Autori: Concetta Alafaci, Francesca Granata, Sergio Lucio Vinci, Marcello Longo, Gianmarco Bernava, Maria Caffo, Mariano Cutugno, Rosa Morabito, Ignazio Salamone, Francesco Tomasello.

 

Riassunto

Studio e presentazione di tecniche virtuali avanzate di risonanza magnetica nel conflitto neurovascolare: immagini di fusione bidimensionale e cisternografia virtuale

Obiettivo. Valutare le possibilità e i limiti di tecniche virtuali avanzate di risonanza magnetica nella pianificazione prechirurgica dell’intervento di decompressione microvascolare in pazienti con conflitto neuro-vascolare.

Materiali e metodi. Tra dicembre 2010 e dicembre 2011, sono stati prospetticamente arruolati 32 pazienti (30 con nevralgia trigeminale e 2 con emispasmo faciale), con diagnosi clinica di conflitto neuro-vascolare. Allo scopo di definire il contatto anomalo tra una struttura vascolare e il nervo cranico, i pazienti sono stati sottoposti a RM con tecnica 3D-Constructive Interference in Steady- State (CISS), e a studio angio-RM ad alta risoluzione. In tutti i pazienti, inoltre, abbiamo realizzato una simulazione pre-chirurgica dell’intervento di decompressione microvascolare utilizzando la tecnica di fusione di immagine bidimensionale e la cisternografia virtuale. I rilievi radiologici sono stati, quindi, comparati con i rilievi chirurgici.

Risultati. In tutti i casi, è stato dimostrato lo stretto rapporto di contiguità anatomica tra nervo cranico e struttura vascolare a decorso anomalo, con un’ottima correlazione tra rilievo radiologico e chirurgico.

Conclusioni. Le tecniche di fusione di immagine bidimensionale e la cisternografia virtuale si sono dimostrate adeguate nella valutazione dei complessi rapporti anatomici tra strutture nervose e strutture vascolari nel contesto degli spazi cisternali della base cranica. Esse costituiscono un ottimo strumento pre-chirurgico in grado di migliorare la tradizionale valutazione RM di questa regione.
 

Cosa significa conflitto neuro-vascolare?

La sindrome da conflitto neuro-vascolare è legata a un anomalo contatto tra un nervo cranico e un vaso arterioso o venoso, in grado di determinare una disfunzione attiva del nervo. Le sindromi da compressione neuro-vascolare includono la nevralgia trigeminale e l’emispasmo facciale, espressione del coinvolgimento rispettivamente del V e del VII nervo cranico. Meno comuni sono, per converso, la nevralgia glossofaringea, l’ipoacusia neurosensoriale o la paralisi del nervo ipoglosso. I primi tentativi neurochirurgici, fin dagli anni Trenta, furono realizzati in assenza di valutazione radiologica e si basavano solo su precedenti esperienze di casi di compressione nervosa sostenuta da strutture vasali. La tecnica di decompressione microvascolare fu proposta da Dandy nel 1932 , in seguito riscoperta da Gardner e, infine, perfezionata da Jannetta negli anni settanta. 
 

Obiettivo: tecniche virtuali di risonanza nel conflitto neuro-vascolare

Le tecniche neurochirurgiche moderne sono ampiamente supportate dalla valutazione di risonanza magnetica che consente una chiara definizione della complessa anatomia neuro vascolare, nel contesto degli spazi cisternali della base cranica. In particolare, le sequenze 3D Constructive Interference in Steady-State (CISS) e lo studio angio-RM (MRA) consentono di ottenere un’eccellente definizione multiplanare delle strutture nervose e vascolari contenute nel liquor cefalo-rachidiano. Scopo del nostro lavoro è stato la valutazione delle possibilità e dei limiti di tecniche avanzate virtuali di risonanza magnetica, quali la fusione di immagine bidimensionale e la cisternografia virtuale, nella pianificazione pre-chirurgica in pazienti con conflitto neuro-vascolare. Sostanzialmente, abbiamo realizzato una simulazione prechirurgica dell’intervento di decompressione microvascolare, utilizzando tecniche virtuali di RM e abbiamo, quindi, comparato i rilievi neuroradiologici con quelli chirurgici.
 

