磁気共鳴画像法を用いた脳動静脈奇形のガンマナイフ放射線手術後の病巣閉塞の評価

バックグラウンド

脳動静脈奇形は、毛細血管床を介在させずに動脈を静脈に接続する、いわゆる結節を形成する絡み合った血管で構成されます。 病巣内の排出静脈のその後の構造変化により、患者は脳出血の危険にさらされています。 AVM の出血は、高い罹患率と死亡率に関連付けられています。 したがって、脳AVMが診断されると、通常は予防的治療が対象となります。 すでに出血している場合は、再出血の可能性が高いため、治療が必要です。 脳動静脈奇形は、出血を伴わない発作や焦点障害などの神経学的症状を引き起こす可能性があります。 これらの症状は通常、AVM の質量効果によるものですが、血管盗血症候群が原因であるとも議論されています。

病因

脳 AVM の病因はわかっていません。 多因子の原因の可能性は別として、遺伝子変異と血管新生刺激がそれらの発生に役割を果たす可能性があるようです. AVM が子宮内で発生するのか、虚血や出血後の血管障害反応によって発生するのかについても説明します。

疫学

脳 AVM の有病率と発生率は、10 万人に 10 人、10 万人に 1 人です。それぞれ、性的嗜好なし。 頭蓋内出血の年間リスクは、未破裂 AVM の 1.2% から、出血が以前に発生した場合の 4.8% までの範囲です。 頭蓋内出血後の AVM 患者の死亡率は 10 ～ 15% です。 罹患率は 30 ～ 50% です。 出血のないすべての AVM 患者のうち、約 15 ～ 40% が発作を起こします。 進行性の神経障害は 6 ～ 12% で発生します。

診断

脳動静脈奇形は通常、MRI 検査によって診断されます。 それらは強化された画像で簡単に識別できますが、浮腫や質量効果のためにコントラストなしで見える場合もあります. 脳 AVM の診断と治療の成功の評価の現在のゴールド スタンダードは、デジタル サブトラクション血管造影法 (DSA) です。 この方法では、造影剤を患者の動脈に注入し、X 線を使用して脳血管を可視化します。 経時的な血流のイメージングと、ナイダス内の供給血管と排出血管の正確な区別は、DSA の主な利点です。 骨と軟部組織の減算により、血管系の最適なビューが可能になります。

DSA は侵襲性があるため、入院処置として実施する必要があります。 穿刺部位での血腫または仮性動脈瘤の発生、および連続的な塞栓症を伴う血管内損傷はまれですが、合併症の可能性があります。 DSA のさらなる欠点は、放射線への相当な被ばくと、血栓症のリスクの増加につながる可能性のある手術後の 24 時間の安静が必要なことです。

分類 - スペツラー・マーティンの等級付けシステム

Spetzler-Martin グレード (SM グレード) の評価には、AVM の 3 つの特性が必要です。 まず、奇形の大きさを 3 つのカテゴリに再分類します。 次に、ドレナージが重要です。ドレナージに関与する表面のみの静脈と深部静脈を区別することができます。 最後に、病変を取り囲む脳組織の雄弁さが考慮されます。 運動や感性、視覚、言語などの高次機能を担う領域は雄弁と呼ばれます。 視床、視床下部、脳幹、小脳脚は雄弁な領域です。 大脳皮質の感覚運動領域と、言語と一次視覚を担当する領域は雄弁です。

Spetzler-Martin システムは、外科的介入の前に予後を推定するために開発されましたが、他の治療法にも使用されています。 SMグレードは、手術の難しさとその結果とよく相関しています。

