Diffüz gliomlarda tümör sınırlarının komşu beyaz cevher ile ilişkisinin cerrahi sonuçlar üzerine etkisi
The impact of the relationship between tumor boundaries and adjacent white matter on surgical outcomes in diffuse gliomas
Yazar: MUHAMMED YAKUP ALTUĞ
Danışman: DOÇ. DR. ŞAHİN HANALİOĞLU ; DOÇ. DR. AHMET İLKAY IŞIKAY
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery

Özet:
Giriş ve Amaç: Diffüz gliomlar, santral sinir sisteminin yaygın görülen primer
tümörlerindendir. Bu tümörler özellikle beyinde infiltratif davranış paternine sahiptir. Bu
nedenle beynin beyaz cevheri ile yakın ilişki içerisindedir. Öncelikli tedavisi cerrahi
rezeksiyon olan bu tümörlerin preoperatif tanısında sıklıkla kullanılan yöntem FLAIR ağırlıklı
manyetik rezonans görüntülemedir. Bununla birlikte tümör komşuluğunda bulunan beyaz
cevher ile ilişkileri, cerrahi sonuçları etkileyebileceği gibi hastaların fonksiyonel ve onkolojik
sonuçlarıyla da yakından ilişkilidir. İnfiltratif davranış paternine sahip olmaları ve ayrıca
tümör yükünün tümör içerisinde heterojenite göstermesi, bu tümörlerin sınırlarının
belirlenmesi ve peritümöral alanların daha iyi tanınması ile ilgili problemleri gündeme getirir.
Bu çalışmada diffüz gliomların hücresel heterojenitelerinin ve tümör sınırları ile peritümöral
alanlarının difüzyon tensör görüntüleme ile daha iyi aydınlatılabilmesi amaçlanmıştır.
Gereç ve Yöntem: Araştırmanın temel hipotezi; diffüz gliomların FLAIR görüntülemede
parlamayan peritümöral alanarında da tümöral hücre infiltrasyonunun mevcut olduğu ve bu
tümörlerin hücresel heterojenitesinin ve tümör merkezinden tümör periferi yönünde hücresel
yoğunluğun azalışının, difüzyon ağırlıklı görüntüleme ve difüzyon tensör görüntülemeye
dayanan korelatlar ile açığa çıkarılabileceğidir. Bu amaçla Dünya Sağlık Örgütü
sınıflandırmalarına göre derece 2 ve derece 3 diffüz glioma sahip 90 hastanın preoperatif
FLAIR ağırlıklı MR görüntüleri, tümör merkezi, tümör periferi, peritümöral alan ve karşı
hemisferde normal beyin dokusu olmak üzere 4 alanda segmente edilmiştir. Bu alanlarda belli
başlı DAG ve DTG metrikleri olan ADC, FA, OD, RD ve AD değerleri ölçülerek tümör
yükünün bu alanlardaki değişimi tespit edilmeye çalışılmıştır. Ayrıca tümöre komşu beyaz
cevherde bulunan majör beyaz cevher bağlantı yolları 4 kadavraya ait 8 hemisferde santral
core ve beyaz cevher disseksiyonu yapılarak tespit edilmiş ve ilgili beyin lobuna göre
standardize edilmiştir. Ardından preoperatif 90 hastada, postoperatif ise 19 hastada
traktografik teknikler kullanılarak incelenmiş ve DTG metrikleri ölçülmüştür. Bu hasta
grubunda preoperatif, erken postoperatif ve geç postoperatif dönemlerde motor ve hareket,
lisan ve konuşma, duyu ve algı, ayırca nöropsikometri olmak üzere 4 alanda uzman öğretim
üyelerinde cerrahi sürece ilişkin değerlendirmeler ve muayeneler uygulanarak raporlanmıştır. 
Vaka bazlı analizlerde de hastaların postoperatif fonksiyonel durumları, tümör ile beyaz
cevher bağlantı yollarının ilişkisi bağlamında incelenmiştir.

Bulgular: Segmente edilen dört alana ait ADC, FA, OD, RD ve AD ölçümleri, tümörün
merkezinden periferine ve normal beyin dokusuna doğru istatistiksel olarak anlamlı bir
değişim göstermiştir. Bu durum tümörün hücresel heterojenitesi ile açıklanmıştır. Bununla
birlikte FLAIR görüntülemede normal intensiteye sahip olan peritümöral alan ile normal
beyin dokusu arasındaki metrik farklılıkları ise FLAIR görüntülemede tespit edilemeyen
peritümöral alanlarda da tümör hücresi infiltrasyonunun söz konusu olabileceğini
göstermektedir. Kadavra disseksiyonlarında beyaz cevherde yaygın olarak yer kapladığı tespit
edilen beyaz cevher bağlantı yollarına yönelik 90 hastada yapılan ölçümlerde tümörden
etkilenen hemisfer ile karşı hemisfer arasındaki metriklerin anlamlı olarak farklılık gösterdiği
tespit edilmiştir. Postoperatif traktus analizlerinde ise ölçülen DTG metriklerinde anlamlı bir
değişim tespit edilmemiştir. Preoperatif, erken postoperatif ve geç postoperatif muayene ve
değerlendirmelerde, ameliyat sonrası erken dönemde kısmi bozukluklar görülmekle birlikte
geç postop dönemde bu bozuklukların büyük oranda iyileşme gösterdiği raporlanmıştır.

