Preoperative prediction of vestibular schwannoma's nerve of origin with posturography and electronystagmography

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Zentrum Augenheilkunde, Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, Phoniatrie und Pädaudiologie Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde

der Medizinischen Hochschule Hannover

PREOPERATIVE PREDICTION OF VESTIBULAR SCHWANNOMA’S NERVE OF ORIGIN WITH POSTUROGRAPHY AND ELECTRONYSTAGMOGRAPHY

Dissertation zur

Erlangung des Doktorgrades der Medizin an der Medizinischen Hochschule Hannover

vorgelegt von Hendrik Borgmann

aus Hannover

Hannover, 2010

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Angenommen vom Senat der Medizinischen Hochschule Hannover am 14.07.2011

Gedruckt mit Genehmigung der Medizinischen Hochschule Hannover Präsident: Professor Dr. med. Bitter-Suermann

Betreuer: PD Dr. med. Minoo Lenarz Referent: PD Dr. med. Makoto Nakamura Korreferent: Prof. Dr. med. Bahram Mohammadi Tag der mündlichen Prüfung: 14.07.2011

Promotionsausschussmitglieder: Prof. Dr. Rolf Winter, Prof. Dr. Günter Reuter, Prof. Dr.

Martin Stieve

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Inhaltsverzeichnis

1. Originalpublikation

„Preoperative Prediction of Vestibular Schwannoma’s Nerve of Origin with Posturography and Electronystagmography

2. Zusammenfassung

2.1 Einleitung 2.2 Diskussion 2.3 Ausblick

3. Literaturverzeichnis 4. Lebenslauf

5. Danksagung

5

11 11 13 17

19

20

23

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Acta Oto-Laryngologica, 2011; Early Online, 1–6

ORIGINAL ARTICLE

Preoperative prediction of vestibular schwannoma’s nerve of origin with posturography and electronystagmography

HENDRIK BORGMANN, THOMAS LENARZ & MINOO LENARZ Department of Otolaryngology, Medical University of Hannover, Hannover, Germany

Abstract

Conclusion: Chances of hearing preservation are better in patients with vestibular schwannoma (VS) from the superior vestibular nerve (SVN) than from the inferior vestibular nerve (IVN). Pathologic posturography and electronystagmography (ENG) ﬁndings are more common in schwannomas from the SVN compared with tumors from the IVN. In this way, computerized dynamic platform posturography (CDPP) and ENG contribute to predict the nerve of origin of VS and can be used indirectly as a prognostic factor for hearing preservation.Objectives:To test whether preoperative CDPP or ENG results contribute to predict the nerve of origin in VS and also to evaluate the inﬂuence of the nerve of origin on hearing preservation.

Methods:Eighty-nine patients with VS originating from the IVN and 22 patients with VS from the SVN were included. Hearing loss due to surgery was calculated on postoperative and preoperative audiograms. Caloric response was measured by ENG and condition 5 and 6 score were recorded by CDPP before surgery.Results:Hearing loss due to surgery was signiﬁcantly lower in patients with tumors from the SVN than from the IVN (p=0.011). Pathologic results in preoperative ENG (p<0.0001) and CDPP (p=0.025) were signiﬁcantly more frequent in subjects with SVN than with IVN schwannomas.

Keywords:Acoustic neuroma, inferior vestibular nerve, superior vestibular nerve, CDPP, caloric test, hearing

Introduction

Several prognostic factors have been suggested for predicting the chance of hearing preservation in vestibular schwannoma (VS) surgery. Besides preoperative good hearing [1], small tumor size [2], and short wave V latencies in auditory brainstem response (ABR) [3], tumors originating from the superior vestibular nerve (SVN) may indicate a better chance of hearing preservation [1,2]. Recently Jacob et al.

reported a hearing preservation rate of 75% for tumors originating from the SVN, compared with 28% for VS originating from the inferior vestibular nerve (IVN) [4]. However, schwannomas arise more than six times as frequently from the inferior than from the superior branch of the vestibular nerve [5,6].

Predicting the nerve of origin may help the surgeon to estimate the chance of hearing preservation in VS patients. It would be especially helpful in patients

with borderline preoperative hearing when the surgeon has to decide whether to choose a hearing preservation approach or not. These patients would satisfy the criteria for the translabyrinthine approach but still have a low chance of hearing preservation if the suboccipital or middle fossa approach is chosen.

Therefore, preoperative prediction of the nerve of origin may be an additional factor that facilitates the process of decision making regarding the optimal surgical approach.

However, identiﬁcation of the nerve origin is a difﬁcult task. One alternative is offered by high- resolution 3D-reconstructed MRI [7,8]. A second alternative is the functional evaluation of the IVN with vestibular evoked myogenic potentials and SVN with caloric electronystagmography (ENG) [9,10]. Another diagnostic tool for preoperative assessment of VS patients is computerized dynamic platform posturography (CDPP). Some authors

Correspondence: Hendrik Borgmann, Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Medizinische Hochschule Hannover, Carl-Neuberg-Str. 1, 30625 Hannover, Germany.

Tel: +49 176 61502875. Fax: +49 511 165979379. E-mail: borgmann.hendrik@googlemail.com

(Received 1 September 2010; accepted 28 October 2010)

ISSN 0001-6489 print/ISSN 1651-2251 online2011 Informa Healthcare DOI: 10.3109/00016489.2010.536991

Acta Otolaryngol Downloaded from informahealthcare.com by 92.196.48.211 on 12/16/10 For personal use only.

