Het gebruik van MR-tractografie in de dagelijkse neurochirurgische praktijk

Transcriptie

1 Het gebruik van MR-tractografie in de dagelijkse neurochirurgische praktijk The use of MR-tractography in daily neurosurgical practice Dr. G.J.M. Rutten 1, dr. G. Kristo 2, W. Pigmans 3, dr. J. Peluso 4, dr. H.B. Verheul 5 Samenvatting Kennis van de subcorticale (functionele) anatomie is belangrijk bij de planning en uitvoering van hersenoperaties. Diffusion tensor imaging -tractografie is een non-invasieve magnetic resonance imaging - techniek die de grotere wittebaansystemen kan visualiseren en waarvan de informatie (genavigeerd) gebruikt kan worden tijdens de operatie. In dit artikel beschrijven we onze ervaringen met het opzetten van het logistieke traject dat nodig is om tractografie beschikbaar te maken voor in principe iedere hersenoperatie. Op basis van de ervaringen bij 100 patiënten concluderen we dat diffusion tensor imaging -tractografie een waardevolle aanvulling is op de dagelijkse neurochirurgische praktijk. Wegens de complexiteit van de methode adviseren wij dat de analyse wordt gedaan door mensen die hiervoor specifiek getraind zijn en dit frequent blijven doen. (Tijdschr Neurol Neurochir 2014;115:204-11) 4 Summary Knowledge of subcortical (functional) anatomy is important for planning of brain surgical procedures. Diffusion tensor imaging tractography is a non-invasive magnetic resonance imaging technique that is able to visualise white matter tracts. Main aim of this study is to review our experiences in setting up the necessary workflow for use of diffusion tensor imaging tractography in daily neurosurgical practice. We describe the lessons we learned as well as some of the clinical benefits in our first 100 patients. We conclude that diffusion tensor imaging tracography is a valuable clinical tool in neurosurgical practice. Due to the complexity of the method we think that data analysis should be performed by dedicated people that have experience with a significant number of cases. Inleiding Het functionele belang van wittestofbanen wordt in toenemende mate erkend bij de besluitvorming rondom hersenoperaties. 1 De grotere subcorticale baansystemen kunnen in beeld worden gebracht met een niet-invasieve magnetic resonance imaging (MRI)- techniek: diffusion tensor imaging (DTI). 2 Dit wordt ook wel tractografie genoemd. De resultaten van tractografie komen over het algemeen goed overeen met bevindingen uit postmortem dissectieonderzoek en elektrische stimulatie tijdens hersenoperaties. Klinische onderzoeksgroepen die veel ervaring hebben met DTI-tractografie propageren het gebruik ervan in de klinische praktijk. 3-6 DTI-tractografie is al vele jaren mogelijk. 7,8 Het is echter nog steeds zo dat maar weinig neurochirurgen hier in hun dagelijkse praktijk gebruik van (kunnen) maken. Hiervoor lijken twee belangrijke redenen te zijn. Allereerst is de methode nog niet volledig te standaardiseren, zoals bijvoorbeeld wel het geval is bij reguliere computer 1 neurochirurg, afdeling Neurochirurgie 2 onderzoeker, afdeling Neurochirurgie 3 radiologisch laborant, afdeling Radiologie 4 radioloog, afdeling Radiologie 5 neurochirurg, afdeling Neurochirurgie, St. Elisabeth Ziekenhuis, Tilburg. Correspondentie graag richten aan: Dr. G.J. Rutten, neurochirurg, St. Elisabeth Ziekenhuis, Hilvarenbeekseweg 60, 5022 GC Tilburg, tel: , adres: gj.rutten@elisabeth.nl. Belangenconflict: geen gemeld. Financiële ondersteuning: geen gemeld. Trefwoorden: DTI-tractografie, functionele anatomie, functionele neuro-imaging, tumor, witte stof. Keywords: DTI-tractography, functional anatomy, functional neuro-imaging, tumour, white matter. Ontvangen 27 augustus 2013, geaccepteerd 6 december

