Tinh chỉnh giá trị dự đoán của hệ số khuếch tán rõ ràng (ADC) trước phẫu thuật thông qua phân tích toàn bộ khối u đối với các kết quả thần kinh mặt ở u schwannoma tiền đình

Lindsey M. Freeman1, Timothy H. Ung1, John A. Thompson1, Olivia Ovard2, Madeline Olson3, Lisa Hirt1, Patrick Hosokawa1, Ashesh Thaker4, A. Samy Youssef1,5
1Department of Neurosurgery, University of Colorado Anschutz Medical Campus, Aurora, USA
2Cancer Center, University of Colorado Anschutz Medical Campus, Aurora, USA
3University of Colorado School of Medicine, Aurora, USA
4Department of Radiology, University of Colorado Anschutz Medical Campus, Aurora, USA
5Department of Otolaryngology, University of Colorado Anschutz Medical Campus, Aurora, USA

Tóm tắt

Hệ số khuếch tán rõ ràng (ADC) trong cộng hưởng từ (MRI) đã được chứng minh là có mối tương quan với điểm số House-Brackmann (HB) sau phẫu thuật ở bệnh nhân mắc u schwannoma tiền đình mặc dù phương pháp nghiên cứu còn hạn chế. Để khắc phục những hạn chế của việc lấy mẫu một vùng quan tâm (ROI) đơn lẻ, chúng tôi giả thuyết rằng việc phân tích histograms ADC toàn bộ khối u sẽ tinh chỉnh giá trị dự đoán của dấu hiệu sinh học trước phẫu thuật liên quan đến chức năng thần kinh mặt sau phẫu thuật. Trong số 155 bệnh nhân trải qua phẫu thuật cắt u schwannoma tiền đình (2014–2020), có 125 bệnh nhân được đưa vào phân tích với dữ liệu lâm sàng và hình ảnh cần thiết. Sau phân tích thể tích và histogram ADC toàn bộ khối u, phân tích cây hồi quy xác định ngưỡng ADC cho những sự khác biệt có ý nghĩa trong cấp độ HB. Kết quả được đánh giá dựa trên mức độ cắt bỏ, chức năng thần kinh mặt, thời gian nằm viện (LOS), và biến chứng. Phân tích cây hồi quy xác định ba nhóm ADC định lượng (× 10−6 mm2/s) là cao (> 2248.77; HB 1.7), trung bình (1468.44–2248.77; HB 3.1), và thấp (< 1468.44; HB 2.3) (p 0.04). Nhóm ADC trung bình có điểm số HB sau phẫu thuật tồi tệ hơn đáng kể và thời gian nằm viện lâu hơn. Thể tích khối u lớn là yếu tố dự đoán độc lập cho tỷ lệ cắt bỏ hoàn toàn thấp hơn (p <0.0001), điểm số HB sau phẫu thuật cao hơn (p 0.002), tỷ lệ biến chứng cao hơn (p 0.04), và thời gian nằm viện lâu hơn (p 0.003). Histogram toàn bộ khối u đã cung cấp một phân tích cây hồi quy vững chắc xác định ba nhóm ADC có kết quả thần kinh mặt khác nhau đáng kể. Điều này có thể phản ánh tính không đồng nhất của khối u tốt hơn so với việc lấy mẫu ROI của khối u đặc. ADC toàn bộ khối u xứng đáng được nghiên cứu thêm như một dấu hiệu hình ảnh hữu ích ở bệnh nhân mắc u schwannoma tiền đình đang cân nhắc phẫu thuật cắt bỏ.