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described condition 5 and 6 of the sensory organization test of CDPP to detect a functional deﬁcit of the superior semicircular canal (SCC) [11]. Since the SVN innervates the superior SCC, we suppose that lower scores for condition 5 and 6 might be associated with tumors arising from the SVN.

The intention of this study was to evaluate the correlations between the preoperative results of CDPP and ENG and the intraoperative ﬁndings regarding the nerve of origin in 111 VS patients.

Material and methods

A retrospective chart review identified 349 patients who underwent surgical removal of VS at our department between 1996 and 2007. For all patients the diagnosis was made by preoperative MRI and con- firmed histologically after surgery. Only patients in whom the nerve of origin could be unequivocally identified during surgery were included. The resulting patient population included 111 subjects; the identi- fication rate of the nerve of origin was 32% (111/349).

The patients were divided into two groups with respect to nerve of origin. Group 1 consisted of 89 patients (mean age 54 ± 13.4 years) with VS originating from the IVN. Group 2 was made up of 22 subjects (mean age 57±14.8 years) with tumors arising from the SVN. The greater number of patients in group 1 reﬂects the higher incidence of IVN schwannomas. Preoperative ENG results were available for all patients from both groups. Data from preoperative CDPP were available for 71 patients in group 1 and 16 patients in group 2. Preoperative and postoperative hearing tests were performed in all patients from both groups. Since hearing preservation surgery was the point of interest, only patients with preoperative good or serviceable hearing were evaluated regarding hearing outcome. Thus, 37 patients with IVN and 10 patients with SVN tumors were included for the evaluation of hearing preservation surgery.

There was no signiﬁcant difference regarding tumor localization and surgical approach between the two groups when hearing preservation was attempted.

The location of 37 IVN schwannomas was intrameatal in 17 (46%), extrameatal in 2 (5%), and intrameatal and extrameatal in 18 patients (49%). The middle fossa approach was used for IVN tumors in 33 of 37 subjects (89%) and the suboccipital approach in 4 of 37 (11%). The location of SVN schwannomas was intrameatal in 4 of 10 (40%) and intrameatal and extrameatal in 6 of 10 patients (60%). The middle fossa approach was used for 9 of 10 SVN tumors (90%) and the suboccipital approach for 1 of 10 SVN tumors

(10%). Considering tumor size a confounding factor for CDPP, ENG, and audiometry results, preoperative MRI scans were retrieved to achieve comparability of both groups. Tumor size was measured as the largest diameter in millimeters on axial, coronal or saggital MRI views. The deviation of the arithmetic means of tumor size for group 1 (12.9 ± 6.5 mm) and group 2 (12.8± 6.7 mm) was marginal.

The preoperative and postoperative hearing status was evaluated in all patients by means of pure- tone audiometry and speech discrimination test.

Hearing scores were categorized as A through D according to the recommendations of the American Academy of Otolaryngology Committee on Hearing and Equilibrium [12]. Forty-seven patients (37 IVN and 10 SVN tumors) with preoperative good or serviceable hearing (AAO class A or B) were evaluated regarding the success rate of hearing preservation.

Sixty-four subjects (52 IVN and 12 SVN tumors) already had a poor preoperative hearing level (AAO class C or D) and were therefore excluded. Hearing loss due to surgery was used to compare the effect of the nerve of origin on hearing outcome. The average hearing threshold at the frequencies of 0.5, 1, 2, and 4 kHz was measured via preoperative and postoperative pure-tone audiometry. The hearing threshold was considered 100 dB when a patient was deaf in the test ear. The difference between the average hearing threshold on postoperative and preoperative audiograms was deﬁned as hearing loss due to surgery.

Caloric ENG was performed as part of the routine diagnostic work-up in all patients within 3 days before surgery. Caloric testing was done by standard bither- mal irrigation of the vestibular organ using water at 30C and 44C. Eye movements were recorded by electronystagmogram and the maximal slow-phase eye velocity was used to calculate canal paresis.

A percentage of left–right difference value of 25%

and above was deﬁned as pathologic.

CDPP was performed before surgery in 71 patients in group 1 and in 16 patients in group 2 using the Equitest(Neurocom International, Clackamas, OR, USA) testing protocol. Patients underwent a sensory organization test that consists of six conditions of increasing difﬁculty in separate 20 s trials. The sway-referenced gain was set stable at 1.0 and a balance score ranging from 0% (worst) to 100%

(best) resulted for each condition. Conditions 5 and 6 assess the vestibular part of the balance system separately by eliminating, through sway-referencing, information from vision and somatosensation. During condition 5, the patient stands on the mobile, sway- referenced platform with his/her eyes closed. During condition 6, the patient stands with his/her eyes open on a mobile, sway-referenced platform with a Acta Otolaryngol Downloaded from informahealthcare.com by 92.196.48.211 on 12/16/10 For personal use only.

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sway-referenced visual surround. Condition 5 score (C5S) and condition 6 score (C6S) are the respective arithmetic means (in %) of the scores recorded during three repetitions of each condition. Results below the ﬁfth percentiles of age-matched normal individuals were rated as pathologic.

Statistical calculations were performed using SPSS 15.0 software (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). The hypothesis that pathologic ENG results are more common in SVN schwannomas than in IVN tumors was examined by using thec²test. The Wilcoxon-Mann- Whitney rank sum test was used to assess differences in preoperative values for C5S and C6S between both groups as well as in hearing loss due to surgery. To test whether pathologic CDPP ﬁndings were associated with a particular nerve of origin, thec²test was applied.

Ap value< 0.05 was considered signiﬁcant.

