Wykorzystanie DTT do określenia pozycji nerwu twarzowego w nerwiakach nerwu przedsionkowego

TŁO I UZASADNIENIE Nerwiaki nerwu przedsionkowego (VS) to guzy osłonek nerwów obwodowych wywodzące się z nerwu przedsionkowo-ślimakowego, który wyłania się z pnia mózgu u podstawy mózgu i wchodzi do struktur ucha wewnętrznego przez mały kanał kostny w czaszce (wewnętrzny przewód słuchowy ). VS stanowią 8% (Johnson J i wsp.) guzów wewnątrzczaszkowych i chociaż guzy te są łagodne, mogą rosnąć, powodując kilka potencjalnie wyniszczających objawów, w tym utratę słuchu, zawroty głowy, szum w uszach, porażenie twarzy i zapalenie opon mózgowych. Ponadto duże guzy mogą powodować ucisk na pień mózgu, co w niektórych przypadkach może mieć konsekwencje zagrażające życiu (Johnson J i in.). Dlatego pacjentom z rozpoznaniem większych guzów (>1,5 cm komponenty pozamięsnej) często proponuje się resekcję chirurgiczną (w przeciwieństwie do leczenia zachowawczego lub radiochirurgii stereotaktycznej). Wraz z poprawą technik chirurgicznych cel operacji poszerzył się, obejmując nie tylko usuwanie guza, ale także zachowanie funkcji nerwów objętych VS. W szczególności resekcja chirurgiczna ma na celu zachowanie funkcji nerwu twarzowego, odpowiedzialnego za unerwienie mięśni mimicznych, biegnącego wzdłuż nerwu przedsionkowo-ślimakowego i często przemieszczonego i spłaszczonego przez VS. Biorąc pod uwagę jego zestawienie, nerw twarzowy jest narażony na duże ryzyko urazu podczas operacji. Uraz nerwu twarzowego (i w konsekwencji osłabiające osłabienie twarzy lub porażenie) stanowi poważne potencjalne ryzyko operacji nerwiaka przedsionkowego (VS). Jednak obecnie jedyny sposób na uniknięcie uszkodzenia nerwów polega na połączeniu skrupulatnej techniki chirurgicznej i monitora nerwu twarzowego (urządzenia, które może wykrywać aktywność mięśni twarzy, gdy są stymulowane przez sondę trzymaną przez chirurga); jednak pomimo tego nadal może wystąpić uszkodzenie nerwu twarzowego. Rzeczywiście, dopóki chirurg nie rozpocznie operacji, przebieg nerwu twarzowego jest nieznany. W dużej serii (>1000 przypadków chirurgicznych) przeprowadzonej przez Sampatha i wsp. położenie nerwu twarzowego stwierdzano najczęściej w przedniej środkowej części guza; jednak w mniejszym odsetku przypadków nerw znajdował się w 1 z 7 dodatkowych lokalizacji (Sampath i in.). Wynika z tego, że przedoperacyjne wykrywanie i identyfikacja przebiegu nerwu twarzowego byłaby niezwykle przydatna do kierowania operacją i zmniejszania potencjalnego ryzyka uszkodzenia neuronów.

Istnieje obecnie potencjalny sposób nieinwazyjnej identyfikacji przebiegu nerwu twarzowego przy użyciu zaawansowanych aplikacji rezonansu magnetycznego (MRI). Wiąże się to z wykorzystaniem techniki znanej jako traktografia tensora dyfuzji (DTT), która ma zdolność wykrywania kierunku (wektora) dyfuzyjności w określonej objętości tkanki (wokselu) (Mukherjee i in.). Dane te można następnie wykorzystać do ujawnienia struktur, takich jak ciągi włókien nerwowych, które są rozmieszczone wzdłuż określonych wektorów, umożliwiając ich odróżnienie od otaczającej tkanki (Cauley i in.). Nie można tego osiągnąć za pomocą standardowych sekwencji MRI, w których spłaszczony nerw często staje się nie do odróżnienia od sąsiedniego VS. Na szczęście, ponieważ MRI stanowi obecny sposób diagnozowania i charakteryzowania VS, dodanie dodatkowej sekwencji DTT do skanu pacjenta nie stanowi znacznego obciążenia (tylko około 10 dodatkowych minut czasu skanowania w celu uzyskania danych DTT).

