Klinisk studie av strukturell och funktionell utvärdering av den visuella vägen

Detaljerad beskrivning:

Studiemål

Visual pathway innehåller både strukturella och funktionella nätverk. När den påverkas av neurodegenerativa sjukdomar, neurit eller direkt mekaniskt tryck, uppstår synnedsättning på grund av skador på vägen. Tidigare studie om Parkinsons sjukdom (Dagmar H. Heep et al, Radiology, 2017) fann förlust av funktionell anslutning i bakre och paracentrala hjärnregioner, medan en studie om optisk neurit (Yael Backner et al, JAMA Neurology, 2018) visade en ökning av funktionell anslutning och något förlust av optisk fiberintegritet. Istället för simplex vilotillstånd fMRI, utredarna av denna studie syftar till att bedöma:

1. huruvida liknande förändringar i funktionellt nätverk inträffar när synvägen påverkas av chiasmakompression från tumörer i området (genom fMRI i vilotillstånd).
2. Korrelationen mellan lokal chiasma-kompression och visuell cortex-aktiveringsmönster (genom visuellt uppgiftsläge fMRI).
3. Förändringar och återhämtning av den vita substansens fiberstruktur i synvägen.

(genom diffusionstensoravbildning, DTI).

Metoddeltagare: 60 vuxna deltagare (18-60 år) kommer att skrivas in på avdelningen för neurokirurgi vid Xiangya-sjukhuset vid Central South University. Den experimentella armen kommer att bestå av 30 patienter med synnedsättningssymtom orsakade av chiasmakompression av tumörer i sellarområdet (Tumor Group, TG). Kontrollarmen kommer att bestå av 30 friska kontroller utan någon nervsystemsjukdom eller synnedsättning (Healthy Control Group, HC, kontrollarm).

Studiedesign: Transversal och Longitudinell, encenter, jämförande studie är utformad för att utvärdera funktionellt och strukturellt visuellt nätverk av tumörpatienter och friska kontroller. Studien omfattar bedömning med vilotillstånd fMRI, uppdragsstat fMRI och DTI. Patienter i den experimentella armen kommer att utvärderas med multimodal fMRI vid 3 olika kontrollpunkter (baslinje är 1 vecka preoperativ, kontrollpunkt 1 är 72 timmar efter operation, kontrollpunkt 2 är 3 månaders uppföljning). Deltagare i kontrollarm kommer endast att utvärderas en gång. Transversal jämförelse kommer att genomföras mellan preoperativa tumörpatienter och friska kontroller, medan longitudinell jämförelse kommer att göras inom tumörgruppen vid baslinjen och två andra olika kontrollpunkter.

MRT-datainsamling och analysstrategi: I denna studie förvärvas MRT-data av Siemens 3.0T Prisma-skanner, inklusive sekvenser av mprage T1, diffusionstensoravbildning, vilotillståndsfMRI och visuell stimuleringsuppgift fMRI. Longitudinell dataanalys av fMRI i vilotillstånd inkluderar funktionell anslutning (FC), amplitud av lågfrekvent fluktuation (ALFF) och regional homogenitet (REHO) för att bedöma visuellt funktionellt nätverk i båda grupperna. Dessa data kommer att analyseras med hjälp av en multivariat metod och oberoende komponentanalys (ICA). Visual tasking fMRI kommer att utföras under klassisk svart och vit "schackbräde"-simulering på varje öga. För utvärdering av strukturellt visuellt nätverk, kommer afferent synväg (optisk trakt och strålning), fiberspårning samt traktbaserad spatial statistik (TBSS) att analyseras inom båda armarna vid baslinjen, checkpoint 1 och checkpoint 2 av den experimentella armen kommer att analyseras verifiera förändring och återhämtning av synvägen efter chiasma-dekompression.

Primära resultat

1. Skillnaden i synvägsanatomi och funktionellt nätverk mellan preoperativa tumörpatienter och friska kontroller. Tumörpatienter kommer att utvärderas kliniskt genom synskärpa (VA), synfält (VF), tumörhöjd och chiasmatjocklek.
2. Verifieringen av korrelationen mellan mönster av chiasmakompression och visuell cortexaktivitet. Avslöjar skillnaden i visuella cortexaktivitetsmönster mellan båda armarna.

Sekundära resultat Under den 3 månader långa uppföljningen av patienterna i experimentarmen, observera och verifiera återhämtningsprocessen för både funktionella och strukturella visuella nätverk efter chiasma-dekompression och utvärdera dess korrelation med kliniska visuella funktionsresultat.

Statistik

1. En analys av två prov T-test mellan de två grupperna kommer att utföras för att bedöma skillnaden mellan FC, REHO, ALFF och visuella cortex aktivitetsmönster mellan vilotillståndsdata och data från den visuella uppgiften för TG och HC.
2. En variansanalys (ANOVA) inom TG-gruppen kommer att utföras för att bedöma förändringarna och återhämtningen av FC, REHO, ALFF och visuella cortex aktivitetsmönster via vilotillståndsdata och data från den visuella uppgiftens data.

Korrelationer kommer att undersökas mellan multimodala fMRI-parametrar (både funktionella och strukturella) och kliniska kriterier (t.ex. VA, VF, tumörstorlek, visuellt resultat, etc).