Results

Hearing preservation according to the AAO Classiﬁ- cation was achieved in 16 of 37 patients (43%) with VS from the IVN and in 8 of 10 patients (80%) with tumors from the SVN. The average hearing loss due to surgery was 39±32 dB for patients with IVN and 16 ± 29 dB for patients with SVN schwannomas (Figure 1). Using the Wilcoxon-Mann-Whitney test, we found that hearing loss due to surgery was signiﬁcantly lower in SVN than in IVN tumors (p =0.011).

In total, 31 of 111 patients (28%) showed pathologic results in preoperative caloric ENG testing.

Figure 2 highlights that pathologic ﬁndings were more frequent in tumors arising from the SVN (62%) than in VS originating from the IVN (20%).

The c² test determined a large statistical significant difference (p <0.0001) between the two groups. We also tested whether ENG results could predict the nerve of origin before surgery. Therefore, we defined pathologic ENG findings as an indicator for SVN origin and normal caloric response as a sign of IVN involvement. In this way, the nerve of origin could be predicted in 90 of 111 patients (81%).

Patients with tumors of SVN origin had lower scores for C5S and C6S in preoperative posturography testing. The distribution of C5S and C6S for the respective nerve of origin is depicted in Figure 3. The respective arithmetic means for patients with SVN tumors were 28.4±25.1% for C5S and 29.6±24.9%

for C6S. Patients with VS arising from the inferior branch reached 46.9 ± 21.4% for C5S and 45.1 ± 23.2% for C6S. The Wilcoxon-Mann-Whitney test detected that C5S (p = 0.01) and C6S (p = 0.025) were statistically signiﬁcantly lower in patients with SVN schwannomas.

Compared with age-matched normal individuals, overall 44% of patients showed pathologic scores below the fifth percentiles for condition 5 and 6 in posturography. Figure 4 shows the frequency of pathologic and normal results for C5S and C6S with respect to nerve of origin. Pathologic posturography results were found in 69% of patients with SVN schwannomas and in 38% of patients with IVN tumors. Thec²test revealed that pathologicfindings for C5S and C6S were significantly more common in SVN than in IVN schwannomas (p=0.025). Defining pathologic preoperative posturographyfindings as an indicator for SVN origin and normal results as a sign for IVN origin, the nerve of origin could be predicted in 55 of 87 cases (63%) before surgery.

Discussion

Hearing preservation is usually attempted according to the 50/50 rule in patients with a hearing loss of no more than 50 dB on pure-tone audiometry and with a speech discrimination score of over 50% [13].

A considerable number of patients have borderline hearing loss, which makes the selection of surgical

100

75

Hearing loss due to surgery (dB)

50

25

0

Inferior vestibular nerve

Superior vestibular nerve Nerve of origin

Figure 1. Box plots of hearing loss due to surgery for the groups of patients with vestibular schwannoma from the inferior vestibular nerve (n=37) and from the superior vestibular nerve (n =10).

Hearing loss due to surgery was calculated as the difference between the average hearing threshold at the frequencies of 0.5, 1, 2, and 4 kHz on postoperative and preoperative pure-tone audiometry.

Each box shows the median value as a line across the box and stretches from the lower hinge (the 25th percentile) to the upper hinge (the 75th percentile). The‘whiskers’extend to the farthest points that are within 1.5 times the box width from both ends of the box. Outliers are depicted as an empty circle.

Prediction of nerve of origin for vestibular schwannoma 3

(8)

approach difﬁcult (translabyrinthine versus suboccipital or middle fossa approach). We found a correlation between SVN as the nerve of origin and a higher chance of hearing preservation after tumor removal.

In borderline cases, determining the nerve of origin before surgery can therefore be used as an additional criterion for choosing the appropriate surgical approach. The low number of patients included for evaluation of hearing preservation surgery is a weak- ness in our study. Prospective studies are needed to conﬁrm better hearing outcome for SVN than IVN tumors. However, this phenomenon has already been shown in large retrospective studies by several authors [1,2]. We tested whether ENG and posturography results can help to predict the nerve of origin before VS surgery.

Pathologic results of preoperative caloric testing were more common in VS arising from the superior branch. Thesefindings were expected because ENG is a functional test for the lateral SCC and the SVN. In our patients the caloric test was pathologic in 62% of patients with SVN schwannomas; this confirms the results published by Frommeld et al. [14]. Abnormal caloric response has been identified as an independent prognostic factor for hearing preservation [2] and even hearing improvement surgery [15]. Concerning the predictive value of nerve of origin, caloric testing (81%) was slightly superior to 3D-reconstructed MRI

(75%) [7]. However, IVN tumors can cause canal paresis by compressing the superior branch, especially when they are large in size [16,17]. In our study, overall 18 of 111 schwannomas presented with abnormal ENG although arising from the IVN.

Patients with SVN tumors had lower values for C5S and C6S on preoperative posturography testing than subjects with IVN schwannomas. Since the SVN innervates the lateral and the superior SCCs, one of these organs must be stimulated in these conditions.

Asai et al. reported that during condition 5 and 6, the superior SCC is mainly tested as the platform rotates in the pitch plane [11]. The rotation in the sagittal plane in condition 5 and 6 is the adequate stimulus for the superior SCC and hence can also detect a deficit of the superior vestibular nerve. This phenomenon is reflected in our CDPP findings.

Gouveris et al. found that VS patients with asym- metry on caloric testing had lower scores for condition 5 and 6 compared with subjects with normal caloric response [18]. These results suggest that SVN involvement accompanies low scores for condition 5 and 6 in posturography testing. The same authors observed lower median values for C5S and C6S in patients with SVN compared with IVN tumors, with- out detecting a statistically signiﬁcant difference [19].