処理

脳動静脈奇形にはさまざまな治療オプションがあります。顕微切除、血管内塞栓術、ガンマナイフ放射線手術、またはそれらの組み合わせです。 AVM の仕様や治療オプションとは無関係に、どの治療法も脳出血や虚血のリスクがあり、その結果、恒久的な神経障害や死亡のリスクが伴います。 したがって、AVM を治療するかどうか、およびどのように治療するかの決定は、疾患の自然経過よりも優れた結果を提供することを意図して慎重に行う必要があります。 様子見戦略が有効な選択肢であるかどうかという疑問に答えるために、2014 年に非盲検無作為多施設前向き研究が実施されました。 この研究では、治療を受けた AVM 患者と未治療の AVM 患者の死亡と脳卒中のリスク、および機能的転帰を比較しました。

いわゆる ARUBA 試験は、無作為化の開始から 6 年後に、未治療群の明らかな優位性により中断されました。 著者らは、未破裂の大脳AVMは保守的に管理されるべきであると結論付けました.この研究は、その設定とデータの解釈のために多くの専門家から厳しく批判されました. 主な制限の 1 つは、異なる治療オプションが個別に評価されたのではなく、1 つの介入グループとして評価されたことです。 ARUBA のその他の制限は、症例数が少ないことです。116 人の患者のみが介入のために無作為に割り付けられ、そのうち 5 人だけが顕微手術による切除を受けました。 少なくとも、ARUBA は、脳 AVM 治療に関して専門家の間で存在する論争を示しています。 確立された治療オプションを以下に説明します。

顕微切除

顕微手術による切除は出血のリスクを即座に排除するため、Spetzler-Martin スコアが 1 ～ 3 に達する大部分の脳 AVM に最適な治療法です。 脳 AVM を露出させるために、患者の頭蓋骨の骨弁を持ち上げ、硬膜を開きます。 AVM を完全に切除できるように、フィーダーが識別され、凝固され、切断されます。 顕微手術を受ける未破裂 AVM 患者の転帰は、スペツラー・マーチン (SM) グレードによって異なります。 2014 年の前向きコホート研究によると、SM スコア 1 および 2 の患者の 1.6% で術後に恒久的な神経障害が見られます。 SM グレード 4 および 5 の患者。

血管内塞栓術

AVM の血管内塞栓術は、末梢動脈の穿刺後に動脈経路を介して実行されます。 AVM 病巣は、栄養動脈を詰まらせる塞栓物質の注入によって閉塞されます。 血管内塞栓術を受けた 1,000 人以上の AVM 患者を含むシステマティック レビューによると、この治療法は平均 13% で病巣閉塞を引き起こし、0 ～ 94% の広い範囲を占めています。 塞栓術後の恒久的な神経障害は、平均して 6.6% で見られ、0 から 28% の範囲でした。 血管内アプローチは、小さな AVM を閉じたり、大きな AVM を放射線手術や顕微手術に適したものにするためによく使用されます。

ガンマナイフ放射線外科

ガンマナイフ放射線手術は、単独の治療法として、または他の治療法と組み合わせて行うことができ、最も一般的には血管内塞栓術と組み合わせて行うことができます。 脳神経外科では、192 個のコバルト 60 線源を使用して高線量の放射線を頭蓋内の正確に定義されたボリュームに適用するガンマ ナイフ Perfexion® を使用して、脳 AVM の MUV 放射線手術を実施しています。 ガンマナイフ放射線手術は一般的に局所麻酔で行われるため、定位フレームを頭蓋骨に固定することができます。 14 歳未満の小児では、全身麻酔下でガンマナイフ放射線手術が行われます。 血管内治療および外科的治療は、成功すれば出血のリスクを即座に排除しますが、ガンマナイフ放射線手術後のナイダス閉塞には、通常約 2 年かかります。 この期間中の出血リスクは、未治療の患者と同じであると報告されています。 放射線手術の主な利点は、その非侵襲性です。 脳 AVM のガンマ ナイフ放射線手術後の完全な病巣閉塞率は、SM グレード 1 ～ 3 の AVM では約 85% であると報告されています。 SM グレード 5 の AVM は、Spetzler-Martin グレードの依存性を示します。 ただし、SMグレードが高い多くのAVMでナイダス閉塞が達成されない場合でも、サイズを縮小することでさらなる治療が可能になる場合があります。 放射線手術後の恒久的な神経障害は 5.1% で 0 から 21% の範囲で見られました. これらは、治療後最初の 1 ～ 2 年間に発生し、限局性壊死、白質損傷、微小血管障害、副鼻腔炎および萎縮を含む放射線誘発性変化 (RIC) と区別する必要があります。

