体内Menière 病耳和正常听觉的磁共振成像对人颅神经的形态学分析

摘要

目的评价颅神经的形态学变化, 如神经结构丧失或颅神经肿胀 (MD) 或健康人在体内, 采用磁共振成像 (MRI) 建立了 Menière 的评价协议。.另外还对 MD 进行了 MRI 诊断。

摘要

Menière 病 (MD) 的神经结构分析是非常重要的, 因为这种结构的损失以前已经提出给这个病人组, 但尚未证实。本协议描述了一种在体内评估神经变化的方法, 特别适用于磁共振成像 (MRI) 颅神经分析。使用扫描协议 (包括强 T2-weighted 3D 梯度-回声序列 (3 连), 在3吨 MR 扫描仪中检查 MD 患者和正常听力者。在患者组中, 通过 MRI 对淋巴积液的评估, 进一步证实了 MD。形态学分析是使用免费的 DICOM 查看器进行的。颅神经的评估包括测量不同级别神经的横截面积 (csa) 以及正交直径测量。

引言

磁共振成像 (MRI) 在人体解剖学和生理病理过程的可视化和分析中起着重要的作用。由于 Menière 疾病 (MD) 的临床和电生理诊断可能具有挑战性, 因此, 使用来自 MRI 的附加信息比帮助^{1、2、3、4}更有用。采用体内方法, 通过 MRI 对 MD 淋巴积液和颅神经形态变化进行分析。采用这种联合方法, 对确定 MD 的诊断进行了验证, 并在整个神经过程中对颅神经的形态学变化进行了不同程度的研究。MD 的病因仍然不清楚^5,6,7。有人建议, 神经细胞丧失可能涉及 MD, 但这还有待证实。

本研究分析了在 MD 中, 适合的颅神经用于形态学分析的7个^th和8个^th神经及其分支。只有少数研究可以被发现分析这些神经的形态学方面使用 MRI^8,9,10。Henneberger et . 的研究分析了 7^th和 8^th脑神经在 MD 耳中的形态学变化, 与正常的听觉耳朵¹¹相比。

这里提出的方法使在体内可视化和形态学分析的 7^th和 8^th脑神经在整个过程中从大脑到颞骨。使用这种方法, 我们发现 MD 患者组与健康耳有显著差异。我们建议在几种情况下使用的描述方法, 只要潜在的形态学变化的颅神经感兴趣。这种方法是否将建立在临床诊断资料仍有待评估的未来研究。实际的替代方法为在体内评估颅骨神经形态学变化, 而计算机断层扫描 (CT) 有它的优势, 如广泛的可用性, 速度和骨骼变化的描述, 它也表现出太低的组织对比, 以想象在脑颅和颞骨的颅神经微妙的变化。尸检后对 MD 患者颅神经变化的分析有待研究。以特殊的影像和评价技术为例, 可以分析 MD 患者颅神经的形态学变化和健康控制的 MRI。常规 MRI 检查的大脑往往不包括高分辨率, 强烈 T2-weighted 成像技术, 这是强制性的评估形态学变化的颅神经7和8。

所开发的方法可能进一步诊断的影响, 以评估不同程度的严重性在 MD, 以及发挥作用, 评估眩晕, 听力缺损, 和耳鸣。眩晕诊断和治疗检查专门中心在今天的医疗保健系统中起着重要作用, 我们的方法可以为专家提供诊断检查的可能工具^12,13,14.眩晕是一种复杂的症状发生在一些疾病, 需要一个彻底的跨学科合作, 不同的专业, 如在诊断和治疗眩晕的专门中心显示^12,13,14。