Our examinations showed that C5S and C6S were statistically signiﬁcantly lower in subjects with SVN 80

60

Electronystagmography results

Percent 40

20

0

Superior vestibular nerve Nerve of origin Normal Pathologic

Figure 2. Preoperative electronystagmography (ENG) results for the groups of patients with vestibular schwannoma from the inferior vestibular nerve (n=89) and from the superior vestibular nerve (n = 22). Bar graphs show the frequency (%) of normal and pathologic ENG results for the respective nerve of origin.

80

C5S C6S 60

40

Condition 5/6 score

20

0

Figure 3. Box plots of preoperative condition 5 score (C5S) and condition 6 score (C6S) for the groups of patients with vestibular schwannoma from the inferior vestibular nerve (n=71) and from the superior vestibular nerve (n=16). Each box shows the median value as a line across the box and stretches from the lower hinge (the 25th percentile) to the upper hinge (the 75th percentile). The

‘whiskers’ extend to the farthest points that are within 1.5 times

the box width from both ends of the box.

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schwannomas. However, the distribution of our mea- surements showed an overlap between the box plots for patients with IVN and SVN tumors (Figure 3).

That means IVN schwannomas presented with pathologic posturography results and SVN VS with normal ﬁndings. Schwannomas from the inferior branch presented more often with pathologic ﬁnd- ings on posturography (37%) than on ENG (20%).

Gouveris et al. described a negative correlation between tumor size and C5S in schwannomas from the inferior branch [19]. Thus, tumor size may con- found the results of preoperative CDPP and explain the high rate of pathologicﬁndings in IVN tumors.

There are more hints that CDPPfindings seem to depend on the integrity of the superior branch of the vestibular nerve. Maurer et al. reported that VS patients with anatomic and functional preservation of the SVN showed good posturography results after surgery [20]. This can show that pathologic results on preoperative posturography could be expected in VS patients with SVN origin. In our study, we report for the first time that pathologic C5S and C6S appear significantly more often in schwannomas arising from the SVN than from the IVN. Thesefindings provide support for the hypothesis that condition 5 and

condition 6 test the function of the superior SCC (and the SVN).

In conclusion, preoperative caloric ENG is a reli- able functional test for the lateral SCC and the SVN.

Condition 5 and 6 of CDPP might detect functional impairment of the superior SCC and the SVN. Both tests show pathologic results more frequently in SVN than in IVN tumors and therefore contribute to predict the nerve of origin of the VS. Since SVN schwannomas have a better hearing outcome, CDPP and ENG results might be of prognostic value and can be used for selecting the appropriate surgical approach for patients with borderline preoperative hearing. We recommend integration of CDPP and ENG as part of the routine preoperative work-up of VS patients.

Declaration of interest: The authors report no conﬂicts of interest. The authors alone are responsible for the content and writing of the paper.

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60

Percent

40

20

Posturography results

Normal Pathologic

0

Figure 4. Preoperative posturography results for the groups of patients with vestibular schwannoma from the inferior vestibular nerve (n=71) and from the superior vestibular nerve (n=16). Bar graphs show the frequency (%) of normal and pathologic results for condition 5 score and condition 6 score for the respective nerve of origin.

Prediction of nerve of origin for vestibular schwannoma 5

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2. Zusammenfassung

2.1 Einleitung

Wir stehen an einem faszinierenden Punkt in der Behandlung des Vestibularisschwannoms (VS). Die Diagnostik und Therapie dieser Tumorentität hat in den letzten Jahrzehnten einen erheblichen Wandel erfahren. Während im ersten Teil des zwanzigsten Jahrhunderts noch die Senkung der Mortalität im Vordergrund stand, so rückte in der Folgezeit sukzessive die Senkung der Morbidität ins Zentrum des Interesses. Durch verbesserte radiologische Bildgebung resultierte eine häufigere und frühere Diagnostik, es entstanden neue Therapiemodalitäten wie wait-and-scan und die Radiochirurgie. Der Höhepunkt der Therapie des VS ist noch nicht erreicht und gibt Ansporn, Faktoren zu ermitteln, die das Outcome für die PatientInnen weiter verbessern.

Im Folgenden soll in der Einleitung ein kurzer Überblick über die Geschichte, Symptome, Diagnostik und Therapieoptionen des VS gegeben werden. Anschließend werden die Therapiemodalitäten, die mikrochirurgische Hörerhaltung und die Rolle des Ursprungsnerven diskutiert, um die Veröffentlichung in die aktuelle Literatur einzuordnen.

Schließlich wird im Ausblick dargelegt, wohin sich die Therapie der VS entwickeln könnte und welche therapeutischen Möglichkeiten sich aus der Publikation ergeben könnten.

Die erste erfolgreiche Serie von 30 Operationen eines VS wurde 1907 von Cushing beschrieben. Die Mortalität betrug vor Popularisierung der Mikrochirurgie durch William House noch 10-20%. In der Folgezeit konnte die Mortalität durch Verbesserung der

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Operationstechniken und –instrumente auf 1-2% gesenkt werden. Primäres Ziel der VS- Chirurgie blieb weiterhin die Tumorkontrolle und komplette -entfernung während der Operation. Darüberhinaus stellten die postoperative Fazialis- und Hörfunktion in der genannten Reihenfolge die wichtigsten Outcome-Parameter dar. House beschrieb erstmalig den translabyrinthären Zugangsweg zur Operation von VS. Hierdurch wurde die Sicht auf den N. facialis verbessert und deutlich bessere postoperative Resultate bezüglich der Fazialisfunktion wurden erreicht.

