자기공명영상을 이용한 대뇌동정맥기형의 감마나이프 방사선 수술 후의 결절폐쇄 평가

배경

대뇌 동정맥 기형은 모세혈관을 삽입하지 않고 동맥과 정맥을 연결하는 소위 결절을 형성하는 얽힌 혈관으로 구성됩니다. nidus 내의 배액 정맥의 후속 구조적 변화로 인해 환자는 뇌출혈의 위험이 있습니다. AVM의 출혈은 높은 이환율과 사망률과 관련이 있습니다. 따라서 대뇌 AVM이 진단되면 일반적으로 예방 치료가 목표입니다. 출혈이 이미 발생한 경우 재출혈의 가능성이 높기 때문에 치료가 필요합니다. 대뇌 AVM은 출혈 없이 발작 및 초점 결손과 같은 신경학적 증상을 유발할 수 있습니다. 이러한 증상은 일반적으로 AVM의 질량 효과로 인한 것이지만 혈관 도루 증후군으로 인해 발생하는 것으로도 논의되었습니다.

병인학

대뇌 AVM의 병인은 알려져 있지 않습니다. 다인성 원인의 가능성을 제외하고 유전적 돌연변이와 혈관신생 자극이 발달에 역할을 할 수 있는 것으로 보입니다. 또한 AVM이 자궁 내에서 발생하는지 아니면 허혈이나 출혈에 따른 혈관병증 반응을 통해 발생하는지에 대해서도 논의합니다.

역학

대뇌 AVM의 유병률 및 발생률은 100,000명당 약 10명 및 100,000명당 1명입니다. 각각 성별 선호도가 없습니다. 두개내 출혈의 연간 위험은 파열되지 않은 AVM의 1.2%에서 이전에 출혈이 이미 발생한 경우 4.8%까지 다양합니다. 두개내 출혈 후 AVM 환자의 사망률은 10-15%입니다. 발병률은 30~50%로 다양합니다. 출혈이 없는 모든 AVM 환자 중 약 15-40%가 발작을 앓습니다. 진행성 신경학적 결손은 6-12%에서 발생합니다.

진단

대뇌 AVM은 일반적으로 MRI 검사로 진단됩니다. 향상된 이미지에서 쉽게 식별할 수 있지만 부종이나 종괴 효과로 인해 대비 없이 보일 수도 있습니다. 현재 대뇌 AVM의 진단 및 치료 성공 평가의 표준은 디지털 빼기 혈관 조영술(DSA)입니다. 이 방법은 환자의 동맥에 조영제를 주입하고 X-레이를 촬영하여 대뇌 혈관을 시각화합니다. 시간 경과에 따른 혈류의 영상화 및 따라서 nidus 내의 공급 및 배액 혈관의 정확한 구별은 DSA의 주요 이점입니다. 뼈와 연조직을 빼면 혈관계를 최적으로 볼 수 있습니다.

DSA는 침습성 때문에 입원 환자 절차로 수행되어야 합니다. 천자 부위의 혈종이나 가성동맥류의 발생 및 연속적인 색전증을 동반한 혈관내 손상은 드물지만 가능한 합병증입니다. DSA의 또 다른 단점은 상당한 방사선 노출과 혈전증의 위험 증가로 이어질 수 있는 시술 후 24시간 침상 안정의 필요성입니다.

분류 - Spetzler-Martin 등급 시스템

Spetzler-Martin 등급(SM 등급)의 평가에는 AVM의 세 가지 특성이 필요합니다. 첫째는 세 가지 범주로 재분류된 기형의 크기입니다. 다음으로 배수가 중요합니다. 표재성 정맥과 배수에 관여하는 깊은 정맥을 구별할 수 있습니다. 마지막으로 병변을 둘러싼 뇌 조직의 웅변이 고려됩니다. 움직임과 감성, 시각, 언어와 같은 더 높은 기능을 담당하는 영역을 웅변이라고 합니다. 시상, 시상 하부, 뇌간 및 소뇌 다리는 웅변 영역입니다. 대뇌 피질에서 감각 운동 영역과 언어 및 기본 시각을 담당하는 영역은 웅변적입니다.

Spetzler-Martin 시스템은 수술 전 예후를 예측하기 위해 개발되었지만 다른 치료 방법에도 사용됩니다. SM 등급은 수술의 난이도 및 결과와 밀접한 관련이 있습니다.