根据我们的知识, 在文献中没有任何方法可用于在医学和健康控制中对颅神经进行体内形态学分析。

研究方案

所有程序均经当地道德委员会批准 (慕尼黑大学/LMU 慕尼黑093-09 号议定书机构审查委员会)。所有患者都对所执行的程序给予知情同意。

1. 临床检查

1. 识别患有疑似 MD 的患者, 与该部门合作进行耳鼻喉部的治疗。
   1. 进行临床评估;眩晕, 耳鸣/耳铃, 听力损失 (可能波动) 需要评估。检查相关的恶心和呕吐。检查症状的持续时间。
   2. 将临床和功能测试结果考虑到对 MD 的诊断: 检查听力、热量视频 oculography、前庭诱发肌电电位 (VEMP) 和 electrocochleography (ECoG) 在医院文件中的结果或电子病历系统。
   3. 检查 MD 的典型发现: 测听可能显示纯音平均 (PTA) 听力水平受损, 热量灌溉可以揭示水平半圆麻痹, SP/AP 比可能在 ECoG 病理上高, VEMP 耳间振幅比可能是在 MD 患者中明显降低。

2. MD 和健康控制患者的 MRI 图像采集

1. 在患者组 MRI 扫描前应用鼓室钆注射液24小时。注射0.4 毫升的钆造影剂 intratympanically, (例如, Magnograf 稀释8倍的生理盐水), 24 小时之前的计划 MRI 扫描。
2. 为 MRI 检查准备病人: 检查金属植入物 (如果采取适当的预防措施, 则可以使用起搏器进行测试; 牙科植入通常是可行的), 幽闭恐惧症,等等使用降噪装置, 如减少噪音用于保护患者听觉的耳机。
3. 将病人充分定位到扫描仪中。将病人的头部伸直, 并合上并关闭 MR 头线圈。将病人的头部/颞骨放置在 MR 扫描仪的 isocenter。
4. 根据研究协议进行 MRI 扫描, 包括 3 d 型和3维-真实红外序列检测患者组淋巴积液和强 T2-weighted 3 d-连对患者组颅神经形态分析及健康的控制。
5. 为形态学扫描3维连设置序列参数, 如下所示: 重复时间 (TR) 5.79 毫秒, 回声时间 (TE) 2.58 毫秒, 翻转角度 34°, 视场 (FoV) 160 x 160 毫米², 矩阵大小 320 x 320, 平均值 1, 切片厚度0.5 毫米 (表1).用9000毫秒的 TR 进行3维的扫描 TE 128 毫秒, 反转时间2500毫秒, 翻转角度的 180°, 基体尺寸 384 x 384, 切片厚度2毫米. 将3维 d 实际 IR 的参数设置为: TR 6000 毫秒, TE 155 毫秒, 反转时间1500毫秒, 翻转角度 180°, 基体尺寸 320 x 320, 片厚0.5 毫米。

3. mri 对淋巴积液的 mri 质量检查和鉴定

1. 检查 MRI 图像质量方面的工件, 如折叠工件, 脉动工件, 金属工件, 并采取特别帐户的评估目标, 在这种情况下, 脑神经七和八在整个过程中。
2. 评价患者组 MRI 扫描的淋巴积液。检查所获得的 3 d-天赋和3维-真实 IR 序列 (图 1) 检测到的耳蜗和迷宫淋巴积水的程度。

