Gebruik van DTT om de gezichtszenuwpositie te definiëren bij vestibulaire schwannomen

ACHTERGROND EN RATIONALE Vestibulaire schwannomen (VS) zijn perifere zenuwschedetumoren die ontstaan ​​uit de vestibulocochleaire zenuw, die uit de hersenstam aan de basis van de hersenen komt en de structuren van het binnenoor binnendringt via een klein benig kanaal in de schedel (interne gehoorgang). ). VS zijn goed voor 8% (Johnson J et al.) van intracraniale tumoren en, hoewel goedaardig, kunnen deze tumoren groeien, resulterend in verschillende potentieel slopende symptomen, waaronder gehoorverlies, duizeligheid, tinnitus, gezichtsverlamming en meningitis. Bovendien kunnen grote tumoren compressie op de hersenstam veroorzaken, wat in sommige gevallen levensbedreigende gevolgen kan hebben (Johnson J et al.). Daarom wordt aan patiënten met de diagnose grotere tumoren (>1,5 cm extrameatale component) vaak chirurgische resectie aangeboden (in tegenstelling tot conservatieve behandeling of stereotactische radiochirurgie). Naarmate chirurgische technieken zijn verbeterd, is het doel van chirurgie verbreed om niet alleen tumorverwijdering te omvatten, maar ook het behoud van de functie van de zenuwen die betrokken zijn bij VS. Chirurgische resectie heeft met name tot doel de functie te behouden van de aangezichtszenuw, die verantwoordelijk is voor het innerveren van de spieren van gezichtsuitdrukking, en die langs de vestibulocochleaire zenuw loopt en vaak wordt verplaatst en afgeplat door VS. Gezien de juxtapositie loopt de aangezichtszenuw een hoog risico op letsel tijdens de operatie. Verwonding van de aangezichtszenuw (en daaruit voortvloeiende slopende gezichtszwakte of verlamming) is een ernstig potentieel risico van vestibulair schwannoom (VS) chirurgie. Op dit moment is de enige manier om zenuwbeschadiging te voorkomen echter een combinatie van nauwgezette chirurgische techniek en het gebruik van een gezichtszenuwmonitor (een apparaat dat activiteit in de gezichtsspieren kan detecteren wanneer het wordt gestimuleerd door een door een chirurg vastgehouden sonde); desondanks kan er toch letsel aan de aangezichtszenuw optreden. Inderdaad, totdat de chirurg begint te opereren, is het verloop van de aangezichtszenuw onbekend. In een grote reeks (> 1000 chirurgische gevallen) door Sampath et al. werd de positie van de aangezichtszenuw het meest gevonden op het voorste middengedeelte van de tumor; in een kleiner deel van de gevallen lag de zenuw echter op 1 van de 7 extra locaties (Sampath et al.). Hieruit volgt dat preoperatieve detectie en identificatie van het verloop van de aangezichtszenuw uiterst nuttig zou zijn om een ​​operatie te begeleiden en het potentiële risico op neuronaal letsel te verminderen.

Er bestaat nu een mogelijk middel om niet-invasief het verloop van de aangezichtszenuw te identificeren met behulp van geavanceerde toepassingen van magnetische resonantiebeeldvorming (MRI). Dit omvat het gebruik van een techniek die bekend staat als diffusie tensor tractografie (DTT), die de capaciteit heeft om de richting (vector) van diffusie in een bepaald weefselvolume (voxel) te detecteren (Mukherjee et al.). Deze gegevens kunnen vervolgens worden gebruikt om structuren te onthullen, zoals zenuwvezelkanalen, die langs bepaalde vectoren zijn gerangschikt, waardoor ze kunnen worden onderscheiden van omringend weefsel (Cauley et al.). Dit kan niet worden bereikt met standaard MRI-sequenties, waarbij de afgeplatte zenuw vaak niet meer te onderscheiden is van de aangrenzende VS. Aangezien MRI de huidige manier is om VS te diagnosticeren en te karakteriseren, vormt het toevoegen van een extra DTT-sequentie aan de scan van een patiënt gelukkig geen significante belasting (slechts ongeveer 10 minuten extra scantijd om de DTT-gegevens te verkrijgen).

