Uso del DTT per definire la posizione del nervo facciale negli Schwannomi vestibolari

BACKGROUND E RAZIONALE Gli schwannomi vestibolari (VS) sono tumori della guaina dei nervi periferici derivanti dal nervo vestibolococleare, che emerge dal tronco encefalico alla base del cervello ed entra nelle strutture dell'orecchio interno attraverso un piccolo canale osseo all'interno del cranio (meato uditivo interno ). I VS rappresentano l'8% (Johnson J et al.) dei tumori intracranici e, sebbene benigni, questi tumori possono crescere causando diversi sintomi potenzialmente debilitanti, tra cui perdita dell'udito, vertigini, tinnito, paralisi facciale e meningite. Inoltre, tumori di grandi dimensioni possono causare compressione sul tronco encefalico, che in alcuni casi può avere conseguenze potenzialmente letali (Johnson J et al.). Pertanto, ai pazienti con diagnosi di tumori più grandi (componente extrameatale > 1,5 cm) viene spesso offerta la resezione chirurgica (al contrario della gestione conservativa o della radiochirurgia stereotassica). Con il miglioramento delle tecniche chirurgiche, l'obiettivo della chirurgia si è ampliato per includere non solo la rimozione del tumore, ma anche la conservazione della funzione dei nervi coinvolti dalla VS. In particolare, la resezione chirurgica mira a preservare la funzione del nervo facciale, deputato all'innervazione dei muscoli della mimica facciale, che corre a fianco del nervo vestibolococleare ed è frequentemente dislocato e appiattito dalla VS. Data la sua giustapposizione, il nervo facciale è ad alto rischio di lesioni durante l'intervento chirurgico. La lesione al nervo facciale (e la conseguente debilitante debolezza facciale o paralisi) è un serio rischio potenziale di chirurgia dello schwannoma vestibolare (VS). Tuttavia, al momento, l'unico mezzo per evitare lesioni ai nervi comporta una combinazione di meticolosa tecnica chirurgica e l'uso di un monitor del nervo facciale (un dispositivo in grado di rilevare l'attività all'interno dei muscoli facciali quando stimolato da una sonda tenuta dal chirurgo); tuttavia, nonostante ciò, può ancora verificarsi una lesione del nervo facciale. Infatti, fino a quando il chirurgo non inizia ad operare, il decorso del nervo facciale è sconosciuto. In un'ampia serie (>1000 casi chirurgici) di Sampath et al., la posizione della posizione del nervo facciale è stata trovata più comunemente sulla porzione media anteriore del tumore; tuttavia, in una proporzione minore di casi, il nervo giaceva in 1 delle 7 posizioni aggiuntive (Sampath et al.). Pertanto, ne consegue che il rilevamento e l'identificazione preoperatoria del decorso del nervo facciale sarebbe estremamente utile per guidare l'intervento chirurgico e ridurre il potenziale rischio di danno neuronale.

Esiste ora un potenziale mezzo per identificare in modo non invasivo il decorso del nervo facciale utilizzando applicazioni avanzate di risonanza magnetica (MRI). Ciò comporta l'utilizzo di una tecnica nota come trattografia del tensore di diffusione (DTT), che ha la capacità di rilevare la direzione (vettore) della diffusività in un particolare volume di tessuto (voxel) (Mukherjee et al.). Questi dati possono essere successivamente utilizzati per rivelare strutture, come i tratti di fibre nervose, che sono disposte lungo particolari vettori, consentendo loro di essere differenziate dal tessuto circostante (Cauley et al.). Ciò non può essere ottenuto utilizzando sequenze MRI standard, in cui il nervo appiattito diventa spesso indistinguibile dal VS adiacente. Fortunatamente, poiché la risonanza magnetica rappresenta il mezzo attuale per diagnosticare e caratterizzare la VS, l'aggiunta di un'ulteriore sequenza DTT alla scansione di un paziente non rappresenta un onere significativo (solo circa 10 minuti aggiuntivi di tempo di scansione per acquisire i dati DTT).