2 tomografie (CT) en MRI-onderzoek. De techniek bepaalt op voxel-niveau de diffusie grootte ( mean diffusivity ) en richting ( fractional anisotropy ). Deze grootheden vormen tesamen de diffusion tensor, die in ieder voxel wordt berekend en als basis fungeert voor het reconstrueren van een baansysteem. Met behulp van ingewikkelde algoritmen worden vervolgens voxels met vergelijkbare diffusion tensoren verbonden. Hierbij vraagt de programmatuur om drempelwaarden van bepaalde parameters zoals bijvoorbeeld mean diffusivity, fractional anistropy en toegestane verandering in richting per voxel ( Maximum directional change ). Het gekozen algoritme en de parameterinstellingen beïnvloeden het resultaat. Dit deel van het analysetraject vereist daarom menselijke besluitvorming. Dit geldt ook voor het plaatsen van zogenoemde regions-of-interest (ROI), waarbij op anatomische gronden een begin- en een eindregio wordt gekozen om het gewenste baansysteem te selecteren. Een tweede, belangrijkere, reden is, dat analyse van DTI-tractografie ervaring vereist, met name in situaties waarbij tumoren of andere afwijkingen de normale anatomie verstoren. Dit maakt het onzes inziens noodzakelijk dat de analyse wordt gedaan door mensen die dit vaak doen, zodat opgedane kennis en ervaring worden geconcentreerd en geconsolideerd. Dit hoeft niet per se de opererend neurochirurg te zijn. In het St Elisabeth Ziekenhuis zijn we gestart met een project waarbij onderzoek en analyse volledig worden uitgevoerd door radiologisch laboranten. In onze opzet vult de neurochirurg alleen een klinisch aanvraagformulier in (zie Figuur 1). De resultaten van tractografie worden dan beschikbaar gemaakt in het PACS en in de neuronavigatie-apparatuur in de operatiekamer. In dit artikel beschrijven we onze ervaringen met het opzetten van het logistieke traject dat nodig was om tractografie beschikbaar te maken voor in principe iedere hersenoperatie. Geleerde lessen en klinische voordelen worden geschetst aan de hand van onze eerste 100 patiënten. We beschrijven het DTI-protocol dat is voortgekomen uit deze ervaringen zodanig dat anderen dit als startpunt kunnen nemen indien zij DTI-tractografie willen gaan gebruiken. Deze studie heeft nadrukkelijk niet als doel om tractografieresultaten te valideren aan de huidige gouden standaard (intraoperatieve elektrische subcorticale stimulatie) of om een definitief standaardprotocol te beschrijven voor algemeen klinisch gebruik. Voor een overzicht van de studies die gebruik van DTI in de neurochirurgie hebben gevalideerd wordt verwezen naar een recente publicatie in Neurosurgical Focus (Abdullah et al, 2013). 9 Methode Uitgangspunten Bij het opzetten van een efficiënte workflow van de MR-scanner tot in de operatiekamer werd een aantal a priori voorwaarden gesteld: (1) De gebruiker van DTI-informatie (in ons geval de neurochirurg) is niet noodzakelijk een expert in deze techniek; (2) Tractografieresultaten kunnen worden geïmporteerd in een neuronavigatie systeem voor gebruik tijdens operatie; (3) Acquisitie, analyse en oversturen van tractografieresultaten naar de operatiekamer nemen niet meer dan twee uur in beslag (op deze manier kan het onderzoek een dag voor operatie, tijdens de reguliere opnamedag, worden uitgevoerd); (4) Het gehele onderzoek wordt uitgevoerd door radiologisch laboranten, gesuperviseerd door een neuroradioloog of neurochirurg; (5) Er wordt alleen gebruik gemaakt van commercieel verkrijgbare software en hardware systemen; (6) Het aantal aan te vragen wittestofbanen werd gelimiteerd tot vier fasciculi met aangetoonde relevantie voor de neurochirurgische praktijk (zie Figuur 1). Wittestofbanen