Ecografía intraoperatoria neuronavegada en la resección de tumores intra-axiales: Efectividad de la técnica y correlación con la resonancia magnética

Abstract

Introducció: Hi ha un interès creixent per adquirir imatges intraoperatòries en neurocirurgia per optimitzar les reseccions tumorals. Encara que alguns estudis comparatius entre ecografia i ressonància magnètica (RM) han obtingut resultats prometedors, les metaanàlisis disponibles actualment estan esbiaixades per estudis que empren transductors de moderada qualitat, i comparacions prospectives entre ambdues tècniques respecte a la seva capacitat per visualitzar tumors i calcular volums tumorals són escasses. Hipòtesi: L’ecografia intraoperatòria és una tècnica efectiva per visualitzar tumoracions cerebrals intra-axials i permet valorar amb un alt grau de sensibilitat i especificitat la presència de restes tumorals i la resecció quirúrgica de les mateixes. Material i mètodes: Estudi prospectiu de tumoracions cerebrals intra-axials que es van intervenir quirúrgicament emprant ecografia intraoperatòria neuronavegada des del 2017 fins al 2020 en un centre terciari. Les variables demogràfiques, clíniques, quirúrgiques i de seguiment més rellevants es van recollir a cada cas. El càlcul de volums es va fer aplicant la segmentació manual d’imatges (Osirix®) amb la RM i mitjançant la fórmula d’un el·lipsoide amb l’ecografia i la RM. Resultats: Es van estudiar un total de 88 lesions. El grau de visibilitat tumoral va ser 3 a 68 lesions amb l’ecografia (77,3%) i en 81 lesions amb la RM (92%), sent el grau de visibilitat de les lesions restants 2 (p<0,001). Les segones cirurgies (p=0,008) i l’índex de proliferació ki-67 > 15% (p=0,011) es van associar amb una capacitat pitjor per delimitar les vores tumorals amb l’ecografia. El volum tumoral mitjà calculat amb l’ecografia va ser 26,3 (0,4-211,5) cm3 i 24,9 (0,3-201,4) cm3 amb la RM: el coeficient Alfa de Cronbach (α) entre els volums tumorals calculats mitjançant ambdues tècniques va ser 0,994, el coeficient de correlació intraclasse (ICC) va ser 0,988 (p<0,001) i el coeficient de Pearson (P) 0,989 (p< 0,001). En 19 casos (21,6%) es van detectar restes tumorals amb l’ecografia i en 21 casos (23,8%) amb la RM postoperatòria, sent la sensibilitat de l’ecografia per detectar restes tumorals del 90,5%, l’especificitat del 100%, VPP 100%, VPN 97,1%. El volum mitjà de les restes tumorals calculades amb l’ecografia va ser 4,4 (0,01-63,6) cm3 i 4,3 (0,1-71,4) cm3 amb la RM postoperatòria: α = 0,996, ICC = 0,992 (p<0,001) i P = 0,999 (p<0,001). El percentatge mitjà de resecció calculat amb l’ecografia va ser el 98,3% (58,9-100,0%) i el 97,6% (58,6-100%) amb la RM: α = 0,825, ICC = 0,702 (p <0,001), P = 0,723 (p<0,001). La resecció quirúrgica va ser total en 69 casos amb l’ecografia (78,4%) i en 67 amb la RM (76,1%), subtotal (>80%) en 17 casos amb les dues tècniques (19,3%) i parcial (80%-40%) en 2 casos amb l’ecografia (2,3%) i en 4 casos amb la RM (4,5%) (Kappa 0,913, p<0,001). El temps mitjà d’ús de l'ecografia va ser de 149,1 (IC 95% 134,0-164,1) segons: la localització insular (p<0,001), les lesions glials de baix grau (p<0,001), la cirurgia amb el pacient despert (p<0,001) i les segones cirurgies (p<0,001) van allargar el temps d’ús. No s’han registrat complicacions associades a l’ús de la tècnica esmentada. Conclusiones: La ecografía intraoperatoria mostró una gran capacidad para visualizar lesiones cerebrales intra-axiales con respecto a la RM preoperatoria, pudiéndose considerar una técnica de imagen óptima para el cálculo volumétrico de los tumores y de los restos tumorales. Así mismo, fue una técnica muy útil para calcular intraoperatoriamente la extensión de la resección quirúrgica y presentó una gran capacidad para detectar restos tumorales con respecto a la RM postoperatoria. Además, la ecografía es una técnica segura y puede considerarse como una verdadera imagen intraoperatoria a tiempo real ya que no aumentó significativamente el tiempo quirúrgico.

