Corticobulbar motor evoked potentials in surgical treatment of tumors of the IV ventricle and brainstem

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Intraoperative neurophysiological monitoring is an obligatory tool during fossa posterior surgery. Corticobulbar motor evoked potentials is the modality of intraoperative neurophysiological monitoring, which can be used during such neurosurgery interventions. It is used to determine the functional state of the caudal cranial nerves during surgery. However, there are technical features of this modality, therefore, corticobulbar motor evoked potentials are not used routine in neurosurgery now.

AIM: To establish the predictive value of corticobulbar motor evoked potentials for development of dysphagia after removal of tumors of brainstem and fourth ventricle.

MATERIALS AND METHODS: We analyzed 80 patients aged from 11 months to 67 years. In 49 cases tumor located in forth ventricle (34 adults and 15 children). In 31 cases tumor located in upper brainstem and craniospinal region (16 adults and 15 children). All patients underwent neurosurgery removal of tumor with intraoperative neurophysiological monitoring. We analyzed otoneurological symptoms before and after operation, MR-images, the volume of removed tumor was estimated. We analyzed data of intraoperative neurophysiological monitoring; the main modality of intraoperative neurophysiological monitoring was corticobulbar motor evoked potentials.

RESULTS: Progress in neurological symptoms from caudal nerves was observed in 35% cases. Amplitude of corticobulbar motor evoked potentials statistically depends on neurological symptoms from caudal nerves in early postoperative period. When the amplitude of the corticobulbar motor evoked potentials decreases by more than 34% from the initial level, there is a high probability of appearance or increase of symptoms from the caudal group of cranial nerves after surgery. The sensitivity and specificity of the corticobulbar motor evoked potentails are 94.4 and 89.2%, respectively.

CONCLUSIONS: It is necessary to use the corticobulbar motor evoked potentials to determine the functional state of the caudal group of cranial nerves during brainstem and forth ventricle surgery and to predict the development of dysphagia and dysarthria after surgery. The modality has a high prognostic value both in children and in adults.

About the authors

Kristina N. Lapteva

N.N. Burdenko National Scientific and Practical Center for Neurosurgery

Author for correspondence.
Email: laptevakr@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1163-7253
Scopus Author ID: 57201638172

Junior Research Associate of Laboratory of Clinical Neurophysiology, Functional Diagnostic Specialist

Russian Federation, Moscow

Anna A. Ogurtsova

N.N. Burdenko National Scientific and Practical Center for Neurosurgery

Email: aogurtsova@nsi.ru
ORCID iD: 0000-0003-3595-2696
Scopus Author ID: 7801329632

Junior Research Associate of Laboratory of Clinical Neurophysiology, Functional Diagnostic Specialist

Russian Federation, Moscow

Yuliya V. Strunina

N.N. Burdenko National Scientific and Practical Center for Neurosurgery

Email: UStrunina@nsi.ru
ORCID iD: 0000-0001-5010-6661
SPIN-code: 9799-5066
Scopus Author ID: 56771318400

Lead Engineer of Laboratory of Biomedical Informatics and Artificial Intelligence

