زارة التجارة والصناعة من المسار البصرية - وايت المسألة شيتاغونغ والشلل الآفات

Ardian Hana; Andreas Husch; Vimal Raj Nitish Gunness; Christophe Berthold; Anisa Hana; Georges Dooms; Hans Boecher Schwarz; Frank Hertel

doi:10.3791/51946

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

Summary

تم إجراء التصوير نشر الموترة (DTI) في محاولة لتصوير أجزاء كبيرة من الممر البصري. وكان الهدف هو استخدام افقت ادارة الاغذية والعقاقير القياسية محطة العمل التجارية التي يمكن استخدامها للروتين اليومي في محاولة للحد من الأضرار بعد العملية الجراحية للمسار البصري في المرضى.

Abstract

زارة التجارة والصناعة هو الاسلوب الذي يحدد مساحات المادة البيضاء (WMT) غير جراحية في المرضى الأصحاء وغير الأصحاء باستخدام قياسات نشرها. على غرار الممرات البصرية (VP)، WMT غير مرئية مع التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدي أو داخل الجراحة مع المجهر. سوف DIT مساعدة جراحي الأعصاب لمنع تدمير نائب الرئيس أثناء إزالة الآفات المجاورة لهذا WMT. وقد أجرينا زارة التجارة والصناعة على خمسين المرضى قبل وبعد الجراحة بين مارس 2012 إلى يناير 2014. للتنقل استخدمنا تسلسل 3DT1 مرجح. بالإضافة إلى ذلك، أجرينا المرجحة T2 وزارة التجارة والصناعة، متواليات. كانت المعايير المستخدمة، مجال الرؤية: 200 × 200 ملم، وسمك شريحة: 2 مم، واكتساب مصفوفة: 96 × 96 ذات العوائد voxels الخواص ما يقرب من 2 × 2 × 2 مم. وقد أجريت المحوري MRI خارج باستخدام 32 الاتجاه التدرج واحدة B0 الصورة. كنا صدى مستو التصوير (EPI) والأصول التصوير بالتوازي مع عامل التسارع من 2 و ب القيمة من 800 ق / مم ². كانت المرة المسح أقل من 9 دقائق. الأنف والحنجرة "> وزارة التجارة والصناعة البيانات التي تم الحصول عليها تم معالجتها باستخدام FDA وافقت على برنامج نظام الملاحة الجراحي الذي يستخدم نهجا مباشرا الألياف تتبع المعروفة باسم الألياف مهمة المتابعة المستمرة من قبل (FACT). ويستند هذا على انتشار الخطوط الفاصلة بين المناطق ذات الاهتمام ( ROI) والتي تم تعريفها من قبل الطبيب. وأقصى زاوية من 50، الاتحاد الانجليزي يبدأ بقيمة 0.10 وقيمة ADC توقف من 0.20 مم ² / ق كانت المعايير المستخدمة لtractography.

هناك بعض القيود لهذه التقنية. في إطار زمني محدود اكتساب يفرض المقايضات في جودة الصورة. نقطة أخرى مهمة لا ينبغي إهمالها هو التحول الدماغ أثناء الجراحة. أما بالنسبة للMRI الأخير داخل المنطوق قد تكون مفيدة. وعلاوة على ذلك من مخاطر مساحات إيجابية أو سلبية كاذبة كاذبة يحتاج إلى أن تؤخذ بعين الاعتبار والتي قد تؤثر سلبا على النتائج النهائية.

Introduction

يستخدم التصوير نشر الموترة (DTI) لتصوير WMT غير جراحية في الدماغ البشري ^1. وقد تم استخدامه في العقد الماضي للحد من مخاطر الإضرار المناطق بليغة في الدماغ أثناء الجراحة ^1.

وقد أجريت زارة التجارة والصناعة في خمسين مريضا بين مارس 2012 ويناير 2014 لتصوير مسار البصرية. زارة التجارة والصناعة قد تحسن المحافظة على المناطق بليغة في الدماغ أثناء الجراحة من خلال توفير المعلومات الهامة حول الموقع التشريحي للمساحات المادة البيضاء. تم إدماجه في التخطيط الاستراتيجي لاستئصال آفات الدماغ معقدة ^1. ومع ذلك، فإن تصوير المسار البصري لا يزال يشكل تحديا لأنه لا يوجد معيار لمعلمات زارة التجارة والصناعة، ووضع وحدات التخزين البذور وتفسير النتائج ^12.