治療評価

AVM 治療後の評価のゴールド スタンダードは、カテーテル血管造影です。デジタルサブトラクション血管造影（DSA）。 診断の章ですでに述べたように、DSA には、侵襲性、入院治療の必要性、介入前のリスクなど、いくつかの欠点があります。 これまでのところ、MRI/MRA は AVM のガンマナイフ治療後に定期的に実施される評価方法ですが、その精度が DSA の精度と比較して十分であるかどうかはまだ不明です。 脳血管病変のイメージングのための多数の MRI プロトコルが存在します。 小規模な前向き研究によると、動脈スピンラベリング (ASL) と呼ばれる血流特性に焦点を当てた特定の MRI プロトコルは、定位放射線手術後の AVM 病巣閉塞の評価において、従来の造影 MRI よりも優れていました。 DSA を参照として使用すると、ASL イメージングによって正しく評価された完全なナイダス閉塞の 7 人の患者のうち 7 人が、AVM ナイダスが持続する 3 人の患者でした。

しかし、これらの 3 つのケースでは、造影 MRI によると、ナイダスは誤って閉塞していると評価されました。 従来の MRI/MRA を DSA と比較したレトロスペクティブ研究では、一連の 136 人の患者の定位放射線手術後の AVM 病巣閉塞の検出について、標準 MRI/MRA の感度が 80%、特異度が 90% であることがわかりました。

目的と仮説

目的：

脳動静脈奇形のガンマナイフ放射線手術後の病巣閉塞の検出について、標準化された MRI/MRA プロトコルの感度と特異性を DSA のプロトコルと比較して評価する

仮説:

H0: 脳動静脈奇形のガンマナイフ放射線手術後の病巣閉塞の検出に関して、MRI/MRA と DSA の間には感度と特異度に有意差があります。

H1: 脳動静脈奇形のガンマナイフ放射線手術後の病巣閉塞の検出について、MRI/MRA と DSA の間に感度と特異度に有意差はありません。

メソッド

この予備研究では、研究者は、脳動静脈奇形を有する約 50 人の放射線外科治療を受けた患者を含めることを計画しています。 研究に参加している患者は、研究に参加していない患者と比較して、追加のリスクにさらされることはありません。 参加者は、ガンマナイフ治療の 2 年後に MUV の放射線科で標準化された MRI プロトコルを受けます。 標準化された MRI プロトコルは、通常は個人診療で行われ、多くの場合、すべての必要なシーケンスが含まれていない、治療の 2 年後のフォローアップ MRI に取って代わります。 標準化された MRI プロトコルには、血管病変の分析を可能にする特定のシーケンスが含まれています。 これらは、コントラストが強化された 3 次元 MRA (T1 GE 3D +/- KM)、飛行時間型磁気共鳴血管造影法 (TOF-MRA)、動脈スピンラベリング (ASL)、およびインターリーブされた確率的軌跡を使用した時間分解 MRA (TWIST -MRA)。 三次元ＭＲＡおよびＴＯＦ－ＭＲＡは、血管構造の従来の画像を生成する。 ASL は、脳血流のより詳細なイメージングを可能にします。 TWIST-MRA は、時間分解された画像を生成します。 したがって、DSA の主な利点は、この方法で再現する必要があります。

