Användning av DTT för att definiera ansiktsnervens position vid vestibulära schwannom

BAKGRUND OCH BAKGRUND Vestibulära schwannom (VS) är tumörer i perifera nervhölje som uppstår från den vestibulokokleära nerven, som kommer ut från hjärnstammen vid basen av hjärnan och kommer in i strukturerna i innerörat via en liten benkanal i skallen (inre hörselkött). ). VS står för 8 % (Johnson J et al.) av intrakraniella tumörer och, även om de är benigna, kan dessa tumörer växa vilket resulterar i flera potentiellt försvagande symtom, inklusive hörselnedsättning, yrsel, tinnitus, ansiktsförlamning och hjärnhinneinflammation. Vidare kan stora tumörer orsaka kompression på hjärnstammen, vilket i vissa fall kan få livshotande konsekvenser (Johnson J et al.). Därför erbjuds patienter som diagnostiserats med större tumörer (>1,5 cm extrameatal komponent) ofta kirurgisk resektion (i motsats till konservativ behandling eller stereotaktisk strålkirurgi). I takt med att kirurgiska tekniker har förbättrats har målet för kirurgi breddats till att omfatta inte bara borttagning av tumörer utan också bevarande av funktionen hos nerverna som är involverade i VS. Speciellt syftar kirurgisk resektion till att bevara funktionen hos ansiktsnerven, ansvarig för att innervera ansiktsuttrycksmusklerna, och som löper längs med den vestibulokokleära nerven och ofta förskjuts och tillplattas av VS. Med tanke på dess inbördes placering löper ansiktsnerven hög risk för skada under operationen. Skada på ansiktsnerven (och därav följande försvagande ansiktssvaghet eller förlamning) är en allvarlig potentiell risk för vestibulär schwannom (VS) operation. Men för närvarande är det enda sättet att undvika nervskador en kombination av noggrann kirurgisk teknik och användning av en ansiktsnervmonitor (en enhet som kan upptäcka aktivitet i ansiktsmusklerna när den stimuleras av en kirurghållen sond); men trots detta kan ansiktsnerven skadas fortfarande. I själva verket, tills kirurgen börjar operera, är förloppet av ansiktsnerven okänd. I en stor serie (>1000 kirurgiska fall) av Sampath et al., fann man positionen för ansiktsnerven oftast på den främre mittdelen av tumören; men i en mindre andel av fallen låg nerven på 1 av 7 ytterligare platser (Sampath et al.). Därför följer det att preoperativ upptäckt och identifiering av ansiktsnervens förlopp skulle vara extremt användbart för att styra kirurgi och minska den potentiella risken för neuronal skada.

Det finns nu ett potentiellt sätt att på ett icke-invasivt sätt identifiera ansiktsnervens förlopp med hjälp av avancerade tillämpningar av magnetisk resonanstomografi (MRI). Detta innebär att man använder en teknik som kallas diffusionstensortraktografi (DTT), som har kapacitet att detektera diffusivitetens riktning (vektor) i en viss vävnadsvolym (voxel) (Mukherjee et al.). Dessa data kan sedan användas för att avslöja strukturer, såsom nervfibrer, som är arrangerade längs specifika vektorer, vilket gör att de kan differentieras från omgivande vävnad (Cauley et al.). Detta kan inte uppnås med standard MRI-sekvenser, där den tillplattade nerven ofta blir omöjlig att skilja från den intilliggande VS. Lyckligtvis, eftersom MRT representerar det nuvarande sättet att diagnostisera och karakterisera VS, innebär att lägga till en ytterligare DTT-sekvens till en patients skanning inte en betydande börda (endast cirka 10 extra minuters skanningstid för att skaffa DTT-data).

