DTI de la vía visual - la sustancia blanca Tracts y lesiones cerebrales

Resumen

Imágenes de tensor de difusión (DTI) se llevó a cabo para tratar de representar las principales partes de la vía visual. El objetivo era utilizar una estación de trabajo aprobado por la FDA comercial estándar que se podría utilizar para la rutina diaria con el fin de tratar de reducir el daño postoperatorio de la vía visual en los pacientes.

Resumen

DTI es una técnica que identifica tractos de sustancia blanca (WMT) de forma no invasiva en pacientes sanos y no sanos utilizando mediciones de difusión. Al igual que en las vías visuales (VP), WMT no son visibles con la RM clásica o dentro de la cirugía con el microscopio. DIT ayudará neurocirujanos para evitar la destrucción de la VP, mientras que la eliminación de lesiones adyacentes a esta WMT. Hemos realizado DTI en cincuenta pacientes antes y después de la cirugía, entre marzo de 2012 hasta enero de 2014 Para navegar se utilizó una secuencia ponderada 3DT1. Adicionalmente, se realizó un T2 y DTI-secuencias. Los parámetros utilizados fueron, FOV: 200 x 200 mm, espesor de corte: 2 mm, y matriz de adquisición: 96 x 96 voxels rendimiento casi isotrópica de 2 x 2 x 2 mm. Axial MRI se llevó a cabo utilizando un gradiente de dirección 32 y una b0-imagen. Utilizamos Echo-Planar-Imaging (EPI) e imágenes en paralelo ASSET con un factor de aceleración de 2 y b-valor de 800 s / mm ². El tiempo de exploración fue de menos de 9 min. ent "> Los-datos DTI obtenidos fueron procesados ​​mediante un FDA aprobó el programa del sistema de navegación quirúrgico que utiliza un enfoque directo de fibra de seguimiento conocido como asignación de fibra mediante el seguimiento continuo (FACT). Esto se basa en la propagación de las líneas entre las regiones de interés ( ROI) que se define por un médico. un ángulo máximo de 50, FA valor inicial de 0,10 y ADC valor de parada de 0,20 mm ² / s fueron los parámetros utilizados para tractography.

Hay algunas limitaciones a esta técnica. El marco de tiempo de adquisición limitada hace cumplir las compensaciones en la calidad de la imagen. Otro punto importante no descuidar es el cambio del cerebro durante la cirugía. En cuanto a esta última resonancia magnética intraoperatoria puede ser útil. Además, el riesgo de falsos tractos positivos o falsos negativos se debe tener en cuenta que podría comprometer los resultados finales.

Introducción

Imágenes de tensor de difusión (DTI) se utiliza para retratar WMT no invasiva en el cerebro humano ^1. Se ha utilizado en la última década para reducir el riesgo de dañar áreas elocuentes del cerebro durante la cirugía ^1.

DTI se realizó en cincuenta pacientes entre marzo de 2012 y enero de 2014 para retratar la vía visual. DTI puede mejorar la preservación de áreas elocuentes del cerebro durante la cirugía, proporcionando información importante acerca de la localización anatómica de los tractos de sustancia blanca. Se ha incorporado en la planificación estratégica para la resección de las lesiones cerebrales complejas ^1. Sin embargo, la representación de la vía visual sigue siendo un reto, porque no existe un estándar para los parámetros de DTI, la colocación de los volúmenes de semillas y la interpretación de los resultados ^12.

Diferentes algoritmos se han aplicado hasta la fecha ^19-21. Algunos enfoques se concentran en métodos deterministas ¹9, 22-25. Otros estaban utilizando métodos ^{probabilísticos, 26,27,29.} Más recientemente, las técnicas que utilizan campos tensoriales Q-ball, la imagen espectral de difusión y de alta resolución angular Difusión Imaging (HARDI) están siendo utilizados para representar tractos de sustancia blanca entre otros la vía visual ^1,13-15,18. Sin embargo, el tiempo necesario para HARDI es significativamente más larga con 45 min, el software no está disponible comercialmente y hace hincapié en aplicaciones científicas ^18. El período de enseñanza para HARDI parece ser más largo que para DTI ^18.

