DTI do Caminho Visual - substância branca panfletos e Cerebral Lesões

Resumo

Imagem por tensores de difusão (DTI) foi realizada para tentar descrever as principais partes do sistema visual. O objectivo era utilizar um FDA aprovou estação comercial padrão que pode ser usado para a rotina diária, a fim de tentar reduzir os danos de pós-operatório da via visual nos pacientes.

Resumo

DTI é uma técnica que identifica tratos de substância branca (WMT) não-invasiva em pacientes saudáveis ​​e não-saudáveis, utilizando medidas de difusão. Semelhante a vias visuais (VP), WMT não são visíveis com MRI clássica ou intra-operatório com microscópio. DIT vai ajudar neurocirurgiões para evitar a destruição da VP ao remover lesões adjacentes a este WMT. Efetuamos DTI em cinqüenta pacientes, antes e após a cirurgia, entre março de 2012 a janeiro de 2014 Para navegar usamos uma seqüência 3DT1 ponderado. Além disso, foi realizado um T2 e DTI-sequências. Os parâmetros utilizados foram, FOV: 200 x 200 mm, espessura de fatia de 2 mm, e matriz de aquisição: 96 x 96 originando voxels quase isotrópica de 2 x 2 x 2 mm. Axial MRI foi realizada utilizando um gradiente de direcção 32 e um b0-imagem. Usamos Echo-Planar-Imaging (EPI) e ASSET imagens paralelas com um fator de aceleração de 2 e b-valor de 800 s / mm ². O tempo de varredura foi inferior a 9 min. ent "> Os DTI-dados obtidos foram processados ​​utilizando um FDA aprovou o programa de sistema de navegação cirúrgica que utiliza uma abordagem de fibra de rastreamento simples conhecido como atribuição fibra de rastreamento contínuo (FACT). Isto é baseado na propagação de linhas entre as regiões de interesse ( ROI), que é definida por um médico. um ângulo máximo de 50, FA valor de 0,10 e valor parada ADC de 0,20 mm ² / s começar foram os parâmetros utilizados para tractography.

Existem algumas limitações para esta técnica. A aquisição prazo limitado impõe trade-offs na qualidade da imagem. Outro ponto importante que não deve ser negligenciado é a mudança do cérebro durante a cirurgia. Quanto a esta última ressonância magnética intra-operatória pode ser útil. Além disso, o risco de falsos positivos, ou negativos extensões falsas precisa ser levado em conta o que pode comprometer os resultados finais.

Introdução

Imagiologia tensor de difusão (DTI) é usado para representar WMT de forma não invasiva no cérebro humano ^1. Tem sido usado na última década para reduzir o risco de prejudicar eloquentes áreas do cérebro durante ^uma cirurgia.

DTI foi realizada em cinqüenta pacientes entre Março de 2012 e Janeiro de 2014 e retratam a via visual. DTI pode melhorar a preservação de áreas eloqüentes do cérebro durante a cirurgia, fornecendo informações importantes sobre a localização anatômica de tratos de substância branca. Foi incorporada ao planejamento estratégico para ressecção de lesões cerebrais complexos ^1. No entanto, o retrato da via visual continua a ser um desafio, porque não existe um padrão para os parâmetros de DTI, a colocação dos volumes e interpretação dos resultados ^{de 12} sementes.

Diferentes algoritmos foram implementados até agora ^19-21. Algumas abordagens concentrado em métodos determinísticos ¹9, 22-25. Outros estavam usando métodos ^{probabilísticos, 26,27,29.} Mais recentemente, técnicas usando campos tensores Q-bola, da difusão espectral e alta resolução angular de difusão de imagens (Hardi) estão sendo usados ​​para descrever tratos de substância branca, entre outros a via visual ^1,13-15,18. No entanto, o tempo necessário para HARDI é significativamente maior com 45 min, o software não está disponível comercialmente e enfatiza as aplicações científicas ^18. O período de ensino para Hardi parece ser maior do que para o DTI ^18.

O protocolo apresentado é fácil viável e pode ser utilizado para a rotina diária em operações neurocirúrgicas, a fim de evitar a morbidade e melhorar o resultado de pós-operatório. O tempo adicional para este protocolo é inferior a 9 min que é significativamente mais rápido do que outros protocolos ^1,9,12,16. Reconhecendo o fato de que muitos algoritmos sofisticados foram desenvolvidos recentemente, os restringe de papelprópria para o uso de um software comercialmente disponível e aprovado pela FDA. No entanto, é obrigatório ter em conta as limitações desta técnica que são mencionados acima.

Protocolo

NOTA: Este protocolo segue as orientações do Centre Hospitalier de Luxembourg no Luxemburgo.