Die klinischen Symptome des VS zum Zeitpunkt der Konsultation waren bei den von uns operierten PatientInnen progrediente Hörminderung (63%), Tinnitus (59%), unspezifischer Schwindel (39%), einmaliger oder rezidivierender Hörsturz (33%), Kopfschmerzen (5%) oder Parästhesien im Versorgungsgebiet des N. trigeminus oder des N. facialis (4%).

Die Diagnostik eines VS wird in der Regel eingeleitet, wenn ein(e) PatientIn mit o. g.

Symptomen auffällt. Nach einer Audiometrie erfolgt als nächster Schritt die Hirnstammaudiometrie, welche durch Verlängerung der Inter-Peak-Latenzen zwischen Welle I und V einen Hinweis auf eine retrocochleäre Ursache der Hörminderung gibt. Die Diagnosesicherung erfolgt dann durch eine MRT, welche heutzutage bereits bei einer Größe von wenigen Millimetern ein VS sicher aufdeckt.

In den letzten Jahren wurden in der Therapie des VS neue Akzente gesetzt, wodurch sich die postoperativen Hörresultate und die postoperative Fazialisfunktion der Mikrochirurgie einer kritischen Betrachtung unterziehen müssen. Dennoch gilt die mikrochirurgische Tumorentfernung weiterhin als Goldstandard in der Therapie des VS. Alternativ kann ein konservativer Therapieweg durch regelmäßige Bildgebung mittels hochauflösender MRT –

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13

das sogenannte wait-and-scan - angewandt werden. Eine weitere Behandlungsoption bieten strahlentherapeutische Methoden wie die Gamma-Knife-Radiochirurgie.

2.2 Diskussion

Im Folgenden werden die Therapieoptionen wait-and-scan, Gamma-Knife-Radiochirurgie und Mikrochirurgie mit ihren entsprechenden Indikationen vorgestellt und diskutiert. Weiterhin werden die Rolle des Ursprungsnerven und seine Bedeutung für die hörerhaltende Chirurgie dargestellt. Schließlich wird die Veröffentlichung in die aktuelle Literatur zum VS eingeordnet und in Bezug auf den aktuellen Therapiestandard diskutiert.

Die Diagnose eines VS kann heute radiologisch mit sehr hoher Zuverlässigkeit gestellt werden und führt dazu, dass immer kleinere Tumoren nachgewiesen werden. Das differenzialdiagnostische Spektrum z. B. eines intrameatalen Tumors, der in der MRT Gadolinium speichert und in der T2-Wichtung kaum in Erscheinung tritt, ist sehr klein. Die MRT bietet jedoch nicht nur die Möglichkeit einer Frühdiagnose, auch das Wachstum des Tumors kann damit zuverlässig über einen bestimmten Zeitraum verfolgt werden. Es kann also bei geringen Beschwerden und gutem Gehör ohne Gefahr mit einer Therapie zugewartet werden (wait-and-scan). Zudem kann bei schlechtem Allgemeinzustand und limitierter Lebenserwartung aufgrund tumorunabhängiger Nebendiagnosen bewusst auf eine Operation verzichtet werden. Diese Optionsmöglichkeit könnte durch die Tatsache unterstützt werden, dass die Wachstumstendenz der vestibulären Schwannome unterschiedlich und häufig klein zu sein scheint. Die Wachstumsrate von VS beträgt 1,1 mm/ Jahr [1] bei einem mittleren Diagnosealter von 50,6 Jahren [2].

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Seit den späten 1980er Jahren besteht ein anhaltendes Interesse an der radiochirurgischen Therapie insbesondere von VS, entweder mit multiplen Kobaltquellen („Gamma Knife“) oder mit speziell programmierten Linearbeschleunigern. Diese Therapieoption könnte bei einem Teil der PatientInnen einige Morbiditätsfaktoren, wie verlängerte Hospitalisationszeit, Verlust der Arbeitsfähigkeit, Liquorleck und Wundinfektion, die z. T. mit mikrochirurgischer Resektion einhergehen, verringern helfen. Allerdings ist der radiobiologische Effekt auf das umliegende Gewebe verzögert (nicht oder langsam proliferierenden Zellen), sodass von einer Fazialisparese unterschiedlichen Grades in 10-32% der Fälle und von einem Verlust des funktionellen Gehörs in bis zu 50% der Fälle [3-5] im Langzeittherapieverlauf nach Radiotherapie ausgegangen werden kann. Hypästhesien im Gesichtsbereich treten in 19% bis 34% der PatientInnen nach Radiochirurgie auf. Der Hörstatus zeigt bis zu 2 Jahre nach Radiochirurgie noch Veränderungen auf: denn die initialen Hörerhaltungsraten sind meist hervorragend, fallen aber innerhalb von 2 Jahren auf 50% und darunter ab. Der radiobiologische Effekt auf das neuronale Gewebe, die Blutgefäßversorgung und möglicherweise auf den Tumor selbst scheint aufgrund dieser Resultate über Monate bis Jahre langsam progressiv zu sein.

Deshalb sind längere Follow-up-Untersuchungen notwendig, um Langzeitresultate zu erhalten, die eine zumindest für eine noch zu bestimmende Untergruppe von PatientInnen (z.