El protocolo presentado es fácil factible y puede ser utilizado para la rutina diaria en las operaciones de neurocirugía con el fin de evitar la morbilidad y mejorar el resultado postoperatorio. El tiempo adicional para este protocolo es menos de 9 minutos, que es significativamente más rápido que otros protocolos ^1,9,12,16. Reconociendo el hecho de que muchos algoritmos sofisticados se han desarrollado recientemente los restringe de papelen sí con el uso de un software comercialmente disponible y aprobado por la FDA. Sin embargo, es obligatorio tener en cuenta las limitaciones de esta técnica que se ha mencionado anteriormente.

Protocolo

NOTA: Este protocolo sigue las directrices del Centro Hospitalario de Luxemburgo en Luxemburgo.

1 Preparación de Difusión Tensor Imaging para la vía visual para Neurocirugía y Seguimiento

1. Realice una operación de imagen de resonancia magnética al menos un día antes de la cirugía estrictamente axial utilizando 32 direcciones de gradiente y una b0-imagen. Mantener un estrecho contacto con la unidad de neurorradiología en cualquier momento.
   NOTA: Dejar claro a la neuro-radiólogo que las imágenes después de la cirugía son los mismos que los de antes de la operación.
2. El uso de un 3-Tesla MRI, realice unas exploraciones ponderados 3DT1 y DTI-secuencia. Lleve a cabo una secuencia ponderada 3DT1 después de la cirugía también.

2. Uso de la estación de Planificación

1. La transferencia de los datos de exploración en T2, ponderado 3DT1 y DTI-secuencia de imágenes digitales y comunicaciones en medicina (DICOM). Este procedimiento tarda hasta 7 min.
   NOTA: Don `t detener el procedimiento before haber transferido todas las secuencias. Es posible detener y continuar más tarde en función de la fecha de la cirugía.
2. Abra el programa del sistema de navegación quirúrgica. Haga clic en Archivo y luego en Importar DICOM. Repita este procedimiento tres veces para todas las secuencias mencionadas anteriormente.
   1. Haga clic en Agregar para ver. Añadir cada secuencia por separado. Don `t tratar de proceder con Vista.
3. Haga clic en Herramientas. Abrir preparación DTI Tensor. Observar una nueva ventana en el centro de la pantalla.
4. Complete los siguientes cuatro pasos.
   1. Realizar Asignación degradado como el primer paso.
      1. Cambie el valor b de 1.000 a 800 s / mm en la parte inferior derecha de la ventana.
      2. Ajuste el umbral en la parte superior derecha de la ventana. Hacerlo manualmente simplemente escribiendo un número o mover un cursor. 20 podría ser un valor aceptable. Es una experiencia personal y no es obligatorio.
   2. Realice Registro Gradiente como el segundo paso.
      1. Haga clic en el botón All Auto. Este procedimiento tarda hasta 5 min.
      2. Haga clic en Verificar todos los registros. Sin verificar los registros no es posible continuar.
   3. Realizar Coregistro como el tercer paso.
      1. Coregister MR1 y MR2 b0 imágenes manualmente. Al final Verifique todos los registros.
         NOTA: Es posible realizar este paso automáticamente. Sin embargo, los resultados pueden no ser siempre satisfactorio al final.
   4. Realizar Tensor de cálculo como el cuarto y último paso,
      1. Asegúrese de FA / DEC / ADC están encendidas. Si no, haga clic en ON.
      2. Haga clic en Calcular. Este procedimiento se llevará sólo unos segundos.
5. Guarde todos los datos y continuar con fibertracking. No deje sin guardar todo.

3. Fibertracking

NOTA: Anatomic conocimiento de la vía visual es muy importante para el resultado exitoso.

