Evaluatie van Nidusocclusie na Gamma Knife Radiochirurgie van cerebrale arterioveneuze misvormingen met behulp van magnetische resonantiebeeldvorming

Achtergrond

Cerebrale arterioveneuze misvormingen bestaan ​​uit verwarde bloedvaten die een zogenaamde nidus vormen die slagaders met aders verbindt zonder tussenkomst van een capillair bed. Als gevolg van daaropvolgende structurele veranderingen van drainerende aderen in de nidus lopen patiënten het risico op hersenbloeding. Bloedingen van AVM's worden in verband gebracht met hoge morbiditeit en mortaliteit. Daarom wordt, zodra een cerebrale AVM is gediagnosticeerd, meestal naar preventieve behandeling gestreefd. Als er al een bloeding is opgetreden, is behandeling noodzakelijk vanwege een grote kans op herbloeding. Cerebrale AVM's veroorzaken waarschijnlijk neurologische symptomen zoals toevallen en focale stoornissen zonder bloeding. Deze symptomen zijn meestal te wijten aan het massa-effect van de AVM, maar er is ook besproken dat ze worden veroorzaakt door een vasculair stelensyndroom.

Etiologie

De etiologie van cerebrale AVM's is niet bekend. Afgezien van de mogelijkheid van een multifactoriële oorzaak, lijkt het erop dat genetische mutatie en angiogenetische stimulatie een rol zouden kunnen spelen in hun ontwikkeling. Er wordt ook besproken of AVM's zich in utero ontwikkelen of door een angiopathische reactie na ischemie of bloeding.

Epidemiologie

De prevalentie en incidentie van cerebrale AVM's zijn ongeveer 10 per 100.000 en 1 per 100.000; respectievelijk zonder seksuele voorkeur. Het jaarlijkse risico op intracraniële bloeding varieert van 1,2% bij niet-geruptureerde AVM's tot 4,8% wanneer er al eerder een bloeding is opgetreden. Het sterftecijfer onder AVM-patiënten na een intracraniële bloeding is 10-15%. De morbiditeit varieert van 30-50%. Van alle AVM-patiënten zonder bloeding heeft ongeveer 15-40% last van toevallen. Progressieve neurologische uitval treedt op bij 6-12%.

Diagnose

Cerebrale AVM's worden meestal gediagnosticeerd door een MRI-onderzoek. Ze zijn gemakkelijk te herkennen op verbeterde beelden, maar kunnen ook zichtbaar zijn zonder contrast vanwege oedeem of massa-effect. De huidige gouden standaard voor diagnose en evaluatie van het behandelsucces van cerebrale AVM's is digitale subtractie-angiografie (DSA). Deze methode maakt gebruik van injectie van een contrastmiddel in de slagaders van de patiënt en röntgenfoto's om cerebrale vaten te visualiseren. Het grote voordeel van DSA is het in beeld brengen van de bloedstroom in de tijd en daardoor een nauwkeurig onderscheid tussen voedings- en afvoervaten binnen de nidus. Aftrekken van botten en zacht weefsel maakt een optimaal zicht op het vasculaire systeem mogelijk.

DSA moet worden uitgevoerd als een intramurale procedure vanwege de invasiviteit ervan. Het optreden van hematoom of pseudo-aneurysma op de plaats van de punctie en endovasculair letsel met opeenvolgende embolie zijn zeldzaam maar mogelijke complicaties. Verdere nadelen van DSA zijn een forse blootstelling aan straling en de noodzaak van 24 uur bedrust na de ingreep wat kan leiden tot een verhoogd risico op trombose.