AVM、DWI および SWI シーケンスに隣接する実質の評価では、虚血領域および出血の検出が可能になります。 標準シーケンス (T2 サジタル、アキシャル、コロナル) も作成されます。 この研究の参加者は、MUV脳神経外科のガンマナイフ外来診療所に登録されます。 ナイダス閉塞は、神経放射線科医によって評価され、MUV の脳神経外科で行われる DSA のゴールド スタンダードと比較されます。 血管造影 (DSA) は AVM 評価の現在のゴールド スタンダードであるため、いずれの場合でも実施されるため、この研究プロトコルの範囲外として評価されます。 したがって、AVM 病巣閉塞の検出のための MRI/MRA の感度と特異性は、ゴールド スタンダードと比較して評価されます。 ウィーン医科大学の脳神経外科で定位放射線手術によって治療された脳 AVM のすべての症例は、治療後に MRI および DSA 検査によって評価されるという事実により、診断の放射線手術後の手順は、追加の労力やリスクをもたらすことはありません。研究に参加している患者。 実際、患者は個人診療でのMRI検査のスケジュールを気にする必要がないため、参加することで恩恵を受ける可能性があります.

統計分析

データの分布が不均一であるため、統計分析はノンパラメトリック検定で実行されます。 患者と AVM の特性の記述的分析、およびガンマ ナイフ パラメータには、中央値と範囲、頻度、数、パーセンテージが含まれます。 最終的な治療グループ間の比較のための統計計算には、独立したサンプルのクラスカル-ウォリス、マン-ホイットニー-U、およびカイ二乗検定が含まれます。 仮説を支持するために、MRI 検査の結果は、ほとんどの場合、DSA 検査の結果と一致している必要があります。 研究者は、この予備設定で仮説を確認するのに十分な MRI 検査の感度の 95% のしきい値を設定しました。 関連する調査結果は、より大規模な (多施設共同) 前向き研究で確認する必要があります。

サンプルサイズ

50人の患者のおおよそのサンプルサイズは、3年間の計画された研究期間によるものです。 この研究は予備研究として機能し、結果はより大規模な (多施設) 研究によって確認される場合があります。

患者募集

患者は、脳神経外科、MUV のガンマ ナイフ外来診療所で募集されます。 -患者は、脳AVMのためにガンマナイフ放射線手術を受ける必要があります。 含めるために、患者は研究期間内に2年間のフォローアップMRI検査を受ける必要があります。 すべての患者は、研究の目的とプロセスが説明された後、研究に参加するためのフォームに署名する必要があります。 研究者は、この研究のために約 50 人の患者を登録する予定です。

データの品質と保護

患者データの入力と取り扱いは、研究の計画と実施に関与する訓練を受けた医療スタッフによってのみ実行されます。 患者データは、IBM SPSS Statistics for Windows (Version 25.0 Armonk, NY: IBM Corp.) を使用して、匿名化された SPSS ファイルに入力されます。

レジストリで使用される変数

患者の性別: 男性/女性 出典: EDP システム

患者の年齢: 年 出典: EDP システム

AVM の直径: cm ソース: pre-radiosurgical MRI

AVM の局在化：前頭葉、頭頂葉、後頭葉、側頭葉、島、辺縁、小脳、脳幹、大脳基底核、視床、脳室内、脳梁 出典：放射線外科前の MRI

AVM フィーダーの数: Number Source: pre-radiosurgical DSA

AVM 出血: はい/いいえ 出典: EDP システムの既往歴

RBAS (Modified Radiosurgery Based AVM score): 2 出典: Pre-radiosurgical MRI

VRAS (Virginia Radiosurgery AVM Scale): 0 ～ 4 ポイント

治療: 放射線手術のみ、放射線手術 + 血管内塞栓術、放射線手術を含むその他の組み合わせ ソース: EDP システム

治療日: 日付 出典: EDP システム

ガンマ ナイフ パラメータ: 等線量 (%)、限界線量 (Gy)、最大線量 (Gy)、放射線量 (ccm) 出典: EDP システム

放射線外科に血管内治療を追加する場合の塞栓物質：ヒストアクリル、オニキス、エタノール、コイル、シアノアクリレート、グルブラン