وقد تم تنفيذ خوارزميات مختلفة حتى الآن ^19-21. ركزت بعض المناهج على الطرق القطعية ¹9، 22-25. آخرون يستخدمون أساليب ^{الاحتمالية، 26،27،29.} في الآونة الأخيرة، وتقنيات استخدام Q-الكرة الحقول موتر والتصوير نشر الطيفية العالية والزاوي قرار إنتشار التصوير (HARDI) يتم استخدامها لتصوير مساحات المادة البيضاء وغيرها المسار البصري ^{1،13-15،18.} ومع ذلك، فإن الوقت اللازم لHARDI بشكل ملحوظ أطول ب 45 دقيقة، والبرنامج هو غير متوفر تجاريا ويؤكد التطبيقات العلمية ^18. يبدو أن فترة التدريس لHARDI أن تكون أطول من لDTI ^18.

بروتوكول المعروضة هي سهلة ممكنا، ويمكن استخدامها للروتين اليومي في عمليات جراحة الأعصاب من أجل تجنب الإصابة بالأمراض وتحسين نتائج ما بعد الجراحة. الوقت الإضافي لهذا البروتوكول هو أقل من 9 دقائق وهو أسرع بكثير من غيرها من البروتوكولات ^{1،9،12،16.} الاعتراف بحقيقة أن العديد من خوارزميات متطورة وضعت مؤخرا يقيد الورقنفسها لاستخدام البرمجيات المتاحة تجاريا وادارة الاغذية والعقاقير المعتمدة. ومع ذلك فإنه إلزامي أن تأخذ في الاعتبار القيود المفروضة على هذه التقنية التي يتم المذكورة أعلاه.

Protocol

ملاحظة: هذا البروتوكول يتبع المبادئ التوجيهية للمركز HOSPITALIER دي لوكسمبورغ في لوكسمبورغ.

1. إعداد إنتشار العضلة الشادة التصوير لمسار البصرية لجراحة المخ والأعصاب والمتابعة

إجراء المسح بالرنين المغناطيسي قبل الجراحة المحورية بدقة باستخدام 32 الاتجاهات التدرج واحدة B0-صورة يوم واحد على الأقل. البقاء على اتصال وثيق مع وحدة التصوير الشعاعي العصبي في أي لحظة.
ملاحظة: كن واضحا للneuroradiologist أن الصور بعد الجراحة هي نفسها التي قبل العملية.
باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي 3 تسلا، إجراء 3DT1 مرجح وزارة التجارة والصناعة تسلسل بالاشعة. إجراء تسلسل 3DT1 مرجح بعد الجراحة أيضا.

2. عن طريق محطة التخطيط

نقل البيانات مسح المرجحة T2، 3DT1 مرجح وزارة التجارة والصناعة تسلسل إلى التصوير الرقمي والاتصالات في الطب (DICOM). هذا الإجراء يستغرق فترة تصل إلى 7 دقائق.
ملاحظة: دون 'ر وقف الإجراء befoبعد إعادة نقل جميع متواليات. فمن الممكن لوالتوقف عن الاستمرار في وقت لاحق اعتمادا على تاريخ الجراحة.
فتح برنامج نظام الملاحة الجراحية. انقر على ملف ثم على استيراد DICOM. كرر هذا الإجراء ثلاث مرات لجميع متواليات المذكورة أعلاه.
1. انقر فوق إضافة إلى عرضها. إضافة تسلسل كل على حدة. دون 'ر محاولة المضي قدما في عرض.
انقر على أدوات. مفتوحة زارة التجارة والصناعة إعداد العضلة الشادة. مراقبة نافذة جديدة في وسط الشاشة.
استكمال الخطوات الأربعة التالية.
1. أداء الواجب التدرج كخطوة أولى.
  1. ب تغيير القيمة من 1،000 إلى 800 ق / مم ² على اليمين السفلي من النافذة.
  2. ضبط عتبة على الجانب الأيمن العلوي من النافذة. القيام بذلك يدويا ببساطة عن طريق كتابة رقم أو تحريك المؤشر. 20 قد تكون قيمة مقبولة. ومن تجربة شخصية وليس إلزاميا.
2. أداء التسجيل التدرج والخطوة الثانية.
  1. انقر على التحقق من جميع التسجيلات. دون التأكد من التسجيلات أنه ليس من الممكن أن يستمر.
3. أداء Coregistration كخطوة ثالثة.
  1. Coregister MR1 والصور MR2 B0 يدويا. في النهاية تحقق جميع التسجيلات.
    ملاحظة: من الممكن تنفيذ هذه الخطوة تلقائيا. ومع ذلك، قد لا تكون النتائج مرضية دائما في نهاية المطاف.
4. أداء العضلة الشادة حساب والخطوة الرابعة والأخيرة،
  1. التأكد FA / DEC / ADC هم على. إن لم يكن انقر ON.
  2. انقر على حساب. هذا الإجراء سوف يستغرق سوى بضع ثوان.
حفظ كافة البيانات والاستمرار مع fibertracking. لا تتوقف دون حفظ كل شيء.