Classificatie - Het beoordelingssysteem van Spetzler-Martin

Evaluatie van de Spetzler-Martin-klasse (SM-klasse) vereist drie kenmerken van de AVM. eerst is het de grootte van de misvorming, gehergroepeerd in drie categorieën. Vervolgens is de drainage van belang: men kan onderscheid maken tussen alleen oppervlakkige en diepe aderen die aan drainage deelnemen. Ten slotte wordt gekeken naar de welsprekendheid van het hersenweefsel rondom de laesie. Gebieden die verantwoordelijk zijn voor hogere functies zoals beweging en gevoeligheid, visie en taal worden welsprekend genoemd. De thalamus, hypothalamus, hersenstam en cerebellaire steeltjes zijn welsprekende gebieden. Op de hersenschors zijn sensomotorische gebieden en degenen die verantwoordelijk zijn voor taal en primaire visie welsprekend.

Het Spetzler-Martin-systeem is ontwikkeld om de prognose in te schatten vóór chirurgische ingreep, maar wordt ook gebruikt voor andere behandelmethoden. De SM-graad correleert goed met de moeilijkheidsgraad van de operatie en de uitkomst ervan.

Behandeling

Er zijn verschillende behandelmogelijkheden voor cerebrale AVM's: microchirurgische resectie, endovasculaire embolisatie en Gamma Knife radiochirurgie, of combinaties daarvan. Onafhankelijk van AVM-specificaties en behandelingsoptie, brengt elke therapie het risico met zich mee van hersenbloeding en ischemie en dus permanent neurologisch tekort en overlijden. Daarom moet de beslissing of en hoe een AVM moet worden behandeld, zorgvuldig worden genomen met de bedoeling een beter resultaat te bieden dan het natuurlijke verloop van de ziekte. Om de vraag te beantwoorden of een afwachtende houding een geldige optie is, is in 2014 een prospectieve, niet-geblindeerde, gerandomiseerde, multicenter studie uitgevoerd. De studie vergeleek het risico op overlijden en beroerte, evenals het functionele resultaat tussen behandelde en onbehandelde AVM-patiënten.

De zogenaamde ARUBA-studie werd zes jaar na het begin van randomisatie onderbroken vanwege een schijnbare superioriteit van de onbehandelde groep. De auteurs concludeerden dat niet-geruptureerde cerebrale AVM's conservatief moeten worden behandeld. De studie werd door veel experts fel bekritiseerd vanwege de setting en de interpretatie van de gegevens. Een belangrijke beperking is dat verschillende behandelingsopties niet afzonderlijk werden geëvalueerd, maar als één interventiegroep. Andere beperkingen van ARUBA zijn een laag aantal gevallen - slechts 116 patiënten werden gerandomiseerd voor interventie en daarvan ondergingen er slechts vijf een microchirurgische resectie - en een korte follow-up van 33 maanden. ARUBA laat in ieder geval de controverse zien die bestaat onder experts over de behandeling van cerebrale AVM. De vastgestelde behandelingsopties worden hieronder toegelicht.

Microchirurgische resectie

Aangezien microchirurgische resectie het risico op bloedingen onmiddellijk elimineert, is het nog steeds de favoriete therapie voor de meeste cerebrale AVM's die een Spetzler-Martin-score van één tot drie bereiken. Om een ​​cerebrale AVM bloot te leggen, wordt een botflap van de schedel van de patiënt omhoog gebracht en de dura geopend. Feeders worden geïdentificeerd, gecoaguleerd en gesneden zodat de AVM volledig kan worden gereseceerd. Het resultaat van patiënten met een ongeruptureerde AVM die microchirurgie ondergaan, is afhankelijk van hun Spetzler-Martin (SM)-graad. Volgens een prospectieve cohortstudie uit 2014 wordt postoperatief bij 1,6% van de patiënten met SM-score 1 en 2 een permanent neurologisch defect gezien. patiënten met SM graad 4 en 5.

Endovasculaire embolisatie

Endovasculaire embolisatie van een AVM wordt uitgevoerd via de arteriële route na punctie van een perifere slagader. De AVM nidus wordt afgesloten door injectie van een embolisch materiaal dat de voedende slagaders verstopt. Volgens een systematische review met meer dan 1.000 AVM-patiënten die endovasculaire embolisatie hadden ondergaan, leidde deze therapie tot occlusie van de nidus bij gemiddeld 13%, met een breed bereik van 0 tot 94%. Permanente neurologische uitval na embolisatie werd gemiddeld waargenomen bij 6,6%, variërend van 0 tot 28%. De endovasculaire benadering wordt vaak gebruikt om kleine AVM's te sluiten of om grotere AVM's geschikt te maken voor radiochirurgie of microchirurgie.

