI). To zahrnuje využití techniky známé jako difuzní tenzorová traktografie (DTT), která má schopnost detekovat směr (vektor) difuzivity v určitém objemu tkáně (voxel) (Mukherjee et al.). Tato data mohou být následně použita k odhalení struktur, jako jsou dráhy nervových vláken, které jsou uspořádány podél konkrétních vektorů, což umožňuje jejich odlišení od okolní tkáně (Cauley et al.). Toho nelze dosáhnout pomocí standardních MRI sekvencí, ve kterých se zploštělý nerv často stává nerozeznatelným od sousedního VS. Naštěstí, protože MRI představuje současný způsob diagnostiky a charakterizace VS, přidání další sekvence DTT ke skenování pacienta nepředstavuje významnou zátěž (jen přibližně 10 dalších minut doby skenování k získání dat DTT).

Několik skupin (Choi et al., Taoka et al., Gerganov et al., Zhang et al. a Song et al.) použilo DTT k vymezení průběhu lícního nervu u pacientů s VS a většina z nich uvedla vysokou úspěšnost míra (>90% shoda s operačními nálezy). Mnohé z těchto studií však používaly „deterministický“ DTT, který má nevýhody, které omezují jeho spolehlivost při nastavení malých vláknitých traktů se složitou geometrií. Zejména není schopen přesně sledovat vlákna, která se kříží, rozdělují nebo slučují, protože technika předpokládá, že sousední voxely mají podobné vektory. Abychom překonali tato omezení, navrhujeme použít novější „pravděpodobnostní“ techniku ​​DTT, která vypočítává vektor pro každý analyzovaný voxel. Má tedy schopnost zohlednit složité geometrie, jaké se vyskytují v lícním nervu, zejména tam, kde je jeho průběh silně deformován nádorovou tkání. Zolal a kol. použili tuto techniku ​​u 21 pacientů s VS, což vedlo ke shodě 81 % pro polohu lícního nervu a 33 % pro kochleární nerv (Zolal et al.). Stále však existuje potřeba dalších studií v této oblasti.

Tento projekt se snaží objasnit přesnost, reprodukovatelnost a praktičnost pravděpodobnostního DTT při lokalizaci lícního nervu před operací. Pokud se technika ukáže jako přesná, potenciálně pomůže s předoperačním plánováním a zabráněním poranění lícního nervu během operace VS. Kromě toho se projekt snaží objasnit související praktické problémy; zejména variabilita mezi pozorovateli/v rámci pozorovatele (tj. zda se čtecí radiologové při analýze snímků DTT navzájem i sami shodují, zda lze polohu lícního nervu částečně odvodit z konvenčních sekvencí (ve srovnání s DTT) a zda lze identifikovat sousední nervy (jako je vestibulocochleární nerv), které může dále pomoci s chirurgickým předoperačním plánováním.

HYPOTÉZA:

Předpokládá se, že předoperační pokročilá pravděpodobnostní difúzní tenzorová traktografie (DTT) přesně prokáže polohu lícního nervu vzhledem k extrameatální části vestibulárního schwannomu. Předpokládá se, že přesnost bude lepší než předchozí studie, ve kterých byla k prokázání polohy lícního nervu použita deterministická DTT. Toto předoperační mapování má potenciál snížit četnost poranění lícního nervu během operace vestibulárního schwannomu a umožnit zvýšenou resekci nádoru.

STUDOVAT DESIGN:

Prospektivní kohortová observační studie.

Ohledně způsobilosti ke studiu a ukazatelů výsledků viz příslušné oddíly.

ANALÝZA OBRAZU

MRI Kromě standardního zobrazovacího hodnocení bude další analýza obrazu prováděna offline pomocí MRTrix 3.0 (www.mrtrix.org) v režimu pravděpodobnosti tenzoru. Přítomnost jednoho nebo více drah hlavových nervů bude určena jejich konzistentním zobrazením po jejich systematickém dotazování s různými prahy anizotropie. Kvalitativní hodnocení polohy hlavového nervu bude dosaženo rozdělením obvodu extrameatálního vestibulárního schwannomu na segmenty. Hodnocení budou provádět dva pozorovatelé.

Referenční standard:

Poloha lícního nervu vzhledem k extrameatální části vestibulárního schwannomu bude posouzena při operaci bude dosaženo rozdělením obvodu extrameatálního vestibulárního schwannomu na více segmentů stejným způsobem jako výše. Toto hodnocení bude provedeno nezávisle na výsledcích předoperační pravděpodobnostní DTT (neurochirurg zaznamenávající data bude zaslepený k nálezům DTT).

STATISTICKÉ ÚVAHY

Vzorový výpočet velikosti:

Výpočet výkonu na základě velikosti vzorku 32, za předpokladu skutečného kappa koeficientu 0,9; 95% interval spolehlivosti bude mít šířku 0,26 (0,77 - 1,03). Číslo (32) také odráží počet případů, u kterých očekáváme nábor v období 2–3 let.