Introducción: Existe un interés creciente por la adquisición de imágenes intraoperatorias en neurocirugía para optimizar las resecciones tumorales. Aunque algunos estudios comparativos entre ecografía y resonancia magnética (RM) han obtenido resultados prometedores, los metaanálisis disponibles actualmente están sesgados por estudios que emplean transductores de moderada calidad, y comparaciones prospectivas entre ambas técnicas con respecto a su capacidad para visualizar tumores y calcular volúmenes tumorales son escasas. Hipótesis: La ecografía intraoperatoria es una técnica efectiva para visualizar tumoraciones cerebrales intra-axiales y permite valorar con un alto grado de sensibilidad y especificidad la presencia de restos tumorales y la resección quirúrgica de las mismas. Material y métodos: Estudio prospectivo de tumoraciones cerebrales intra-axiales que se intervinieron quirúrgicamente empleando ecografía intraoperatoria neuronavegada desde 2017 hasta 2020 en un centro terciario. Las variables demográficas, clínicas, quirúrgicas y de seguimiento más relevantes se recogieron en cada caso. El cálculo de volúmenes se llevó a cabo aplicando la segmentación manual de imágenes (Osirix®) con la RM y mediante la fórmula de un elipsoide con la ecografía y la RM. Resultados: Se estudiaron un total de 88 lesiones. El grado de visibilidad tumoral fue 3 en 68 lesiones con la ecografía (77,3%) y en 81 lesiones con la RM (92%), siendo el grado de visibilidad de las lesiones restantes 2 (p<0,001). Las segundas cirugías (p=0,008) y el índice de proliferación ki-67 > 15% (p=0,011) se asociaron con una peor capacidad para delimitar los bordes tumorales con la ecografía. El volumen tumoral medio calculado con la ecografía fue 26,3 (0,4-211,5) cm3 y 24,9 (0,3-201,4) cm3 con la RM: el coeficiente Alfa de Cronbach (α) entre los volúmenes tumorales calculados mediante ambas técnicas fue 0,994, el coeficiente de correlación intraclase (ICC) fue 0,988 (p<0,001) y el coeficiente de Pearson (P) 0,989 (p< 0,001). En 19 casos (21,6%) se detectaron restos tumorales con la ecografía y en 21 casos (23,8%) con la RM postoperatoria, siendo la sensibilidad de la ecografía para detectar restos tumorales del 90,5%, la especificidad del 100%, VPP 100%, VPN 97,1%. El volumen medio de los restos tumorales calculado con la ecografía fue 4,4 (0,01-63,6) cm3 y 4,3 (0,1-71,4) cm3 con la RM postoperatoria: α = 0,996, ICC = 0,992 (p<0,001) y P = 0,999 (p<0,001). El porcentaje medio de resección calculado con la ecografía fue 98,3% (58,9-100,0%) y 97,6% (58,6-100%) con la RM: α = 0,825, ICC = 0,702 (p<0,001), P = 0,723 (p<0,001). La resección quirúrgica fue total en 69 casos con la ecografía (78,4%) y en 67 casos con la RM (76,1%), subtotal (>80%) en 17 casos con ambas técnicas (19,3%) y parcial (80%-40%) en 2 casos con la ecografía (2,3%) y en 4 casos con la RM (4,5%) (Kappa 0,913, p<0,001). El tiempo medio de uso de la ecografía fue de 149,1 (IC 95% 134,0-164,1) segundos: la localización insular (p<0,001), las lesiones gliales de bajo grado (p<0,001), la cirugía con el paciente despierto (p<0,001) y las segundas cirugías (p<0,001) alargaron su tiempo de uso. No se han registrado complicaciones asociadas al uso de dicha técnica. Conclusiones: La ecografía intraoperatoria mostró una gran capacidad para visualizar lesiones cerebrales intra-axiales con respecto a la RM preoperatoria, pudiéndose considerar una técnica de imagen óptima para el cálculo volumétrico de los tumores y de los restos tumorales. Así mismo, fue una técnica muy útil para calcular intraoperatoriamente la extensión de la resección quirúrgica y presentó una gran capacidad para detectar restos tumorales con respecto a la RM postoperatoria. Además, la ecografía es una técnica segura y puede considerarse como una verdadera imagen intraoperatoria a tiempo real ya que no aumentó significativamente el tiempo quirúrgico.

