Brug af DTT til at definere ansigtsnerveposition i vestibulære schwannomer

BAGGRUND OG BEGRUNDELSE Vestibulære schwannomer (VS) er perifere nerveskede-tumorer, der opstår fra den vestibulocochleære nerve, som kommer ud fra hjernestammen ved bunden af ​​hjernen og kommer ind i strukturerne i det indre øre via en lille knoglekanal i kraniet (intern auditive meatus) ). VS tegner sig for 8 % (Johnson J et al.) af intrakranielle tumorer, og selvom de er godartede, kan disse tumorer vokse, hvilket resulterer i adskillige potentielt invaliderende symptomer, herunder høretab, vertigo, tinnitus, ansigtslammelse og meningitis. Ydermere kan store tumorer forårsage kompression på hjernestammen, hvilket i nogle tilfælde kan have livstruende konsekvenser (Johnson J et al.). Derfor tilbydes patienter diagnosticeret med større tumorer (>1,5 cm ekstrameatal komponent) ofte kirurgisk resektion (i modsætning til konservativ behandling eller stereotaktisk radiokirurgi). Efterhånden som kirurgiske teknikker er blevet forbedret, er målet for kirurgi udvidet til ikke kun at omfatte tumorfjernelse, men også bevarelse af funktionen af ​​de nerver, der er involveret af VS. Især har kirurgisk resektion til formål at bevare funktionen af ​​ansigtsnerven, der er ansvarlig for at innervere ansigtsudtryksmusklerne, og som løber sammen med den vestibulocochleære nerve og ofte forskydes og udflades af VS. På grund af dens sidestilling er ansigtsnerven i høj risiko for skade under operationen. Skader på ansigtsnerven (og deraf følgende svækkende ansigtssvaghed eller lammelse) er en alvorlig potentiel risiko for vestibulær schwannom (VS) operation. Men på nuværende tidspunkt er det eneste middel til at undgå nerveskade en kombination af omhyggelig kirurgisk teknik og brugen af ​​en ansigtsnervemonitor (en enhed, der kan registrere aktivitet i ansigtsmusklerne, når den stimuleres af en kirurgholdt sonde); men på trods af dette kan ansigtsnerveskade stadig forekomme. Indtil kirurgen begynder at operere, er ansigtsnervens forløb ukendt. I en stor serie (>1000 kirurgiske tilfælde) af Sampath et al., blev positionen af ​​ansigtsnervepositionen fundet mest almindeligt på den forreste midterste del af tumoren; i en mindre andel af tilfældene lå nerven dog på 1 ud af 7 yderligere lokationer (Sampath et al.). Derfor følger det, at præoperativ påvisning og identifikation af forløbet af ansigtsnerven ville være yderst nyttig til at guide kirurgi og reducere den potentielle risiko for neuronal skade.

Der eksisterer nu et potentielt middel til ikke-invasivt at identificere forløbet af ansigtsnerven ved hjælp af avancerede anvendelser af magnetisk resonansbilleddannelse (MRI). Dette involverer anvendelse af en teknik kendt som diffusionstensortraktografi (DTT), som har kapacitet til at detektere retningen (vektor) af diffusivitet i et bestemt volumen af ​​væv (voxel) (Mukherjee et al.). Disse data kan efterfølgende bruges til at afsløre strukturer, såsom nervefiberkanaler, der er arrangeret langs bestemte vektorer, hvilket gør det muligt at differentiere dem fra omgivende væv (Cauley et al.). Dette kan ikke opnås ved hjælp af standard MR-sekvenser, hvor den fladtrykte nerve ofte ikke kan skelnes fra den tilstødende VS. Heldigvis, da MR repræsenterer det nuværende middel til at diagnosticere og karakterisere VS, repræsenterer tilføjelse af en yderligere DTT-sekvens til en patients scanning ikke en væsentlig byrde (kun ca. 10 ekstra minutters scanningstid til at indhente DTT-dataene).