Gamma Knife Radiochirurgie

Gamma Knife Radiochirurgie kan worden uitgevoerd als een enkele therapie of in combinatie met andere behandelmethoden, meestal in combinatie met endovasculaire embolisatie. Op de afdeling Neurochirurgie wordt MUV-radiochirurgie van cerebrale AVM's uitgevoerd met Gamma Knife Perfexion®, dat 192 kobalt 60-bronnen gebruikt om een ​​hoge dosis straling toe te passen in een exact gedefinieerd volume binnen de schedel. Gamma Knife-radiochirurgie wordt over het algemeen uitgevoerd onder lokale anesthesie, waardoor het stereotactische frame aan de schedel kan worden gefixeerd. Bij kinderen jonger dan 14 jaar wordt Gamma Knife radiochirurgie uitgevoerd onder algehele narcose. Terwijl endovasculaire en chirurgische behandeling het risico op bloedingen onmiddellijk elimineren als ze met succes worden uitgevoerd, duurt occlusie van de nidus na Gamma Knife-radiochirurgie gewoonlijk ongeveer twee jaar. Gedurende deze tijd is het bloedingsrisico naar verluidt hetzelfde als bij onbehandelde patiënten. Het grote voordeel van radiochirurgie is de niet-invasiviteit. De percentages van volledige nidusocclusie na Gamma Knife-radiochirurgie van cerebrale AVM's zijn naar verluidt ongeveer 85% voor AVM's met een SM-graad 1 tot 3. Een veel lager percentage van 54% voor AVM's met een SM-graad 4 en een percentage van 0% voor AVM's met SM-klasse 5 tonen de afhankelijkheid van de Spetzler-Martin-klasse. Maar zelfs als occlusie van de nidus niet wordt bereikt in veel AVM's met een hogere SM-graad, kan een verkleining van hun grootte verdere behandeling mogelijk maken. Permanente neurologische uitval na radiochirurgie werd gezien bij 5,1% met een bereik van 0 tot 21%.23 Complicaties van radiochirurgie zijn nadelige stralingseffecten (ARE) die vele jaren na de ingreep optreden en omvatten perilesionaal oedeem en cystevorming. Die moeten worden onderscheiden van door straling veroorzaakte veranderingen (RIC) die optreden in de eerste 1-2 jaar na de behandeling en waaronder focale necrose, wittestofletsel, microangiopathie, sinusontsteking en atrofie.

Evaluatie van de behandeling

De gouden standaard voor de evaluatie na AVM-therapie is de katheterangiografie; digitale subtractie-angiografie (DSA). Zoals reeds vermeld in het hoofdstuk Diagnose, heeft DSA verschillende nadelen, zoals invasiviteit, noodzaak van intramurale behandeling en peri-interventionele risico's. Tot nu toe is MRI/MRA een regelmatig uitgevoerde evaluatiemethode na Gamma Knife-behandeling van AVM's, maar het blijft onduidelijk of de nauwkeurigheid ervan voldoende is in vergelijking met die van DSA. Er bestaan ​​tal van MRI-protocollen voor beeldvorming van cerebrale vasculaire pathologieën. Volgens een kleine prospectieve studie was een specifiek MRI-protocol gericht op kenmerken van de bloedstroom, arteriële spin-labeling (ASL) genaamd, superieur aan conventionele contrastversterkte MRI bij de evaluatie van AVM nidusocclusie na stereotactische radiochirurgie. Met DSA als referentie werden zeven van de zeven patiënten met volledige nidusocclusie correct beoordeeld door ASL-beeldvorming, evenals drie patiënten met een aanhoudende AVM nidus.

