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小児脳外科手術における視神経放射線トラクトグラフィの応用．トラクトグラフィ法の信頼性と一致性の評価
Optic Radiation Tractography in Pediatric Brain Surgery Applications: A Reliability and Agreement Assessment of the Tractography Method.
PMID: 31824251 PMCID: PMC6879599. DOI: 10.3389/fnins.2019.01254.
抄録
背景:
視神経外科手術後の視野欠損の予測と軽減に役立つ可能性がある。ORトラクトグラフィの方法は、現在のところ小児科と外科に焦点を当てたものではありません。
Background: Optic radiation (OR) tractography may help predict and reduce post-neurosurgical visual field deficits. OR tractography methods currently lack pediatric and surgical focus.
目的:
我々は小児脳神経外科の設定で臨床的に実行可能なORトラクトグラフィ戦略を提案し、その評価者内および評価者間の信頼性/一致を検討した。
Purpose: We propose a clinically feasible OR tractography strategy in a pediatric neurosurgery setting and examine its intra-rater and inter-rater reliability/agreements.
方法:
てんかん患者6名と脳腫瘍患者2名の術前および術中MRIデータを3テスラMRI装置で取得した。臨床経験の異なる4名の評価者が、高角度分解能拡散画像データから推定された線維配向分布に基づいて、OR経路を再構築するために解剖学的ランドマークを手動で描く確率論的ORトラクトグラフィを行うという提案された戦略に従った。トラクトグラフィの結果について、クラス内相関係数(ICC)とサイコロ類似度係数(DSC)を用いて、トラクトグラフィとORの形態学的指標(側方の玄骨体位置、トラクトボリューム、時間的解剖学的ランドマークからのMeyer's loop位置を含む)の間での信頼性/一致を評価した。
Methods: Preoperative and intraoperative MRI data were obtained from six epilepsy and two brain tumor patients on 3 Tesla MRI scanners. Four raters with different clinical experience followed the proposed strategy to perform probabilistic OR tractography with manually drawing anatomical landmarks to reconstruct the OR pathway, based on fiber orientation distributions estimated from high angular resolution diffusion imaging data. Intra- and inter-rater reliabilities/agreements of tractography results were assessed using intraclass correlation coefficient (ICC) and dice similarity coefficient (DSC) across various tractography and OR morphological metrics, including the lateral geniculate body positions, tract volumes, and Meyer's loop position from temporal anatomical landmarks.
結果:
評価者内および評価者間の再現性は良好から優れていることが大部分のOR再構成で示された（ICC = 0.70-0.99; DSC = 0.84-0.89）。ICCは病変OR（0.70-0.99）よりも非病変OR（0.82-0.99）の方が高かった。非病変性ORの平均体積は22.66cmであり、平均Meyer's loop位置は側頭極から29.4mm、側頭室角の後ろ5.89mm、前10.26mmであった。最大のばらつき（±1.00-3.00mm）は、病理学的には、トラクトの端、または皮質の端点で観察された。ORトラクトグラフィは、すべての症例において手術計画の補助と病変切除のガイドに使用され、術後に新たな視野欠損を生じた患者はいなかった。
Results: Good to excellent intra- and inter-rater reproducibility was demonstrated for the majority of OR reconstructions (ICC = 0.70-0.99; DSC = 0.84-0.89). ICC was higher for non-lesional (0.82-0.99) than lesional OR (0.70-0.99). The non-lesional OR's mean volume was 22.66 cm; the mean Meyer's loop position was 29.4 mm from the temporal pole, 5.89 mm behind of and 10.26 mm in front of the temporal ventricular horn. The greatest variations (± 1.00-3.00 mm) were observed near pathology, at the tract edges or at cortical endpoints. The OR tractography were used to assist surgical planning and guide lesion resection in all cases, no patient had new visual field deficits postoperatively.
結論:
提案したトラクトグラフィ戦略は、信頼性が高く再現性の高いORトラクトグラフィ画像を生成するものであり、日常的で緊急性のない小児脳神経外科の設定で確実に実施することが可能である。
Conclusion: The proposed tractography strategy generates reliable and reproducible OR tractography images that can be reliably implemented in the routine, non-emergency pediatric neurosurgical setting.
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