内視鏡内視鏡頭蓋基外科における拡散MRIトラクトグラフィーの役割

Summary

頭蓋骨基腫瘍の内視鏡的内視鏡手術に至る患者ワークアップに拡散MRIトラクトグラフィーを統合するプロトコルを提示する。術前および術中段階においてこれらの神経イメージング研究を採用するための方法について説明する。

Abstract

内視鏡内視鏡手術は、複雑な頭蓋骨の基底腫瘍の管理において顕著な役割を果たしている。これは、脳の引き込みおよび神経血管操作を回避し、鼻腔に代表される自然な解剖学的頭蓋外路を介して良性および悪性病変の大規模なグループの切除を可能にする。これは、患者の迅速な臨床回復と永久的な神経学的後遺症のリスクが低く、従来の頭蓋骨ベース手術の主な注意点を表す。この手術は、主に術前の神経イメージングに基づいて、周囲の神経構造との特徴と関係を考慮して、それぞれの特定のケースに合わせて調整する必要があります。トラクトグラフィーなどの高度なMRI技術は、神経ナビゲーションシステムに含まれる信頼性の高い再構築を生成するための長くて複雑なプロセスという技術的な問題のために、頭蓋骨ベース手術で採用されることはほとんどありませんでした。

本論文は、この機関で実施されるプロトコルを提示し、神経外科医と神経イメージングチーム(神経科医、神経放射線科医、神経心理学者、物理学者、バイオエンジニア)との相乗的な協力とチームワークを強調し、各患者に最適な治療法を選択し、外科的結果を改善し、この分野における個別化医療の進歩を追求することを目的とする。

Introduction

前経路を通って頭蓋骨の基幹正線およびパラメディアン領域に接近する可能性は、鼻窩を自然腔として採用し、1^世紀以上前にさかのぼる長い歴史を有する。しかし、過去20年間で、視覚化と手術技術は、これらの領域のパノラマと詳細な2D / 3Dビューを外科医に与える内視鏡の(1)^{導入による髄}膜腫、脊索腫、軟骨肉腫、および頭蓋咽頭腫などの最も複雑な腫瘍の治療を含む可能性を拡大するのに十分に改善されました。 (2)術中神経ナビゲーションシステムの開発、および(3)専用の手術器具の実装。Kassamらによって苦労して示され、複数のレビューとメタ分析によって確認されるように、この外科的アプローチの利点は、主に挑戦的な頭蓋骨ベース腫瘍を切除する機会によって表され、直接的な脳の引き込みや神経操作を避け、外科的合併症および長期的な神経学的および視覚的後遺のリスクを減少させる^{。 5、6}、^{7、8、9、10、}11^、12。

複数の頭蓋骨ベースおよび下垂体- 脳症性腫瘍の場合、理想的な外科的目標は、患者の生活の質を維持するための神経機能の保存と神経機能の保存と可能な最も広範な腫瘍除去に過去数年間で変更されました^3.この制限は、放射線療法(適切な場合には陽子または炭素イオンなどの巨大な粒子を採用する)などの革新的かつ効果的なアジュバント治療によって補償され得るとともに、選択された新生物に対しては、CRAF/MEK経路の阻害剤としての化学療法によって、CRAF/MEK経路をクラニオヒリンギオマース^13,14,15に対して行^う。

しかし、これらの目標を追求するためには、術前の注意深い評価が重要であり、各症例の特定の特徴²に合わせて外科戦略を調整する。ほとんどのセンターでは、MRI術前プロトコルは、通常、病変の形態学的特徴を提供する標準的な構造配列でのみ行われる。しかし、これらの技術を用いて、確実に隣接する構造を有する腫瘍の解剖学的関係を確実に評価することは必ずしも可能ではない^。さらに、各患者は、拡散MRIトラクトグラフィーおよび機能MRI(fMRI)でのみ検出可能な異なる病理誘発機能再編成プロファイルを提示し得るが、これは手術計画及び術中ステップ^16、17の両方で指導を提供するために使用することができる。

現在、fMRIは脳機能活性および接続性をマッピングするための最も一般的に使用される神経イメージングモダリティであり、外科計画^18,19のガイダンスとして^、患者の転帰を改善するための^{ガイダンスとして20。}タスクベースのfMRIは、特定のタスクのパフォーマンス(例えば、指のタッピング、音素流流性)に機能的に関与する「雄弁な」脳領域を同定するための選択のモダリティであるが、頭蓋骨の基礎腫瘍の研究には適用されない。