Kilka grup (Choi i wsp., Taoka i wsp., Gerganov i wsp., Zhang i wsp. oraz Song i wsp.) wykorzystało DTT do wyznaczenia przebiegu nerwu twarzowego u pacjentów z VS i większość zgłosiła wysoki sukces częstości (>90% zgodności z wynikami operacyjnymi). Jednak wiele z tych badań wykorzystywało „deterministyczną” DTT, która ma wady ograniczające jej niezawodność w ustawianiu małych ciągów światłowodowych o złożonej geometrii. W szczególności nie jest w stanie dokładnie śledzić włókien, które się krzyżują, rozdzielają lub łączą, ponieważ technika ta zakłada, że ​​sąsiednie woksele mają podobne wektory. Aby przezwyciężyć te ograniczenia, proponujemy użycie nowszej „probabilistycznej” techniki DTT, która oblicza wektor dla każdego analizowanego woksela. W związku z tym może uwzględniać złożone geometrie, takie jak spotykane w nerwie twarzowym, szczególnie tam, gdzie jego przebieg jest silnie zniekształcony przez tkankę nowotworową. Zolala i in. zastosowali tę technikę u 21 pacjentów z VS, uzyskując stopień zgodności na poziomie 81% dla położenia nerwu twarzowego i 33% dla nerwu ślimakowego (Zolal i wsp.). Istnieje jednak ciągła potrzeba dalszych badań w tej dziedzinie.

Ten projekt ma na celu wyjaśnienie dokładności, odtwarzalności i praktyczności probabilistycznej DTT w lokalizowaniu nerwu twarzowego przed operacją. Jeśli technika okaże się dokładna, potencjalnie pomoże w planowaniu przedoperacyjnym i uniknięciu uszkodzenia nerwu twarzowego podczas operacji VS. Ponadto projekt ma na celu wyjaśnienie powiązanych kwestii praktycznych; w szczególności zmienność między obserwatorami/wewnątrz obserwatora (tj. czy radiolodzy czytający zgadzają się ze sobą i między sobą podczas analizy obrazów DTT), czy położenie nerwu twarzowego można częściowo wywnioskować z konwencjonalnych sekwencji (porównując to z DTT) oraz czy można zidentyfikować sąsiednie nerwy (takie jak nerw przedsionkowo-ślimakowy), co może dodatkowo pomóc w chirurgicznym planowaniu przedoperacyjnym.

HIPOTEZA:

Przypuszcza się, że przedoperacyjna zaawansowana probabilistyczna traktografia tensora dyfuzji (DTT) dokładnie wykaże położenie nerwu twarzowego względem pozamięśniowej części nerwiaka nerwu przedsionkowego. Proponuje się, aby dokładność była lepsza niż w poprzednich badaniach, w których zastosowano deterministyczny DTT do wykazania położenia nerwu twarzowego. To przedoperacyjne mapowanie może potencjalnie zmniejszyć częstość uszkodzeń nerwu twarzowego podczas operacji nerwiaka nerwu przedsionkowego i pozwolić na większą resekcję guza.

PROJEKT BADANIA:

Prospektywne kohortowe badanie obserwacyjne.

Aby zapoznać się z kwalifikacjami do badania i miernikami wyników, zobacz odpowiednie sekcje.

ANALIZA OBRAZU

MRI Oprócz standardowej oceny obrazowania, dalsza analiza obrazu zostanie przeprowadzona offline przy użyciu MRTrix 3.0 (www.mrtrix.org) w trybie prawdopodobieństwa tensorowego. Obecność jednego lub więcej dróg nerwów czaszkowych zostanie określona na podstawie ich spójnego obrazu po ich systematycznym badaniu z różnymi progami anizotropii. Dokonana zostanie jakościowa ocena położenia nerwów czaszkowych poprzez podzielenie obwodu nerwiaka nerwu przedsionkowego pozajelitowego na segmenty. Oceny dokona dwóch obserwatorów.

Norma referencyjna:

Położenie nerwu twarzowego względem pozamęskowej części nerwiaka nerwu przedsionkowego zostanie ocenione podczas operacji, która zostanie osiągnięta przez podzielenie obwodu nerwiaka nerwu przedsionkowego poza mięsem na wiele segmentów w taki sam sposób jak powyżej. Ocena ta zostanie przeprowadzona niezależnie od wyników przedoperacyjnej probabilistycznej DTT (neurochirurg rejestrujący dane nie będzie wiedział o wynikach DTT).

UWAGI STATYSTYCZNE

Obliczenie wielkości próbki:

Obliczenia mocy w oparciu o wielkość próby 32, przy założeniu rzeczywistego współczynnika kappa 0,9; 95% przedział ufności będzie miał szerokość 0,26 (0,77 - 1,03). Liczba (32) odzwierciedla również liczbę spraw, których spodziewamy się zatrudnić w okresie 2-3 lat.