The Use of Neuronavigation in Transnasal Transsphenoidal Pituitary Surgery

Abstract

Background: Recurrent pituitary adenomas and localisation of microadenomas potentially cause difficulties during transsphenoidal pituitary surgery. Neuronavigation might improve tumour removal in such cases. Methods: Between 12/98 and 04/01 transnasal transsphenoidal adenomectomies were performed in 152 patients at our department. In 16 of these patients neuronavigation was chosen as a means of safely approaching the tumour and improving the efficacy of tumour localisation and removal. Mean age of the 7 female and 9 male patients was 51.8 ± 13.7 years. Patients were subdivided according to the underlying pathology, i. e. microadenomas (n = 8, mean diameter: 5.75 ± 2.1 mm), and recurrent adenomas (n = 8). The imaging of adenomas was achieved in preoperatively obtained 1 mm transversely reconstructed magnetic resonance sections from a dynamic enhanced 3D-FFE sequence (Gyroscan 1.5 Tesla, Philips). Contour-guided surgery via a transnasal transsphenoidal approach to the sella region was performed using the MKM navigation microscope (Zeiss). Results: Endocrinologic studies revealed secretion of growth hormone (GH), ACTH, and follicle stimulating hormone (FSH) in 5, 4, and 1 patient, respectively. The remaining 7 adenomas did not secrete any hormones. All pituitary tumours were accurately localised by neuronavigation. In all recurrent macroadenomas, the tumours were rapidly and safely approached through the scarred tissue and the tumour volume was significantly reduced. Neither intraoperative nor postoperative complications occurred in these patients. In hormone-secreting pituitary tumours with far lateral localisation, endocrinologic abnormalities were corrected in 5 patients, while hormone secretion was significantly decreased in 3 patients. In 1 patient with histologically verified adenoma, hormone secretion did not significantly change following surgical removal. Conclusions: Neuronavigation in pituitary surgery is of use in only a small number of cases. Nevertheless, we suggest that contour-guided, transsphenoidal adenomectomy may prove helpful in approaching recurrent adenomas and localising lateral microadenomas.

Zusammenfassung

Einleitung: Die vollständige Resektion von Hypophysenadenomrezidiven sowie die gezielte Lokalisation von Mikroadenomen kann bei einem transnasal trans-sphenoidalen Zugang Schwierigkeiten verursachen. Durch die Neuronavigation besteht in solchen Fällen die Möglichkeit einer Verbesserung der operativen Therapie. Patienten und Methoden: In dem Zeitraum von 12/98 und 04/01 wurde der transnasal transsphenoidale Zugang zur Exstirpation von Hypophysenadenomen bei 152 Patienten in unserer Klinik durchgeführt. Bei 16 Patienten wurde die Neuronavigation angewandt, um eine erhöhte Sicherheit für die Durchführung des Zugangs zu ermöglichen sowie um die vollständige Exstirpation des Adenoms zu verbessern. Das mittlere Alter der Patienten (7 Frauen, 9 Männer) lag bei 51,8 ± 13,7 Jahren. Die Patienten waren unterteilt entsprechend ihrer zugrunde liegenden Pathologie in sog. Mikroadenome (n = 8, mittlerer Durchmesser: 5,75 ± 2,1 mm), und rezidivierende Hypophysenadenome (n = 8). Die bildgebende Diagnostik der Adenome erfolgte durch eine präoperative 3D-Magnetresonanztomographie (Philips Gyroscan 1,5T, 3D-FFE) nach dynamischer Kontrastmittelgabe. Die transversal rekonstruierten Schichten wurden zur präoperativen Planung auf die Navigationseinheit transferiert. Die Neuronavigation konnte mittels des MKM-Navigationsmikroskops (Zeiss) entsprechend der sog. „contour-guided” Technik durchgeführt werden. Ergebnisse: Die endokrinologische Untersuchung ergab die Expression von Wachstumshormon (STH; n = 5), adrenokortikotrophem Hormon (ACTH; n = 4), und Follikel stimulierendem Hormon (FSH; n = 1). Die übrigen 6 Hypophysenadenome waren hormoninaktiv. Alle hypophysären Tumore konnten durch die Navigation sicher lokalisiert werden. Bei allen rezidivierenden Makroadenomen konnten die Tumore über den Zugang schnell und sicher durch das Narbengewebe erreicht und das Tumorvolumen signifikant reduziert werden. Weder intra- noch postoperative Komplikationen wurden bei den Patienten beobachtet. Bei den hormonexprimierenden Hypophysenadenomen waren die endokrinologischen Störungen postoperativ bei 5 Patienten vollständig korrigiert, während bei drei Patienten nur eine signifikante Reduktion der Hormonproduktion auf über normales Niveau erreicht werden konnte. Bei einem Patient konnte trotz histologischer Sicherung von Adenomgewebe, die Hormonsekretion postoperativ nicht vermindert werden. Schlussfolgerung: Die Neuronavigation ist bei Operationen von Hypophysenadenomen nur bei wenigen Patienten notwendig. Trotzdem haben wir die sog. „contour-guided” transsphenoidale Hypophysenadenomektomie als äußerst hilfreich beim Zugang von rezidivierenden Adenomen und zur wenig traumatisierenden Lokalisation von Mikroadenomen empfunden.