B. jene mit kleinen Tumoren) möglicherweise eine zumindest gleichwertige Prognose wie für die Mikrochirurgie nachweisen lässt. Zudem scheint es jedoch möglich, dass die Rezidivraten bei Radiochirurgie größer als bei Mikrochirurgie sind: die längste Follow-up-Studie geht von einer Rezidivrate von rund 17% bei einem Follow-up zwischen 1 und 23 Jahren nach Radiotherapie aus [3]. Es sind aber bisher keine großen prospektiven Langzeitstudien nach Radiotherapie bekannt, sodass die Indikation zu dieser Therapiemodalität im Moment noch

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sehr zurückhaltend gestellt werden sollte. Nicht zuletzt auch deshalb, da bei chirurgischer Resektion nach Radiotherapie von VS die postoperative Komplikationsrate nicht unerwartet deutlich erhöht ist [6].

Bei der Mikrochirurgie – dem Goldstandard in der Therapie des VS – entscheidet in vielen Fällen die Wahl des geeigneten Zugangswegs über das Outcome der Operation. Grundsätzlich werden höererhaltende Wege wie der transtemporale und der subokzipitale Zugang sowie das Gehör opfernde Wege wie der translabyrinthine Zugang unterschieden. Die Wahl des Zugangswegs berücksichtigt die Tumorgröße, die Tumorlokalisation, das präoperative Hörvermögen, sowie das Alter des/der PatientIn. Die Tumorlokalisation entscheidet auch vornehmlich über die operierende Fachrichtung. Als grobe Grundregel gilt, dass hauptsächlich intrameatal gelegene Tumoren über den transtemporalen oder translabyrinthären Zugangsweg durch den versierten Otochirurgen therapiert werden.

Tumoren, die sowohl intra- als auch extrameatal mit Kontakt zum Hirnstamm lokalisiert sind, werden häufig interdisziplinär otoneurochirurgisch operiert. VS, die fast ausschließlich extrameatal liegen und Kontakt zum Hirnstamm haben, werden vornehmlich durch die Neurochirurgie operiert. Im Einzelfall kann von dieser Maxime abgewichen werden.

Besonders für kleine, hauptsächlich intrameatal gelegene Tumore bietet sich der transtemporale Zugang über die mittlere Schädelgrube an. Der entscheidende Vorteil dieses Zugangs für die PatientInnen besteht in der Möglichkeit des Hörerhalts. Nachteilig ist, dass der Operateur häufig zunächst auf den N. facialis stößt. Beim translabyrinthären Zugangsweg wird ähnlich wie bei der subokziopitalen Vorgehensweise zunächst der Tumor angetroffen.

Der N. facialis liegt sozusagen durch den Tumor geschützt zugangsfern im inneren Gehörgang. Gemäß dem Würzburger Konzept der Vestibularisschwannomchirurgie werden Tumoren, die auf den Meatus acusticus internus beschränkt sind oder diesen nur geringfügig

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verlassen, bei erhaltenem Hörvermögen transtemporal und bei erloschenem bzw. nicht erhaltungswürdigem Hörvermögen translabyrinthär operiert. Weniger als die messbare Ausdehnung ist hier entscheidend, dass keine Kontakte zu Strukturen der hinteren Schädelgrube, wie Hirnstamm mit Hirnnerven oder Gefäßen, bestehen. Unabhängig vom Hörvermögen wird die Indikation für den subokzipitalen Zugangsweg gestellt, wenn ein überwiegend extrameatales Wachstum mit Kontakt zum Hirnstamm oder zu den Gefäßen der hinteren Schädelgrube vorliegt.

Breiten Raum in der Diskussion nimmt immer noch die Frage ein, bei welchem präoperativen Hörvermögen ein hörerhaltender Eingriff sinnvoll ist. Das am weitesten verbreitete Selektionskriterium für einen hörerhaltenden Eingriff ist die 50:50-Regel nach Wade und House [7]. Aber auch PatientInnen mit schlechterem präoperativem Hörvermögen können von einer hörerhaltenden Operationsweise profitieren [8]. Daher gilt es, prognostische Faktoren zu evaluieren, die präoperativ die Chance zur Hörerhaltung beurteilen. Etabliert als prognostische Faktoren sind die Tumorgröße [9] und kurze Latenzzeiten in der Hirnstammaudiometrie [10]. Zusätzlich scheint der Ursprungsnerv des VS einen Einfluss auf die postoperative Hörfunktion zu haben. Tumoren mit Ursprung vom Nervus vestibularis superior zeigten in unserem Patientengut eine signifikant bessere postoperative Hörfunktion als Tumoren vom Nervus vestibularis inferior.

Dieses Phänomen kann genutzt werden, wenn der Ursprungsnerv präoperativ identifiziert wird. In unserer Studie zeigten sich präoperativ signifikant schlechtere Resultate bei der kalorischen Elektronystagmographie und bei der dynamischen Posturographie für Tumoren vom superioren im Vergleich zu Tumoren vom inferioren Ast. Die Vorhersagewahrscheinlichkeit mit den o. g. funktionellen Tests betrug 81% für die kalorische Elektronystagmographie und 63% für die dynamische Posturographie. Somit kann bei

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PatientInnen mit grenzwertigem Hörvermögen durch präoperative Bestimmung des Ursprungsnerven eine Entscheidung zwischen hörerhaltendem (transtemporal oder subokzipital) vs. nicht hörerhaltendem Zugangsweg (translabyrinthär) getroffen werden.

2.3 Ausblick

Auch wenn sich die Indikationen zur operativen Behandlung in den letzten Jahren leicht geändert haben, stellt die mikrochirurgische Entfernung von VS immer noch die Standardtherapie dar. Wie oben dargelegt, haben sich in den letzten Jahren aber einige Subgruppen herauskristallisiert, wo zumindest vorübergehend – bei Vorliegen entsprechender Gründe – eine nichtchirurgische Therapie eingeschlagen werden kann.