치료

대뇌 AVM에 대한 다양한 치료 옵션이 있습니다: 미세수술 절제술, 혈관내 색전술 및 감마나이프 방사선 수술 또는 이들의 조합. AVM 사양 및 치료 옵션과 무관하게 모든 요법은 뇌출혈 및 허혈의 위험이 있으므로 영구적인 신경학적 결손 및 사망에 이를 수 있습니다. 따라서 AVM을 치료해야 하는지 여부와 방법을 결정하는 것은 질병의 자연 경과보다 더 나은 결과를 제공하려는 의도로 신중하게 이루어져야 합니다. 관망 전략이 유효한 옵션인지에 대한 질문에 답하기 위해 2014년에 전향적, 비맹검, 무작위, 다기관 연구가 수행되었습니다. 이 연구는 치료를 받은 AVM 환자와 치료를 받지 않은 AVM 환자 간의 기능적 결과뿐만 아니라 사망 및 뇌졸중의 위험을 비교했습니다.

소위 ARUBA 임상시험은 치료받지 않은 그룹의 명백한 우월성으로 인해 무작위 배정이 시작된 지 6년 후에 중단되었습니다. 저자들은 미파열 대뇌 AVM은 보수적으로 관리해야 한다고 결론지었다. 이 연구는 설정과 데이터 해석으로 인해 많은 전문가들로부터 혹평을 받았다. 한 가지 주요 제한 사항은 다양한 치료 옵션이 개별적으로 평가되지 않고 하나의 개입 그룹으로 평가되었다는 것입니다. ARUBA의 다른 제한 사항은 사례 수가 적다는 것입니다. 116명의 환자만이 중재를 위해 무작위 배정되었고 그 중 5명만이 미세 수술 절제술을 받았습니다. 적어도 ARUBA는 대뇌 AVM 치료에 대해 전문가들 사이에 존재하는 논란을 보여줍니다. 확립된 치료 옵션은 아래에서 설명합니다.

미세수술적 절제술

미세 수술 절제술은 출혈의 위험을 즉시 제거하므로 여전히 1~3의 Spetzler-Martin 점수에 도달하는 대부분의 대뇌 AVM이 선택하는 요법을 나타냅니다. 대뇌 AVM을 노출하기 위해 환자의 두개골의 뼈 플랩을 올리고 경질막을 엽니다. AVM을 전체적으로 절제할 수 있도록 피더를 식별, 응고 및 절단합니다. 미파열 AVM 환자의 미세 수술 결과는 SM(Spetzler-Martin) 등급에 따라 다릅니다. 2014년의 전향적 코호트 연구에 따르면 SM 점수 1 및 2인 환자의 1.6%에서 수술 후 영구적인 신경학적 결손이 관찰됩니다. SM 등급 4 및 5 환자.

혈관내 색전술

동정맥기형의 혈관내 색전술은 말초동맥 천자 후 동맥경로를 통해 시행된다. AVM nidus는 공급 동맥을 막는 색전 물질의 주입으로 폐색됩니다. 혈관내 색전술을 받은 AVM 환자 1,000명 이상을 포함한 체계적 검토에 따르면 이 요법은 평균 13%의 결절 폐색으로 이어지며 0~94%의 넓은 범위를 나타냅니다. 색전술 후 영구적인 신경학적 결손은 평균 6.6%에서 나타났으며 범위는 0~28%였습니다. 혈관내 접근법은 종종 작은 AVM을 닫거나 방사선 수술 또는 미세 수술에 적합한 더 큰 AVM을 만드는 데 사용됩니다.

감마나이프 방사선 수술

감마나이프 방사선수술은 단일 요법으로 수행하거나 다른 치료 방법과 함께 수행할 수 있으며 가장 일반적으로 혈관내 색전술과 결합됩니다. 신경외과에서 대뇌 AVM의 MUV 방사선 수술은 192개의 코발트 60 소스를 사용하여 두개골 내의 정확히 정의된 부피에 고용량 방사선을 적용하는 Gamma Knife Perfexion®을 사용하여 수행됩니다. 감마나이프 방사선 수술은 일반적으로 국소 마취 상태에서 수행되므로 정위 프레임을 두개골에 고정할 수 있습니다. 14세 미만 어린이의 경우 전신 마취하에 감마나이프 방사선 수술을 시행합니다. 혈관 내 및 외과적 치료가 성공적으로 수행되면 출혈의 위험을 즉시 제거하는 반면, 감마나이프 방사선 수술 후 결절 폐색은 일반적으로 약 2년이 걸립니다. 이 기간 동안 출혈 위험은 치료받지 않은 환자와 동일한 것으로 보고되었습니다. 방사선 수술의 가장 큰 장점은 비침습성입니다. 대뇌 AVM의 감마나이프 방사선 수술 후 완전 결절 폐쇄율은 SM 등급 1~3인 AVM의 경우 약 85%인 것으로 보고되었습니다. SM 등급 4인 AVM의 경우 훨씬 더 낮은 54%, SM 등급 5의 AVM은 Spetzler-Martin 등급의 의존성을 보여줍니다. 그러나 더 높은 SM 등급을 가진 많은 AVM에서 nidus occlusion이 달성되지 않더라도 크기를 줄이면 추가 치료가 가능할 수 있습니다. 방사선 수술 후 영구적인 신경학적 결손은 5.1%에서 나타났으며 범위는 0~21%입니다.23 방사선 수술의 합병증은 방사선 부작용(ARE)으로 개입 후 수년 동안 발생하며 병변 주위 부종 및 낭종 형성을 포함합니다. 이들은 치료 후 처음 1-2년 내에 발생하는 국소 괴사, 백질 손상, 미세혈관병증, 부비동 염증 및 위축을 포함하는 방사선 유발 변화(RIC)와 구별되어야 합니다.