Key words

neuronavigation - pituitary adenomas - transsphenoidal - computer assistance

Schlüsselwörter

Neuronavigation - Hypophysenadenome - transsphenoidaler Zugang - computer-assistierte Chirurgie

References

• 1 Chen J CT, Amar A P, Choi S H, Singer P, Couldwell W T, Weiss M H. Transsphenoidal treatment of Cushing disease: postoperative assessment of surgical efficacy by application of an overnight low dose dexamethasone suppression test.  J Neurosurgery. 2003;  98 967-973
• 2 Cushing H. Transsphenoidal methods of access. In: Cushing H (ed). The Pituitary Body and Its Disorders. J. B. Lippincott Co., Philadelphia, 1912; 296-307
• 3 Elias W J, Chadduck J B, Alden T D. et al . Frameless stereotaxy for transsphenoidal surgery.  Neurosurgery. 1999;  45 271-275; discussion 275 - 277
• 4 Fahlbusch R, Ganslandt O, Buchfelder M. et al . Intraoperative magnetic resonance imaging during transsphenoidal surgery.  J Neurosurg. 2001;  95 381-390
• 5 Fitzpatrick J M, West J B, Maurer C R. Predicting error in rigid-body point-based registration.  IEEE Trans Med Imaging. 1998;  17 694-702
• 6 Flitsch J, Knappe U J, Ludecke D K. The use of postoperative ACTH levels as a marker for successful transsphenoidal microsurgery in Cushing's disease.  Zentralbl Neurochir. 2003;  64 6-11
• 7 Giustina A, Barkan A, Casanueva F F, Cavagnini F, Frohman L, Ho K, Veldhuis J, Wass J, Werder K v, Melmed S. Criteria for cure of acromegaly: a consensus statement.  J Clin Endocrinol Metab. 1999;  85 526-529
• 8 Hardy J. Frameless stereotaxy for transsphenoidal surgery.  Neurosurgery. 2000;  46 1269-1270
• 9 Hardy J. Neuronavigation in pituitary surgery.  Surg Neurol. 1999;  52 648-649
• 10 Hardy J. Atlas of Transsphenoidal Microsurgery in Pituitary Tumors. Igaku-Shoin Medical Publishers, New York 1991
• 11 Laws E R. Transsphenoidal approach to pituitary tumors. In: Schnidek HH, Sweet WS (eds). Operative Neurosurgical Techniques: Indications, Methods and Results. Vol. 1. W. B. Saunders Co., Philadelphia, 1995; 283-292
• 12 Trainer P J, Lawrie H S, Verhelst J. et al . Transsphenoidal resection in Cushing's disease: undetectable serum cortisol as the definition of successful treatment.  Clin Endocrinol. 1993;  38 73-78
• 13 Warnke P C. Neuronavigation and surgical neurology: The beginning of a new age or the end of an old age?.  Surg Neurol. 1999;  52 7-8
• 14 Wirtz C R, Knauth M, Hassfeld S. et al . Neuronavigation - first experiences with three different commercially available systems.  Zentralbl Neurochir. 1998;  59 14-22