Flera grupper (Choi et al., Taoka et al., Gerganov et al., Zhang et al. och Song et al.) har använt DTT för att avgränsa förloppet av ansiktsnerven hos patienter med VS och majoriteten har rapporterat stor framgång frekvenser (>90 % överensstämmelse med operativa fynd). Men många av dessa studier använde "deterministisk" DTT, som har nackdelar som begränsar dess tillförlitlighet i inställningen av små fiberområden med komplex geometri. I synnerhet är det oförmöget att exakt spåra fibrer som korsar, delar sig eller smälter samman eftersom tekniken antar att intilliggande voxlar har liknande vektorer. För att övervinna dessa begränsningar föreslår vi att man använder den nyare "probabilistiska" DTT-tekniken som beräknar en vektor för varje voxel som analyseras. Den har därför kapacitet att redogöra för komplexa geometrier, såsom de som påträffas i ansiktsnerven, särskilt där dess förlopp är kraftigt förvrängt av tumörvävnad. Zolal et al. använde denna teknik på 21 patienter med VS, vilket resulterade i en överensstämmelsegrad på 81 % för positionen av ansiktsnerven och 33 % för cochleanerven (Zolal et al.). Det finns dock ett pågående behov av ytterligare studier inom detta område.

Detta projekt syftar till att klargöra noggrannheten, reproducerbarheten och användbarheten av probabilistisk DTT vid lokalisering av ansiktsnerven preoperativt. Om tekniken visar sig vara korrekt, kommer den potentiellt att hjälpa till med preoperativ planering och undvikande av ansiktsnervskada under VS-kirurgi. Dessutom syftar projektet till att klargöra relaterade praktiska frågor; i synnerhet inter-observatör/intra-observatör-variabiliteten (dvs. om de läsande radiologerna är överens med varandra och sig själva när de analyserar DTT-bilder), om ansiktsnervens position delvis kan härledas till konventionella sekvenser (jämför detta med DTT) och om intilliggande nerver (som den vestibulokokleära nerven) kan identifieras, vilket kan ytterligare hjälpa till med kirurgisk preoperativ planering.

HYPOTES:

Det antas att preoperativ avancerad probabilistisk diffusionstensortraktografi (DTT) exakt kommer att demonstrera ansiktsnervens position i förhållande till den extrameatal delen av ett vestibulärt schwannom. Det föreslås att noggrannheten kommer att vara överlägsen tidigare studier där deterministisk DTT har använts för att visa ansiktsnervens position. Denna preoperativa kartläggning har potential att minska frekvensen av ansiktsnervskada under vestibulär schwannomkirurgi och möjliggöra ökad resektion av tumören.

STUDERA DESIGN:

Prospektiv kohortobservationsstudie.

För studiebehörighet och resultatmått, se relevanta avsnitt.

BILDANALYS

MRT Utöver standardavbildningsbedömning kommer ytterligare bildanalys att utföras offline med MRTrix 3.0 (www.mrtrix.org) i tensorsannolikhetsläge. Närvaron av en eller flera kranialnerver kommer att bestämmas av deras konsekventa skildring efter deras systematiska förhör med varierande anisotropitrösklar. Det kommer att göras en kvalitativ bedömning av kranialnervens position kommer att uppnås genom att dela upp omkretsen av det extrameatala vestibulära schwannomet i segment. Bedömningen kommer att utföras av två observatörer.

Referensstandard:

Positionen för ansiktsnerven med avseende på den extrameatala delen av det vestibulära schwannomet kommer att bedömas vid operationen kommer att uppnås genom att dela upp omkretsen av det extrameatala vestibulära schwannomet i flera segment på samma sätt som ovan. Denna bedömning kommer att göras oberoende av resultaten av den preoperativa probabilistiska DTT (neurokirurgen som registrerar data kommer att bli blind för DTT-fynd).

STATISTISKA ÖVERVÄGANDEN

Provstorleksberäkning:

Effektberäkning baserad på en provstorlek på 32, med antagande av en sann kappa-koefficient på 0,9; 95 % konfidensintervall kommer att ha en bredd på 0,26 (0,77 - 1,03). Antalet (32) speglar också antalet ärenden som vi räknar med att rekrytera under en 2-3 års period.