Surgical treatment of insular tumours with tractography, functional magnetic resonance imaging, transcranial electrical stimulation and direct subcortical stimulation support

Background and purposeSurgical treatment of insular tumours carries significant risks of limb paresis or speech disturbances due to their localization. The development of intraoperative neuromonitoring techniques that involve evoked motor potentials induced via both direct and transcranial cortical electrical stimulation as well as direct subcortical white matter stimulation, intraoperative application of preoperative tractography and functional magnetic resonanceimaging (fMRI) in conjunction with neuronavigation resulted in significant reduction of postoperative disabilities that enabled widening of indications for surgical treatment. The aim of this study was to present the authors’ own experience with surgical treatment of insular gliomas.Material and methodsOur cohort comprises 30 patients with insular gliomas treated at the Department of Neurosurgery in Sosnowiec. Clinical symptoms included sensorimotor partial seizures in 86.6%; generalized seizures in 23.3%; persistent headaches in 16.6% and hemiparesis in 6.6%. All the patients were operated on with intraoperative neuromonitoring that included transcranial cortical stimulation, direct subcortical white matter stimulation as well as tractography and fMRI concurrently with neuronavigation. The analysis included postoperative neurological evaluation along with the assessment of the radicalism of resection evaluated based on postoperative MRI.ResultsPostoperatively, four patients had permanent hemiparesis (13.3%); importantly, two out of those patients had preoperative deficits (6.6%). Persistent speech disturbances were present in four patients (13.3%). Partial sensorimotor seizures were noted in two patients (6.6%). Seizures in the other patients receded. Intraoperative transcranial electrical stimulation as well as direct subcortical white matter stimulation along with tractography (DTI) and fMRI facilitated gross total resection of insular gliomas in 53.5%, subtotal in 13.3% and partial resection in 33.1%.ConclusionsImplementation of TES, direct subcortical white master stimulation, DTI and fMRI into the management protocol of the surgical treatment of insular tumours resulted in total and subtotal resections in 66% of cases with permanent motor disability in 6.6% of patients. Poor prognosis for independent living after surgery mainly affects patients with WHO grade III or IV.

StreszczenieWstęp i cel pracyZe względu na lokalizację chirurgia guzów wyspy obarczona jest ryzykiem wystąpienia niedowładów w zakresie kończyn oraz zaburzeń mowy. Postęp w ograniczeniu inwalidztwa pooperacyjnego, a tym samym rozszerzeniu wskazań do leczenia chirurgicznego wynika ze śród-operacyjnego zastosowania neuromonitorowania, w tym badania potencjałów ruchowych, obejmujących bezpośrednią lub przezczaszkową stymulację elektryczną kory mózgu oraz bezpośrednią stymulację istoty białej podkorowej, a także śródoperacyjne zastosowanie traktografii i czynnościowego rezonansu magnetycznego (fMRI) w połączeniu z systemem neuronawigacji. Celem pracy było przedstawienie własnych doświadczeń w chirurgicznym leczeniu glejaków wyspy.Materiał i metodyMateriał obejmował 30 chorych z guzami wyspy, operowanych w Klinice Neurochirurgii w Sosnowcu. Objawy kliniczne guzów wyspy obejmowały napady padaczkowe częściowe czuciowo-ruchowe w 86,6%; uogólnione napady drgawkowe w 23,3%; uporczywe bóle głowy w 16,6% oraz niedowłady połowicze w 6,6%. Wszyscy chorzy byli operowani z wykorzystaniem śródoperacyjnego neuromonitorowania, obejmującego przezczaszkową stymulację elektryczną kory mózgu, bezpośrednią stymulację istoty białej podkorowej, a także traktografię i fMRI w połączeniu z systemem neuronawigacji. W opracowaniu wyników ocenie poddano stan neurologiczny chorych po operacji oraz doszczętność resekcji określoną na podstawie kontrolnego badania rezonansu magnetycznego.WynikiPo leczeniu operacyjnym u 4 pacjentów stwierdzono utrwalone niedowłady połowicze (13,3%), w tym u 2 (6,6%), u których występowały przed operacją. Utrwalone zaburzenia mowy wystąpiły u 4 pacjentów (13,3%). Po operacji napady padaczkowe częściowe czuciowo-ruchowe spostrzegano tylko u 2 pacjentów (6,6%). U pozostałych chorych napady padaczkowe ustąpiły. Zastosowanie w trakcie operacji guza wyspy przezczaszkowej stymulacji elektrycznej, bezpośredniej stymulacji istoty białej podkorowej, wykorzystanie traktografii oraz fMRI umożliwiło całkowite wycięcie guza w 53,3%, prawie całkowite w 13,3% i częściowe w 33,1%.WnioskiZastosowanie w trakcie operacji guzów wyspy przezczaszkowej stymulacji elektrycznej, bezpośredniej stymulacji istoty białej podkorowej, traktografii oraz fMRI umożliwiło całkowitą i subtotalną resekcję w 66% przypadków, z wystąpieniem trwałych niedowładów u 6,6% chorych. Złe rokowanie odnośnie do możliwości samodzielnego życia dotyczyło głównie chorych z guzami wyspy w III lub IV stopniu złośliwości wg WHO.