We selecteerden vier wittestofbanen waarvan in de literatuur inmiddels duidelijk de klinische relevantie is bewezen. Deze vier baansystemen kunnen ook tijdens operatie worden gedetecteerd met elektrische stimulatie, en dit geeft een goede indruk van de klinische bruikbaarheid en de kwaliteit van de data. De gekozen wittebaansystemen zijn: de tractus corticospinalis, de optische radiatio (genicostriate tractus), de arcuate fasciculus en de fasciculus fronto-occipitalis inferior (respectievelijk CST, OR, AF en IFOF). Er is weinig discussie over het klinische belang van grote baansystemen die direct projecteren op primaire corticale gebieden, zoals de CST en OR. Over de subcorticale systemen die een kritische rol spelen bij taal is wel nog veel discussie. Zowel vanuit een neurowetenschappelijk als klinisch oogpunt is er in toenemende mate bewijs voor een dual-stream model voor taal, dat wezenlijk anders is dan het klassieke neurologische model. In het klassieke model is de AF de belangrijkste verbinding tussen de gebieden van Broca en Wernicke. In het nieuwe model representeert de AF het dorsale pad, dat vooral betrokken lijkt bij fonologie en articulatie. 6,10 Daarnaast is er een ventraal pad dat vooral betrokken lijkt bij semantische processen, en dat vermoedelijk loopt via de IFOF. Het is belangrijk te onderkennen dat er een voortdurende discussie gaande is in de literatuur over de precieze anatomische en functionele definities van de baansystemen die taal- en andere cognitieve functies mediëren. 205

3 4 Functioneel imaging protocol We maken gebruik van één imaging protocol voor zowel functionele MRI als DTI. Dit protocol omvat twee fmri-onderzoeken (gericht op respectievelijk handmotoriek en taal), een DTI-onderzoek, een resting state connectivity scan (voor onderzoeksdoeleinden) en anatomische scans voor neuronavigatie (doorgaans een T1- gewogen opname met contrast en/of een fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR)). Het voordeel hiervan is dat we met een enkel standaardprotocol de klinische fmrien DTI-vragen kunnen beantwoorden. Ander voordeel is dat alle patiënten op eenzelfde manier kunnen worden voorgelicht over hun MRI-onderzoek. Informatie over het onderzoek wordt na het poliklinische bezoek meegegeven op een instructie DVD en is ook te zien via internet In dit artikel worden alleen de resultaten van DTI-tractografie beschreven. Training van radiologisch laboranten Vijf laboranten waren gemotiveerd om DTI-tractografie te leren. Alvorens werd gestart bij patiënten, volgden de laboranten cursussen (bijvoorbeeld via de school of MRI, en werden zij herhaaldelijk getraind door experts (GK, GR). Daarnaast werd in de literatuur gezocht naar de nieuwste DTI-protocollen en werd zowel de DTI-tractografie als de analysesoftware veelvuldig geoefend. Een van de laboranten (WP) heeft zich in het bijzonder bekwaamd in tractografie en fungeert in de praktijk als aanspreekpunt voor de andere laboranten en clinici. Plaatsing van ROIs vergt het meeste tijd en training. In beginsel volgden we voor ROI-plaatsing een protocol zoals is beschreven door Wakana et al. in een verhelderend artikel. 