4. 基于图像的颅神经测量

1. 一般准备工作
   1. 在评估工作站 (例如、OsiriX 或 Horos) 上安装图像评估和测量选择的 DICOM 查看器。
   2. 通过双击应用程序的图标来运行 DICOM 查看器;将显示 "数据库" 窗口。
   3. 通过鼠标左键单击上拉菜单上的 "文件" 导入患者图像数据, 然后选择 "导入" → "导入文件"。在文件选择器中, 选择患者图像数据;成功导入后, 患者姓名和数据将显示在 "数据库" 窗口中。
      注意: 在上述 dicom 查看器中, 输入压缩文件 (例如、. zip) 或未压缩的 dicom 文件目录是可行的。
   4. 在 "数据库" 窗口中, 通过左键单击患者姓名左侧的三角形符号, 展开 "病人图像" 文件夹。从这个文件夹选择序列 (这里连序列) 和双击它打开相应的图像数据。将显示患者图像数据。
2. 颅神经重建
   注: 由于从脑干的神经通过桥小脑角 (CPA) 进入声道和进一步到内听觉管的眼底的时间长而不总是在平面过程中, 重建和评价神经的直径和在不同级别的 csa 是必要的。
   1. 在颅神经整个过程中, 准备重建以下位置的横断面, 以避免在整个神经过程中从斜片中产生测量误差, 在 "3D 查看器" 下拉菜单中选择 "3D 平面"。在屏幕的顶部;将显示 "多平面" 窗口。
   2. 调整缩放级别, 以适应要重建的结构 (这里脑神经 VII 和 VIII) 通过选择缩放工具 (放大镜) 从 "改变鼠标按钮功能" 区域在工具栏上左上半部分的多平面窗口。然后将鼠标光标移动到 "平面" 窗口中的3个平面中的每一个, 并通过向左单击并拖动鼠标来调整缩放级别 (鼠标光标将转换为放大镜)。
   3. 重建中心 VIII 神经, 并将重建平面正交到神经过程中的 CPA。检查和适应所有3个平面/窗口中重建平面的方向 (应将其与神经交叉方向进行正交重建, 以避免在以下测量中产生局部体积效应)。
      1. 检查是否有平面外遍历神经, 并分别校正平面方向。
         1. 要纠正平面方向, 请将鼠标光标移动到多平面窗口中每面的轴十字线的中心 (当定位正确时, 鼠标光标将转换为手形符号)。
         2. 用手形图标所指示的抓取工具单独抓取3个平面/窗口中的轴十字线, 并将轴近似地移动到3个平面中每一个内部的声波道。
         3. 通过将鼠标移动到每个轴的侧面, 将3轴的方向调整到神经的路线上 (通过将鼠标光标更改为曲线图标, 可以描述正确的旋转函数)。然后按住鼠标左键按下并拖动鼠标调整平面方向。
         4. 调整平面方向在所有3窗口的多平面化窗口。为了重建一个平面横向到八神经路线在中央的注册会计师, 转到左下窗在平面化窗口, 并移动鼠标到中间的轴十字线, 使鼠标光标将再次转换成一个手势符号。然后左键单击并拖动平面 (橙色线) 到所需位置 (这里, 到注册会计师中间)。
         5. 如果需要缩放工具 (鼠标将通过左击和拖动将其图标更改为放大镜), 请调整缩放级别。
         6. 左键单击到 "平面化" 窗口的右上窗, 选择此平面。选择 "文件" → "导出" → "导出到 DICOM 文件"。在 "DICOM 导出"-窗口选择 "序列:" → "仅当前图片" 由左击入毗邻圈子选择器。
         7. 适当地重命名系列, 这里 "八注册会计师"。然后左键单击 DICOM 导出窗口右下半部分的 "确定" 按钮。
            注: 这将关闭 DICOM 导出窗口, 将重建后的图像保存到患者数据库中, 并返回到 "平面图" 窗口。
   4. 重建八神经分支的正交视图: 耳蜗神经 (CN), 前庭神经 (SVN) 和下前庭神经 (IVN) 在该科的道的水平, 其中代表性可视化通常是很可行的。检查是否有平面外遍历神经, 并分别校正平面方向。
      1. 抓住3个平面/窗口中的轴十字线, 用手形图标表示的抓取工具, 将 axis 分别移动到 CN、SVN 和 IVN, 并将其方向调整为神经的航向, 使用旋转函数可在曲线图标所描述的每个轴的侧面进行, 如步骤 4.2. 3.1. 1-4.2. 3.1. 5。
      2. 导出和重命名重建的飞机, 步骤 4.2. 3.1. 6-4.2. 3.1. 7。
   5. 重建面神经 (颅神经 VII) 的正交视图, 在注册会计师的水平, 4.2.3 的道, 以及在《步骤》下所述的综合理事会的眼底。在每一级重建时, 检查神经的平面外遍历, 并分别校正平面方向。
3. 测量
   注: 执行以下测量: 在重建的横向图像中, 测量 CSA, 长直径 (LD) 和垂直短直径 (SD) 面神经 (颅神经 VII) 和前庭蜗神经 (颅神经 VIII) (图4和图 5)。注意在扫描之间保持一致的窗口化水平, 以避免局部体积效应以非系统性方式影响定量测量。
   1. 通过在 DICOM 查看器的 "数据库" 窗口中, 通过左键单击相应的图像文件 (以前命名为 "VIII 注册会计师"), 选择先前重建的颅神经八级图像。通过双击文件名打开它。重建后的图像将在一个窗口中打开。
   2. 如有必要, 请按步骤4.2.2 中的指示放大图像结构。在屏幕顶部的工具栏上的 "更改鼠标按钮函数" 旁边的三角形符号上, 选择 "长度", 左键单击鼠标。左键单击并按住鼠标左键按下, 绘制一条线, 测量颅神经的最长直径八;这个测量是 LD。
   3. 对 SD 测量进行垂直于 LD 的测量。
      注意: 如果使用 OsiriX 或 Horos 作为 DCIOM 查看器, 测量将自动存储。
      1. 重复这些测量的 LD 和 SD 也在重建的八神经在耳道的水平, 通过测量图像文件从图像数据库名为 "八道", 并在其眼底水平, 文件名为 "VIII。
   4. 评估 CSA 最好使用封闭的多边形区域的兴趣 (ROI), 以考虑可能的不均匀性在颅神经的横断面轮廓。在屏幕上部的工具栏上, 按 "鼠标按钮函数" 区域右侧的三角形符号, 然后选择 "闭合多边形" (先前选定的线条符号将变为多边形)。
   5. 通过左键在神经的边界上多次显示颅神经 VIII 的轮廓。在所需的点上关闭多边形双左键;将显示完整的轮廓。
      注: 如果需要, 通过左键和移动来纠正多边形点的位置。
   6. 打开先前在注册会计师级别上进行的面部神经重建 (图像文件名 "VII 注册会计师"), 并执行 4.3.1 4.3.5 后的颅神经 vii 的 LD、SD 和 CSA 的测量。
   7. 在 IVN 的道上打开重建, 并对 CN、SVN、和颅神经七级的 LD、SD 和 CSA 进行测量, 步骤 4.3.1 4.3.5。
   8. 在 IVN 的眼底层打开重建, 并对 CN、SVN、和颅神经七级的 LD、SD 和 CSA 进行测量, 步骤 4.3.1 4.3.5。

结果

采用统计分析软件进行统计分析, 应用双侧独立样本t测试。图像评价由两个读者进行。患者组平均值 (n = 21) 和健康对照组 (n = 39) 之间的显著差异可用于测量面神经、CN、SVN 和 IVN (表 2) 的 CSA。csa 在患者组中的测量显示了显著较大的 csa 值 (图 2和图 3)。对 ld 和 sd 的测量结果进行了不同的评估, 根据测量地点?...

讨论

我们已经展示了一种可行的和可接近的方法评估颅神经的形态学变化, 因为它们可能发生在几个病理生理学的情况下, 这里在 MD 与正常听力控制。

修改和疑难解答:

对在这里报告的 7^th和 8^th颅神经的类似测量可以使用对不同级别的所有其他颅神经进行的3维连序列扫描, 只要它们仍然被脑液包围,否则, 与上述 MR 扫描序列技术可能...

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
MR-scanner, e.g. Siemens Magnetom Verio, or appropriate MR-scans in DICOM format, e.g. 3D-CISS	Siemens Healthcare GmbH, Erlangen, Germany, or MR scans by any other vendor	1	Instead of the MR scanner, appropriately acquired MR-scans can be used for morphometric analysis
Osirix or any other DICOM-Viewer with appropriate evaluation tools	Pixmeo SARL, Geneva, Switzerland	2	Software for viewing and evaluating DICOM images
MedCalc or any other statistical analysis software, e.g. SPSS	MedCalc Software bvba, Ostend, Belgium	3	Software for statistical analysis
Computer running Windows or MacOSX/macOS	e.g. Lenovo, Apple or anything selfmade	4	Hardware on which the above software can be employed