前庭神経鞘腫における顔面神経の位置を定義するための DTT の使用

背景と理論的根拠 前庭神経鞘腫 (VS) は、前庭内耳神経から発生する末梢神経鞘腫瘍であり、脳の基部で脳幹から発生し、頭蓋骨内の小さな骨管 (内耳道) を介して内耳の構造に入ります。 ）。 VS は頭蓋内腫瘍の 8% を占め (Johnson J et al.)、良性ではありますが、これらの腫瘍は成長する可能性があり、難聴、めまい、耳鳴り、顔面神経麻痺、髄膜炎など、いくつかの潜在的に衰弱させる症状を引き起こす可能性があります。 さらに、大きな腫瘍は脳幹を圧迫する可能性があり、場合によっては生命を脅かす結果をもたらす可能性があります (Johnson J et al.)。 したがって、より大きな腫瘍 (>1.5cm の外郭成分) と診断された患者は、しばしば外科的切除を提案されます (保存的管理や定位放射線手術とは対照的に)。 手術技術が向上するにつれて、手術の目標は、腫瘍の除去だけでなく、VS に関与する神経の機能の保存を含むように広がりました。 特に、外科的切除は、顔面神経の機能を維持することを目的としています。顔面神経は、表情の筋肉を神経支配し、前庭内耳神経に沿って走り、VS によって頻繁に移動して平坦化されます。 顔面神経は並置されているため、手術中に損傷するリスクが高くなります。 顔面神経の損傷 (および結果として衰弱させる顔面の衰弱または麻痺) は、前庭神経鞘腫 (VS) 手術の深刻な潜在的リスクです。 しかし、現時点では、神経損傷を回避する唯一の方法は、細心の注意を払った手術手技と顔面神経モニター (外科医が保持するプローブによって刺激されたときに顔面筋肉内の活動を検出できる装置) の使用の組み合わせです。ただし、これにもかかわらず、顔面神経損傷が発生する可能性があります。 実際、外科医が手術を開始するまで、顔面神経の経路は不明です。 Sampath らによる大規模なシリーズ (> 1000 の手術例) では、顔面神経の位置は、腫瘍の前部中央部分で最も一般的に見られました。しかし、より少ない割合のケースでは、神経は 7 つの追加の場所のうちの 1 つにありました (Sampath et al.)。 したがって、顔面神経の経路を術前に検出および特定することは、手術を導き、神経損傷の潜在的なリスクを軽減するのに非常に役立ちます。

現在、磁気共鳴画像法 (MRI) の高度なアプリケーションを使用して、顔面神経の経路を非侵襲的に特定する潜在的な手段が存在します。 これには、拡散テンソル ラクトグラフィー (DTT) として知られる技術の利用が含まれます。これは、組織 (ボクセル) の特定の体積における拡散性の方向 (ベクトル) を検出する能力を備えています (Mukherjee et al.)。 その後、このデータを使用して、特定のベクトルに沿って配置された神経線維路などの構造を明らかにし、周囲の組織と区別することができます (Cauley et al.)。 これは、平坦化された神経が隣接する VS と区別できなくなることが多い標準的な MRI シーケンスを使用して達成することはできません。 幸いなことに、MRI は VS の診断と特徴付けの現在の手段であるため、患者のスキャンに追加の DTT シーケンスを追加しても大きな負担にはなりません (DTT データを取得するためのスキャン時間は約 10 分追加されるだけです)。

いくつかのグループ (Choi et al.、Taoka et al.、Gerganov et al.、Zhang et al.、および Song et al.) は、DTT を使用して VS 患者の顔面神経の経路を描写し、大多数が高い成功を報告しています。率（手術所見との> 90％の一致）。 ただし、これらの研究の多くは「決定論的」DTT を採用しており、これには、複雑なジオメトリを持つ小さなファイバー トラクトの設定で信頼性が制限されるという欠点があります。 特に、技術は隣接するボクセルが同様のベクトルを持っていると仮定しているため、交差、分割、または結合する繊維を正確に追跡することはできません。 これらの制限を克服するために、分析された各ボクセルのベクトルを計算する新しい「確率論的」DTT 技術を使用することを提案します。 したがって、特にその経路が腫瘍組織によって大きく歪められている顔面神経で遭遇するものなど、複雑な形状を説明する能力があります。 ゾラル等。 VS の 21 人の患者にこの手法を使用した結果、顔面神経の位置で 81%、蝸牛神経で 33% の一致率が得られました (Zolal et al.)。 ただし、この分野ではさらなる研究が継続的に必要とされています。

このプロジェクトは、術前に顔面神経の位置を特定する際の確率論的 DTT の精度、再現性、および実用性を明らかにすることを目的としています。 この技術が正確であることが証明されれば、VS 手術中の術前計画と顔面神経損傷の回避に役立つ可能性があります。 さらに、このプロジェクトは、関連する実際的な問題を明確にすることを目指しています。特に、オブザーバー間/オブザーバー内の変動性（つまり、 読影放射線技師が DTT 画像を分析する際に互いに同意するかどうか、顔面神経の位置が従来のシーケンスで部分的に推測できるかどうか (これを DTT と比較して)、および隣接する神経 (前庭内耳神経など) を識別できるかどうか。手術前の計画にさらに役立つ可能性があります。

仮説：

術前の高度な確率論的拡散テンソル トラクトグラフィー (DTT) は、前庭神経鞘腫の外側部分に対する顔面神経の位置を正確に示すと仮定されています。 精度は、顔面神経の位置を示すために決定論的 DTT が使用された以前の研究よりも優れていることが提案されています。 この術前マッピングは、前庭神経鞘腫手術中の顔面神経損傷の発生率を低下させ、腫瘍切除の増加を可能にする可能性があります。

研究デザイン:

前向きコホート観察研究。

研究の適格性と結果の尺度については、関連するセクションを参照してください。

画像解析

MRI 標準的な画像評価に加えて、MRTrix 3.0 (www.mrtrix.org) をテンソル確率モードで使用して、オフラインでさらに画像解析を行います。 1 つまたは複数の脳神経路の存在は、さまざまな異方性のしきい値を使用した体系的な調査に続く一貫した描写によって決定されます。 外耳道前庭神経鞘腫の円周をセグメントに分割することにより、脳神経位置の定性的評価が行われます。評価は2人の観察者によって実行されます。

参考基準：

前庭神経鞘腫の外径部分に対する顔面神経の位置は、上記と同じ方法で外耳道前庭神経鞘腫の周囲を複数のセグメントに分割することによって、手術時に評価されます。 この評価は、術前の確率論的 DTT の結果とは無関係に行われます (データを記録する脳神経外科医は、DTT の所見を知らされません)。

統計上の考慮事項

サンプルサイズの計算:

真のカッパ係数を 0.9 と仮定して、サンプル サイズ 32 に基づく検出力の計算。 95% 信頼区間の幅は 0.26 (0.77 - 1.03) になります。 数字 (32) は、2 ～ 3 年間に募集する予定の症例数も反映しています。