치료 평가

AVM 치료 후 평가의 황금 표준은 카테터 혈관 조영술입니다. 디지털 빼기 혈관조영술(DSA). 진단 장에서 이미 언급한 바와 같이 DSA는 침습성, 입원 치료의 필요성 및 중재적 위험과 같은 몇 가지 단점이 있습니다. 지금까지 MRI/MRA는 동정맥기형의 감마나이프 치료 후 정기적으로 수행되는 평가 방법이지만 DSA에 비해 정확도가 충분한지는 아직 불분명하다. 대뇌 혈관 병리의 이미징을 위한 수많은 MRI 프로토콜이 존재합니다. 작은 전향적 연구에 따르면 ASL(arterial spin labeling)이라고 하는 혈류 특성에 초점을 맞춘 특정 MRI 프로토콜이 정위 방사선 수술 후 AVM nidus 폐색 평가에서 기존의 조영 증강 MRI보다 우수했습니다. DSA를 기준으로 사용하여 ASL 영상으로 정확하게 평가한 완전 결절 폐색 환자 7명 중 7명과 AVM 결절이 지속되는 3명의 환자도 마찬가지였습니다.

그러나 이 세 가지 경우에서 조영 증강 MRI에 따르면 결절이 폐색된 것으로 잘못 평가되었습니다. 기존의 MRI/MRA를 DSA와 비교한 후향적 연구에서 일련의 136명의 환자에서 정위 방사선 수술 후 AVM nidus occlusion 검출에 대한 표준 MRI/MRA의 80% 민감도와 90% 특이도를 발견했습니다.

목표 및 가설

객관적인:

대뇌 동정맥 기형의 감마나이프 방사선수술 후 결석폐쇄 검출을 위한 표준화된 MRI/MRA 프로토콜의 민감도와 특이도를 DSA와 비교하여 평가하고자 한다.

가설:

H0: 대뇌 동정맥기형의 감마나이프 방사선수술 후 결절폐색을 검출하기 위한 MRI/MRA와 DSA의 민감도와 특이도는 유의한 차이가 있다.

H1: 대뇌 동정맥기형의 감마나이프 방사선수술 후 결절폐쇄를 검출하기 위한 MRI/MRA와 DSA 사이의 민감도와 특이도에는 유의한 차이가 없다.

행동 양식

이 예비 연구에서 조사관은 대뇌 AVM이 있는 방사선 수술로 치료받은 약 50명의 환자를 포함할 계획입니다. 연구에 참여하는 환자는 연구에 참여하지 않는 환자에 비해 추가 위험에 노출되지 않습니다. 참가자는 감마나이프 치료 2년 후 MUV 방사선과에서 표준화된 MRI 프로토콜을 받게 됩니다. 표준화된 MRI 프로토콜은 일반적으로 개인 진료실에서 수행되고 필요한 모든 시퀀스를 포함하지 않는 경우가 많은 치료 후 2년 후에 추적 MRI를 대체합니다. 표준화된 MRI 프로토콜에는 혈관 병리를 분석할 수 있는 특정 시퀀스가 ​​포함되어 있습니다. 조영 증강 3차원 MRA(T1 GE 3D +/- KM), TOF-MRA(비행 시간 자기 공명 혈관 조영술), ASL(동맥 스핀 라벨링) 및 인터리브 확률적 궤적을 사용한 시간 분해 MRA(TWIST)입니다. -MRA). 3차원 MRA 및 TOF-MRA는 혈관 구조의 기존 이미지를 생성합니다. ASL은 대뇌 혈류의 보다 상세한 영상화를 가능하게 합니다. TWIST-MRA는 시간 분해 이미지를 생성합니다. 따라서 DSA의 주요 이점은 이 방법으로 재현되어야 합니다.