3. Fibertracking

ملاحظة: التشريحية معرفة مسار البصرية مهمة جدا للنتيجة ناجحة.

تحضير للعثور على ثلاث نقاط مهمة حيث تتمتع الألياف من خلال الذهاب.
تحديد chiasm البصرية باستخدام المعرفة التشريحية.
1. استخدام العائد على الاستثمار كنقطة انطلاق والسماح للألياف تمر. وتعرف رويس من قبل الطبيب.
2. بدلا من ذلك، جزء من المنطقة المشتبه بهم. انقر الإنقسام في أسفل اليسار وستظهر نافذة أخرى. وتعرف مناطق مجزأة تشريحيا المناطق.
  1. رسم المنطقة يدويا. انتقل إلى أعلى وأسفل لتشمل chiasm البصرية بأكملها. حفظ الإجراء والعودة.
3. تتبع الألياف سواء من المنطقة أو من الفائدة من منطقة مجزأة أو كليهما.
4. الألياف تصل إلى النواة الركبية اليسرى (LGN)، والتي هي النقطة الهامة الثانية للمسار البصري. كانت أقصى الزاوية 50. سوف خطر مساحات كاذبة ترتفع مع إذا كانت زاوية مرتفعة جدا.
  1. هناك إمكانية لجزء من LGN كما هو موضح مع chiasm البصريةثم تتبع الألياف. بعد أن مجزأة chiasm البصرية، الألياف المسار التي تعمل من LGN والنهاية في chiasm البصرية أو العكس بالعكس.
5. شريحة القشرة البصرية. المضي قدما في مثل حالة chiasm البصرية. وهذا قد يستغرق بعض الوقت كصورة 3DT1 مرجح يحتوي على 160 شرائح.
6. تتبع الألياف من القشرة البصرية إلى LGN. فمن الممكن أن تتبع لهم من LGN إلى القشرة البصرية كذلك.
7. إذا غزت القشرة البصرية من الورم أو ذمة ثم استخدام المنطقة ذات الاهتمام بدلا من منطقة مجزأة ومن ثم السماح الألياف تعمل في اتجاه LGN.
  ملاحظة: إذا تم مجزأة وذمة في بعض الأحيان قد تغزو القشرة البصرية ثم بعد ذلك يمكن أن القشرة البصرية لا تكون قادرة على مجزأة تماما لأن الكمبيوتر 'ر التمييز بينهما. الذي سيصدره لماذا كان من الضروري وضع العائد على الاستثمار.
8. أكرر كل شيء لنصف الكرة الأرضية الأخرى.
9. نبدأ مع أول نصف الكرة صحية.
  ملاحظة: ومن الممكن أن تبدأ مع الآخر أيضا، ولكن قد يكون من الأسهل تتبع ألياف نصف الكرة صحية أولا لتصبح الفكرة الأولى حول الوضع. فإنه ليس إلزاميا، بل هو المشورة فقط.
قطاع الآفة الدماغية وذمة. المضي قدما على النحو المذكور أعلاه في 3.2.2.
1. تعيين اللون لكل منطقة مجزأة أو آفة من أجل التمييز بشكل أفضل.
حفظ الإجراء بعد كل خطوة في حالة الأحداث غير المتوقعة أو في حالة الطوارئ.
تصدير البيانات بالكامل محليا. فمن الممكن تصديره إلى غرفة العمليات مباشرة ولكنه يسن 'ر الموصى بها.
1. الملف الصحفي ومن ثم تصدير 3D-كائنات. تأكد من تصدير فقط امتحان التنقل.
2. دون 'ر تصدير امتحان الهجين.
أدخل الجمجمة. اختيار المريض المناسب ثم اضغط Stealthmerge. اختيار الصور 3DT1 مرجح كما امتحان المرجعية.
خلق نموذج 3D وإدراج كل شيء.
استيراد ط البياناتن غرفة العمليات.