Từ khóa

#hệ số khuếch tán rõ ràng #ADC #u schwannoma tiền đình #phân tích histogram #chức năng thần kinh mặt #phẫu thuật cắt bỏ #biến chứng

Tài liệu tham khảo

Alimohamadi M, Sanjari R, Mortazavi A, Shirani M, Moradi Tabriz H, Hadizadeh Kharazi H, Amirjamshidi A (2014) Predictive value of diffusion-weighted MRI for tumor consistency and resection rate of nonfunctional pituitary macroadenomas. Acta Neurochir (Wien) 156(12):2245–2252 Alkins RD, Newsted D, Nguyen P, Campbell RJ, Beyea JA (2021) Predictors of postoperative complications in vestibular schwannoma surgery—a population-based study. Otol Neurotol. https://doi.org/10.1097/MAO.0000000000003107 Betchen SA, Walsh J, Post KD (2003) Self-assessed quality of life after acoustic neuroma surgery. J Neurosurg 99(5):818–823 Bozhkov Y, Shawarba J, Feulner J, Winter F, Rampp S, Hoppe U, Doerfler A, Iro H, Buchfelder M, Roessler K (2022) Prediction of hearing preservation in vestibular schwannoma surgery according to tumor size and anatomic extension. Otolaryngol Neck Surg 166(3):530–536 Brynolfsson P, Nilsson D, Henriksson R, Hauksson J, Karlsson M, Garpebring A, Birgander R, Trygg J, Nyholm T, Asklund T (2014) ADC texture-an imaging biomarker for high-grade glioma?: ADC texture, an imaging biomarker for high-grade glioma? Med Phys 41(10):101903 Ceschin R, Kocak M, Vajapeyam S, Pollack IF, Onar-Thomas A, Dunkel IJ, Poussaint TY, Panigrahy A (2019) Quantifying radiation therapy response using apparent diffusion coefficient (ADC) parametric mapping of pediatric diffuse intrinsic pontine glioma: a report from the pediatric brain tumor consortium. J Neurooncol 143(1):79–86 Chuang C-C, Chang C-S, Tyan Y-S, Chuang K-S, Tu H-T, Huang C-F (2012) Use of apparent diffusion coefficients in evaluating the response of vestibular schwannomas to Gamma Knife surgery: Clinical article. J Neurosurg 117(Special_Suppl):63–68 Copeland W, Hoover J, Morris J, Driscoll C, Link M (2013) Use of preoperative MRI to predict vestibular schwannoma intraoperative consistency and facial nerve outcome. J Neurol Surg Part B Skull Base 74(06):347–350 Esquia-Medina GN, Grayeli AB, Ferrary E, Tubach F, Bernat I, Zhang Z, Bianchi C, Kalamarides M, Sterkers O (2009) Do facial nerve displacement pattern and tumor adhesion influence the facial nerve outcome in vestibular schwannoma surgery? Otol Neurotol 30(3):392–397 Falcioni M, Fois P, Taibah A, Sanna M (2011) Facial nerve function after vestibular schwannoma surgery: Clinical article. J Neurosurg 115(4):820–826 Fujita Y, Uozumi Y, Sasayama T, Kohmura E (2022) Presence of a fundal fluid cap on preoperative magnetic resonance imaging may predict long-term facial nerve function after resection of vestibular schwannoma via the retrosigmoid approach. J Neurosurg 18(4):972–980 Giordano M, Samii A, Samii M, Nabavi A (2019) Magnetic resonance imaging-apparent diffusion coefficient assessment of vestibular schwannomas: systematic approach, methodology, and pitfalls. World Neurosurg 125:e820–e823 Gupta RK, Cloughesy TF, Sinha U, Garakian J, Lazareff J, Rubino G, Rubino L, Becker DP, Vinters HV, Alger JR (2000) Relationships between choline magnetic resonance spectroscopy, apparent diffusion coefficient and quantitative histopathology in human glioma. J Neurooncol 50(3):215–226 Hatch JL, Bauschard MJ, Nguyen SA, Lambert PR, Meyer TA, McRackan TR (2018) National trends in vestibular schwannoma surgery: influence of patient characteristics