In die drie gevallen werd de nidus volgens de contrastversterkte MRI echter ten onrechte als afgesloten beoordeeld. Een retrospectieve studie waarin conventionele MRI/MRA werd vergeleken met DSA vond 80% sensitiviteit en 90% specificiteit van standaard MRI/MRA voor detectie van AVM nidusocclusie na stereotactische radiochirurgie bij een reeks van 136 patiënten.

Doelstellingen en hypothesen

Doelstelling:

Om de gevoeligheid en specificiteit van een gestandaardiseerd MRI/MRA-protocol te evalueren in vergelijking met dat van DSA voor detectie van nidusocclusie na Gamma Knife-radiochirurgie van cerebrale AVM's

Hypothesen:

H0: Er is een significant verschil in gevoeligheid en specificiteit tussen MRI/MRA en DSA voor detectie van nidusocclusie na Gamma Knife-radiochirurgie van cerebrale AVM's.

H1: Er is geen significant verschil in sensitiviteit en specificiteit tussen MRI/MRA en DSA voor detectie van nidusocclusie na Gamma Knife-radiochirurgie van cerebrale AVM's.

methoden

In deze voorbereidende studie zijn de onderzoekers van plan om ongeveer 50 radiochirurgisch behandelde patiënten met cerebrale AVM's op te nemen. Patiënten die deelnemen aan het onderzoek lopen geen extra risico vergeleken met patiënten die niet deelnemen aan het onderzoek. Twee jaar na de Gamma Knife-behandeling ondergaan de deelnemers een gestandaardiseerd MRI-protocol op de afdeling Radiologie, MUV. Het gestandaardiseerde MRI-protocol vervangt de follow-up-MRI twee jaar na de behandeling die gewoonlijk in de privépraktijk wordt uitgevoerd en vaak niet alle vereiste sequenties omvat. Het gestandaardiseerde MRI-protocol bevat specifieke sequenties die analyse van vasculaire pathologieën mogelijk maken. Dat zijn een contrastversterkte driedimensionale MRA (T1 GE 3D +/- KM), een time-of-flight magnetische resonantie angiografie (TOF-MRA), arteriële spin-labeling (ASL) en in de tijd opgeloste MRA met interleaved stochastische trajecten (TWIST -MRA). Driedimensionale MRA en TOF-MRA produceren conventionele beelden van vasculaire structuren. ASL maakt meer gedetailleerde beeldvorming van de cerebrale bloedstroom mogelijk. TWIST-MRA produceert in de tijd opgeloste beelden. Daarom moet het grote voordeel van DSA met deze methode worden gereproduceerd.

Voor evaluatie van het parenchym grenzend aan de AVM, zullen DWI- en SWI-sequenties detectie van ischemische gebieden en bloedingen mogelijk maken. Er zullen ook standaardsequenties (T2 sagittaal, axiaal en coronaal) worden geproduceerd. Deelnemers aan dit onderzoek worden ingeschreven op de polikliniek Gamma Knife van de afdeling Neurochirurgie, MUV. Nidus-occlusie zal worden beoordeeld door een neuroradioloog en vergeleken met de gouden standaard van DSA, uitgevoerd op de afdeling Neurochirurgie, MUV. Aangezien de angiografie (DSA) de huidige gouden standaard is in AVM-evaluatie, zal deze in ieder geval worden uitgevoerd en wordt daarom beoordeeld als buiten dit onderzoeksprotocol. Aldus zullen de sensitiviteit en specificiteit van MRI/MRA voor detectie van AVM nidusocclusie worden beoordeeld in vergelijking met de gouden standaard. Vanwege het feit dat elk geval van cerebrale AVM dat wordt behandeld door middel van stereotactische radiochirurgie op de afdeling Neurochirurgie, Medische Universiteit van Wenen, wordt beoordeeld door middel van MRI- en DSA-onderzoeken na behandeling, vormen de post-radiochirurgische diagnoseprocedures geen extra inspanning of risico voor patiënten die deelnemen aan het onderzoek. Patiënten kunnen zelfs baat hebben bij deelname, omdat ze zich niet hoeven te bekommeren om het plannen van hun MRI-onderzoek in de privépraktijk.