Russian Federation, Moscow

References

  1. Sala F, Coppola A, Tramontano V. Intraoperative neurophysiology in posterior fossa tumor surgery in children. Child’s Nerv Syst. 2015;31(10):1791–1806. doi: 10.1007/s00381-015-2893-1
  2. Jasper H. The ten-twenty electrode system of the International Federation. Electroencephalogr Clin Neurophysiol Suppl. 1958;(10):371–375.
  3. Kullmann M, Tatagiba M, Liebsch M, Feigl G. Evaluation of the predictive value of intraoperative changes in motor-evoked potentials of caudal cranial nerves for the postoperative functional outcome. World Neurosurg. 2016;(95):329–334. doi: 10.1016/j.wneu.2016.07.078
  4. Deletis V, Fernandez-Conejero I, Ulkatan S, Costantino P. Methodology for intraoperatively eliciting motor evoked potentials in the vocal muscles by electrical stimulation of the corticobulbar tract. Clin Neurophysiol. 2009;120(2):336–341. doi: 10.1016/j.clinph.2008.11.013
  5. Deletis V, Fernandez-Conejero I. Intraoperative monitoring and mapping of the functional integrity of the brainstem. J Clin Neurol. 2016;12(3):262–273. doi: 10.3988/jcn.2016.12.3.262
  6. Wadhwa R, Toms J, Chittiboina P, et al. Dysphagia following posterior fossa surgery in adults. World Neurosurg. 2014;82(5):822–827. doi: 10.1016/j.wneu.2013.01.035
  7. Lee W, Oh B, Seo H, et al. One-year outcome of postoperative swallowing impairment in pediatric patients with posterior fossa brain tumor. J Neurooncol. 2016;127(1):73–81. doi: 10.1007/s11060-015-2010-z
  8. Morgan A, Sell D, Ryan M, et al. Pre and post-surgical dysphagia outcome associated with posterior fossa tumour in children. J Neurooncol. 2008;87(3):347–354. doi: 10.1007/s11060-008-9524-6
  9. Kukanov KK, Tastanbekov MM, Olyushin VE, Pustovoy SV. The foramen magnum meningiomas: results of surgical and radio surgical treatment. Rossiiskii neirokhirurgicheskii zhurnal imeni professora A.L. Polenova. 2017;(9(1)):36–42. (In Russ.)
  10. Thompson J, Newman L, Boop F, Sanford R. Management of postoperative swallowing dysfunction after ependymoma surgery. Childs Nerv Syst. 2009;25(10):1249–1252. doi: 10.1007/s00381-009-0880-0
  11. Goryachev AS, Savin IA, Putsillo MV, et al. A rating scale and therapeutic strategy in dysphagia in patients with brain stem damage. Burdenko’s Journal of Neurosurgery. 2006;(4):24–28. (In Russ.)
  12. Dong C, Macdonald D, Akagami R, et al. Intraoperative facial motor evoked potential monitoring with transcranial electrical stimulation during skull base surgery. Clin Neurophysiol. 2005;116(3):588–596. doi: 10.1016/j.clinph.2004.09.013
  13. Matthies C, Raslan F, Schweitzer T, et al. Facial motor evoked potentials in cerebellopontine angle surgery: technique, pitfalls and predictive value. Clin Neurol Neurosurg. 2011;113(10):872–879. doi: 10.1016/j.clineuro.2011.06.011
  14. Fukuda M, Oishi T, Takao A, et al. Facial nerve motor-evoked potential monitoring during skull base surgery predicts facial nerve outcome. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2008;79(9):1066–1070. doi: 10.1136/jnnp.2007.130500
  15. Goto T, Muraoka H, Kodama K, et al. Intraoperative monitoring of motor evoked potential for the facial nerve using a cranial peg-screw electrode and a “Threshold-level” stimulation method. Skull Base. 2010;20(6):429–434. doi: 10.1055/s-0030-1261270
  16. Ito E, Ichikawa M, Itakura T, et al. Motor evoked potential monitoring of the vagus nerve with transcranial electrical stimulation during skull base surgeries. J Neurosurg. 2013;118(1):195–201. doi: 10.3171/2012.10.JNS12383
  17. Morota N, Ihara S, Deletis V. Intraoperative neurophysiology for surgery in and around the brainstem: role of brainstem mapping and corticobulbar tract motor-evoked potential monitoring. Childs Nerv Syst. 2010;26(4):513–521. doi: 10.1007/s00381-009-1080-7
  18. Lapteva KN, Ogurtsova AA, Kadyrov ShU, et al. Monitoring of corticobulbar motor evoked potentials during surgical removal of brainstem and fourth ventricle tumors in pediatric patients. Bulletin of Neurology, Psychiatry and Neurosurgery. 2022;(9):666–673. (In Russ.) doi: 10.33920/med-01-2209-04
  19. Kim K, Cho C, Bang M, et al. Intraoperative neurophysiological monitoring: a review of techniques used for brain tumor surgery in children. J Korean Neurosurg Soc. 2018;61(3):363–375. doi: 10.3340/jkns.2018.0078
  20. Bir M, Gupta U, Jaryal A, et al. Predictive value of intraoperative D-wave and m-MEP neurophysiological monitoring in patients with preoperative motor deficits in immediate and late postoperative period. J Craniovertebr Junction Spine. 2021;12(1):26–32. doi: 10.4103/jcvjs.JCVJS_76_20
  21. Acioly M, Liebsch M, Carvalho C, et al. Transcranial electrocortical stimulation to monitor the facial nerve motor function during cerebellopontine angle surgery. Neurosurgery. 2010;66(6 Suppl Operative):354–361. doi: 10.1227/01.neu.0000369654.41677.b7

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. ROC-curve for the CoMEP: a — right IX and X nerves (area under the curve 0.9); b — left IX and X nerves (area under the curve 0.96); c — right XII nerve (area under the curve 0.96); d — left XII nerve (area under the curve 0.96)

Download (599KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Preoperative magnetic resonance imaging studies with contrast of the patient Y. in the sagittal (a) and coronal (b) projections

Download (146KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. In the figure, motor evoked potentials of cranial nerve IX, X, XII are being recorded. Indication shows reduction of MEPs during removal of a tumor in the area of calamus scriptorius

Download (197KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. The mechanism of registration of corticobulbar motor evoked potentials

Download (57KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Eco-Vector



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».