Cirugía guiada por estimulación intraoperatoria: estudio de correlación anatomo-funcional, impacto en el grado de resección y déficit postoperatorio

Resumen

Abstract Since the beginnings of the phrenology of Franz Gall, to the latest findings in functional neuroimaging and the Geschwind¿s and Damasios¿s theories of language organization, neuroscience has been implicated in establishing anatomo-functional correlations in the central nervous system. On the other hand, clinical neurosurgery, has made grate efforts in treating surgical neurological diseases with the minimal rate of post operative deficits and the maximal impact of the natural history of the disease. With this aim was developed brain surgery guided by intraoperative electrical stimulations, first by the Pioneer Dr Penfield in the epilepsy field and posteriorly by Dr Ojemmann in the oncological field. The objective of this PhD work is analyzing, in a series of 43 patients, the impact of this technique in the functional and oncological outcome and performing an anatomo-functional correlation at the cortical and sub cortical levels. Methodology employed in the whole series is based in the pre and post op neuropsychological assessment. Volumetric measurement of the lesions pre and post as well as functional MRI and tractography analysis. Every patient was operated under local anesthesia performing surgery with functional limits, cortical and sub cortical defined by electrical direct stimulations. Results are exposed in 7 groups: supplementary motor area (SMA), central and precentral cortex, Left inferior frontal gyrus, Left temporal lobe, visual Word forma area (Left postero basal temporal cortex), parietal lobe and insula. In all cases the results of the stimulations are analyzed cortically and the sub cortical fascicles, residual tumoral volume was measured in the control MRI as well as neuropsychological assessment. Results are discussed with the findings published in the literature to date and several anatomo-functional correlations are exposed: sub cortically the role in language (semantics) of the IFOF, the ILF (posterior part) in reading and symbol recognition and the right superior SLF in visuo-spatial recognition. Cortically the reshaping of the inferior frontal gyrus at the pars triangularis level (Broca) and the non compensable ventral premotor cortex, specific reading disturbances in the left posterior temporo-basal cortex and the reshaping of the primary motor area as well as the SMA. The mean extent of resection was 90,89% with a residue of 2,8cc and the neuropsychological testing in language showed an improvement from 72 to 76 in the DO 80 visual naming test. Motor evaluation showed a similar ratio with 4,89 pre op to 4,94 post (over 5). These data leave us to conclude that surgery with intraoperative stimulations has a grate impact in both goals: the oncological one with a grater extent of resection and the functional one with not only a preservation of function but even an improvement in the language skills. It also confirms that brain mapping with cortical and sub cortical stimulations is a valid tool for the neurosciences allowing to perform anatomo functional correlations in the central nervous system which has rather a dynamic and plastic organization rather than a rigid association within function and anatomy which gives to the intraoperative stimulations a crucial role to detect, at the individual level, the essential and non compensable areas. Resumen Desde los inicios de la frenología de Franz Gall, hasta los últimos hallazgos de la neuroimagen funcional, pasando por las teorías de la organización del lenguaje de Geschwind y Damasio, la neurociencia se ha implicado desde sus orígenes en establecer correlaciones anatomofisiológicas a nivel del sistema nervioso central. Por otro lado la neurocirugía clínica ha volcado todos sus esfuerzos en tratar las afecciones quirúrgicas neurológicas intentando limitar al máximo las secuelas y a su vez maximizando el posible impacto en la historia natural de la enfermedad. Con ese objetivo se desarrolló la cirugía guiada por la estimulación eléctrica intraoperatoria, en un primer momento por el pionero Dr. Penfield en el campo de la epilepsia y posteriormente en su salto a la neuro-oncología por el Dr. Ojemman. El objetivo de esta tesis doctoral es analizar, en una serie de 43 pacientes, el impacto que este tipo de cirugía tiene en el resultado funcional y oncológico, haciendo además un análisis de correlación anatomofuncional cortical y subcortical. La metodología empleada en la globalidad de la serie esta basada en un estudio neuropsicológico pre, intra y postoperatorio realizado por la misma persona en todos los casos, un análisis radiológico volumétrico de todas las lesiones pre y post-operatoriamente así como de neuroimagen funcional y estudio de tractografia subcortical. Todos los pacientes fueron operados despiertos y con limites funcionales corticales y subcorticales definidos por la estimulación. Los resultados se agrupan en 7 subgrupos dependiendo de la localización lesional: Área Motora suplementaria, córtex central y precentral, giro frontal inferior izquierdo, lóbulo temporal izquierdo, córtex temporo-basal posterior izq (Visual word form area), lóbulo parietal y ínsula. Se analizan en todos los casos los resultados de la estimulación cortical y los fascículos subcorticales estimulados, el resultado funcional y el análisis de la resección por el volumen residual en la RMN de control. Dichos resultados son discutidos en conjunto con la literatura existente permitiendo establecer una serie de correlaciones anatomo funcionales básicas subcorticales como la implicación del fascículo fronto-occipital inferior en la vía semántica del lenguaje, el fascículo longitudinal superior derecho en la atención espacial, la implicación en la lectura y la interpretación de símbolos del córtex temporo-basal posterior izq así como del fascículo longitudinal inferior. A nivel cortical la reorganización del giro frontal inferior izq con la casi nula compensación del córtex premotor ventral a diferencia de la de la pars tringularis (Broca), la plasticidad de la región central motora y sensitiva así como del área motora suplementaria. El volumen medio de resección fue del 90,89% con un residuo medio de 2,8cc, el estudio funcional de lenguaje evaluado por la neuropsicóloga mostró una mejoría de un 72 pre operatorio a un 76 post en el test de denominación D0 80 y la evaluación del componente motor paso de un 4,89 un 4,94 sobre 5. Estos datos nos llevan a la conclusión del impacto positivo significativo de la cirugía guiada por estimulación tanto en la extensión de la resección como en las secuelas neurológicas así como la confirmación de que se trata de un instrumento válido para la investigación en neurociencias, por las posibilidades que ofrece de realizar correlaciones anatomo-funcionales precisas. Dicha relación anatomo-funcional, a la luz de los resultados expuestos, es mas plástica y dinámica que el modelo rígido de asociación anatomo-funcional conocido clásicamente. Todo ello hace que la cirugia guiada por estimulación tenga un rol crucial en determinar, a título individual en cada paciente y no de forma generalizada, donde se encuentran las áreas y fascículos indispensables para una función determinada. las palabras claves : neurocirugia funcional, estimulación cerebral, cirugía cerebral en paciente despierto, mapeo cerebral, neuro-oncologia funcional, cirugía tumoral con limites funcionales.