statistische analyse

Vanwege een ongelijke verdeling van gegevens zal statistische analyse worden uitgevoerd met niet-parametrische tests. Beschrijvende analyse van kenmerken van patiënten en AVM's, evenals Gamma Knife-parameters, omvat de mediaanwaarde en het bereik, evenals frequenties, aantallen en percentages. Statistische berekeningen voor vergelijking tussen uiteindelijke behandelingsgroepen omvatten de Kruskal-Wallis-, Mann-Whitney-U- en Chi-kwadraattest voor onafhankelijke steekproeven. Om de hypothese te ondersteunen, moet het resultaat van het MRI-onderzoek in verreweg de meeste gevallen in overeenstemming zijn met het resultaat van het DSA-onderzoek. De onderzoekers stelden een drempel van 95% vast voor de gevoeligheid van MRI-onderzoeken om voldoende te zijn om de hypothese in deze voorlopige setting te bevestigen. Relevante bevindingen moeten worden bevestigd in een grotere (multicenter) prospectieve studie.

Steekproefgrootte

De geschatte steekproefomvang van 50 patiënten is te wijten aan de geplande studieduur van 3 jaar. De studie dient als voorstudie en de resultaten kunnen worden bevestigd door een grotere (multicenter) studie.

Werven van patiënten

Patiënten worden geworven op de polikliniek Gamma Knife van de afdeling Neurochirurgie, MUV. Patiënten moeten Gamma Knife-radiochirurgie ondergaan of hebben ondergaan vanwege cerebrale AVM. Voor opname moeten patiënten hun twee jaar durende follow-up MRI-onderzoek ondergaan binnen de duur van het onderzoek. Alle patiënten moeten een formulier ondertekenen voor deelname aan het onderzoek nadat het doel en het proces van het onderzoek aan hen zijn uitgelegd. De onderzoekers zijn van plan om ongeveer 50 patiënten in te schrijven voor deze studie.

Kwaliteit en bescherming van gegevens

Het invoeren en verwerken van patiëntgegevens wordt alleen uitgevoerd door getraind medisch personeel dat betrokken is bij de planning en uitvoering van het onderzoek. Patiëntgegevens worden geanonimiseerd ingevoerd in een SPSS-bestand met behulp van IBM SPSS Statistics for Windows (versie 25.0 Armonk, NY: IBM Corp.).

Variabelen die in het register worden gebruikt

Geslacht patiënt: man/vrouw Bron: EDP-systeem

Leeftijd patiënt: jaren Bron: EDP-systeem

AVM-diameter: cm Bron: pre-radiochirurgische MRI

AVM-lokalisatie: frontaal, pariëtaal, occipital, temporaal, insulair, limbisch, cerebellair, hersenstam, basale ganglia, thalamus, intraventriculair, corpus callosum Bron: pre-radiochirurgische MRI

Aantal AVM-feeders: Aantal Bron: pre-radiochirurgische DSA

AVM-bloeding: Ja/Nee Bron: Anamnese in EDP-systeem

RBAS (Modified Radiosurgery Based AVM-score): 2 Bron: Pre-radiochirurgische MRI

VRAS (Virginia Radiosurgery AVM Scale): 0 tot 4 punten

Behandeling: alleen radiochirurgie, radiochirurgie+endovasculaire embolisatie, andere combinaties inclusief radiochirurgie Bron: EDP-systeem

Datum behandeling: Datum Bron: EDP-systeem

Gamma Knife-parameters: Isodose (%), marginale dosis (Gy), maximale dosis (Gy), stralingsvolume (ccm) Bron: EDP-systeem

Stof voor embolisatie in geval van aanvullende endovasculaire behandeling bij radiochirurgie: Histoacryl, Onyx, ethanol, spoelen, cyanoacrylaat, Glubran