on outcomes. Otolaryngol Neck Surg 159(1):102–109 Hughes JD, Fattahi N, Van Gompel J, Arani A, Ehman R, Huston J (2016) Magnetic resonance elastography detects tumoral consistency in pituitary macroadenomas. Pituitary 19(3):286–292 Jung S, Kim SH, Kim HW, Kim TS, Kim JH, Kang SS, Lee JH (1998) Prediction of facial nerve displacement in extralarge vestibular schwannoma. Acta Neurochir (Wien) 140(11):1143–1145 Kono K, Inoue Y, Nakayama K, Shakudo M, Morino M, Ohata K, Wakasa K, Yamada R (2001) The role of diffusion-weighted imaging in patients with brain tumors. AJNR Am J Neuroradiol 22(6):1081–1088 Kunigelis KE, Hosokawa P, Arnone G, Raban D, Starr A, Gurau A, Sunshine A, Bunn J, Thaker AA, Youssef AS (2020) The predictive value of preoperative apparent diffusion coefficient (ADC) for facial nerve outcomes after vestibular schwannoma resection: clinical study. Acta Neurochir (Wien) 162(8):1995–2005 Labib MA, Inoue M, Banakis Hartl RM, Cass S, Gubbels S, Lawton MT, Youssef AS (2021) Impact of vestibular nerve preservation on facial and hearing outcomes in small vestibular schwannoma surgery: a technical feasibility study. Acta Neurochir (Wien) 163(8):2219–2224 Li D, Tsimpas A, Germanwala AV (2015) Analysis of vestibular schwannoma size: a literature review on consistency with measurement techniques. Clin Neurol Neurosurg 138:72–77 McClelland S, Kim E, Murphy JD, Jaboin JJ (2017) Impact of insurance status and race on receipt of treatment for acoustic neuroma: a national cancer database analysis. J Clin Neurosci 42:143–147 Mendelsohn D, Westerberg B, Dong C, Akagami R (2015) Clinical and radiographic factors predicting hearing preservation rates in large vestibular schwannomas. J Neurol Surg Part B Skull Base 77(03):193–198 Moffat DA, Parker RA, Hardy DG, Macfarlane R (2014) Factors affecting final facial nerve outcome following vestibular schwannoma surgery. J Laryngol Otol 128(5):406–415 Mohamed FF, Abouhashem S (2013) Diagnostic value of apparent diffusion coefficient (ADC) in assessment of pituitary macroadenoma consistency. Egypt J Radiol Nucl Med 44(3):617–624 Ostler B, Killeen DE, Reisch J, Barnett S, Kutz JW, Isaacson B, Hunter JB (2020) Patient demographics influencing vestibular schwannoma size and initial management plans. World Neurosurg 136:e440–e446 Perkins EL, Manzoor NF, Totten DJ, Sherry AD, Cass N, Thompson R, Tawfik K, O’Malley M, Bennett M, Haynes DS (2021) The influence of extent of resection and tumor morphology on facial nerve outcomes following vestibular schwannoma surgery. Otol Neurotol 42(9):e1346–e1352 Pierallini A, Caramia F, Falcone C et al (2006) Pituitary macroadenomas: preoperative evaluation of consistency with diffusion-weighted MR imaging—initial experience. Radiology 239(1):223–231 Rao P, Thibodeau R, Jafroodifar A, Mangla R (2021) Hypervascular vestibular schwannoma: a case report and review of the literature. Radiol Case Rep 16(10):2841–2846 Rhoton AL (1984) Microsurgical anatomy of acoustic neuromas. Neurol Res 6(1–2):3–21 Server A, Graff BA, Josefsen R, Orheim TED, Schellhorn T, Nordhøy W, Nakstad PH (2014) Analysis of diffusion tensor imaging metrics for gliomas grading at 3T. Eur J Radiol 83(3):e156–e165 Soliman RK, Essa AA, Elhakeem AAS, Gamal SA, Zaitoun MMA (2021) Texture analysis of apparent diffusion coefficient (ADC) map for glioma grading: analysis of whole tumoral and peri-tumoral tissue. Diagn Interv Imaging 102(5):287–295 Strauss