Assessment of Normal Perisellar Anatomy in 1.5 T T2-weighted MRI and Comparison with the Anatomic Criteria defining Cavernous Sinus Invasion of Pituitary Adenomas

Abstract

Objective: The study aimed to evaluate the anatomical relations of sellar and perisellar structures with T2-weighted MRI and to apply criteria for cavernous sinus (CS) invasion by pituitary adenomas to normal sellar anatomy.

Methods: Thin slice (3 mm) coronal T2-weighted MR-images (1.5 Tesla) were obtained in 117 individuals (234 CS) without pituitary disorders (58 females, 59 males; age 17 months to 87 years). In 99 cases data indicating the presence of arterial hypertension (AH) were available, 25 with AH, 74 without AH.

Results: The medial wall of the cavernous sinus was detectable in 33% of cases. The inferior rim of the horizontal part of the ICA was located at the level of the sellar floor in 33%, below in 47%, and above in 20%. The mean distance between the both ICAs was 17.8 mm (range, 7–38 mm). The mean distance between the pituitary and the ICA in AH was significantly shorter than in patients without AH (Chi-square, p=0.01). There was contact between the gland and the ICA in 41.5% of the cases. In 16.7% (39 sides) of all 234 SCs investigated, the area of contact between the ICA and the gland was at least 25% of the vessel's circumference. The medial intercarotid line (ICL) was crossed by the pituitary gland in 9% (21 of 234 CS), the central ICL was touched in another 5% (11 of 234 CS), lateral ICL was never reached. There was a weak correlation with age: a more extensive lateral extension of the gland was seen in individuals older than 40 years compared to younger individuals (Chi-square, p=0.03). There was a marked difference in the anatomical findings between both sides in 41.9% of cases.

Conclusion: Inter- and intra-individual variations of the perisellar anatomy and its relation to the pituitary gland exist, which are partly related to age and AH. This must be remembered when the invasiveness of pituitary adenomas is assessed in MRI.

Zusammenfassung

Einleitung: Ziel der Studie ist die Beschreibung der perisellären Anatomie im T2-gewichteten MRT und die Anwendung der zur Beurteilung der Invasivität humaner Hypophysenadsenome verwendeten MRT-Kriterien auf die normalen perisellären anatomischen Verhältnisse.

Methoden: Dünnschicht-MRTs (3 mm) in coronarer Schnittführung und T2-Wichtung (1,5 T) von 117 Probanden (234 untersuchte Sinus cavernosi) ohne bekannte Hypophysenerkrankung (58 weiblich, 59 männlich, Alter 17 Monate bis 87 Jahre) wurden untersucht. In 99 Fällen lagen Daten bezüglich einer möglichen arteriellen Hypertonie (AH) vor (25 Probanden mit AH, 74 ohne AH).

Ergebnisse: Die mediale Wand des Sinus cavernosus (CS) war in 33% der Fälle sichtbar. Der Unterrand der intracavernösen Arteria carotis interna (ICA) war in 33% auf dem Niveau des Sellabodens, in 47% darunter und in 20% darüber lokalisiert. Die mittlere Entfernung zwischen den intracavernösen Abschnitten der ICAs war 17,8 mm (von 7 bis 38 mm). Die mittlere Distanz zwischen Hypophyse und ICA war bei Hypertonikern signifikant kürzer als bei Normotonikern (Chi-Quadrat-Test, p=0,01). Ein Kontakt zwischen Hypophysengewebe und ICA wurde in 41,5% der Fälle gesehen. In 16,7% (39 von 234 CS) betrug das Ausmaß des Kontaktes zwischen Drüse und ICA mindestens 25% des Arterienumfanges. Die Anwendung der Knosp-Kriterien auf die normale Anatomie zeigte ein Überschreiten nur der medialen intercarotidalen Linie (ICL) in 9% der Fälle (21 der 234 CS), in weiteren 5% (11 von 234 CS) wurde die zentrale ICL erreicht. Die laterale ICL wurde nie tangiert. Es bestand lediglich eine schwache Korrelation mit dem Alter, wenn man die Probanden ab 40 Jahre mit den Jüngeren verglich (Chi-Quadrat-Test, p=0,03). Relevante intraindividuelle Unterschiede zwischen den Seiten wurden in 41,9% der Probanden gefunden.

Schlussfolgerung: Es existieren inter- und intraindividuelle Variationen der perisellären Anatomie und ihrer Beziehung zur Hypophyse, teilweise abhängig von Alter und Blutdruck. Dies sollte bei der Interpretation präoperativer MRTs möglicherweise parasellär infitrativ wachsender Hypophysenadenome berücksichtigt werden.

