PhD student: Elke De Witte Promotor: Prof. Dr. Peter Mariën. Directe Elektrische Stimulatie (DES)

Transcriptie

1 PhD student: Elke De Witte Promotor: Prof. Dr. Peter Mariën Directe Elektrische Stimulatie (DES)

2

3

4 1. Introductie 2. Historiek 3. Huidige stand van zaken 4. Voor-en nadelen van DES 5. Verwachtingen in de toekomst 6. Doelstellingen project 7. Referenties

5 Doel hersenchirurgie: maximale resectie + minimaal risico taaluitval Taalmapping -> identificatie functionele taalzones -> deze hersenzones behouden (f)mri, DTI = beeldvorming preoperatief MAAR onbetrouwbaar Daarom: directe elektrische stimulatie (DES) = taalmapping methode intraoperatief

6 DES (invasieve techniek) identificatie kritische zones uitvoeren taaltaken -> wakkere patiënt stimuleren cortex -> uitval hersenzone -> uitval taalfunctie als functionele taalzone cortex + subcortex stimuleren -> grenzen chirurgische resectie bepalen goede outcome postoperatief -> Golden standard, MAAR!

7 Traditioneel: resectie tumoren + behouden Broca en Wernicke gebied -> statisch brein 1930: Penfield, Roberts e.a. DES bij epilepsie patiënten later bij tumorresectie 1979: Ojemann -> belang taalmapping! Eloquente taalzones: niet enkel klassieke taalzones, uitgebreid cerebraal netwerk

8 Ontwikkeling non-invasieve technieken (fmri, DTI) DES op achtergrond hoge interindividuele variabiliteit mbt locatie taal -> dynamisch brein beperkingen: lage sensitiviteit, essentieel betrokken zone, corticaal vs subcorticaal Vernieuwingen -> DES opnieuw actueel

9 3.1. Preoperatieve fase 3.2. Intraoperatieve fase 3.3. Postoperatieve fase

10 Diagnose met CT, MRI (Fig 3) Informeren patiënt + psychologische mogelijkheden evalueren Afname taaltestbatterij (bijv. AAT, BNT, ) -> taaloutcome evalueren fmri, DTI voor planning en sturing (Fig 4,5) Samenstelling testbatterij voor intraoperatieve fase met DES

11

12

13

14 Intraoperatieve testbatterij: testbatterij samenstellen -> restricties tijdslimiet (4 sec), positie patiënt vermoeidheid patiënt, visuele problemen welke taaltaken? literatuur: meestal benoemen, tellen; taaltaken nood aan meer specifieke, gevoelige taaltaken tumorlocatie, linguïstisch niveau, preop taaluitval selectie taaltaken uit testbatterijen en home made taaltaken (Colle & Robert, 2005; Polczynska et al. 2009)

15 Intraoperatieve DES procedure volledige verdoving + plaatselijke verdoving patiënt wakker na craniotomie uitvoeren taaltaken tijdens corticale stimulatie Fig 6, 7 spontane spraak taalstoornissen worden benoemd en geclassificeerd door logopedist

16

17

18 taalmapping wordt aangeduid via steriele papiertjes op cortex (Fig 8) of via grid (Fig 9) subcorticale mapping tijdens resectie stimulatie gespaarde weefsel ter controle van de bewaarde functionaliteit volledige narcose + sluiten van schedel

19

20

21 1 d postop: korte taalevaluatie, eventuele taalstoornissen? 1 w postop: uitgebreide taaltesting Eventueel start taal-/spraakrevalidatie Follow-up 6 m: permanente taalstoornis? herstel? Controle MRI: residu tumor? herval? Controle fmri: evaluatie taal-hersen relaties -> Δ? -> reorganisatie?

22 4.1. Voordelen van DES 4.2. Nadelen van DES

23 Optimale sensitiviteit van DES correcte identificatie essentiële taalzones essentiële zones betrokken zones Corticale EN subcorticale mapping Outcome wakkere chirurgie met DES ++ > outcome klassieke chirurgie zonder DES Uitgebreide resectie tumor mogelijk met DES -> betere levensverwachting

24 Postoperatieve outcome ++: transiënte, zelden permanente taalstoornissen DES bestudeert plasticiteit van brein DES levert nieuwe informatie over de (re)organisatie van taalfuncties in het brein Localisationist model: klassieke taalzones (Broca en Wernicke gebied) Connectionist model: parallelle, interactieve netwerken in verbinding met elkaar via banen

25 Lagere specificiteit (vals positieve resultaten) Regionale mapping, niet volledige brein Tijdsduur => Additioneel gebruik fmri, DTI! Duur, eist expertise van het team MAAR goede outcome -> kostenbesparend Veeleisend voor patiënt zelf (angst, stress) MAAR meestal goede tolerantie

26 Linguïstisch protocol gelimiteerd door restricties DES (tijd, positie ) te beperkt -> sensitieve en specifieke testen nodig zelfgemaakte taken -> onvoldoende standaardisatie op maat gemaakte selectie per patiënt, MAAR standaardisatie noodzakelijk!