النتائج

هذا البروتوكول يمكن الطبيب من تصوير أجزاء كبيرة من نائب الرئيس على نحو كاف. ويمكن استخدامه مع كمية قليلة من الوقت من أجل منع الأضرار في المرضى الذين يعانون من آفات الدماغ القادمة إلى المناطق بليغة. وتبين ضوابط ما بعد الجراحة أيضا نتائج جيدة. يصور نائب الرئيس في

Discussion

زارة التجارة والصناعة هي تقنية تمكن جراح الاعصاب لتصور مساحات المادة البيضاء في الجسم الحي ^8. المسار البصري هي واحدة من هذه المناطق. على الرغم من أن هذا الأسلوب يوفر الأطباء مع إمكانيات جديدة بشأن علاج المرضى الذين يعانون من إصابات بليغة فيما المناطق من ال?...

Disclosures

The authors declare that they have no competing financial interests.

Acknowledgements

We would like to thank the whole Service of Neuroradiology. We would like to thank Lis Prussen for her work in the library.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
3-Tesla-MRI	General Electric	Signa LX version 9.1
Surgical Navigation System Program	Medtronic	9734478
Surgical Navigation System Program	Medtronic	4500810331 20016318

References

Fernandez-Miranda, J. C., et al. High-Definition Fiber Tractography of the Human Brain: Neuroanatomical Validation and Neurosurgical Applications. Neurosurgery. 71 (2), 430-453 (2012).
Alexander, D. C., Barker, G. J. Optimal imaging parameters for fiber-orientation estimation in diffusion MRI. Neuroimage. 27 (2), 357-367 (2005).
Le Bihan, D., Poupon, C., Amadon, A., Lethimonnier, F. Artifacts and pitfalls in diffusion MRI. J Magn Reson Imaging. 24 (3), 478-488 (2006).
Abdullah, K. G., Lubelski, D., Nucifora, P. G., Brem, S. Use of diffusion tensor imaging in glioma resection. Neurosurg Focus. 34 (4), (2013).
Ota, T., Kawai, K., Kamada, K., Kin, T., Saito, N. Intraoperative monitoring of cortically recorded visual response for posterior visual pathway. J Neurosurg. 112, 285-294 (2010).
Gras-Combe, G., Moritz-Gasser, S., Herbet, G. Intraoperative subcortical electrical mapping of optic radiations in awake surgery for glioma involving visual pathways. J Neurosurg. 117 (3), 466-473 (2012).
Maruyama, K., et al. Optic radiation tractography integrated into simulated treatment planning for Gamma Knife surgery. J Neurosurg. 107, 721-726 (2007).
Bérubé, J., McLaughlin, N., Bourgouin, P., Beaudoin, G., Bojanowski, M. W. Diffusion tensor imaging analysis of long association bundles in the presence of an arteriovenous malformation. J Neurosurg. 107 (3), 509-514 (2007).
Sun, G. C., et al. Intraoperative High-Field Magnetic Resonance Imaging Combined With Fiber Tract Neuronavigation-Guided Resection of Cerebral Lesions Involving Optic Radiation. Neurosurgery. 69 (5), 1070-1084 (2011).
Kamada, K., et al. Functional Monitoring For Visual Pathway Using Real-Time Visual Evoked Potentials Aand Optic-Radiation Tractography. Neurosurgery. 57 (1 Suppl), 121-127 (2005).
Wu, W., Rigolo, L., O'Donnell, L. J., Norton, I., Shriver, S., Golby, A. J. Visual Pathway Study Using In Vivo Diffusion Tensor Imaging Tractography to Complement Classic Anatomy. Neurosurgery. 70 (1 Suppl Operative), 145-156 (2012).
Stieglitz, L. H., Lüdemann, W. O., Giordano, M., Raabe, A., Fahlbusch, R., Samii, M. Optic Radiation Fiber Tracking Using Anteriorly Angulated Diffusion Tensor Imaging: A Tested Algorithm for Quick Application. Neurosurgery. 68 (5), 1239-1251 (2011).