Verschillende groepen (Choi et al., Taoka et al., Gerganov et al., Zhang et al. en Song et al.) hebben DTT gebruikt om het verloop van de aangezichtszenuw bij patiënten met VS af te bakenen en de meerderheid heeft veel succes gemeld percentages (> 90% overeenstemming met operatieve bevindingen). Veel van deze onderzoeken maakten echter gebruik van 'deterministische' DTT, die nadelen heeft die de betrouwbaarheid ervan beperken bij het instellen van kleine vezeltrajecten met complexe geometrie. In het bijzonder is het niet in staat nauwkeurig vezels te volgen die elkaar kruisen, splitsen of samenvoegen, omdat de techniek ervan uitgaat dat aangrenzende voxels vergelijkbare vectoren hebben. Om deze beperkingen te overwinnen, stellen we voor om de nieuwere 'probabilistische' DTT-techniek te gebruiken die een vector berekent voor elke geanalyseerde voxel. Het heeft daarom het vermogen om rekening te houden met complexe geometrieën, zoals die worden aangetroffen in de aangezichtszenuw, vooral wanneer het verloop ervan sterk wordt verstoord door tumorweefsel. Zolal et al. gebruikten deze techniek bij 21 patiënten met VS, resulterend in een overeenstemmingspercentage van 81% voor de positie van de aangezichtszenuw en 33% voor de cochleaire zenuw (Zolal et al.). Er is echter een voortdurende behoefte aan verdere studies op dit gebied.

Dit project probeert de nauwkeurigheid, reproduceerbaarheid en bruikbaarheid van probabilistische DTT te verduidelijken bij het preoperatief lokaliseren van de aangezichtszenuw. Als de techniek nauwkeurig blijkt te zijn, kan deze mogelijk helpen bij preoperatieve planning en het voorkomen van aangezichtszenuwbeschadiging tijdens VS-operaties. Daarnaast tracht het project de bijbehorende praktische kwesties te verhelderen; in het bijzonder de variabiliteit tussen waarnemer/binnen waarnemer (d.w.z. of de lezende radiologen het met elkaar en zichzelf eens zijn bij het analyseren van DTT-beelden), of de aangezichtszenuwpositie gedeeltelijk kan worden afgeleid uit conventionele sequenties (vergelijk dit met DTT) en of aangrenzende zenuwen (zoals de nervus vestibulocochlearis) kunnen worden geïdentificeerd, wat kan verder helpen bij chirurgische preoperatieve planning.

HYPOTHESE:

Er wordt verondersteld dat preoperatieve geavanceerde probabilistische diffusie tensor tractografie (DTT) nauwkeurig de positie van de aangezichtszenuw ten opzichte van het extrameatale deel van een vestibulair schwannoom zal aantonen. Er wordt voorgesteld dat de nauwkeurigheid superieur zal zijn aan eerdere studies waarin deterministische DTT is gebruikt om de positie van de aangezichtszenuw aan te tonen. Deze pre-operatieve mapping heeft het potentieel om het aantal aangezichtszenuwbeschadigingen tijdens vestibulaire schwannoma-operaties te verminderen en een grotere resectie van de tumor mogelijk te maken.

STUDIE ONTWERP:

Prospectief cohort observationeel onderzoek.

Zie de relevante paragrafen voor studiegeschiktheid en uitkomstmaten.

FOTO ANALYSE

MRI Naast de standaard beeldvormingsbeoordeling zal verdere beeldanalyse offline worden uitgevoerd met behulp van MRTrix 3.0 (www.mrtrix.org) in tensor waarschijnlijkheidsmodus. De aanwezigheid van een of meer hersenzenuwbanen zal worden bepaald door hun consistente weergave na hun systematische ondervraging met variërende anisotropiedrempels. Er zal een kwalitatieve beoordeling van de positie van de hersenzenuw plaatsvinden door de omtrek van het extrameatale vestibulaire schwannoom in segmenten te verdelen. De beoordeling zal worden uitgevoerd door twee waarnemers.

Referentiestandaard:

De positie van de aangezichtszenuw ten opzichte van het extrameatale deel van het vestibulaire schwannoom zal tijdens de operatie worden beoordeeld door de omtrek van het extrameatale vestibulaire schwannoom op dezelfde manier als hierboven in meerdere segmenten te verdelen. Deze beoordeling wordt uitgevoerd onafhankelijk van de resultaten van de preoperatieve probabilistische DTT (de neurochirurg die de gegevens vastlegt, is blind voor de DTT-bevindingen).

STATISTISCHE OVERWEGINGEN

Berekening van de steekproefomvang:

Vermogensberekening gebaseerd op een steekproefomvang van 32, uitgaande van een echte kappa-coëfficiënt van 0,9; het 95% betrouwbaarheidsinterval heeft een breedte van 0,26 (0,77 - 1,03). Het aantal (32) geeft ook het aantal cases weer dat we verwachten te rekruteren over een periode van 2-3 jaar.