Key words

cavernous sinus - perisellar anatomy - dural wall - invasive pituitary adenoma - T2-weighted MRI

Schlüsselwörter

Sinus cavernosus - periselläre Anatomie - durale Begrenzung - infiltratives Hypophysenadenom - T2-gewichtetes MRT

References

• 1 Campero A, Martins C, Yasuda A. et al . Microsurgical anatomy of the diaphragma sellae and its role in directing the pattern of growth of pituitary adenomas.  Neurosurgery. 2008;  62 717-723
• 2 Cottier J-P, Destrieux C, Vinikoff-Sonier C. et al . Étude IRM de l’invasion des sinus caverneux par les adénomes hypophysaires.  Ann Endocrinol. 2000;  61 269-274
• 3 Cottier J-P, Destrieux C, Brunereau L. et al . Cavernous sinus invasion by pituitary adenoma: MR imaging.  Radiology. 2000;  215 463-469
• 4 Destrieux C, Kakou MK, Velut S. et al . Microanatomy of the hypophyseal fossa boundaries.  J Neurosurg. 1998;  887 43-752
• 5 Dietemann JL, Kehrli P, Maillot C. et al . Is there a dural wall between the cavernous sinus and the pituitary fossa? Anatomical and MRI findings.  Neuroradiology. 1998;  40 627-630
• 6 Fahlbusch R, Buchfelder M. Transsphenoidal surgery of parasellar pituitary adenomas.  Acta Neurochir. 1988;  92 93-99
• 7 Knappe UJ, Konerding MA, Schoenmayr R. Medial wall of the cavernous sinus: microanatomical diaphanoscopic and episcopic investigation.  Acta Neurochir (Wien). 2009;  151 961-967
• 8 Knosp E, Steiner E, Kitz K. et al . Pituitary adenomas with invasion of cavernous space: a magnetic resonance imaging classification compared with surgical findings.  Neurosurgery. 1993;  33 610-617
• 9 Korogi Y, Takahashi M, Sakamoto Y. et al . Cavernous sinus: correlation between anatomic and dynamic gadolinium-enhanced MR imaging findings.  Radiology. 1991;  180 235-237
• 10 Kursat E, Yilmazlar S, Aker S. et al . Comparison of lateral and superior walls of the pituitary fossa with clinical emphasis on pituitary adenoma extension: cadaveric-anatomic study.  Neurosurg Rev. 2008;  31 91-99
• 11 Lazorthes G, Bastide G, Gomès FA. Les variations du trajet de la carotide interne d’après une étude artèriographique.  Arch Anat. 1961;  9 129-133
• 12 Losa M, Mortini P, Barzaghi R. et al . Early results of surgery in patients with non-functioning pituitary adenomas and analysis of the risk of tumor recurrence.  J Neurosurg. 2008;  108 525-532
• 13 Moreau L, Cottier J-P, Bertrand P. et al . Diagnostic en IRM de l’envahissement du sinus caverneux par les adènomes hypophysaires.  J Radiol. 1998;  79 241-246
• 14 Mortini P, Losa M, Barzaghi R. et al . Results of transsphenoidal surgery in a large series of patients with pituitary adenoma.  Neurosurgery. 2005;  56 1222-1233
• 15 Pamir MN, Kilic T, Ozek MM. et al . Non-meningeal tumours of the cavernous sinus: a surgical analysis.  J Clin Neurosci. 2006;  13 626-635
• 16 Pan LX, Chen ZP, Liu YS. et al . Magnetic resonance imaging and biological markers in pituitary adenomas with invasion of the cavernous sinus space.  J Neurooncol. 2005;  74 71-76
• 17 Peker S, Kurtkaya-Yapicier O, Kilic T. et al . Microsurgical anatomy of the lateral walls of the pituitary fossa.  Acta Neurochir (Wien). 2005;  147 641-649
• 18 Pinker A, Ba-Ssalamah A, Wolsberger S. et al . The value of high-field MRI (3 T) in the assessment of sellar lesions.  EJR. 2005;  54 327-334
• 19 Scotti G, Yu CY, Dillon WP. et al . MR imaging of cavernous sinus involvement by pituitary adenomas.  AJR Am J Roentgenol. 1988;  151 799-806
• 20 Vieira JO, Cukiert A, Liberman B. Magnetic resonance imaging of cavernous sinus invasion by pituitary adenoma: diagnostic criteria and surgical findings.  Arq Neuropsiquiatr. 2004;  62 437-443
• 21 Vieira JO, Cukiert A, Liberman B. Evaluation of magnetic resonance imaging criteria for cavernous sinus invasion in patients with pituitary adenomas: logistic regression analysis and correlation with surgical findings.  Surg Neurol. 2006;  65 130-135
• 22 Wolfsberger S, Ba-Ssalamah A, Pinker K. et al . Application of three-tesla magnetic resonance imaging for diagnosis and surgery of sellar lesions.  J Neurosurg. 2004;  100 278-286
• 23 Yagi A, Sato N, Taketomi A. et al . Normal cranial nerves in the cavernous sinuses: contrast-enhanced three-dimensional constructive interference in the steady state MR imaging.  AJNR Am J Neuroradiol. 2005;  26 946-950
• 24 Yamada S, Ohyama K, Taguchi M. et al . A study of the correlation between morphological findings and biological activities in clinically non-functioning adenomas.  Neurosurgery. 2007;  61 580-584
• 25 Yasuda A, Campero A, Martins C. et al . The medial wall of the cavernous sinus: microsurgical anatomy.  Neurosurgery. 2004;  55 179-190
• 26 Yilmazlar S, Kocaeli H, Aydiner F. et al . Medial portion of the cavernous sinus: quantitative analysis of the medial wall.  Clin Anat. 2005;  18 416-422
• 27 Yokoyama S, Hirano H, Moroki K. et al . Are nonfuntioning adenomas extending into the cavernous sinus aggressive and/or invasive?.  Neurosurgery. 2001;  49 857-863
• 28 Yoneoka Y, Watanabe N, Matsuzawa H. et al . Preoperative depiction of cavernous sinus invasion by pituitary macroadenoma using three-dimensional anisotropy contrast periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction imaging on a 3-tesla system.  J Neurosurg. 2008;  108 37-41

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