Bruk av DTT for å definere ansiktsnerveposisjon i vestibulære schwannomer

BAKGRUNN OG RASJON Vestibulære schwannomer (VS) er svulster i perifere nerveskjede som oppstår fra den vestibulocochleære nerven, som kommer ut fra hjernestammen ved bunnen av hjernen og kommer inn i strukturene i det indre øret via en liten beinkanal i skallen (intern auditiv kjøttkant). ). VS står for 8 % (Johnson J et al.) av intrakranielle svulster, og selv om de er godartede, kan disse svulstene vokse og resultere i flere potensielt svekkende symptomer, inkludert hørselstap, svimmelhet, tinnitus, ansiktslammelse og meningitt. Videre kan store svulster forårsake kompresjon på hjernestammen, som i noen tilfeller kan ha livstruende konsekvenser (Johnson J et al.). Derfor blir pasienter diagnostisert med større svulster (>1,5 cm ekstrameatal komponent) ofte tilbudt kirurgisk reseksjon (i motsetning til konservativ behandling eller stereotaktisk radiokirurgi). Etter hvert som kirurgiske teknikker har blitt bedre, har målet med kirurgi utvidet seg til å omfatte ikke bare fjerning av svulster, men også bevaring av funksjonen til nervene som er involvert av VS. Spesielt har kirurgisk reseksjon som mål å bevare funksjonen til ansiktsnerven, som er ansvarlig for innervering av ansiktsuttrykksmusklene, og som løper langs den vestibulokokleære nerven og ofte forskyves og flates ut av VS. Gitt dens sidestilling, har ansiktsnerven høy risiko for skade under operasjonen. Skade på ansiktsnerven (og påfølgende svekkende ansiktssvakhet eller lammelse) er en alvorlig potensiell risiko for vestibulær schwannom (VS) kirurgi. Men for tiden er den eneste måten å unngå nerveskade på en kombinasjon av grundig kirurgisk teknikk og bruk av en ansiktsnervemonitor (en enhet som kan oppdage aktivitet i ansiktsmusklene når den stimuleres av en kirurgholdt sonde); men til tross for dette kan ansiktsnerveskade fortsatt forekomme. Faktisk, inntil kirurgen begynner å operere, er forløpet til ansiktsnerven ukjent. I en stor serie (>1000 kirurgiske tilfeller) av Sampath et al., ble posisjonen til ansiktsnerveposisjonen funnet oftest på den fremre midtre delen av svulsten; Men i en mindre andel av tilfellene lå nerven på 1 av 7 ekstra lokasjoner (Sampath et al.). Derfor følger det at preoperativ påvisning og identifikasjon av forløpet til ansiktsnerven ville være ekstremt nyttig for å veilede kirurgi og redusere den potensielle risikoen for nevronal skade.

Det eksisterer nå et potensielt middel for ikke-invasivt å identifisere forløpet til ansiktsnerven ved hjelp av avanserte applikasjoner av magnetisk resonansavbildning (MRI). Dette innebærer å bruke en teknikk kjent som diffusjonstensortraktografi (DTT), som har kapasitet til å oppdage retningen (vektor) av diffusivitet i et bestemt volum av vev (voxel) (Mukherjee et al.). Disse dataene kan deretter brukes til å avsløre strukturer, for eksempel nervefiberkanaler, som er arrangert langs bestemte vektorer, slik at de kan differensieres fra omgivende vev (Cauley et al.). Dette kan ikke oppnås ved bruk av standard MR-sekvenser, der den flate nerven ofte ikke kan skilles fra den tilstøtende VS. Heldigvis, siden MR representerer den nåværende metoden for å diagnostisere og karakterisere VS, representerer det ikke en betydelig belastning å legge til en ekstra DTT-sekvens til en pasients skanning (bare ca. 10 ekstra minutter med skanningstid for å innhente DTT-dataene).