1. Prepárese para encontrar los tres puntos importantes en los que las fibras tienen que pasar.
2. Determinar el quiasma óptico utilizando conocimientos anatómicos.
   1. Utilice un retorno de la inversión como punto de partida y dejar que las fibras atraviesan. ROIs se definen por el médico.
   2. Alternativamente, el segmento de la región sospechosa. Haga clic en la segmentación en la parte inferior izquierda y aparecerá otra ventana. Zonas segmentadas son anatómicamente áreas definidas.
      1. Pinte la región manualmente. Desplácese hacia arriba y hacia abajo para incluir todo el quiasma óptico. Guarde el procedimiento y volver.
   3. Seguimiento de las fibras, ya sea de la región de interés o de la zona segmentada o ambos.
   4. Las fibras llegan al núcleo geniculado izquierda (LGN), que es el segundo punto importante de la vía visual. El ángulo máximo era 50. El riesgo de falsos tractos se levantará con si el ángulo es demasiado alto.
      1. Existe la posibilidad de segmentar el LGN como se muestra con el quiasma ópticoy luego rastrear las fibras. Después de haber segmentado el quiasma óptico, fibras de pistas que discurren desde el LGN y terminar en el quiasma óptico o viceversa.
   5. Segmento de la corteza visual. Proceder como en el caso del quiasma óptico. Esto puede llevar algún tiempo como imagen ponderada 3DT1 contiene 160 rebanadas.
   6. Seguimiento de las fibras de la corteza visual del LGN. Es posible realizar un seguimiento de ellos desde el LGN a la corteza visual.
   7. Si la corteza visual es invadido por un tumor o edema luego usar una región de interés en lugar de un espacio segmentado y luego dejar que las fibras corren en dirección del LGN.
      NOTA: Si el edema se segmenta a veces podría invadir la corteza visual a continuación, a continuación, la corteza visual no podría ser capaz de segmentar por completo porque el equipo `t distinguir entre ellos. That `s por eso que es necesario poner un retorno de la inversión.
   8. Repetir todo para el otro hemisferio.
   9. Comience con el hemisferio sano primero.
      NOTA: Sees posible empezar con el otro también, pero podría ser más fácil de rastrear las fibras del hemisferio sano primero en convertirse en una primera idea acerca de la situación. No es obligatorio, es sólo un consejo.
3. Segmento de la lesión cerebral y el edema. Proceda como se mencionó anteriormente en el punto 3.2.2.
   1. Asignar un color para cada área segmentada o la lesión a fin de distinguir mejor.
4. Guarde el procedimiento después de cada paso en caso de acontecimientos imprevistos o en caso de una emergencia.
5. Exportar todos los datos a nivel local. Es posible exportar a la sala de operaciones directamente pero `t del isn recomienda.
   1. Pulse Archivo y luego Exportar objetos 3D. Asegúrese de exportar sólo el Examen de navegación.
   2. Don `t exportar el Examen híbrido.
6. Ingrese craneal. Elija el paciente adecuado a continuación, pulse Stealthmerge. Seleccione las imágenes potenciadas en 3DT1 como examen de referencia.
7. Crear un modelo 3D e insertar todo.
8. Importe el i datosn la sala de operaciones.

Resultados

Este protocolo permite al médico adecuado para retratar las principales partes de la VP. Se puede utilizar con una pequeña cantidad de tiempo a fin de evitar daños en los pacientes con lesiones cerebrales próximos a las áreas elocuentes. Controles postoperatorios muestran también buenos resultados. VP es representado en la figura 7 después de que el paciente fue operado de un glioblastoma. Figura 2 muestra la VP después de la recurrencia de un glioblastoma. Los autores rec...

Discusión

DTI es una técnica que permite al neurocirujano para visualizar tractos de sustancia blanca en vivo ^8. La vía visual es una de estas extensiones. Aunque este método proporciona a los médicos nuevas posibilidades en materia de tratamiento de los pacientes con lesiones en relación con las regiones elocuentes del cerebro que tenemos que decir que algunas limitaciones de esta técnica hacen todavía existen. El primero y más obvio desafío es el cambio del cerebro, que sigue siendo un problema bajo...

Materiales

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