C, Rampp S, Scheller C, Prell J, Strauss C, Doerfler A, Engelhorn T (2022) Volumetry and surgical grading systems for vestibular schwannoma size assessment and their relationship to postoperative facial nerve function. J Neurol Surg Part Cent Eur Neurosurg 83(01):039–045 Sugahara T, Korogi Y, Kochi M et al (1999) Usefulness of diffusion-weighted MRI with echo-planar technique in the evaluation of cellularity in gliomas. J Magn Reson Imaging 9(1):53–60 Sullivan CB, Sun DQ, Al-Qurayshi Z, Bathla G, Policeni B, Gantz BJ, Hansen MR (2019) Relationship of a “fundal fluid cap” and vestibular schwannoma volume: analysis of preoperative radiographic findings and outcomes. Otol Neurotol 40(1):108–113 Sun Y, Yang J, Li T, Gao K, Tong X (2022) Nomogram for predicting facial nerve outcomes after surgical resection of vestibular schwannoma. Front Neurol 12:817071 Sun H, Zhang H, Ma J, Liu Y, You C (2014) Evaluating the diagnostic accuracy of CT perfusion in patients with cerebral vasospasm after aneurysm rupture: a meta-analysis. Turk Neurosurg. https://doi.org/10.5137/1019-5149.JTN.9914-13.1 Suzuki C, Maeda M, Hori K, Kozuka Y, Sakuma H, Taki W, Takeda K (2007) Apparent diffusion coefficient of pituitary macroadenoma evaluated with line-scan diffusion-weighted imaging. J Neuroradiol 34(4):228–235 Sweeney AD, Glasgow AE, Link MJ, Habermann EB, Carlson ML (2016) Influence of marital status on vestibular schwannoma in the United States. Otol Neurotol 37(6):793–798 Tang IP, Freeman SR, Rutherford SA, King AT, Ramsden RT, Lloyd SKW (2014) Surgical outcomes in cystic vestibular schwannoma versus solid vestibular schwannoma. Otol Neurotol 35(7):1266–1270 Teranishi Y, Kohno M, Sora S, Sato H, Nagata O (2018) Hypervascular vestibular schwannomas: clinical characteristics, angiographical classification, and surgical considerations. Oper Neurosurg 15(3):251–261 Torres Maldonado S, Naples JG, Fathy R, Eliades SJ, Lee JYK, Brant JA, Ruckenstein MJ (2019) Recent trends in vestibular schwannoma management: an 11-year analysis of the National Cancer Database. Otolaryngol Neck Surg 161(1):137–143 Ung TH, Freeman L, Hirt L, Kortz M, Belanger K, Baird-Daniel E, Hosokawa P, Thaker A, Thompson JA, Youssef AS (2023) Surgical outcomes in large vestibular schwannomas: should cerebellopontine edema be considered in the grading systems? Acta Neurochir (Wien). https://doi.org/10.1007/s00701-023-05627-1 Wu C-C, Guo W-Y, Chung W-Y, Wu H-M, Lin C-J, Lee C-C, Liu K-D, Yang H (2017) Magnetic resonance imaging characteristics and the prediction of outcome of vestibular schwannomas following Gamma Knife radiosurgery. J Neurosurg 127(6):1384–1391 Xu X-Q, Li Y, Hong X-N, Wu F-Y, Shi H-B (2017) Radiological indeterminate vestibular schwannoma and meningioma in cerebellopontine angle area: differentiating using whole-tumor histogram analysis of apparent diffusion coefficient. Int J Neurosci 127(2):183–190 Yamasaki F, Kurisu K, Satoh K et al (2005) Apparent diffusion coefficient of human brain tumors at MR imaging. Radiology 235(3):985–991 Yushkevich PA, Piven J, Hazlett HC, Smith RG, Ho S, Gee JC, Gerig G (2006) User-guided 3D active contour segmentation of anatomical structures: significantly improved efficiency and reliability. NeuroImage 31(3):1116–1128 Zhang Z, Wang Z, Huang Q, Yang J, Wu H (2012) Removal of large or giant sporadic vestibular schwannomas via translabyrinthine approach: a report of 115 cases. ORL 74(5):271–277