Introduction: There is a growing interest in the acquisition of intraoperative images in neurosurgery to optimize tumor resection. Although some comparative studies between ultrasound and magnetic resonance imaging (MRI) have obtained promising results, the currently available meta-analysis are biased by moderate-quality transducers, and prospective comparisons between both techniques with respect to their ability to visualize tumors and calculate tumor volumes are lacking. Hypothesis: Intraoperative ultrasound is an effective technique to visualize intra-axial brain tumors and allows with a high degree of sensitivity and specificity to assess their surgical resection and to detect residual tumor. Material and methods: Prospective study of intra-axial brain tumors that underwent surgery using intraoperative navigated ultrasound from 2017 to 2020 in a tertiary center. The most relevant demographic, clinical, surgical and follow-up variables were collected in all cases. The volume calculation was carried out by applying manual image segmentation (Osirix®) with MRI and by applying the ellipsoid formula with ultrasound and MRI. Results: A total of 88 lesions were studied. The degree of tumor visibility was 3 in 68 lesions with ultrasound (77.3%) and in 81 lesions with MRI (92%), being the degree of visibility of the remaining lesions 2 (p<0.001). Second surgeries (p=0.008) and a ki-67 proliferation index> 15% (p=0.011) were associated with a worse ability to delineate tumor borders with ultrasound. The mean tumor volume calculated with ultrasound was 26.3 (0.4-211.5) cm3 and 24.9 (0.3-201.4) cm3 with MRI: the Cronbach’s alpha coefficient (α) between the tumor volumes calculated using both techniques was 0.994, the intraclass correlation coefficient (ICC) was 0.988 (p<0.001) and the Pearson coefficient (P) 0.989 (p<0.001). In 19 cases (21.6%) residual tumor was detected with ultrasound and in 21 cases (23.8%) with postoperative MRI, with a sensitivity of ultrasound to detect residual tumor of 90.5%, a specificity of 100%, PPV 100%, NPV 97.1%. The mean volume of residual tumor calculated with ultrasound was 4.4 (0.01-63.6) cm3 and 4.3 (0.1-71.4) cm3 with postoperative MRI: α = 0.996, ICC = 0.992 (p<0.001) and P = 0.999 (p<0.001). The mean percentage of resection calculated with ultrasound was 98.3% (58.9-100.0%) and 97.6% (58.6-100%) with MRI: α = 0.825, ICC = 0.702 (p <0.001), P = 0.723 (p<0.001). Surgical resection was total in 69 cases with ultrasound (78.4%) and in 67 cases with MRI (76.1%), subtotal (>80%) in 17 cases with both techniques (19.3%) and partial (80%-40%) in 2 cases with ultrasound (2.3%) and in 4 cases with MRI (4.5%) (Kappa 0.913, p<0.001). The mean time of use of ultrasound was 149.1 (95% CI 134.0-164.1) seconds: insular location (p<0.001), low-grade gliomas (p<0.001), awake surgery (p<0.001) and second surgeries (p<0.001) increased the time of use. No complications associated with the use of ultrasound have been recorded. Conclusions: Intraoperative ultrasound showed a great capacity to visualize intra-axial brain lesions with respect to preoperative MRI, and it can be considered an optimal imaging technique for calculating tumor volume and residual tumor volume. Ultrasound was a very useful technique to determine intraoperatively the extent of surgical resection and had a great capacity to detect residual tumor with respect to postoperative MRI. Furthermore, ultrasound is a safe technique and can be considered as a true real-time intraoperative image since it did not significantly increase surgical time.