Diffusionsgewichtete MRT kombiniert mit navigiertem 3D-Ultraschall und fMRT zur Entfernung eines Kavernoms der Sehstrahlung

Zusammenfassung

Eine 17-jährige Patientin mit einem symptomatischen Kavernom der Sehstrahlung wurde unter Verwendung der kernspintomographischen Faserbahn-Darstellung, der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) und des intraoperativen 3-dimensionalen Ultraschalls operiert. Präoperativ wurde der primäre visuelle Kortex mit der fMRT dargestellt. Die Sehstrahlung wurde mit der hochauflösenden diffusionsgewichteten Kernspintomographie (diffusion weighted imaging, DWI) lokalisiert und im Anschluss dreidimensional rekonstruiert. Intraoperativ wurde die 3D-Rekonstruktion der Sehstrahlung gemeinsam mit dem 3D-Ultraschall angewandt. Die intraoperative Kenntnis der Lage eloquenten Hirnparenchyms machte die Entfernung des Kavernoms ohne Induktion von Gesichtsfelddefekten möglich. Dies ist der erste Bericht über die gleichzeitige Anwendung der Faserbahndarstellung und fMRT in Kombination mit 3D-Ultraschall bei Entfernung einer Raumforderung im Bereich der Sehstrahlung.

Abstract

A 17-year-old patient with a symptomatic cavernoma of the optic radiation underwent surgery supported by functional magnetic resonance imaging (fMRI), diffusion weighted magnetic resonance imaging (DWI) and navigated 3D-ultrasound. The primary visual cortex was visualized with fMRI. The optic radiation was delineated by means of DWI. The diffusion weigthed images were used for 3-dimensional reconstruction of the optic radiation. During surgery, the information of the localisation of functional brain regions were used together with the 3D-ultrasound, enabling the surgeon to remove the cavernoma without morbidity. This is the first report of the combined use of fMRI, fiber tract imaging and 3D-ultrasound for the safe resection of an optic radiation lesion.

Schlüsselwörter

Diffusionsgewichtete Kernspintomographie - Kavernom - Magnetresonanztomographie - Neuronavigation - Sehstrahlung

Key words

Advanced neuronavigation - diffusion weighted imaging - cavernoma surgery - magnetic resonance imaging - optic radiation