11 We hebben echter geleidelijk aan een aantal veranderingen doorgevoerd die tot een eigen, en onzes inziens makkelijker bruikbaar, protocol hebben geleid (zie Tractografieprotocol). Alhoewel de leercurve na 100 patiënten is afgevlakt blijft een voortdurende feedback tussen laboranten, neuroradiologen en neurochirurgen van vitaal belang om de protocollen verder te optimaliseren. Tractografieprotocol Alle scans werden uitgevoerd op een Philips Achieva 3T MRI-scanner. Voor details van het scanprotocol voor de diffusie gewogen scans ( diffusion weighted imaging (DWI)-scans) en de postprocessing wordt verwezen naar Kristo et al, Resolutie van de beelden is 2 x 2 x 2 mm, acquisitietijd is zes minuten. De ruwe databestanden worden overgestuurd naar een planningscomputer voor analyse (Medtronic met StealthViz softwarepakket). Figuur 1. Aanvraagformulier dat de neurochirurg invult voor functioneel MRI- en/of DTI-onderzoek. Een zestal specifieke vragen kunnen worden beantwoord met het onderzoeksprotocol. De software past eerst een aantal automatische correcties toe, onder andere voor beweging. Vervolgens worden via een deterministische methode de banen gevisualiseerd door telkens ROIs te plaatsen (zie Figuur 2, pagina 207). We werken hierbij zoveel mogelijk met standaard parameterinstellingen. Bij de grote meerderheid van patiënten hoeven hier geen wijzigingen in te worden aangebracht. In een enkel geval is toch trial-and-error nodig om het gewenste eindresultaat te bereiken (door veranderen van parameters of duidelijk anders plaatsen van de ROIs). Omdat de baansystemen niet altijd meer op hun oorspronkelijke anatomische positie lopen, of soms zelfs niet meer (geheel) intact lijken te zijn, kan dit een lastig proces zijn. Er is dan namelijk geen gewenst eindresultaat om naar toe te werken. Gebruik van tractografie-informatie tijdens operatie DTI-tractografiegegevens worden van het planningsstation via intranet doorgestuurd naar de neuronavigatiesystemen in de operatiekamer. Elk baansysteem wordt met een vaste kleur gecodeerd. Deze banen kunnen, indien gewenst, afzonderlijk worden gevisualiseerd tegen 206

4 Figuur 2. Tractografieprotocol. Plaatsing van Regions Of Interest (ROIs) gebeurt op een scan die een combinatie is van een T1-gewogen anatomische MRI-scan en een diffusie gewogen scan (waarbij de kleuren de richting aangeven van de diffusie richting: rood = links-rechts; groen = anterieur-posterieur; blauw = craniaal-caudaal). Bij de analyse van diffusion tensor imaging (DTI)-tractografie wordt zoveel mogelijk gewerkt met standaard parameterinstellingen. Bij veruit de meerderheid van de patiënten hoeft dit niet te worden aangepast. Relevante parameters zijn: FA Start Value: 0.20; ADC Stop Value: 0.10; Seed Density: 1; Maximum Directional Change: 45 ; Min Fiber Length: 50 mm. A - tractus corticospinalis (CST) Er worden twee ROIs in het axiale vlak geplaatst. De eerste ROI omvat de ipsilaterale cerebrale pedunkel. Een tweede ROI omvat de precentrale gyrus, en specifiek de hand knob, die doorgaans vrij eenvoudig te herkennen is 207

5 4 de achtergrond van een anatomische scan ( zie Figuur 3, pagina 209 en Figuur 4, pagina 210). Chirurgisch instrumentarium, zoals de CUSA, kan worden genavigeerd zodat het voor de neurochirurg inzichtelijk wordt wanneer de resectie een specifiek baansysteem van interesse nadert (hierbij is een marge in te stellen zodat het instrument als het ware vooruit kijkt). Resultaten Met training en oefening kan DTI-tractografie zelfstandig worden uitgevoerd door radiologisch laboranten. Alhoewel moeilijk in te schatten denken we dat een ieder die zich in deze techniek bekwaamt toch tenminste enkele tientallen patiënten moet hebben gedaan om de meest voorkomende moeilijkheden zelf te kunnen oplossen. Dan nog zal men af en toe tegen problemen aanlopen, en is het belangrijk dat er experts zijn om op terug te vallen. Deze kennis is niet voorhanden bij commerciële partijen en is ook niet uit de boeken te halen. Patiënten In de periode september maart 2013 ondergingen 100 patiënten in totaal 107 MRI-onderzoeken volgens ons standaard functionele imaging-protocol. Mediane leeftijd van de patiënten was 46 jaar (minimum 17, maximum 71 jaar). Alle patiënten hadden supratentorieel gelegen tumoren of vasculaire afwijkingen (41 laaggradige gliomen, 40 hooggradige gliomen, 6 meningeomen, 2 AVMs, 4 cavernomen, 4 metastasen, 1 dermoid cyste, 1 epidermoid cyste and 1 intraventriculaire cyste). De resultaten werden in PACS gezet samen met een (kwalitatief) verslag van de bevindingen door de neuroradioloog. Indien relevant werd een schatting gemaakt van de minimale afstand tussen de laesie en baansysteem. Desgevraagd werden DTI-tractografieresultaten naar de operatiekamer verstuurd via intranet. Bij 17 patiënten werden tijdens een wakkere operatie een of meer subcorticale banen gevonden met elektrische subcorticale stimulatie. Precieze kwantitatieve validatie werd door ons niet gedaan; hier zitten nog veel haken en ogen aan en is tot op heden een onopgelost probleem in de literatuur. Discussie Commerciële bedrijven die software hebben ontwikkeld voor analyse van DTI-tractografie adverteren vaak met het feit dat de verschillende baansystemen op een eenvoudige en snelle manier zijn te visualiseren door de (chirurgische) gebruiker. Het is inderdaad zo dat bijvoorbeeld de CST over het algemeen makkelijk is te visualiseren bij gezonde vrijwilligers. Dit hoeft echter nog niet te betekenen dat de resultaten altijd correct zijn vanuit functioneel-anatomisch perspectief. Daar komt bij dat bij patiënten met een ruimte-innemende afwijking DTItractografie een veel moeilijker proces van trial-anderror kan zijn, en dat soms zelfs de gewenste baansystemen niet worden gevonden. Juist dan is voldoende ervaring vereist. Vanuit dit oogpunt lijkt het ons belangrijk om de analyse te laten doen door een vaste groep aan de hand van anatomische kenmerken. 16 Incidenteel is de precentrale gyrus op anatomische gronden niet goed te herkennen, bijvoorbeeld door massa effect van een tumor of anatomische varianten in het gyrus-sulcus patroon (bijvoorbeeld een dubbele precentrale sulcus). In dat geval kan fmri-informatie worden gebruikt om de ROI met meer zekerheid te plaatsen. B - arcuate fasciculus (AF) De AF wordt vaak, maar niet altijd, als een onderdeel gezien van een veel groter baansysteem, de fasciculus longitudinalis superior (SLF). Er is echter geen consensus over de precieze nomenclatuur; de anatomische en functionele beschrijvingen van AF en SLF variëren in de literatuur. 17 Voor bepalen van de AF zijn we afgeweken van het protocol van Wakana et al. 11 Twee grote ROIs worden geplaatst op sagittale doorsneden zodanig dat de subcortex wordt omvat. De meest anterieur gelegen ROI omvat tenminste het achterste deel van de gyrus frontalis inferior en medius, en het onderste deel van de centrale windingen. Het is belangrijk om niet alleen het pars triangularis en pars opercularis te omvatten (die doorgaans als de klassieke locatie van het gebied van Broca worden gezien) maar in ieder geval ook het onderste en anterieure deel van de precentrale gyrus mee te nemen (dit is de ventrale premotor cortex). De AF eindigt namelijk vaak in dit laatste gebied. 18 Een tweede ROI wordt geplaats op de temporoparieto-occipitale overgang. C - fasciculus fronto-occipitalis inferior (IFOF) Beide ROIs worden in het coronale vlak geplaatst. De eerste ROI omvat de frontaalkwab (op een sagittale snede bevindt deze zich net anterieur van het genu van het corpus callosum). De tweede ROI omvat de occipitaalkwab (op een sagittale snede bevindt deze zich ter hoogte van het splenium van het corpus callosum). D - optische radiatio (OR) De eerste ROI wordt geplaatst in coronale vlak en omvat de occipitaal kwab (als bij IFOF). Een tweede kleinere ROI wordt geplaatst ter hoogte van de nucleus geniculatus lateralis in het sagittale vlak. Mocht de OR niet goed in beeld komen kan een ROI naast de ventrikel worden geplaatst (middelste plaatje). Soms is ook nog plaatsing van een aanvullende ROI nodig in het verloop van Meyer s loop of dienen de standaard DTI-parameters wat te worden veranderd (met name verhogen van de maximum directional change ). 208

6 Figuur 3. Een 47-jarige patiënt met een links insulair laaggradig glioom (dit is dezelfde patiënt als in Figuur 2). Klinisch alleen epilepsie; radiologisch duidelijk tumorprogressie. Screenshot van het Medtronic navigatiesysteem zoals de chirurg dit te zien krijgt tijdens de operatie. Een viertal baansystemen is in kleur gevisualiseerd ten opzichte van een FLAIR-opname van de hersenen. Groen: tractus corticospinalis, paars: fasciculus arcuatus, geel: fasciculus fronto-occipitalis inferior, rood: radiatio optica. Er werd een subtotale resectie verricht van de tumor; postoperatief geen neurologische uitval. mensen. In ons ziekenhuis zijn dit specifiek getrainde radiologisch laboranten, en hierdoor is het mogelijk geworden om DTI-tractografie te gebruiken in de dagelijkse neurochirurgische praktijk op een logistieke manier die vergelijkbaar is met het verkrijgen van structurele MRI s. Tractografie kent methodologische beperkingen en ook een relatief lage ruimtelijke resolutie. Zo is de techniek bijvoorbeeld minder gevoelig voor de wittestofbanen in het meer laterale deel van de motor cortex, waarschijnlijk ten gevolge van kruisende baansystemen die met eenvoudige deterministische methodieken niet van elkaar te onderscheiden zijn. 13 Oedeem of tumor-infiltratie kan de tractografieresultaten beïnvloeden. 3,6 Daarnaast zijn de resultaten ook afhankelijk van de analysemethode; er zijn significante verschillen beschreven tussen de resultaten van verschillende softwarepakketten voor het bepalen van de CST. 14 Het nadeel van het gebruik van commerciële systemen is dat de details van de algoritmen niet bekend zijn bij de gebruiker. Neurochirurgen en neuroradiologen dienen zich bewust te zijn van het feit dat commerciële systemen onvoldoende zijn gevalideerd in patiëntenstudies, en niet altijd met een druk op de knop klinisch relevante resultaten opleveren. De uiteindelijke betrouwbaarheid van DTI-tractografie is een optelsom van de onnauwkeurigheden tijdens de verschillende stappen in het acquisitie- en analysetraject. De methode zelf levert goed reproduceerbare resultaten op. Wij vonden in test-hertest-studies een 2 mm onzekerheid voor CST en AF. 12,13 Dit is acceptabel voor klinisch gebruik. Plaatsing van de ROIs kan een additionele (menselijke) fout introduceren, die vanuit onze klinische ervaringen bezien weinig significant lijkt. Dit stemt overeen met de conclusies van Wakana et al, die de reproduceerbaarheid, en met name de inter-rater variabiliteit, van tractografieresultaten formeel onderzochten. Zij deden dit bij onderzoekers uit verschillende instituten, maar ook bij onderzoekers zonder enige tractografie-ervaring die specifiek eerst werden getraind. De reproduceerbaarheid was hoog onder al deze onderzoekers, en de tractografieresultaten voor de CST, AF en IFOF waren nauwkeurig genoeg om anatomische verschillen tussen individuen te detecteren. Het enige baansysteem met een lagere reproduceerbaarheid was de OR. Dit komt overeen met onze eigen ervaring. De OR is in onze optiek het lastigste baansysteem om goed te vinden. Hierbij lijkt de sterke curvatuur ter hoogte van Meyer s loop een belangrijke rol te spelen. 209