Sonuç: Diffüz gliomlar hücresel heterojenite gösterebilir ve preoperatif cerrahi-radyolojik
değerlendirmelerde peritümöral alana ait görülen alanlarda da tümör infiltrasyonundan
bahsedilebilir. Bu durumda cerrahi rezeksiyon kapsamının her hasta için ayrı olarak
değerlendirilmesi, supratotal rezeksiyon imkanlarının gözden geçirilmesi bir seçenek olarak
belirebilir.

Anahtar Kelimeler: diffüz gliom, peritümöral alan, heterojenite, DTG, traktografi

Abstract:
Introduction and Aim: Diffuse gliomas are common primary tumors of the central nervous
system, especially exhibiting an infiltrative behavior pattern in the brain. Due to this
characteristic, they are closely associated with the brain's white matter. The primary treatment
for these tumors is surgical resection, and the most commonly used method for preoperative
diagnosis is FLAIR-weighted magnetic resonance imaging. However, the relationship
between the tumor and the adjacent white matter can affect surgical outcomes and is closely
linked to the patients' functional and oncological outcomes. The infiltrative nature and
heterogeneity of tumor burden within the tumor raise challenges in defining tumor boundaries
and better identifying peritumoral areas. This study aims to better elucidate the cellular
heterogeneity of diffuse gliomas and the tumor boundaries, as well as peritumoral areas, using
diffusion tensor imaging.
Materials and Methods: The main hypothesis of the study is that tumor cell infiltration is
also present in the peritumoral areas that do not appear hyperintense on FLAIR imaging.
Additionally, the cellular heterogeneity of these tumors and the decrease in cellular density
from the tumor center toward the tumor periphery can be revealed through correlates based on
diffusion-weighted imaging and diffusion tensor imaging. For this purpose, preoperative
FLAIR-weighted MR images of 90 patients with grade 2 and grade 3 diffuse gliomas,
classified according to the World Health Organization criteria, were segmented into four
areas: tumor center, tumor periphery, peritumoral area, and normal brain tissue in the
contralateral hemisphere. The changes in tumor burden across these areas were investigated
by measuring major DWI and DTI metrics, including ADC, FA, OD, RD, and AD.
Additionally, the major white matter tracts located near the tumor in four cadavers' eight
hemispheres were identified through central core and white matter dissection and standardized
according to the relevant brain lobe. Subsequently, tractographic techniques were applied
preoperatively in 90 patients and postoperatively in 19 patients, and DTI metrics were
measured. In this patient group, evaluations and examinations regarding the surgical process
were performed and reported in the preoperative, early postoperative and late postoperative
periods by faculty members who are experts in 4 fields: motor and movement, language and
speech, sensation and perception, and also neuropsychometry.Case-based analyses also examined patients' postoperative functional outcomes in relation to the association between
the tumor and white matter tracts.

Results: The measurements of ADC, FA, OD, RD, and AD in the four segmented areas
showed a statistically significant change from the tumor center toward the periphery and
normal brain tissue, which was explained by the tumor's cellular heterogeneity. Moreover, the
metric differences between the peritumoral area, which appeared normal on FLAIR imaging,
and normal brain tissue suggested that tumor cell infiltration might be present in the
peritumoral regions not detected on FLAIR imaging. In measurements performed on 90
patients targeting the white matter tracts that were found to occupy a wide area in the cadaver
dissections, significant metric differences were observed between the affected hemisphere and
the contralateral hemisphere. No significant changes in DTI metrics were found in
postoperative tract analyses. In preoperative, early postoperative and late postoperative
examinations and evaluations, it was reported that although partial disorders were observed in
the early postoperative period, these disorders improved to a great extent in the late
postoperative period.

Conclusion: Diffuse gliomas can exhibit cellular heterogeneity, and tumor infiltration may
also be present in the peritumoral regions seen on preoperative surgical-radiological
evaluations. In this case, it may be necessary to evaluate the extent of surgical resection
individually for each patient, and considering the options for supratotal resection may emerge
as a viable approach.

Keywords: diffuse glioma, peritumoral area, heterogeneity, DTI, tractography