Materiali e metodi

Popolazione di studio e protocollo di risonanza magnetica

Nel periodo compreso tra dicembre 2010 e dicembre 2011, sono stati prospetticamente arruolati 32 pazienti consecutivi (30 con nevralgia trigeminale, 2 con emispasmo del facciale; 22 donne, 10 uomini; età media: 42±7 anni; spettro di età: 23–68). Tutti i pazienti sono stati valutati presso l’ambulatorio di Neurochirurgia del nostro nosocomio per una sospetta diagnosi clinica di conflitto neuro-vascolare. I criteri clinici di diagnosi sono stati osservati in tutti i casi. L’intera popolazione di pazienti è stata sottosposta a esame RM pre-chirurgico con sequenze tradizionali. Ventuno pazienti sono stati infine sottoposti a intervento di decompressione microvascolare presso il Dipartimento di Neurochirurgia del Policlinico Universitario di Messina.

Protocollo RM

Lo studio di RM è stato realizzato con un magnete superconduttore da 1,5 T (Magnetom, Siemens Medical Solutions, Erlangen, Germania), intensità di risalita dei gradienti di 26 mT/m, slew rate 200 T/m/ms e bobina dell’encefalo. Il protocollo basale per lo studio del conflitto neurovascolare includeva:

  • sequenza 3D-CISS con i seguenti parametri. Tempo di ripetizione (TR): 12,25 ms; tempo di eco (TE): 5,90 ms; flip angle: 70 gradi; campo di vista (FOV): 200 mm; matrice: 230x512; spessore di fetta: 0,70 mm; due acquisizioni;
     
  • MRA realizzata con tecnica 3D Time-of-Flight (3DTOF) con i seguenti parametri. TR: 39 ms; TE: 6,5 ms; flip angle: 20 gradi; FOV: 200 mm; matrice: 192x512; spessore di fetta: 0,88 mm; una acquisizione. In tutti i pazienti sono state quindi realizzate la fusione di immagine bidimensionale e la cisternografia virtuale.
     

Fusione di immagine bidimensionale e della cisternografia virtuale

I dati delle sequenze 3D-CISS e 3D-TOF sono stati trasferiti su una workstation indipendente (Leonardo Workstation, VD 30B, Siemens- Erlangen, Germany). I dati delle sequenze 3D-CISS e 3D-TOF sono stati inizialmente trattati con la funzione “3D Fusion” del software della Leonardo. I parametri adatti alla realizzazione della fusio-. ne sono stati per la sequenza 3D-CISS: heart (16 bit); C: 489, W: 2671; masking = L: 259, H: 2100. I parametri adatti per la gestione della sequenza 3D-TOF sono stati: Lava; C: 175, W: 745; masking = L: 162 , H:1830. Nelle immagini di fusione bidimensionale delle sequenze 3DCISS e 3D-TOF, le strutture nervose sono state automaticamente rappresentate in blu, mentre i vasi arteriosi in rosso intenso. La cisternografia virtuale è basata sulla tecnica di ricostruzione volume rendering delle immagini 3D-CISS. I dati 3D-CISS sono stati trattati con la funzione “fly-through" della workstation Leonardo. Questa funzione consente di creare una visione tridimensionale dinamica utilizzando i dati volumetrici in una vera e propria “videocamera virtuale” che può essere traslata e ruotata anche con fini movimenti. L’angolo di visuale può essere modificato in un intervallo compreso tra i 30 e i 120 gradi. La posizione della videocamera virtuale viene indicata sulle immagini della ricostruzione multiplanare come l’intersezione di due rette perpendicolari; la proiezione e l’angolo di visuale sono indicati come un cono a forma di piramide. Nella cisternografia virtuale, le strutture anatomiche più vicine all’occhio della videocamera virtuale sono rappresentate in primo piano, mentre le strutture più distanti dall’occhio virtuale sono visualizzate in secondo piano.