AVM에 인접한 실질을 평가하기 위해 DWI 및 SWI 시퀀스를 통해 허혈 영역 및 출혈을 감지할 수 있습니다. 표준 시퀀스(T2 sagittal, axial 및 coronal)도 생성됩니다. 이 연구의 참가자는 MUV 신경외과의 감마나이프 외래환자 클리닉에 등록됩니다. Nidus 폐색은 신경 방사선 전문의가 평가하고 MUV 신경외과에서 수행한 DSA의 황금 표준과 비교합니다. 혈관 조영술(DSA)은 AVM 평가에서 현재 금본위제이기 때문에 어떤 경우에도 수행될 것이며 따라서 이 연구 프로토콜의 외부로 평가됩니다. 따라서, AVM nidus occlusion의 검출을 위한 MRI/MRA의 민감도와 특이성은 gold standard와 비교하여 평가될 것입니다. 비엔나 의과대학 신경외과에서 정위방사선수술로 치료한 대뇌 AVM의 모든 증례는 치료 후 MRI와 DSA 검사로 평가하기 때문에 방사선 수술 후 진단에 추가적인 노력이나 위험이 없습니다. 연구에 참여하는 환자. 실제로 환자는 개인 진료에서 MRI 검사 일정을 신경 쓸 필요가 없기 때문에 참여를 통해 혜택을 볼 수 있습니다.

통계 분석

데이터의 불균일한 분포로 인해 통계 분석은 비모수 테스트로 수행됩니다. 감마나이프 매개변수뿐만 아니라 환자 및 AVM의 특성에 대한 기술 분석에는 중앙값과 범위, 빈도, 숫자 및 백분율이 포함됩니다. 최종 처리 그룹 간의 비교를 위한 통계 계산에는 독립 샘플에 대한 Kruskal-Wallis, Mann-Whitney-U 및 Chi-square 테스트가 포함됩니다. 가설을 뒷받침하기 위해 MRI 검사 결과는 대부분의 경우 DSA 검사 결과와 일치해야 합니다. 연구자들은 이 예비 설정에서 가설을 확인하기에 충분하도록 MRI 검사의 민감도에 대한 95% 임계값을 설정했습니다. 관련 결과는 대규모(다기관) 전향적 연구에서 확인되어야 합니다.

표본의 크기

50명의 환자의 대략적인 샘플 크기는 계획된 연구 기간이 3년이기 때문입니다. 이 연구는 예비 연구 역할을 하며 결과는 더 큰(다기관) 연구로 확인할 수 있습니다.

환자 모집

MUV 신경외과 감마나이프 외래환자 클리닉에서 환자를 모집합니다. 환자는 대뇌 AVM으로 인해 감마 나이프 방사선 수술을 받았거나 받은 적이 있어야 합니다. 포함을 위해 환자는 연구 기간 내에 2년 추적 MRI 검사를 받아야 합니다. 모든 환자는 연구의 목적과 과정을 설명한 후 연구 참여 동의서에 서명해야 합니다. 연구자들은 이 연구를 위해 약 50명의 환자를 등록할 계획입니다.

데이터 품질 및 보호

환자 데이터의 입력 및 처리는 연구 계획 및 실시에 관련된 훈련된 의료진에 의해서만 실행됩니다. 환자 데이터는 Windows용 IBM SPSS Statistics(버전 25.0 Armonk, NY: IBM Corp.)를 사용하여 SPSS 파일에 익명으로 입력됩니다.

레지스트리에서 사용되는 변수

환자 성별: 남성/여성 출처: EDP 시스템

환자 연령: 년 출처: EDP 시스템

AVM 직경: cm 소스: 방사선 수술 전 MRI

AVM 국소화: 전두엽, 정수리, 후두골, 측두엽, 섬, 변연계, 소뇌, 뇌간, 기저핵, 시상, 뇌실내, 뇌량 출처: 방사선수술 전 MRI

AVM 피더 수: 수 출처: 방사선수술 전 DSA

AVM-출혈: 예/아니요 출처: EDP 시스템의 기억 상실

RBAS(수정된 방사선 수술 기반 AVM 점수): 2 출처: 방사선 수술 전 MRI

VRAS(Virginia Radiosurgery AVM Scale): 0~4점

치료: 방사선수술 단독, 방사선수술+혈관내 색전술, 방사선수술을 포함한 기타 조합 소스: EDP 시스템

치료 날짜: 날짜 출처: EDP 시스템

감마나이프 매개변수: 등선량(%), 한계선량(Gy), 최대선량(Gy), 방사선량(ccm) 출처: EDP 시스템

방사선 수술에 혈관내 추가 치료 시 색전용 물질: 히스토아크릴, 오닉스, 에탄올, 코일, 시아노아크릴레이트, 글루브란