27 Ontwikkelingen, vernieuwingen van de non-invasieve technieken Betere integratie van multimodale data in neuronavigatiesystemen Verbetering van wakkere procedure (anesthesie, DES, grid, training) Correlaties tussen verschillende data verbeterde/nieuwe kennis ivm huidige taal-brein modellen en brein plasticiteit

28 Gestandaardiseerd taalprotocol voor DES intraoperatief comfort ++, talige outcome ++, quality of life ++, dure revalidatie -- wetenschappelijke betrouwbaarheid ++ extra analyses/ vergelijkingen mogelijk Meer vergelijkingen wakker vs klassiek aantal beperkt in literatuur, methoden betrouwbare basis om type chirurgie te selecteren

29 Longitudinale follow-up van pre- tot postop! minimum 2 jaar postoperatief meer patiënten en meer gedetailleerde info bepalen van risicofactoren en evalueren van talige outcome, quality of life

30 6.1. Ontwikkelen en standaardiseren van een wetenschappelijke betrouwbare taaltestbatterij 6.2. Evalueren en vergelijken van de outcome na DES versus de outcome zonder DES 6.3. Onderzoeken van de organisatie van taalfuncties in het brein via DES en fmri, DTI

31 Protocol -> algemene en specifieke taaltaken Normering in gezonde populatie (150 pers.) Testbatterij pre-, en postoperatief Intraoperatief: op maat gemaakte selectie locatie tumor + linguïstisch niveau preop uitval Intraoperatief comfort ++, outcome ++, quality of life ++, revalidatie --

32 40 patiënten met DES (studiegroep) 40 patiënten zonder DES (controlegroep) Evaluatie talige outcome + quality of life AZ Sint-Lucas, ZNA Middelheim, UZ Leuven Longitudinaal preop postop (2 jaar) Gestandaardiseerde taaltestbatterij Vergelijkingen -> positief effect van DES?

33 Pre- en postoperatief fmri, DTI Intraoperatief DES Anatomoklinische correlaties identificatie eloquente taalzones Correlaties tussen DES en fmri studie (re)organisatie taalfuncties in brein evaluatie huidige taal-brein modellen

34 Ali, M.A., Fadel, N.A., Abouldahab, H.A. (2009). Awake craniotomy versus general anesthesia for managing eloquent cortex low grade gliomas. Neurosciences, 14(3), Bertani, G., Fava, E., Cascaceli, G., et al. (2009). Intraoperative Mapping and Monitoring of Brain Functions for the Resection of Low-grade Gliomas: Technical Considerations. Neurosurg Focus. 2009;27(4):E4. Bizzi, A. (2009). Presurgical mapping of verbal language brain tumors with functional magnetic resonance imaging and magnetic resonance tractography. Neuroimag. Clin. N Am,19, Colle, H., Muller, P., Robert, E. (2005). Wakkere craniotomieën met asleep-awake asleep anesthesia. Neurochirugie, 106(4), De Benedictis, A., Mortis-Gasser, S., Duffau, H. (2010). Awake Mapping Optimizes the Extent of Resection for Low-Grade Gliomas in Eloquent Areas. Neurosurgery., 66(6), Duffau, H. (2005). Lessons from brain mapping in surgery for low-grade glioma: insights into associations between tumour and brain plasticity. Lancet Neurol., 4, Duffau, H., Gatignol, P., Mandonnet, E., et al. (2005). New insights into the anatomo functional connectivity of the semantic system: a study using cortico-subcortical electrostimulations. Brain, 128, Duffau, H., Lopes, M., Arthuis, F., et al. (2005). Contribution of intraoperative electrical stimulations in surgery of low grade gliomas: a comparative study between two series without and with functional mapping in the same institution. J Neurol Neurosurg Psychiatry, 76,