Illustrazione 1 - Neurochirurgia
Fig. 1a-d. Conflitto tra arteria cerebellare superiore (SCA) – V nervo cranico in paziente con nevralgia trigeminale. Immagine sagittale 3D-CISS. L’arteria cerebellare superiore (freccia rossa) impatta il profilo superiore del nervo (freccia nera). Entrambe le strutture sono ipointense (a), immagine di sorgente sagittale 3D-TOF. Solo l’arteria cerebellare superiore è visibile (freccia nera) (b), immagine di fusione sagittale CISS-TOF. Simultanea visualizzazione di arteria (colore rosso) e nervo (colore blu) (c), cisternografia virtualeRM. Visualizzazione dall’alto dell’impatto (d) (N: nervo; V: vaso).
 

Risultati

In tutti i pazienti operati, la simulazione virtuale pre-chirurgica effettuata con RM è risultata coincidente con i rilievi intraoperatori. In particolare, sono stati identificati uno o più vasi responsabili della compressione sul nervo. Un’arteria cerebellare superiore (SCA), da sola o in associazione, è stata individuata in 19/21 pazienti (90%) (Fig. 1), un’arteria cerebellare antero-inferiore (AICA), da sola o in associazione, in 4/21 pazienti (19%) (Figg. 2, 3], una struttura venosa a stretto contatto con la struttura nervosa, da sola o in associazione, in 6/21 pazienti (28.6%). L’associazione di più vasi responsabili di compressione sul nervo è stata riscontrata in 8/21 pazienti (38%) (Fig. 4). In tutti i casi, la sede e il grado di compressione del nervo è stata chiaramente identificata in sede pre-operatoria mediante le tecniche di RM. Il grado di compressione del nervo è stato distinto in: “semplice contatto” in 4/21 pazienti (19%), in “distorsione” del nervo in 10/21 pazienti (47,6%), in marcata rientranza con formazione di un “solco” nel nervo in 6/21 pazienti (28,5%) e in quadro di “arteria trapassante” in 1/21 pazienti (4,7%) (Fig. 5).


Illustrazione 2 - Neurochirurgia
Fig. 2a-d. Conflitto tra arteria cerebellare antero-inferiore (AICA) – V nervo cranico in paziente con nevralgia trigeminale. Immagine sagittale 3D-CISS. L’arteria cerebellare antero-inferiore (freccia rossa) impatta il profilo inferiore del nervo (freccia nera) (a), immagine di sorgente sagittale 3D-TOF. Solo l’arteria cerebellare antero-inferiore è visibile (freccia rossa) (b), immagine di fusione sagittale CISS-TOF. Simultanea visualizzazione di arteria (colore rosso) e nervo (colore blu) (c), cisternografia virtuale RM. Visualizzazioneobliqua dell’impatto (d) (N: nervo; V: vaso).
 

Discussione: quali sono le cause del conflitto neuro-vascolare?

La sindrome da conflitto neuro-vascolare è dovuta a un contatto anomalo tra un nervo cranico e una struttura vascolare, arteriosa o venosa, in grado di determinare una disfunzione attiva del nervo. L’incidenza del conflitto neuro-vascolare è per la nevralgia trigeminale di 4,5 nuovi casi/100.000/anno , per l’emispasmo del facciale di 0,8 nuovi casi/100.000/anno e per la nevralgia del glosso-faringeo di 0,8 nuovi casi/100.000/anno . Numerosi fattori, congeniti o acquisiti, sono in grado di determinare lo svilupparsi di un contatto anomalo tra un nervo cranico e una struttura vasale, come ad esempio le ridotte dimensioni della fossa cranica posteriore, l’elongatio delle arterie e il “fenomeno dell’abbassamento dell’encefalo”, legato all’invecchiamento . Le pulsazioni ripetute del vaso responsabile della compressione determinano un danno del rivestimento mielinico del nervo. 

Dove si localizza il conflitto?

La zona più vulnerabile è la cosiddetta zona di entrata o di uscita della radice (REZ), punto di transizione tra oligodendrociti e cellule di Schwann. Il danneggiamento del rivestimento isolante del nervo determina la formazione di un contatto diretto tra i neuriti, con la genesi di una “efapsi”, un vero e proprio corto circuito elettrico in cui gli impulsi nervosi procedono verso la periferia e il centro della struttura nervosa. La genesi di potenziali di azione ectopici nel contesto della radice sensitiva del nervo può essere responsabile del dolore tipico, episodico, elettrico e lancinante della nevralgia trigeminale. 

Quali esami compongono la diagnosi del conflitto?

La RM svolge un ruolo fondamentale nella diagnosi neuroradiologica di conflitto neuro-vascolare

Le sequenze 3D-CISS e 3D-TOF possono essere modernamente considerate come strumenti imaging tradizionale per determinare i rapporti anatomici tra i nervi cranici e le strutture vascolari nel contesto degli spazi cisternali della base cranica. Queste tecniche tridimensionali consentono di ottenere un elevato numero di immagini di sorgente caratterizzate da alta risoluzione spaziale e di contrasto. Le immagini di sorgente acquisite sul piano assiale vengono normalmente rielaborate mediante ricostruzioni multiplanari (MPR), con buona riformattazione secondo i piani sagittale, coronale e obliquo. Le tecniche virtuali di RM, quali la fusione di immagine bidimensionale e la cisternografia, hanno profondamente modificato l’approccio diagnostico al conflitto neuro-vascolare. Nel presente studio, queste tecniche virtuali avanzate di RM sono state utilizzate in fase pre-operatoria per simulare l’intervento di decompressione microvascolare in pazienti con sindrome da conflitto neuro-vascolare. In tutti i pazienti abbiamo ottenuto una chiara definizione del contatto tra il nervo cranico e la struttura vascolare responsabile della compressione con un’ottima correlazione con i rilievi intra-operatori. Inoltre, abbiamo chiaramente identificato il vaso responsabile del conflitto e la sede della compressione del nervo. 

Quanto sono efficaci le nuove tecniche virtuali?

In particolare, la SCA e i suoi rami rostrali e caudali sono stati identificati quali responsabili di conflitto neuro-vascolare nella maggior parte dei pazienti (90%) (Figg. 1, 4); l’AICA è stata causa di contatto patologico sia nei pazienti con nevralgia trigeminale che in quelli con emispasmo facciale (Figg. 2–4). Nei nostri pazienti le tecniche RM virtuali hanno permesso una buona valutazione della compressione o distorsione del nervo. In linea generale, il contatto anomalo tra il nervo e il vaso può configurarsi come “compressione trasversale”, caratterizzata da un angolo variabile, o come “compressione a sandwich”, intrappolamento di una struttura nervosa tra due strutture vasali (Fig. 4). Le possibili alterazioni del decorso del nervo sono lo stiramento, la curvatura, la marcata rientranza con la formazione di un solco o lo slaminamento delle fibre nervose legato alla presenza di un’arteria trapassante (Fig. 5). In letteratura vi sono soltanto due studi sul conflitto neuro vascolare basati sulla tecnica di fusione delle immagini 3D-CISS e 3D-TOF. Takao e coll. hanno studiato 10 pazienti con nevralgia del trigemino e 7 pazienti con emispasmo facciale e hanno dimostrato una buona cor.- rispondenza tra le immagini RM pre-operatorie e i risultati post-chirurgici. Nei pazienti con nevralgia del trigemino,gli Autori hanno dimostrato un contatto patologico SCA-nervo in 2/10 pazienti (20%) e un contatto a “sandwich” in 2/10 pazienti (20%). Nei pazienti con emispasmo facciale è stato dimostrato un contatto PICA-nervo in 5/7 casi (71,4%) e AICA-nervo in 2/7 casi (28,6%) . Satoh e coll. hanno studiato 12 pazienti con nevralgia trigeminale, mostrando un contatto patologico con la SCA in 8/12 casi (66,6), con l’AICA in 1/12 casi (8,4%) e la presenza di compressioni multiple in 3/12 casi (25%). In conclusione, l’indagine RM, la cui sensibilità appare incrementata dalle tecniche virtuali, può essere considerate strumento ideale per il neurochirurgo, in grado di simulare l’approccio chirurgico e limitare il possibile danno cerebellare, individuando in via preventiva la posizione di strutture critiche come le vene petrosali, l’arteria vertebrale o il flocculo cerebellare.

Quali sono i limiti delle tecniche virtuali?

 I limiti principali delle tecniche virtuali avanzate di RM sono legati alla necessità di una dotazione tecnologica completa e moderna e alla disponibilità di tempo.

Infatti, la fusione di immagine bidimensionale così come la cisternografia RM sono tecniche che richiedono tempo e allenamento. Una corretta selezione dei pazienti e la creazione di un gruppo di lavoro dedicato sono probabilmente le soluzioni più semplici, ma adeguate, a tali limitazioni. Altro importante limite della cisternografia virtuale, più difficile da superare, è rappresentato dalla scarsa risoluzione in contrasto di tale tecnica in pazienti con spazi cisternali ridotti. In questo caso, infatti, la scarsa rappresentazione di liquor cefalo-rachidiano può essere responsabile di una navigazione difficile nel contesto delle cisterne con una non chiara definizione dei rapporti anatomici tra nervi cranici e vasi. Per converso, la tecnica di fusione di immagine tra sequenze 3D-CISS e 3D-TOF sembra dimostrarsi più maneggevole, anche per radiologi non esperti o per i clinici. La possibilità di visualizzare la complessa regione anatomica in questione in immagini colorate automaticamente, secondo il nostro parere, aumenta la sicurezza diagnostica nell’approccio al paziente con conflitto neuro-vascolare.



Illustrazione 3 - Neurochirurgia
Fig. 3a-d. Conflitto tra arteria cerebellare antero-inferiore (AICA) – VII nervo cranico in corrispondenza della root exit zone (REZ) in paziente con emispasmo facciale. Immagine assiale 3D-CISS. L’arteria cerebellare antero-inferiore (freccia rossa) impatta il VII nervo cranico in corrispondenza della REZ (freccia gialla) (a), immagine di sorgente assiale 3D-TOF. Solo l’arteria cerebellare antero-inferiore è visibile (freccia rossa) (b), immagine di fusione assiale CISS-TOF. Simultanea visualizzazione di arteria (colore rosso) e nervo (colore blu) (c), cisternografia virtuale RM. Visualizzazione obliqua anteriore dell’impatto (d) (V: vaso; REZ: Root Exit Zone).



Illustrazione 4 - Neurochirurgia
Fig. 4a-e. Conflitto a “sandwich” tra arteria cerebellare antero-inferiore (AICA) e arteria cerebellare superiore (SCA) – V nervo cranico in paziente con nevralgia trigeminale. Immagine sagittale 3D-CISS. L’arteria cerebellare superiore (freccia rossa) impatta il profilo superiore del nervo (freccia nera); l’arteria cerebellare antero-inferiore (freccia gialla) impatta il profilo inferiore del nervo (freccia nera) (a), immagine di sorgente sagittale 3D-TOF. L’arteria cerebellare superiore (freccia rossa) e l’arteria cerebellare antero-inferiore (freccia gialla) sono visibili (b), immagine di fusione sagittale CISS-TOF. Simultanea visualizzazione di arterie (colore rosso) e nervo (colore blu) (c), cisternografia virtuale RM. Visualizzazione obliqua dell’impatto (d) (N: nervo; SCA: arteria cerebellare superiore; AICA: arteria cerebellare antero-inferiore). Rappresentazione schematica della compressione su entrambi i versanti del nervo (e).


 

Illustrazione 5 - Neurochirurgia
Fig. 5a-d. Conflitto tra arteria cerebellare superiore (SCA) – V nervo cranico con stiramento del nervo in paziente con nevralgia trigeminale. Immagine sagittale 3D-CISS. L’arteria cerebellare superiore (freccia rossa) impatta il profilo superiore del nervo che appare distorto (freccia nera) (a), immagine di sorgente coronale 3D-TOF. Solo l’arteria cerebellare superiore è visibile (freccia rossa) (b), immagine di fusione sagittale CISS-TOF. Simultanea visualizzazione di arteria (colore rosso) e nervo (colore blu) (c), cisternografia virtuale RM. Visualizzazione dall’alto dell’impatto (d)(N: nervo; V: vaso).


 

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