Die Entscheidung, welches Verfahren in Zukunft dominieren wird, hängt von vielen Outcome-Parametern ab. Neben der Tumorkontrolle, der Fazialis- und Hörfunktion scheinen die postoperative Gleichgewichtsfunktion und die Lebensqualität in den Vordergrund zu rücken. Prospektive Langzeitstudien über nichtchirurgische Therapiekonzepte wie wait-and- scan und die Gamma-Knife Radiochirurgie werden einen Vergleich zur Mikrochirurgie bieten.

Langfristig scheint eine Koexistenz der o. g. Therapiemethoden mit Indikationen für spezifische PatientInnensubgruppen möglich. In diesem Fall ist es von entscheidender Bedeutung, prognostische Faktoren für die o. g. Outcome-Parameter in Bezug auf die einzelnen Therapieoptionen zu evaluieren. Dabei spielen u. a. die Tumorgröße und – lokalisation, das Patientenalter, die Komorbidität, das Tumorwachstum und auch der Ursprungsnerv eine Rolle. Die präoperative Bestimmung des Ursprungsnerven von VS durch

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kalorische Elektronystagmographie und dynamische Posturographie kann somit als prognostischer Faktor die Wahl der Therapiemethode und des chirurgischen Zugangswegs beeinflussen.

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3. Literaturverzeichnis

[1] Bakkouri WE, Kania RE, Guichard JP, Lot G, Herman P, Huy PT. Conservative management of 386 cases of unilateral vestibular schwannoma: tumor growth and consequences for treatment. J Neurosurg 2009;110:662-9.

[2] Baier G, Schwager K, Helms J, Hagen R. [Results in otosurgically treated patients with acoustic neuroma. Part 1: Facial nerve function after translabyrinthine and middle fossa resection].

Laryngorhinootologie 2008;87:565-72.

[3] Noren G, Greitz D, Hirsch A, Lax I. Gamma knife surgery in acoustic tumours. Acta Neurochir Suppl (Wien) 1993;58:104-7.

[4] Lunsford LD, Kondziolka DS, Flickinger JC. Radiosurgery of tumors of the cerebellopontine angle. Clin Neurosurg 1994;41:168-84.

[5] Hirato M, Inoue H, Nakamura M, Ohye C, Hirato J, Shibazaki T, et al. Gamma knife radiosurgery for acoustic schwannoma: early effects and preservation of hearing. Neurol Med Chir (Tokyo) 1995;35:737-41.

[6] Slattery WH, 3rd, Brackmann DE. Results of surgery following stereotactic irradiation for acoustic neuromas. Am J Otol 1995;16:315-9; discussion 9-21.

[7] Wade PJ, House W. Hearing preservation in patients with acoustic neuromas via the middle fossa approach. Otolaryngol Head Neck Surg 1984;92:184-93.

[8] Stidham KR, Roberson JB, Jr. Hearing improvement after middle fossa resection of vestibular schwannoma. Otol Neurotol 2001;22:917-21.

[9] Shelton C, Brackmann DE, House WF, Hitselberger WE. Acoustic tumor surgery. Prognostic factors in hearing conversation. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 1989;115:1213-6.

[10] Dornhoffer JL, Helms J, Hoehmann DH. Hearing preservation in acoustic tumor surgery:

results and prognostic factors. Laryngoscope 1995;105:184-7.

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4. Lebenslauf

Hendrik Borgmann • Oesterleystraße 11, 30171 Hannover • Tel: 0176-61502875 E-Mail:borgmann.hendrik@googlemail.com

CURRICULUM VITAE

Geburtsdatum Geburtsort Nationalität

06/1990 bis 07/2003 07/2003

09/2005

10/2009

11/2009

PERSÖNLICHE DATEN 06.04.1984

Leer Deutsch

SCHULISCHE AUSBILDUNG Grundschule und Gymnasium in Leer

Allg. Hochschulreife am Teletta-Groß-Gymnasium Leer, Note:

1,7

UNIVERSITÄRE AUSBILDUNG

1. Abschnitt der Ärztlichen Prüfung, Note: sehr gut (1,0) Schriftlicher Teil: sehr gut

Mündlicher Teil: sehr gut

2. Abschnitt der Ärztlichen Prüfung, Note: sehr gut (1,5) Schriftlicher Teil: gut

Mündlicher Teil: sehr gut

Approbation als Arzt, Gesamtnote: sehr gut (1,33)

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Seit 02/2010

06/2010

10/2010

05/2009

ÄRZTLICHE AUSBILDUNG

Assistenzarzt in der Urologischen Klinik im Klinikum Siloah Hannover, Leitung: Prof. W. F. Thon

WISSENSCHAFTLICHES ARBEITEN Preis:

1.Posterpreis der VNU für den nach Inhalt und besten

Postervortrag „Nosokomiale Wundinfektionen, Keimspektrum und Antibiotikaresistenzen nach 1496 Schnittoperationen an Niere und Prostata“ beim Nordkongress Urologie in Potsdam Poster:

„Nosokomiale Wundinfektionen, Keimspektrum und

Antibiotikaresistenzen nach 1496 Schnittoperationen an Niere und Prostata“

Nordkongress Urologie, Potsdam

„Multifunktionelle Nutzung eines Operationssaals – Infektionsrisiko oder Flexibilitätsgewinn?“

Nordkongress Urologie, Potsdam Veröffentlichung:

“Preoperative Prediction of Vestibular Schwannoma’s Nerve of Origin with Posturography and Electronystagmography”

H. Borgmann, T. Lenarz, M. Lenarz in Acta Otoloaryngologica Vortrag:

„Chirurgie der Akustikusneurinome – Einfluss von Zugangsweg und Ursprungsnerv auf die Hör- und Fazialisfunktion“ beim 81.

Kongress der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen- Ohrenheilkunde, Rostock

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01/2008 bis 06/2009

06/2009 bis 12/2009

10/2004 bis 12/2007

Hannover,

PRAKTISCHE ERFAHRUNGEN

Ärztliche Honorarkraft im Bereich Medizincontrolling bei der proDIAKO gGmbH: Kodierung von strittigen

Krankenhausrechnungen nach ICD und OPS

Dozent für Krankheitslehre für die Krankenpflegeschule Klinikum Region Hannover

Lehrtätigkeit als Tutor in den Fächern makroskopische und mikroskopische Anatomie, Neuroanatomie, Physiologie und Innere Medizin

EDV-KENNTNISSE

Anwendungsorientierte Kenntnisse in SAP, SPSS und Microsoft Office, Zehn-Finger-Schreiben

SPRACHKENTNISSE

Englisch (fließend in Wort und Schrift), Französisch, Persisch (Grundkenntnisse)

HOBBIES

Fitness, Segeln, Schach

den 11.12.2010

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5. Danksagung

An dieser Stelle möchte ich den Menschen danken, die diese Dissertation durch ihre Unterstützung ermöglicht haben.

Ein besonderer Dank gilt meiner Betreuerin und Doktormutter Frau PD Dr. med. Minoo Lenarz. Sie hat diese Arbeit von der Konzeption über die Datengewinnung und den Schreibprozess bis zur Veröffentlichung mit Freundlichkeit, Kompetenz und Verlässlichkeit begleitet. Trotz einnehmender zeitlicher Verpflichtungen durch ihre Habilitation und klinische Tätigkeit war sie stets leicht erreichbar und nahm sich Zeit für den Meinungsaustausch und für Verbesserungsvorschläge. Neben der kontinuierlichen Begleitung und Unterstützung ließ Frau PD Dr. Lenarz mir beim Schreib- und Veröffentlichungsprozess genügend Freiraum, um meine eigenen Vorstellungen umzusetzen und eigene Erfahrungen zu machen. Rückblickend war Frau PD Dr. Lenarz die perfekte Betreuerin dieser Dissertation. Ihrem Vorbild nachzueifern, ist erstrebenswert.

Weiterhin möchte ich Herrn Prof. Dr. med. Thomas Lenarz für die Unterstützung und Supervision danken. Insbesondere beim Vortrag der Dissertationsinhalte auf dem Kongress der Deutschen Gesellschaft für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde in Rostock war er eine große Hilfe. Darüberhinaus sind Prof. Dr. Lenarz als Operateur der Akustikusneurinome die Datengrundlage und als Klinikdirektor die Rahmenorganisation zu verdanken.

Für die Unterstützung bei der statistischen Analyse danke ich Dr. rer. nat. habil. Ludwig Hoy, der stets für statistische Tests und Rückfragen zur Verfügung stand. Dabei lieferte er nicht nur statistische Testergebnisse, sondern lehrte darüberhinaus statistisches Rüstzeug und Kenntnisse. Dadurch konnten weitere statistische Tests eigenverantwortlich durchgeführt und ein erheblicher Kenntnisgewinn erzielt werden.

Bei der Ausmessung der Tumorgröße auf MRT-Bildern halfen Dr. med. Baeth Rawashdeh und Dr. med. Nemer Al Khtoum. Sie führten in gemeinsamer Arbeit die Tumorgrößenmessung bei mehr als 100 Patienten durch.

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Für die allumfassende Unterstützung und Liebe danke ich meiner Familie, der ich diese Arbeit widmen möchte. Sie haben mich ein Leben lang begleitet und mir die Schule, das Studium und letztlich diese Doktorarbeit ermöglicht.

Der größte Dank aber gebührt Sara Bazrafshan, die an meiner Seite die große Stütze ist und mir die Kraft gibt, alle Herausforderungen anzugehen.

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Ich erkläre, dass ich die der Medizinischen Hochschule Hannover zur Promotion eingereichte Dissertation mit dem Titel „Preoperative Prediction of Vestibular Schwannoma’s Nerve of Origin with Posturography and Electronystagmography” in der Klinik für Hals-Nasen-Ohren- Heilkunde unter Betreuung von PD Dr. Minoo Lenarz mit der Unterstützung durch Dr. rer.

nat. habil. Ludwig Hoy ohne sonstige Hilfe durchgeführt und bei der Abfassung der Dissertation keine anderen als die dort aufgeführten Hilfsmittel benutzt habe.

Die Gelegenheit zum vorliegenden Promotionsverfahren ist mir nicht kommerziell vermittelt worden. Insbesondere habe ich keine Organisation eingeschaltet, die gegen Entgelt

Betreuerinnen und Betreuer für die Anfertigung von Dissertationen sucht oder die mir obliegenden Pflichten hinsichtlich der Prüfungsleistungen für mich ganz oder teilweise erledigt.

Ich habe diese Dissertation bisher an keiner in- oder ausländischen Hochschule zur Promotion eingereicht. Weiterhin versichere ich, dass ich den beantragten Titel bisher noch nicht

erworben habe.

Ergebnisse der Dissertation werden in dem Publikationsorgan Acta otolaryngologica veröffentlicht.

Hannover, den 12.12.2010

Hendrik Borgmann