Literatur

• 1 Basser P J, Mattiello J, LeBihan D. Estimation of the effective self-diffusion tensor from the NMR spin echo.  J Magn Reson. 1994;  103 247-254
• 2 Basser P J, Pierpaoli C. Microstructural and physiological features of tissues elucidated by quantitative diffusion tensor MRI.  J Magn Reson. 1996;  111 209-219
• 3 Beaulieu C, Allen P S. Determinants of anisotropic water diffusion in nerves.  Magn Reson Med. 1994;  31 394-400
• 4 Bonsanto M M, Staubert A, Wirtz C R, Tronnier V, Kunze S. Initial experience with an ultrasound- integrated single-rack neuronavigation system.  Acta Neurochir (Wien). 2001;  143 1127-1132
• 5 Carpenter M B. Core text of neuroanatomy. Williams and Wilkins, Baltimore (MA) USA 1991
• 6 Coenen V A, Krings T, Mayfrank L, Polin R S, Reinges M HT, Thron A, Gilsbach J M. 3D-visualization of the pyramidal tract in a neuronavigation system during brain tumor surgery: First experiences and technical note.  Neurosurgery. 2001;  49 86-93
• 7 Coenen V A, Krings T, Axer H, Rohde V, Hans F-J, Weidemann J, Gilsbach J M. Intraoperative three-dimensional visualization of the principle motor pathways in a neuronavigation system reliably predicts true pyramidal tract position - A clinical evaluation study (abstr). In: Burkert W (Hrsg). 53. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Neurochirurgie 2002: Abstracts. Shaker, Aachen 2002
• 8 Edelman R R, Wielopolski P, Schmitt F. Echo-planar MR imaging.  Radiology. 1994;  192 600-661
• 9 Gronningsaeter A, Kleven A, Ommedal S, Aarseth T E, Lie T, Lindseth F, Lango T, Unsgard G. SonoWand, an ultrasound-based neuronavigation system.  Neurosurgery. 2000;  47 1373-1380
• 10 Holodny A I, Schwartz T H, Ollenschleger M, Liu W C, Schulder M. Tumor involvement of the corticospinal tract: diffusion magnetic resonance tractography with intraoperative correlation.  J Neurosurg. 2001;  95 1082
• 11 Karibe H, Shimizu H, Tominaga T, Koshu K, Yoshimoto T. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging in the early evaluation of corticospinal tract injury to predict functional motor outcome in patients with deep intracerebral hemorrhage.  J Neurosurg. 2000;  92 59-63
• 12 Krings T, Coenen V A, Axer H, Reinges M H, Holler M, Graf von Keyserlingk D, Gilsbach J M, Thron A. In vivo 3D visualization of normal pyramidal tracts in human subjects using diffusion weighted magnetic resonance imaging and a neuronavigation system.  Neurosci Lett. 2001;  307 192-196
• 13 McDonald J D, Chong B W, Lewine J D, Jones G, Burr R B, McDonald P R, Koehler S B, Tsuruda J, Orrison W W, Heilbrun M P. Integration of preoperative and intraoperative functional brain mapping in a frameless stereotactic environment for lesions near eloquent cortex.  J Neurosurg. 1999;  90 591-598
• 14 Mueller W M, Yetkin F Z, Hammeke T A, Morris III G L, Swanson S J, Reichert K, Cox R, Haughton V. Functional magnetic resonance imaging mapping of the motor cortex in patients with cerebral tumors.  Neurosurgery. 1996;  39 515-521
• 15 Nakada T, Nakayama N, Fujii Y, Kwee I L. Clinical application of three-dimensional anisotropy contrast magnetic resonance axonography: Technical note.  J Neurosurg. 1999;  90 791-795
• 16 Nimsky C, Gansland O, Cerny S, Hastreiter P, Greiner G, Fahlbusch R. Quantification of, visualization of, and compensation for brain shift using intraoperative magnetic resonance imaging.  Neurosurgery. 2000;  47 1070-1080
• 17 Nimsky C, Ganslandt O, Hastreiter P, Fahlbusch R. Intraoperative compensation for brain shift.  Surg Neurol. 2001;  56 357-365
• 18 Pierpaoli C, Jezzard P, Basser P J. et al . Diffusion tensor MR imaging of the human brain.  Radiology. 1996;  201 637-648
• 19 Roberts D W, Miga M I, Hartov A, Eisner S, Lemery J M, Kennedy F E, Paulsen K E. Intraoperatively updated neuroimaging using brain modeling and sparse data.  Neurosurgery. 1999;  45 1199-1207
• 20 Seeger W, Zentner J. Neuronavigation and Neuroanatomy. Springer, Wien 2002
• 21 Stieltjes B, Kaufmann W E, van Zijl P CM, Fredericksen K, Pearlson G D, Solaiyappan M, Mori S. Diffusion tensor imaging and axonal tracking in the human brainstem.  NeuroImage. 2001;  14 723-735
• 22 Türe U, Yasargil G, Friedman A H, Al-Mefty O. Fiber dissection technique: lateral aspect of the brain.  Neurosurgery. 2000;  47 417-427
• 23 Unsgaard R, Ommedal S, Muller T, Gronningsaeter A, Nagelus Hernes T A. Neuronavigation by intraoperative three- dimensional ultrasound: Initial experience during brain tumor resection.  Neurosurgery. 2002;  50 804-812
• 24 Virta A, Barnett A, Pierpaoli C. Visualizing and characterizing white matter fiber structure and architecture in the human pyramidal tract using diffusion tensor MRI.  Magn Reson Imaging. 1999;  17 1121-1133
• 25 Wieshmann U C, Clark C A, Symms M R, Franconi F, Barker G J, Shorvon S D. Anisotropy of water diffusion in corona radiata and cerebral peduncle in patients with hemiparesis.  Neuroimage. 1999;  10 225-230
• 26 Wieshmann U C, Symms M R, Parker G JM, Clark C A, Lemieux L, Barker G J, Shorvon S D. Diffusion tensor imaging demonstrates deviation of fibers in normal appearing white matter adjacent to a brain tumor.  J Neurol Neurosurg Psych. 2000;  68 501-503
• 27 Yasargil M G. Neuropathology. Specific considerations. In: Yasargil MG (ed). Microneurosurgery IV A: CNS Tumors. Thieme, Stuttgart 1994; 123-144