Hodaie, M., Quan, J., Chen, D. Q. In Vivo Visualization of Cranial Nerve Pathways in Humans Using Diffusion-Based Tractography. Neurosurgery. 66 (4), 788-795 (2010).
Perrin, M., et al. Fiber tracking in Q-ball fields using regularized particle trajectories. Inf Process Med Imaging. 19, 52-63 (2005).
Wedeen, V. J., et al. Diffusion spectrum magnetic resonance imaging (DSI) tractography of crossing fibers. Neuroimage. 41 (4), 1267-1277 (2008).
Yamamoto, A. Diffusion Tensor Fiber Tractography of the Optic Radiation: Analysis with 6-, 12-, 40-, and 81- Directional Motion-Probing Gradients, a Preliminary Study. AJNR Am J Neuroradiol. 28 (1), 92-96 (2007).
Okada, T., et al. Diffusion Tensor Fiber Tractography for Arteriovenous Malformations: Quantitative Analyses to Evaluate the Corticospinal Tract and Optic Radiation. AJNR Am J Neuroradiol. 28 (6), 1107-1113 (2007).
Kuhnt, D., Bauer, M. H., Sommer, J., Merhof, D., Nimsky, C. Optic Radiation Fiber Tractography in Glioma Patients Based on High Angular Resolution Diffusion Imaging with Compressed Sensing Compared with Diffusion Tensor Imaging - Initial Experience. PLoS One. 8 (7), e70973 (2013).
Basser, P. J., Pajevic, S., Pierpaoli, C., Duda, J., Aldroubi, A. In vivo fiber tractography using DT-MRI data. Magn Reson Med. 44 (4), 625-632 (2000).
Friman, O., Farneback, G., Westin, C. F. A Bayesian approach for stochastic white matter tractography. IEEE Trans Med Imaging. 25 (8), 965-978 (2006).
Mori, S., van Zijl, P. C. Fiber tracking: principles and strategies - a technical review. NMR Biomed. 15 (7-8), 468-480 (2002).
Alexander, D. C., Barker, G. J., Arridge, S. R. Detection and modeling of non-Gaussian apparent diffusion coefficient profiles in human brain data. Magn Reson Med. 48 (2), 331-340 (2002).
Mori, S., Crain, B. J., Chacko, V. P., van Zijl, P. C. Three-dimensional tracking of axonal projections in the brain by magnetic resonance imaging. Ann Neurol. 45, 265-269 (1999).
Conturo, T., et al. Tracking neuronal fiber pathways in the living human brain. Proc Natl Acad Sci U S A. 96, 10422-10427 (1999).
Poupon, C., et al. Regularization of diffusion-based direction maps for the tracking of brain white matter fascicles. Neuroimage. 12, 184-195 (2000).
Parker, G. J., Haroon, H. A., Wheeler-Kingshott, C. A. A framework for a streamline-based probabilistic index of connectivity (PICo) using a structural interpretation of MRI diffusion measurements. J Magn Reson Imaging. 18, 242-254 (2003).
Behrens, T. E., et al. Non-invasive mapping of connections between human thalamus and cortex using diffusion imaging. Nat Neurosci. 6, 750-757 (2003).
Reinges, M. H., Schoth, F., Coenen, V. A., Krings, T. Imaging of postthalamic visual fiber tracts by anisotropic diffusion weighted MRI and diffusion tensor imaging: principles and applications. European Journal of Radiology. 49, 91-104 (2004).
Sherbondy, A. J., Dougherty, R. F., Napel, S., Wandell, B. A. Identifying the human optic radiation using diffusion imaging and fiber. J. Vis. 8 (10), (2008).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

This article has been published

Video Coming Soon

Keep me updated: