Computerized analysis of intracranial pressure and cerebrospinal fluid dynamics in patients with idiopathic normal pressure hydrocephalus and positive clinical response to lumbar CSF drainage

Ziel dieser Arbeit war, bei Patienten mit idiopathischem Normaldruckhydrocephalus (iNPH), die als potentielle „Responder“ einer Therapie mit einem ventrickulo-peritonealen Shunt angesehen werden, mit Hilfe invasiver Methoden (computerisierte nächtliche Hirndruckanalyse und lumbale Infusionsstudie) nachzuweisen, dass eine erniedrigte intrakranielle Compliance vorliegt. Die momentan besterklärende pathophysiologische Hypothese zum iNPH geht davon aus, dass der Erkrankung eine über die erniedrigte Compliance bedingte Pulsatilitätsstörung von Blut und Liquor mit assoziierter Beeinträchtigung des zerebralen Blutflusses zugrunde liegt. Die 2. Hypothese der Arbeit war, daß eine dreitägige Lumbaldrainage, die zu einer klinischen Verbesserung des Patienten führt, mit einer Zunahme der intrakraniellen Compliance und Verbesserung der Reservekapazität einhergeht. Dies würde unsere Auffassung stärken, dass der wesentliche Effekt der Shunttherapie über die Verbesserung der Compliance vermittelt wird. Beide Hypothesen konnten in der Arbeit bestätigt werden. In Bezug auf die Korrelation des klinischen Scores (Kiefer Scale und der darauf basierenden NPH Recovery Rate) fanden wir keine überzeugende Korrelation zum Ausmaß der Besserung und dem Ausmaß der Veränderung der compliance assoziierten Messwerte. Neben der kleinen Patientenanzahl ist dies wahrscheinlich darin begründet, dass der Kiefer Scale unscharfe und subjektive Einschätzungen von Patient und Arzt beinhaltet. Eine deutlich bessere Korrelation fand sich zu objektiven Messverfahren wie Gangtest und Pegboard Test. Zusammenfassend konnte die Arbeit nachweisen, dass bei Patienten mit vermutetem iNPH eine erniedrigte cranio-spinale Compliance assoziiert ist mit einem guten Ansprechen auf eine dreitägige Liquorprobedrainage und nachfolgend einer Shunttherapie , und, dass die dabei bewirkte Entfernung vom Nervenwasser zu einer Erhöhung der intrakraniellen Compliance führt. Daraus folgt, dass die Kombination einer computerisierten Analyse des intrakraniellen Druckes und der cerebrospinal Liquordynamik (lumbale Infusionsstudie) eine aufwändige aber präzise pathophysiologisch orientierte Methode der Diagnose von jenen Normaldruckhydrocephalus Patienten ist, bei denen eine klinischen Verbesserung nach Shunt Implatantion zu erwarten ist. Zukünftige Arbeiten sollten zum Ziel haben, eine Simplifizierung der Diagnostik bei gleichbleibenden Aussagekraft, idealerweise unter Verwendung weniger invasiver Verfahren, zu erreichen

Assessment of Fluid Cavitation Threshold Using a Polymeric Split Hopkinson Bar-Confinement Chamber Apparatus

The authors would like to acknowledge the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada for financial support, and Compute Canada and Sharcnet for providing the necessary computing resources.Mild Traumatic Brain Injury (mTBI) has been associated with blast exposure resulting from the use of improvised explosive devices (IEDs) in recent and past military conflicts. Experimental and numerical models of head blast exposure have demonstrated the potential for high negative pressures occurring within the head at the contre-coup location relative to the blast exposure, and it has been hypothesized that this negative pressure could result in cavitation of Cerebrospinal Fluid (CSF) surrounding the brain, leading to brain tissue damage. The cavitation threshold of CSF, the effect of temperature, and the effect of impurities or dissolved gases are presently unknown. In this study, a novel Polymeric Split Hopkinson Pressure Bar and confinement chamber apparatus were used to generate loading in distilled water similar to the conditions in the vicinity of the CSF during blast exposure. Cavitation was identified using high-speed imaging of the event, and a validated numerical model of the apparatus was applied to determine the pressure in the fluid during the exposure. Increasing the water temperature resulted in a decrease in the 50% probability of cavitation from 21 °C (−3320 kPa ± 3%) to 37 °C (−3195 kPa ± 5%) in agreement with the theoretical values, but was not statistically significant. Importantly, the effect of water treatment had a significant effect on the cavitation pressure for water with wetting agent (−3320 kPa ± 3%), degassed water (−1369 kPa ± 16%) and untreated distilled water (−528 kPa ± 25%). Thus, reducing dissolved gases through degassing or the use of a wetting agent significantly increases the cavitation pressure and reduces the variability of the cavitation pressure threshold

Resection extent and BRAF V600E mutation status determine postoperative tumor growth velocity in pediatric low-grade glioma: results from a single-center cohort analysis

PURPOSE: Despite excellent long-term overall survival rates, pediatric low-grade gliomas (pLGG) show high variety of clinical behavior regarding progress or senescence post incomplete resection (IR). This study retrospectively analyzes tumor growth velocity (TGV) of pLGG before surgery and after IR to investigate the impact of surgical extent, tumor location and molecular BRAF status on postoperative residual tumor growth behavior. METHODS: Of a total of 172 patients with pLGG receiving surgical treatment, 107 underwent IR (66%). Fifty-three vs 94 patients could be included in the pre- and post-operative cohort, respectively, and were observed over a mean follow-up time of 40.2 vs 60.1 months. Sequential three-dimensional MRI-based tumor volumetry of a total of 407 MRI scans was performed to calculate pre- and postoperative TGV. RESULTS: Mean preoperative TGV of 0.264 cm(3)/month showed significant deceleration of tumor growth to 0.085 cm(3)/month, 0.024 cm(3)/month and −0.016 cm(3)/month after 1st, 2nd, and 3rd IR, respectively (p  2.03 cm(3) associated with a higher risk of progress post IR (sensitivity 78,6%, specificity 76.3%, AUC 0.88). Postoperative TGV of BRAF V600E-mutant LGG was significantly higher than of BRAF wild-type LGG (0.123 cm(3)/month vs. 0.016 cm(3)/month, p = 0.047). CONCLUSION: This data suggests that extensive surgical resection may impact pediatric LGG growth kinetics post incomplete resection by inducing a significant deceleration of tumor growth. BRAF-V600E mutation may be a risk factor for higher postoperative TGV. SUPPLEMENTARY INFORMATION: The online version contains supplementary material available at 10.1007/s11060-022-04176-4