Radiologiske betraktninger ved 3D ultralydveiledet kirurgi av diffuse lavgradige gliomer
Diffuse lavgradige gliomer er primære hjernetumorer som vokser langsomt og infiltrerende, rammer først og fremst unge voksne og er derfor assosiert med relativt lang overlevelse. Etter hvert skjer det en malign transformasjon til høygradig gliom med påfølgende rask progresjon. Diffus infiltrerende vekst gjør det vanskelig, om ikke umulig, å fjerne dem i sin helhet, og tilbakefall vil vanligvis forekomme over tid. Den diffuse, og til å begynne med langsomme, veksten gjør det også vanskelig å avbilde og avgrense disse tumorene, og det å kunne påvise små forandringer i tumorvolumet kan potensielt være veldig nyttig i oppfølgingen. De siste årene har tidlig og maksimal trygg reseksjon vært den anbefalte primære behandlingsstrategien, men kombinasjonen av hyppig nærhet til sensitive områder i hjernen, infiltrerende vekst og vanskelighet med å se tumorgrensene under operasjonen er en stor utfordring.
Målet for denne avhandlingen var å undersøke volumsegmentering av diffuse lavgradige gliomer med tanke på intra-rater variasjon, å sammenligne segmentering av samme tumor på preoperative MR-bilder og 3D ultralydbilder, og også å vurdere radiologiske og kliniske resultater i en fortløpende serie med diffuse lavgradige gliompasienter behandlet med 3D ultralydveiledet reseksjon, ved hjelp av pre- og postoperative segmenteringer. I artikkel I og II ble de samme 23 diffuse lavgradige gliomene segmentert i dataprogrammet 3D Slicer. I artikkel I segmenterte en radiolog de samme tumorene tre ganger og sammenlignet disse segmenteringene. I artikkel II ble tumorene segmentert på intraoperative 3D ultralydbilder tatt ved starten av operasjonen, før noe av tumor var fjernet. Disse segmenteringene ble sammenlignet med segmenteringene fra artikkel I og mulige årsaker til avvik ble utforsket. I artikkel III ble 47 påfølgende diffuse lavgradige gliomer behandlet med primær kirurgi segmentert på preoperative og postoperative MRbilder, og reseksjonsgrad ble beregnet. MR-kontroller ble vurdert med tanke på progresjon og transformasjon, og reseksjonsgrad og volum av resttumor ble sammenholdt med overlevelse, nye nevrologiske utfall og livskvalitet.
I artikkel I fant vi en signifikant intra-rater variasjon på -4,1 ml mellom første og tredje segmentering, med Jaccard koeffisient på 0,87. Det var et signifikant avvik når vi sammenlignet forskjellen mellom segmenteringsrunde 1 vs. 2 og runde 2 vs. 3. Det var en sammenheng mellom veldefinerte tumorgrenser og mindre volumforskjeller. Det er altså en signifikant variasjon ved tumorsegmentering på preoperativ MR, noe som er relatert hvor skarp tumorgrensen er. Vi fant også at denne variasjonen avtar med økende erfaring hos den som segmenterer, tolket som en læringseffekt.
I artikkel II fant vi en signifikant forskjell på 7,4 ml i tumorvolum når vi sammenlignet MR-segmentering med ultralydsegmentering. Denne forskjellen var signifikant større i oligodendrogliomer enn astrocytomer. Vi fant ingen sammenheng mellom ADC-verdier og bildekontrast på ultralyd eller histopatologisk celletetthet. Segmenteringene på intraoperative 3D ultralydbilder var generelt mindre enn de fra MR, men hadde en variasjon i samme størrelsesorden som på MR. Gitt gode resultater når det gjelder reseksjonsgrad, kan denne forskjellen være et uttrykk for inter-rater variasjon heller enn en forskjell modalitetene imellom.
I artikkel III fant vi en median reseksjonsgrad på 93,4% og median resttumorvolum på 1,0 ml. Skarpere tumorgrenser og lavere University of California San Francisco prognostisk score var assosiert med mindre resttumor i en logistisk regresjonsanalyse. Estimert 5-års overlevelse var 84% og det var en signifikant bedre total overlevelse medpostoperativt tumorvolum mindre enn 10 ml. Det var også en signifikant sammenheng mellom radiologisk signifikante diffusjonsavvik og vedvarende betydelige nevrologiske utfall. Vi fant gode resultater etter 3D ultralydveiledede reseksjoner, med små postoperative volumer, fullt på høyde med litteraturen på bildeveiledede reseksjoner og overlevelse. Reseksjonene kan også vurderes som trygge, med få pasienter som fikk betydelige og vedvarende nevrologiske utfall, noe som også kunne forutses på tidlig postoperativ diffusjonsvektede bilder.
Vi fant bruken av volumsegmentering nyttig for preoperativ og postoperativ evaluering i 3D ultralydveiledet kirurgi av diffuse lavgradige gliomer. Vi tror videre forskning på volumetrisk vurdering og avbildning av lavgradige gliomer vil være viktig for å forbedre preoperativ vurdering av prognose, samt i oppfølging og behandling de neste årene.
Disputas: 17.10.2019, NTNU, Trondheim
Institutt: Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk, NTNU
Veiledere: Erik Magnus Berntsen (hovedveileder), Ole Solheim og Kjell Arne Kvistad (biveiledere)
Finansieringskilde: St. Olavs hospital HF og Nordlandssykehuset HF