7 4 Figuur 4. Een 46-jarige patiënte met een links temporaal laaggradig glioom. Klinisch (subjectieve) klachten passende bij aandachtsen concentratie stoornissen die ook werden geobjectiveerd bij neuropsychologisch onderzoek; dit onderzoek vond ook discrete fatische stoornissen die in een poliklinisch gesprek niet waren opgevallen. Screenshot van het Medtronic navigatiesysteem toont FLAIR-opnamen met de baansystemen in kleur (de oranje gebieden representeren informatie van de functionele MRI-onderzoeken). DTI toont dat de AF (paars) en IFOF (geel) een nauwe relatie hebben met het posterieure deel van de tumor. De mediale (functionele) grens van de tumor wordt gevormd door de IFOF en OR (rood); tijdens een wakkere operatie werden IFOF en OR gelokaliseerd (doordat met elektrische stimulatie hier respectievelijk fatische en visuele stoornissen werden opgewekt). De postoperatieve MRI toont geen rest. Behoudens een (tijdelijk) syndroom van Bonnet was er geen neurologische uitval. In hoeverre tractografieresultaten overeenkomen met de werkelijkheid, en dus de anatomische baan correleert met zijn veronderstelde functie, is niet precies bekend. Validatie kent methodologische moeilijkheden en een werkelijke gouden standaard techniek ontbreekt. In de praktijk wordt elektrische stimulatie als gouden standaard genomen, maar deze techniek kent zelf ook tekortkomingen. Bello et al hebben een ruime ervaring met het gebruik van DTI-tractografie tijdens operatie. 15 Zij beschrijven een hoge correlatie en een sensitiviteit van meer dan 95% wanneer DTI-tractografie van motoren taalbanen wordt vergeleken met de bevindingen van intraoperatieve elektrische stimulatie. In onze studie werd op kwalitatieve gronden een goede overeenkomst gevonden tussen de DTI-informatie en de resultaten van stimulatie. In onze ervaring vergroot de DTI-informatie de functioneel-anatomische kennis en vergemakkelijkt het de anatomische oriëntatie tijdens de operatie. We vinden dat het ook de effectiviteit van de stimulatieprocedure ten goede komt, in overeenstemming met ervaringen in de literatuur. 15 Wanneer tractografieresultaten worden gebruikt tijdens de operatie wordt de grootste fout geïntroduceerd door de brain shift. Gedurende de operatie deformeert het brein, zijn de preoperatief verkregen resultaten niet meer accuraat en kan de fout oplopen tot boven de 10 mm. Toch maakt dit tractografie-informatie niet a priori onbruikbaar, want een groot deel van de informatie zit in de relatieve positie van de baansystemen en de laesie. Het gebruik van DTI-informatie in de neuronavigatieapparatuur vergroot onze functioneel-anatomische kennis en is behulpzaam bij het sneller vinden van de subcorticale banen met elektrische stimulatie. Dit is in overeenstemming met de bevindingen in de literatuur. 15 Wij concluderen dat DTI-tractografie een waardevolle aanvulling is op de neurochirurgische praktijk. Het vergroot de awareness van de subcorticale functionele anatomie, leidt tot een beter begrip van klinische symptomatologie en draagt bij aan een betere pre- en peroperatieve risico-inschatting. Bovendien is het behulpzaam bij het bepalen van de route naar dieper gelegen afwijkingen. Een van de belangrijkste lessen die wij 210

8 Aanwijzingen voor de praktijk 1. Ondanks de methodologische complexiteit van diffusion tensor imaging -tractografie, is deze techniek te implementeren in de (workflow van de) dagelijkse neurochirurgische praktijk. 2. Diffusion tensor imaging -tractografie is een waardevolle bron van informatie bij de planning en de uitvoering van hersenoperaties. 3. De tractografie-analyse dient te worden gedaan door mensen met training en ervaring, en niet noodzakelijkerwijs door de opererend neurochirurg. 