35 Duffau, H. (2006). Brain plasticity: from pathophysiological mechanisms to therapeutic applications. Journal of Clinical Neuroscience, 13, Duffau, H. (2007). Contribution of cortical and subcortical electrostimulation in brain glioma surgery: Methodological and functional considerations. Clinical Neurophysiology, 37, Duffau, H. (2008). The anatomo-functional connectivity of language revisited, new insights provided by electrostimulation and tractography. Neuropsychologia, 46, Duffau, H., Gatignol, P., Mandonnet, E., et al. (2008). Intraoperative subcortical stimulation mapping of language pathways in a consecutive series of 115 patients with Grade II glioma in the left dominant hemisphere. J Neurosurg., 109, Duffau, H. (2009). A personal consecutive series of surgically treated 51 cases of insular WHO Grade II glioma: advances and limitations. J Neurosurg 110: Duffau, H. (2009). Surgery of low-grade gliomas: towards a 'functional neurooncology'. Curr Opin Oncol. 21(6): Duffau, H., Moritz-Gasser, S., Gatignol, P. (2009). Functional outcome after language mapping for insular World Health Organization Grade II gliomas in the dominant hemisphere: experience with 24 patients. Neurosurg Focus, 27 (2), Duffau, H. (2010). New Insights into Pre-, Intra-and Post-Operative Brain Mapping in Low-Grade Glioma Surgery: Towards a Longitudinal Study of Cerebral Plasticity, Current Medical Imaging Reviews, 6/4( ), (2010).

36 Gil-Robles, S., Duffau, H. (2010). Surgical Management of WHO Grade II gliomas in eloquent areas: The necessity of preserving a margin around functional structures. Neurosurgical Focus, 28 (2), E8. Graetz, P., De Bleser, R., & Willmes, K. (1992). Aachen Aphasia Test, Dutch edition. Lisse: Swets & Zeitlinger. Gupta, D.K., Chandra, P.S., Ojha, B.K., et al. (2007). Awake craniotomy versus surgery under general anesthesia for resection of intrinsic lesions of eloquent cortex A prospective randomised study. Clinical Neurology and Neurosurgery, 109(4), Ilmberger, J., Ruge, M., Kreth, F.-W., et al. (2008). Intraoperative mapping of language functions: a longitudinal neurolinguistic analysis. J Neurosurg.,109, Julius, J., Manninen, P., Lai, J., et al. (2009). The history of awake craniotomy for brain tumor and its spread into Asia. Surgical Neurology, 71, Kaplan, E., Goodglass, H., & Weintraub, S. (1983); Mariën, P., Mapaey, E., Vervaet, A., Saerens, J., & De Deyn, P.P. (1998). Boston Naming Test. Philadelphia: Lea & Febiger. Mandonnet,E., Winkler,P. A., Duffau,H. (2010).Direct electrical stimulation as an input gate into brain functional networks:principles, advantages and limitations. Acta Neurochir, McDermott, KB, Watson, JM, Ojemann, G. (2005). Presurgical language mapping. Amercian Pyschological Society, 14(6), Palese, A., et al. (2008). The Experience of Patients Undergoing Awake Craniotomy: In the Patients' Own Words. A Qualitative Study. Cancer Nurs., 31(2): Pereira, L.C.M., Oliveira, K.M., L Abbate, G.L., et al. (2009). Outcome of fully awake craniotomy for lesions near the eloquent cortex: analysis of a prospective surgical series of 79 supratentorial primary brain tumors with long follow-up. Acta Neurochir., 151,

37 Polczynska, M. (2009). New tests for language mapping with intraoperative electrical stimulation of the brain to preserve language in individuals with tumors andepilepsy: A preliminary follow-up study. Poznan Studies in Contemporary Linguistics, 45(2à, Reihmeier, T., Krammer, M., Gumprecht, H., et al. (2003). Neuronavigation combined with electorphysiological monitoring for surgery of lesions in eloquent brain areas in 42 cases: a retrospective comparison of the neurological outcome and the quality of resection with a control group with similar lesions. Invasive Neurosurg., 46(2), (enkel abstract) Robert, E. (2005). Linguistic procedure in awake neurosurgery. Stem-, Spraak- en Taalpathologie, 13, Robert, E., Duffau, H., Colle, H. (2006). Peroperatieve functionele taalmapping via directe elektrische stimulaties. In E. Robert, & P. Mariën (Eds.), Afasie (z)onder woorden: Diagnostische en therapeutische ontwikkelingen (pp ). Antwerpen, Apeldoorn: Garant. Sacko, O., Lauwers-Cances, V., Brauge, D., Sesay, M., Brenner, A., Roux, FE. (2011). Awake craniotomy vs. surgery under general anaesthesia for resection of supratentorial lesions. Neurosurgery, 68 (5), Serletis, D., Bernstein, M. (2007). Prospective study of awake craniotomy used routinely and nonselectively for supratentorial tumors. J. Neurosurg., 107, 1-6. Tonn, J.C. (2007). Awake craniotomy for monitoring of language function: benefits and limits. Acta Neurochir., 149, Young, R.J., Brennan, N., Fraser, J.F., Brennan, C. (2010). Advanced imaging in brain tumour surgery. Neuroimaging Clin N Am. 20(3):

38