Flere grupper (Choi et al., Taoka et al., Gerganov et al., Zhang et al. og Song et al.) har brukt DTT for å avgrense forløpet til ansiktsnerven hos pasienter med VS og flertallet har rapportert stor suksess rater (>90 % samsvar med operative funn). Imidlertid brukte mange av disse studiene "deterministisk" DTT, som har ulemper som begrenser påliteligheten i innstillingen av små fiberkanaler med kompleks geometri. Spesielt er den ikke i stand til nøyaktig å spore fibre som krysser, deler seg eller smelter sammen fordi teknikken antar at tilstøtende voksler har lignende vektorer. For å overvinne disse begrensningene, foreslår vi å bruke den nyere 'sannsynlige' DTT-teknikken som beregner en vektor for hver voxel som er analysert. Den har derfor kapasitet til å redegjøre for komplekse geometrier, slik som de man møter i ansiktsnerven, spesielt der dens forløp er sterkt forvrengt av tumorvev. Zolal et al. brukte denne teknikken hos 21 pasienter med VS, noe som resulterte i en samsvarsrate på 81 % for posisjonen til ansiktsnerven og 33 % for cochleanerven (Zolal et al.). Det er imidlertid et løpende behov for videre studier på dette området.

Dette prosjektet søker å klargjøre nøyaktigheten, reproduserbarheten og praktiske funksjonene til probabilistisk DTT ved lokalisering av ansiktsnerven preoperativt. Hvis teknikken viser seg nøyaktig, vil den potensielt hjelpe med preoperativ planlegging og unngåelse av ansiktsnerveskade under VS-kirurgi. I tillegg søker prosjektet å avklare tilhørende praktiske problemstillinger; spesielt inter-observatør/intra-observatør-variabiliteten (dvs. om de lesende radiologene er enige med hverandre og seg selv når de analyserer DTT-bilder), om ansiktsnerveposisjonen delvis kan utledes av konvensjonelle sekvenser (sammenligner dette med DTT) og om tilstøtende nerver (som den vestibulokokleære nerven) kan identifiseres, som kan hjelpe ytterligere med kirurgisk preoperativ planlegging.

HYPOTESE:

Det antas at preoperativ avansert probabilistisk diffusjonstensortraktografi (DTT) nøyaktig vil demonstrere posisjonen til ansiktsnerven i forhold til den ekstrameatale delen av et vestibulært schwannom. Det foreslås at nøyaktigheten vil være overlegen tidligere studier der deterministisk DTT har blitt brukt for å demonstrere posisjonen til ansiktsnerven. Denne preoperative kartleggingen har potensial til å redusere frekvensen av ansiktsnerveskade under vestibulær schwannoma-kirurgi og tillate økt reseksjon av svulsten.

STUDERE DESIGN:

Prospektiv kohortobservasjonsstudie.

For studiekvalifikasjon og resultatmål, se de relevante avsnittene.

BILDEANALYSE

MR I tillegg til standard bildevurdering, vil ytterligere bildeanalyse utføres offline ved bruk av MRTRix 3.0 (www.mrtrix.org) i tensor-sannsynlighetsmodus. Tilstedeværelsen av en eller flere kranienervekanaler vil bli bestemt av deres konsistente avbildning etter deres systematiske avhør med varierende anisotropi-terskler. Det vil være en kvalitativ vurdering av kranienerveposisjonen vil bli oppnådd ved å dele omkretsen av det ekstrameatale vestibulære schwannomet i segmenter. Vurderingen vil bli utført av to observatører.

Referansestandard:

Posisjonen til ansiktsnerven i forhold til den ekstrameatale delen av vestibulær schwannom vil bli vurdert ved operasjon vil bli oppnådd ved å dele omkretsen av ekstrameatale vestibulære schwannom i flere segmenter på samme måte som ovenfor. Denne vurderingen vil bli gjort uavhengig av resultatene av den preoperative sannsynlige DTT (nevrokirurgen som registrerer dataene vil bli blindet for DTT-funnene).

STATISTISKE HENSYN

Eksempelstørrelsesberegning:

Effektberegning basert på en prøvestørrelse på 32, forutsatt en sann kappa-koeffisient på 0,9; 95 % konfidensintervallet vil ha en bredde på 0,26 (0,77 - 1,03). Antallet (32) gjenspeiler også antall saker som vi forventer å rekruttere over en 2-3 års periode.