4. Neurochirurgen en neuroradiologen dienen zich bewust te zijn van het feit dat de commerciële systemen onvoldoende zijn gevalideerd in patiëntenstudies, en niet altijd met een druk op de knop klinisch relevante resultaten opleveren. leerden is, dat ervaring onontbeerlijk is bij de analyse en het klinisch gebruik van DTI-informatie. Wij adviseren dat de analyse wordt gedaan door mensen die hiervoor specifiek getraind zijn en dit frequent blijven doen. In onze huidige praktijk worden de meeste tractografieresultaten inmiddels verkregen zonder tussenkomst van neuroradioloog of neurochirurg. Tractografie is op een snelle en effectieve manier beschikbaar gekomen in de klinische praktijk, ook voor neurochirurgen die geen ervaring met deze techniek hebben. Zij zijn enthousiast over deze nieuwe bron van informatie. Acknowledgment De auteurs danken prof. N. Ramsey voor zijn hulp bij de MRI-protocollen. Referenties 1. Duffau H, Capelle L, Sichez N, et al. Intraoperative mapping of the subcortical language pathways using direct stimulations. An anatomo-functional study. Brain 2002;125: Jbabdi S, Johansen-Berg H. Tractography: where do we go from here? Brain Connect 2011;1: Bello L, Gambini A, Castellano A, et al. Motor and language DTI Fiber Tracking combined with intraoperative subcortical mapping for surgical removal of gliomas. Neuroimage 2008;39: Castellano A, Bello L, Michelozzi C, et al. Role of diffusion tensor magnetic resonance tractography in predicting the extent of resection in glioma surgery. Neuro Oncol 2012;14(2): Hayashi Y, Kinoshita M, Nakada M, et al. Correlation between language function and the left arcuate fasciculus detected by diffusion tensor imaging tractography after brain tumor surgery. J Neurosurg 2012;117(5): Vassal F, Schneider F, Sontheimer A, et al. Intraoperative visualisation of language fascicles by diffusion tensor imaging-based tractography in glioma surgery. Acta Neurochir (Wien) 2013;155: Hoogland IC, Verhoeff JJ, Van Walderveen MA, et al. Nieuwe MRI-technieken voor de diagnostiek van hersentumoren. Tijdschr Neurol Neurochir 2008;109: Nimsky C, Ganslandt O, Fahlbusch R. Implementation of fiber tract navigation. Neurosurgery 2006;58:ONS Abdullah KG, Lubelski D, Nucifora PG, et al. Use of diffusion tensor imaging in glioma resection. Neurosurg Focus 2013;34:E Duffau H, Capelle L, Denvil D, et al. Usefulness of intraoperative electrical subcortical mapping during surgery for low-grade gliomas located within eloquent brain regions: functional results in a consecutive series of 103 patients. J Neurosurg 2003;98: Wakana S, Caprihan A, Panzenboeck MM, et al. Reproducibility of quantitative tractography methods applied to cerebral white matter. Neuroimage 2007;36: Kristo G, Leemans A, De Gelder B, et al. Reliability of the corticospinal tract and arcuate fasciculus reconstructed with DTI-based tractography: implications for clinical practice. Eur Radiol 2012;23(1): Kristo G, Leemans A, Raemaekers M, et al. Reliability of two clinically relevant fiber pathways reconstructed with constrained spherical deconvolution. Magn Reson Med 2013;70(6): Burgel U, Madler B, Honey CR, et al. Fiber tracking with distinct software tools results in a clear diversity in anatomical fiber tract portrayal. Zentralbl Neurochir 2009;70: Bello L, Castellano A, Fava E, et al. Intraoperative use of diffusion tensor imaging fiber tractography and subcortical mapping for resection of gliomas: technical considerations. Neurosurg Focus 2010;28:E Yousry TA, Schmid UD, Alkadhi H, et al. Localization of the motor hand area to a knob on the precentral gyrus. A new landmark. Brain 1997;120: Catani M, Thiebaut de Schotten M. A diffusion tensor imaging tractography atlas for virtual in vivo dissections. Cortex 2008;44: Bernal B, Altman N. The connectivity of the superior longitudinal fasciculus: a tractography DTI study. Magn Reson Imaging 2010;28: