The Role of nTMS’ Motor Mapping on the Surgical Treatment of Motor Eloquent Brain Lesions
No Thumbnail Available
Date
2021
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Rīgas Stradiņa universitāte
Rīga Stradiņš University
Rīga Stradiņš University
Abstract
Priekšvēsture:
Funkcionāli motori nozīmīgās zonās lokalizētu intracerebrālu audzēju ķirurģiskajā ārstēšanā lielākais izaicinājums ir optimāla līdzsvara atrašana starp maksimālu rezekcijas pakāpi un motorās funkcijas saglabāšanu. Tādēļ plaši tiek lietota intraoperatīva neiromonitorēšana izmantojot tiešu garozas elektrostimulāciju, lai droši noteiktu funkcionāli svarīgas zonas robežas, un šī metode ir pierādījusi sevi kā zelta standarta tehniku. Tomēr neinvazīvas funkcionālās kartēšanas zelta standarts (pagaidām) nepastāv. Ir pētītas vairākas modalitātes, ieskaitot navigēto transkraniālo magnētisko stimulāciju (nTMS).
Mērķis:
Šī darba mērķis ir sniegt mūsdienīgu pārskatu par esošo literatūru, kurā novērtēta nTMS precizitāte un nozīme ārstēšanas plānošanā un iznākumā pēc motori funkcionālā zonā lokalizētu audzēju ķirurģiskas rezekcijas.
Metodoloģija:
Šis pētījums ir literatūras pārskats par PubMed datu bāzē pieejamo informāciju, un tajā tika iekļauti pētījumi, kas publicēti no 2011. gada janvāra līdz 2021. gada martam. Visos pētījumos tika veikta motorās funkcijas garozas un/vai subkortikāla kartēšana pacientiem ar smadzeņu audzējiem.
Rezultāti:
Reprezentācijas laukumu katrai muskuļu grupai noteica ar neinvazīvām un invazīvām metodēm. Attālums starp nTMS un DCS svārstījās no 3.5 līdz 11.4 mm, savukārt attālums starp fMRI un DCS svārstījās no 12.9 līdz 16.8 mm. Šķiedru traktogrāfija, kuras pamatā ir funkcionāli nTMS dati, radīja ievērojami labākus rezultātus, kas, savukārt, izraisīja lielāku telpisko pārklāšanās tilpuma vērtību, lielāku šķiedru skaitu, mazāk novirzes šķiedru un labāku korelāciju starp stimulācijas intensitāti un bojājuma un trakta attālumu, kā arī MEP tipu un tuvāko šķiedru saišķa tipu. Ķirurģiskajai plānošanai nTMS dati pievienoja vērtīgu informāciju standarta MRI, nošķirot patiesos pozitīvos (74.9%) no viltus pozitīvajiem (25.1%) motori funkciāloni nozīmīgiem smadzeņu apgabaliem. Turklāt indikācija ķirurģiskai rezekcijai mainījās ievērojamā skaitā gadījumu, kas sākotnēji nebija piemēroti operācijai, apmēram 16% gadījumu. Daudzos pētījumos tika ziņots par ievērojamu pēcoperācijas rezultātu uzlabošanos pacientu grupā, izmantojot nTMS pirms operācijas. Tādējādi GTR palielinājās, kamēr samazinājās jaunu neiroloģisku deficītu rašanās pēc operācijas. Kopumā uzlabojās arī dzīvildzes rādītāji.
Secinājums:
Dati liecina, ka nTMS uzticami nosaka primārās motorās garozas un kortikospinālo traktu robežas. NTMS ieviešana klīniskajā izvērtēšanā pirms operācijas uzlabo vispārējo ārstēšanas rezultātu pacientiem ar motori funcionāli svarīgās zonās lokalizētiem veidojumiem.
