Rol van diffusie MRI-tractografie in endoscopische endonasale schedelbasischirurgie

Met behulp van een geïntegreerd neuroimaging- en neurochirurgieprotocol is het mogelijk om verschillende expertises samen te voegen in een synergetisch kader om een patiëntspecifieke tumorresectiechirurgie op maat te maken. Met behulp van MRI-tractografie is het mogelijk om dislocatie van de witte stof en tumorafstand te visualiseren. De veelzijdigheid ervan in glioomchirurgie is vastgesteld en kan ook worden toegepast bij medicijnresistente focale epilepsie.

De integratie van geavanceerde neuroimaging-technieken in endoscopische endonasale chirurgie voor hypofyse-, diencefalische en schedeltumoren is effectief in het verhogen van de chirurgische veiligheid, het verminderen van de complicaties en het verbeteren van de patiëntresultaten en kwaliteit van leven. MRI-tractografie in combinatie met taak fMRI maakt het mogelijk om de structurele en functionele reorganisatie van de hersenen na de operatie te volgen. Bovendien is correlatie met klinische uitkomsten nuttig voor klinische en onderzoeksvoorstellen.

Zowel endoscopische endonasale chirurgie als geavanceerde neuroimaging vereisen een lange trainingsperiode. We stellen een waarnemerschap of een fellowship voor in academische tertiaire verwijzingscentra waar deze technieken worden geïmplementeerd. Door middel van zichtbare demonstratie is het mogelijk om de stappen van deze methode te maken die nog niet gestandaardiseerd zijn en om duidelijk te maken hoe verschillende expertises te integreren.

Met behulp van een gestandaardiseerde multimodale MRI-protocol high-field scanner, verkrijg hoge resolutie en volumetrische anatomische sequenties met behulp van T1-gewogen pre- en post-gadolinium contrastmiddel toediening en FLAIR T2-gewogen beeldvorming. Verkrijg continue sagittale plakjes die een isotrope resolutie bieden van een één voor één kubieke millimeter scantijd van ongeveer vijf minuten per reeks. Verkrijg een T2-gewogen sequentie met hoge resolutie om het tumorgebied te lokaliseren voor hersenzenuwvisualisatie met de volumetrische constructieve interferentie en steady-state voxeldimensie van 0,5 bij 0,5 bij 0,5 kubieke millimeter en een scantijd van ongeveer negen minuten.

Verkrijg diffusiegewogen sequenties met behulp van single shot echo planaire beelden, een voxeldimensie van twee bij twee bij twee kubieke millimeter, 64 magnetische gradiëntrichtingen met een B-waarde van 2.000 seconden per vierkante millimeter, echotijd van 98 milliseconden en 4.300 milliseconden ontspanningstijd. Verkrijg vijf volumes met een nul B-waarde aan het begin van de diffusiegewogen acquisitie met de fasecoderingsrichting ingesteld op voor-achter en en een scantijd van vijf minuten. Verkrijg vervolgens drie volumes met een nul B-waarde, maar omgekeerde posterieure-anterieure fasecoderingsrichting om eventuele beeldvervormingen als gevolg van de echoplanaire beeldacquisitie en een scantijd van 42 seconden te corrigeren.

Continue bijna axiale plakjes worden verkregen. Voor segmentatie van de tumor laadt u de beelden in de ITK-SNAP-software en inspecteert u de tumor in de t1. nii, flair.

nii, en t1_contrast. nii beelden. Selecteer vervolgens het anatomische vlak dat u wilt volgen bij het tekenen van de laesie.

Voor tractografische analyse van de gesegmenteerde tumor voert u de fsl-dtifit-functie uit om diffusiviteit in de verschillende ruimtelijke richtingen te modelleren en de fa. nii, md. ii, en v1.

nii diffusie tensor kaarten. Evalueer de diffusie-tensorbeeldvormingskaarten om abnormale diffusiviteitswaarden te beoordelen die kunnen optreden in de aanwezigheid van tumoroedeem of infiltratie en selecteer de seed_image en neem opties op op basis van a priori anatomische kennis om een zaaddoelbenadering toe te passen. Teken vervolgens handmatig interessante gebieden om het zaad of doel voor tractografie in te stellen.

Gebruik voor een nauwkeurige beschrijving van de diffusie-tensorbeeldparameters het lange tractusalgoritme, zoals het op MATLAB gebaseerde algoritme dat de oppervlaktekanaalgeometrie modelleert met de Laplaciaanse operatoreigenschappen. Om de 3D-volumerendering te visualiseren, klikt u in de Surf Ice-software op bestand en opent u in het opdrachtvenster en selecteert u het obj-bestand. Voordat u de procedure plant, voert u een neurologisch lichamelijk onderzoek uit met een verzameling anamnestische informatie over gewichtstoename, het hongergevoel, continue monitoring van de rectale temperatuur om de twee minuten gedurende 24 uur en een 24-uurs slaap / waakcyclusregistratie.

Op basis van de resultaten van tumorsegmentatie en de relatie met de functionele welsprekende neurale structuren, bespreek de kandidatuur van de patiënt voor chirurgie in een collegiale teamvergadering om de meest geschikte chirurgische aanpak te bepalen. Na het selecteren van de chirurgische gang met het meest minimale risico op letsel aan de neurale structuren, definieert u het veilige resectiegebied voor elk geval, waarbij de kritieke neurale structuur wordt gelokaliseerd waaronder de nabijheid van de resectie moet worden gestopt om permanente schade te voorkomen. Voeg vervolgens de meest relevante MRI-sequenties samen en importeer de sequenties, inclusief de tractografiereconstructies, in het neuronavigatiesysteem van de operatieve fase.

Voordat u met de procedure begint, selecteert u de elektromagnetische registratiemodaliteit van de hersenchirurgie. Registreer het neuronavigatiesysteem op de patiënt, gebruik een gratis trackingtechniek of externe markers en controleer de nauwkeurigheid van de bereikte registratie, waarbij de positie van de externe markers op de geïmporteerde MRI wordt gecontroleerd. Wanneer de patiënt klaar is, gebruikt u een nulgradenendoscoop om de neusklep te oogsten.

Voer vervolgens een voorste sphenoidectomie en een posterieure septostomie en ethmoidectomie uit, waarbij het middelste turbinaat mogelijk wordt bewaard. Open de kelder en tuberculum botten. Maak na coagulatie van de superieure intracavernous sinus een H-vormige incisie in de dura-laag.

Verlaat de tumor door het arachnoïdale vlak en de-bulk centraal de tumor. Verwijder het tumorkapsel uit de omliggende diecefale neurale structuren en gebruik schuine optica om de chirurgische holte te verkennen voor eventuele resterende stukjes tumor. Wanneer de hele tumor is verwijderd, gebruikt u een intradurale intracraniale laag durale substituut om de osteo-meningeale opening te sluiten.

Plaats vervolgens een extradurale intracraniale laag durale vervanger met buikvet en uiteindelijk bot en bedek de sluiting met de neusfop. Bij deze representatieve patiënt toonde MRI van de hersenen een suprasellar tumor die de optochiasmatische cisterne bezette en de derde ventrikel binnendrong met een onregelmatige polycystische morfologie. De tractografie van de optische route en bilaterale optische hersenzenuwen werden gereconstrueerd, maar gevoeligheidsartefacten binnen het grensvlak tussen de hersenbotten en bloedvaten maakten geen volledige reconstructie mogelijk van de vezels die het optische chiasme met de oogzenuwen verbinden.

Onderzoek van het piramidale tractusdiffusiviteitsprofiel en een lange tractusdiffusie tensor imaging map statistieken toonden de aanwezigheid van een focale FLAIR T2-gewogen hyperintensiteit op het niveau van de rechter achterste ledemaat van de interne capsule, wat overeenkomt met een toename van 5% van de rechter gemiddelde diffusiviteitsmaat in vergelijking met de linkerkant. Met behulp van een endoscopische endonasale verlengde transplantatie transtuberculum benadering, werd de tumor centraal gedebuleerd in combinatie met de drainatie van de cystische component. Het craniofaryngioom kon vervolgens geleidelijk worden losgemaakt van de neurale structuren om de arachnoïde als splitsingsvlak aan te nemen.

Aan het einde van de operatie werd volledige tumorverwijdering met behoud van de hypothalamische anatomie bereikt. Het herstel van het osteo-durale defect werd vervolgens uitgevoerd met behulp van buikvet en de neusflap. Drie maanden na de operatie werd een volledige tumorverwijdering zonder restant of recidief waargenomen.

In de preoperatieve work-up zijn de meest relevante stappen: een nauwkeurige diffusie-gewogen sequenties acquisitie en tumorsegmentatie. Tijdens de operatie is het belangrijkste punt een nauwkeurige identificatie van de neurale structuren. De visualisatie van de neurale structuren die door deze methode worden geboden, kan worden toegepast voor alle schedelgebaseerde regio's, waardoor het risico op permanente handicaps voor veel andere tumoren wordt verminderd.

De tractografische reconstructie van hersenzenuwen en neuroroutes kan ons begrip van de relatie tussen tumoren en de structuren vergemakkelijken, waardoor mogelijk een innovatieve uitkomstvoorspeller voor de symptomen van de patiënt wordt geboden.