Flere grupper (Choi et al., Taoka et al., Gerganov et al., Zhang et al. og Song et al.) har brugt DTT til at afgrænse forløbet af ansigtsnerven hos patienter med VS, og størstedelen har rapporteret stor succes rater (>90 % overensstemmelse med operative fund). Imidlertid anvendte mange af disse undersøgelser 'deterministisk' DTT, som har ulemper, der begrænser dens pålidelighed i opsætningen af ​​små fiberkanaler med kompleks geometri. Især er den ikke i stand til nøjagtigt at spore fibre, der krydser, spalter eller smelter sammen, fordi teknikken antager, at tilstødende voxels har lignende vektorer. For at overvinde disse begrænsninger foreslår vi at bruge den nyere 'sandsynlighedsmæssige' DTT-teknik, der beregner en vektor for hver analyseret voxel. Den har derfor kapaciteten til at tage højde for komplekse geometrier, såsom dem, man støder på i ansigtsnerven, især hvor dens forløb er stærkt forvrænget af tumorvæv. Zolal et al. brugte denne teknik hos 21 patienter med VS, hvilket resulterede i en overensstemmelsesrate på 81 % for ansigtsnervens position og 33 % for cochlearnerven (Zolal et al.). Der er dog et løbende behov for yderligere undersøgelser på dette område.

Dette projekt søger at afklare nøjagtigheden, reproducerbarheden og praktiske muligheder for probabilistisk DTT ved lokalisering af ansigtsnerven præoperativt. Hvis teknikken viser sig nøjagtig, vil den potentielt hjælpe med præoperativ planlægning og undgåelse af ansigtsnerveskade under VS-kirurgi. Derudover søger projektet at afklare tilknyttede praktiske spørgsmål; især inter-observatør/intra-observatør variabiliteten (dvs. om de læsende radiologer er enige med hinanden og sig selv, når de analyserer DTT-billeder), om ansigtsnervepositionen delvist kan udledes af konventionelle sekvenser (sammenlignes med DTT), og om tilstødende nerver (som f.eks. den vestibulocochleære nerve) kan identificeres, hvilket kan yderligere hjælpe med kirurgisk præoperativ planlægning.

HYPOTESE:

Det antages, at præoperativ avanceret probabilistisk diffusionstensortraktografi (DTT) nøjagtigt vil demonstrere ansigtsnervens position i forhold til den ekstrameatale del af et vestibulært schwannom. Det foreslås, at nøjagtigheden vil være bedre end tidligere undersøgelser, hvor deterministisk DTT er blevet brugt til at påvise ansigtsnervens position. Denne præoperative kortlægning har potentialet til at reducere frekvensen af ​​ansigtsnerveskade under vestibulær schwannoma-kirurgi og muliggøre øget resektion af tumoren.

STUDERE DESIGN:

Prospektiv kohorte observationsundersøgelse.

For undersøgelsesberettigelse og resultatmål, se venligst de relevante afsnit.

BILLEDANALYSE

MRI Ud over standard billeddannelsesvurdering vil yderligere billedanalyse blive udført offline ved brug af MRTRix 3.0 (www.mrtrix.org) i tensor sandsynlighedstilstand. Tilstedeværelsen af ​​en eller flere kranienervekanaler vil blive bestemt af deres konsistente afbildning efter deres systematiske forespørgsel med varierende anisotropi-tærskler. Der vil være en kvalitativ vurdering af kranienervens position vil blive opnået ved at opdele omkredsen af ​​det ekstrameatale vestibulære schwannom i segmenter. Vurderingen vil blive udført af to observatører.

Referencestandard:

Ansigtsnervens position i forhold til den ekstrameatale del af det vestibulære schwannom vil blive vurderet ved operationen vil blive opnået ved at opdele omkredsen af ​​det ekstrameatale vestibulære schwannom i flere segmenter på samme måde som ovenfor. Denne vurdering vil blive foretaget uafhængigt af resultaterne af den præoperative probabilistiske DTT (den neurokirurg, der registrerer dataene, vil blive blindet for DTT-resultaterne).

STATISTISKE OVERVEJELSER

Beregning af prøvestørrelse:

Effektberegning baseret på en stikprøvestørrelse på 32, idet der antages en sand kappa-koefficient på 0,9; 95 % konfidensintervallet vil have en bredde på 0,26 (0,77 - 1,03). Antallet (32) afspejler også antallet af sager, som vi forventer at rekruttere over en 2-3 års periode.