Background: In the surgical treatment of motor-eloquent intracerebral tumors finding the optimal balance between achieving the furthest extent of resection and preserving the motor function poses a great challenge for the neurosurgeon. Therefore, intraoperative neuromonitoring with direct electrical stimulation has been extensively used to reliably determine functionally eloquent areas and has established itself as the gold standard technique. However, a gold standard for non-invasive functional mapping does not exist (yet). Multiple modalities have been investigated including the navigated transcranial magnetic stimulation (nTMS). Aim: The aim of this paper is to give a contemporary overview of existing literature evaluating the accuracy and role of nTMS in the treatment planning and outcome after surgical resection of motor eloquent tumors. Methodology: This research paper resembles a review of the literature in the database of PubMed and included papers published between January 2011 and March 2021. All studies concerned cortical and/or subcortical mapping of the motor function in brain tumor patients. Results: The representation area for each muscle group was determined by non-invasive and invasive modalities. Distance between nTMS and DCS varied between 3.5 to 11.4 mm, while distance between fMRI and DCS varied between 12.9 to 16.8 mm. Fiber tractography based on functional nTMS data generated significantly better results that in turn led to a greater spatial overlap volume value, higher number of fibers, less aberrant fibers and a better correlation between stimulation intensity and lesion-to-tract distance, as well as MEP type and closest fiber bundle type. For the surgical planning, nTMS data added valuable information to the standard MRI, distinguishing true positives (74.9%) from the false positive (25.1%) motor eloquent brain areas. Furthermore, the indication for surgical resection changed in a significant number of cases that were initially not eligible for surgery in around 16% of cases. A significant improvement in postoperative outcome in the patient group using nTMS prior surgery was reported by multiple studies. Thereby, GTR increased while the occurrence of new neurological deficits after surgery decreased. Overall, the survival rate did improve. Conclusion: nTMS appears to reliably delineate the primary motor cortex and the corticospinal tracts. The implementation of nTMS into clinical workflow prior surgery improves the overall treatment outcome in patients with motor eloquent brain lesions.
Background: In the surgical treatment of motor-eloquent intracerebral tumors finding the optimal balance between achieving the furthest extent of resection and preserving the motor function poses a great challenge for the neurosurgeon. Therefore, intraoperative neuromonitoring with direct electrical stimulation has been extensively used to reliably determine functionally eloquent areas and has established itself as the gold standard technique. However, a gold standard for non-invasive functional mapping does not exist (yet). Multiple modalities have been investigated including the navigated transcranial magnetic stimulation (nTMS). Aim: The aim of this paper is to give a contemporary overview of existing literature evaluating the accuracy and role of nTMS in the treatment planning and outcome after surgical resection of motor eloquent tumors. Methodology: This research paper resembles a review of the literature in the database of PubMed and included papers published between January 2011 and March 2021. All studies concerned cortical and/or subcortical mapping of the motor function in brain tumor patients. Results: The representation area for each muscle group was determined by non-invasive and invasive modalities. Distance between nTMS and DCS varied between 3.5 to 11.4 mm, while distance between fMRI and DCS varied between 12.9 to 16.8 mm. Fiber tractography based on functional nTMS data generated significantly better results that in turn led to a greater spatial overlap volume value, higher number of fibers, less aberrant fibers and a better correlation between stimulation intensity and lesion-to-tract distance, as well as MEP type and closest fiber bundle type. For the surgical planning, nTMS data added valuable information to the standard MRI, distinguishing true positives (74.9%) from the false positive (25.1%) motor eloquent brain areas. Furthermore, the indication for surgical resection changed in a significant number of cases that were initially not eligible for surgery in around 16% of cases. A significant improvement in postoperative outcome in the patient group using nTMS prior surgery was reported by multiple studies. Thereby, GTR increased while the occurrence of new neurological deficits after surgery decreased. Overall, the survival rate did improve. Conclusion: nTMS appears to reliably delineate the primary motor cortex and the corticospinal tracts. The implementation of nTMS into clinical workflow prior surgery improves the overall treatment outcome in patients with motor eloquent brain lesions.
Description
Medicīna
Medicine
Veselības aprūpe
Health Care
Medicine
Veselības aprūpe
Health Care
Keywords
nTMS, navigēta transkraniāla magnētiskā stimulācija, motora kartēšana, difūzijas tenora attēlveidošanas šķiedru traktogrāfija, smadzeņu audzēji, smadzeņu bojājumi, garozas garozas, kortikospināla trakts, daiļrunīgi apgabali, pirmsoperācijas funkcionālā kartēšana, ko, nTMS, navigated transcranial magnetic stimulation, motor mapping, diffusion tensor imaging fiber tractography, brain tumors, brain lesions, motor cortex, corticospinal tract, eloquent areas, presurgical functional mapping, cortical and subcortical direct electrical stimulation, neurologic function