Diversi gruppi (Choi et al., Taoka et al., Gerganov et al., Zhang et al. e Song et al.) hanno utilizzato il DTT per delineare il decorso del nervo facciale nei pazienti con SV e la maggior parte ha riportato un elevato successo tassi (> 90% di accordo con i risultati operativi). Tuttavia, molti di questi studi hanno utilizzato DTT "deterministico", che presenta svantaggi che ne limitano l'affidabilità nell'impostazione di piccoli tratti di fibre con geometria complessa. In particolare, non è in grado di tracciare con precisione le fibre che si incrociano, si dividono o si uniscono perché la tecnica presuppone che i voxel adiacenti abbiano vettori simili. Per superare queste limitazioni, proponiamo di utilizzare la nuova tecnica DTT 'probabilistica' che calcola un vettore per ogni voxel analizzato. Ha quindi la capacità di spiegare geometrie complesse, come quelle incontrate nel nervo facciale, in particolare dove il suo decorso è pesantemente distorto dal tessuto tumorale. Zolla et al. ha utilizzato questa tecnica in 21 pazienti con VS, ottenendo un tasso di concordanza dell'81% per la posizione del nervo facciale e del 33% per il nervo cocleare (Zolal et al.). Tuttavia, vi è una continua necessità di ulteriori studi in questo settore.

Questo progetto cerca di chiarire l'accuratezza, la riproducibilità e la praticità del DTT probabilistico nella localizzazione preoperatoria del nervo facciale. Se la tecnica si dimostra accurata, sarà potenzialmente di aiuto nella pianificazione preoperatoria e nell'evitare lesioni del nervo facciale durante la chirurgia VS. Inoltre il progetto cerca di chiarire questioni pratiche associate; in particolare, la variabilità inter-osservatore/intra-osservatore (i.e. se i radiologi che leggono sono d'accordo tra loro e se stessi quando analizzano le immagini DTT), se la posizione del nervo facciale può essere parzialmente dedotta su sequenze convenzionali (confrontandola con DTT) e se i nervi adiacenti (come il nervo vestibolococleare) possono essere identificati, che può ulteriormente aiutare con la pianificazione preoperatoria chirurgica.

IPOTESI:

Si ipotizza che la trattografia del tensore di diffusione probabilistica avanzata preoperatoria (DTT) dimostri accuratamente la posizione del nervo facciale rispetto alla porzione extrameatale di uno schwannoma vestibolare. Si propone che l'accuratezza sarà superiore a studi precedenti in cui è stato utilizzato DTT deterministico per dimostrare la posizione del nervo facciale. Questa mappatura preoperatoria ha il potenziale per ridurre i tassi di lesione del nervo facciale durante la chirurgia dello schwannoma vestibolare e consentire una maggiore resezione del tumore.

PROGETTAZIONE DI STUDIO:

Studio osservazionale prospettico di coorte.

Per l'ammissibilità allo studio e le misure di esito, consultare le sezioni pertinenti.

ANALISI DELL'IMMAGINE

MRI Oltre alla valutazione di imaging standard, un'ulteriore analisi dell'immagine verrà eseguita offline utilizzando MRTrix 3.0 (www.mrtrix.org) in modalità probabilità tensoriale. La presenza di uno o più tratti nervosi cranici sarà determinata dalla loro rappresentazione coerente dopo il loro interrogatorio sistematico con soglie di anisotropia variabili. Ci sarà una valutazione qualitativa della posizione del nervo cranico che sarà ottenuta dividendo la circonferenza dello schwannoma vestibolare extrameatale in segmenti. La valutazione sarà eseguita da due osservatori.

Standard di riferimento:

La posizione del nervo facciale rispetto alla porzione extrameatale dello schwannoma vestibolare sarà valutata durante l'intervento chirurgico dividendo la circonferenza dello schwannoma vestibolare extrameatale in più segmenti nello stesso modo di cui sopra. Questa valutazione sarà effettuata indipendentemente dai risultati del DTT probabilistico preoperatorio (il neurochirurgo che registra i dati sarà cieco rispetto ai risultati del DTT).

CONSIDERAZIONI STATISTICHE

Calcolo della dimensione del campione:

Calcolo della potenza basato su una dimensione del campione di 32, assumendo un vero coefficiente kappa di 0,9; l'intervallo di confidenza al 95% avrà un'ampiezza di 0,26 (0,77 - 1,03). Il numero (32) riflette anche il numero di casi che prevediamo di reclutare in un periodo di 2-3 anni.