拡散MRIトラクトグラフィーは、脳の脳の接続だけでなく、脳の脳の接続だけでなく、脳の脳の接続の生体内および非侵襲的な再構築を可能にし、脳のホドロジー構造²¹を調査する。各脳ボクセル内で評価される水分子拡散性プロファイルをリンクさせることによって軸索経路を再構築するために、異なるトラクトグラフィーアルゴリズムが開発されている。決定論的なトラクトグラフィーは支配的な拡散性方向に従い、確率的なトラクトグラフィーは可能な経路の結合分布を評価する。さらに、各ボクセル内の拡散率を評価するために異なるモデルを適用することができ、2つの主要なカテゴリを定義することができます:拡散テンソルモデルのような単一繊維モデル、単一繊維配向が評価される場合、および球状デコンボリューションなどの複数繊維モデル、いくつかの交差繊維配向が^22、23を再構築する。拡散MRIの学問法についての方法論的議論にもかかわらず、脳神経外科ワークフローにおけるその有用性は現在確立されている。特定の白質の接続を維持し、腫瘍への白物質の割り当てと距離を評価することが可能です。さらに、拡散テンソルイメージング(DTI)マップ、特に分数異方性(FA)および平均拡散性(MD)は、腫瘍浸潤の可能性に関連する微細構造白質の変化を評価し、縦方向の眼道モニタリングのために適用することができる。これらすべての特徴は、拡散MRIのトラクトグラフィーを、神経ナビゲーションシステム²⁴を通じた術前計画および術内意思決定の両方のための強力なツールにする。

しかしながら、カルトラグラフィー技術のスカルカルベース手術への応用は、専門的な技術的知識と、拡散MRI配列取得を最適化するための時間のかかる作業の必要性によって制限されており、分析プロトコル、及び神経ナビゲーションシステム²⁵にトラクトグラフィー結果を組み込む。最後に、さらなる制限は、頭蓋神経として、これらの分析を内在性から接合白物質構造に拡張する技術的な困難によるものです。実際、最近の研究だけが高度なMRIと頭蓋骨ベース手術^26、27、28を統合しようとする予備的な結果^を提示した。

本論文は、拡散MRIの学問を用いた下垂体-脳症および頭蓋骨の基底腫瘍の学際的管理のためのプロトコルを提示する。このプロトコルの導入は、神経外科医、神経内分泌学者、および神経イメージングチーム(臨床およびバイオインフォマティクスの専門知識を含む)との連携から生じ、これらの患者に効果的な統合的な多軸アプローチを提供した。

センターでは、頭蓋骨の基部腫瘍を有する患者を管理し、可能な限り最も有益な説明を提供し、外科計画を調整し、パーソナライズするための学際的なプロトコルを統合しました。我々は、このプロトコルが治療戦略を導き、これらの病変によって誘発される脳修飾に関する知識を改善するために、頭蓋骨の基底腫瘍を有する患者の臨床および研究の両方に採用できることを示す。

Protocol

この議定書は、地方研究委員会の倫理基準に従い、1964年のヘルシンキ宣言とその後の改正または同等の倫理基準に従っています。 1. 患者の選択 以下の包含基準を採用する:18歳以上の患者、完全に協力し、頭蓋骨の腫瘍を提示する、または下垂体-脳症領域。 MRIに禁忌(ペースメーカーまたは強磁性体)を有する患者、または創発的な臨床状態(すなわち、頭?…

Representative Results

進歩的な視覚障害を呈した55歳の女性。彼女の病歴は目立たなかった。眼科評価では、視力の両側減少(右目6/10、左目8/10)が明らかにされ、コンピュータ化された視野は完全な二時間性ヘミアノピアを示した。神経学的検査ではそれ以上の赤字は明らかではなかったが、患者は過去2〜3ヶ月間に持続的な失血症と飢餓と渇きの感覚の増加を報告し、体重増加は4〜5kg、排?…

Discussion

提示されたプロトコルの適用は、3^番目の心室に侵入する頭蓋内腫瘍のような最も困難な頭蓋内腫瘍の1つの安全かつ効果的な治療をもたらし、おそらく約1世紀前にH.クッシングによって最もバッフル性頭蓋内新生物として定義された病変の新しい地平線を開^いた。正確な術前計画、高度なMRI技術の統合、および学際的な臨床評価の組み合わせは、最も適切な外科的回…

Materials

BRAF V600E-specific clone VE1	Ventana
Dural Substitute	Biodesign, Cook Medical
Endoscope	Karl Storz, 4mm in diameter, 18 cm in length, Hopkins II – Karl Storz Endoscopy
Immunohistochemical staining instrument	Ventana Benchmark, Ventana Medical Systems
MRI	3T Magnetom Skyra, Siemens Health Care
Neuronavigator	Stealth Station S8 Surgical Navigation System, MEDTRONIC