1 Preparação de Diffusion Tensor Imaging para a via visual para Neurocirurgia e Acompanhamento

1. Realizar uma ressonância magnética-scan pelo menos um dia antes da cirurgia estritamente axial usando 32 direções de gradiente e um b0-imagem. Tenha em estreito contato com a unidade de neurorradiologia a qualquer momento.
   NOTA: Adicione claro para o neurorradiologista que as imagens após a cirurgia são as mesmas que aquelas antes da operação.
2. Usando um de 3 Tesla MRI, faça uma 3DT1 ponderadas e DTI-seqüência scans. Realizar uma seqüência 3DT1 ponderada após a cirurgia também.

2 usando a estação de Planejamento

1. Transfira os dados de varredura em T2, 3DT1 ponderada e DTI-seqüência de imagem digital e comunicações em medicina (DICOM). Este procedimento leva até 7 min.
   NOTA: Don `t parar o procedimento before ter transferido todas as seqüências. É possível parar e continuar mais tarde, dependendo da data da cirurgia.
2. Abra o programa de sistema de navegação cirúrgica. Clique em Arquivo e depois em Importar DICOM. Repetir este procedimento três vezes para todas as sequências acima mencionadas.
   1. Clique em Adicionar para exibir. Adicionar cada seqüência separadamente. Don `t tentar prosseguir com Vista.
3. Clique em Ferramentas. Abrir preparação DTI Tensor. Observar uma nova janela no meio do ecrã.
4. Conclua as seguintes quatro etapas.
   1. Realizar Atribuição Gradiente como o primeiro passo.
      1. Altere o valor de b de 1.000 para 800 s / mm ² na parte inferior direita da janela.
      2. Ajustar o limite no canto superior direito da janela. Fazê-lo manualmente, basta escrever um número ou mover um cursor. 20 pode ser um valor aceitável. É uma experiência pessoal e não é obrigatório.
   2. Realizar o registro de Gradient como a segunda etapa.
      1. Clique no botão All Auto. Este procedimento leva até 5 min.
      2. Clique em Verificar todos os registros. Sem verificar os registos de que não é possível continuar.
   3. Co-registro executar como o terceiro passo.
      1. Coregister MR1 e imagens MR2 B0 manualmente. No final, verificar todas as inscrições.
         NOTA: É possível executar este passo automaticamente. No entanto, os resultados podem não ser sempre satisfatório no final.
   4. Realize Tensor computação como a quarta e última etapa,
      1. Certifique-se de FA / DEC / ADC estão ligados. Se não clicar.
      2. Clique em Calcular. Este procedimento levará apenas alguns segundos.
5. Salve todos os dados e continuar com fibertracking. Não pare sem salvar tudo.

3. Fibertracking

NOTA: Anatomic conhecimento da via visual é muito importante para o sucesso da técnica.

1. Prepare-se para encontrar os três pontos importantes onde as fibras têm que passar.
2. Determine o quiasma usando conhecimento anatômico.
   1. Use um ROI como ponto de partida e deixar que as fibras passam. ROIs são definidos pelo médico.
   2. Alternativamente, o segmento na região suspeita. Clique Segmentação no canto inferior esquerdo e outra janela aparecerá. Áreas segmentadas são áreas anatomicamente definido.
      1. Pinte a região manualmente. Vá para cima e para baixo para incluir todo o quiasma. Salve o procedimento e voltar.
   3. Rastrear as fibras quer a partir da região de interesse ou para a área segmentada ou ambos.
   4. As fibras de atingir o núcleo geniculado esquerda (LGN), que é o segundo ponto importante da via visual. O ângulo máximo era de 50 O risco de falsos tractos surgirá se o ângulo é demasiado elevada.
      1. Existe a possibilidade de segmentar o LGN como mostrado com o quiasmae acompanhar as fibras. Depois de ter segmentado quiasma óptico, fibras pista que correm do LGN e de chegada no quiasma ou vice-versa.
   5. Segmento do córtex visual. Proceder como no caso do quiasma. Isso pode levar algum tempo como imagem 3DT1 ponderada contém 160 fatias.
   6. Rastrear as fibras do córtex visual do LGN. É possível controlá-los a partir do LGN para o córtex visual bem.
   7. Se o córtex visual é invadido por tumor ou edema, em seguida, usar uma região de interesse no local de uma zona segmentada e, em seguida, deixar as fibras correm na direcção do LGN.
      NOTA: Se o edema é segmentado por vezes, pode invadir o córtex visual, em seguida, em seguida, o córtex visual pode não ser capaz de segmentado totalmente porque o computador não posso distinguir entre eles. Isso é porque é necessário colocar um ROI.
   8. Repita tudo para o outro hemisfério.
   9. Comece com o hemisfério saudável em primeiro lugar.
      Nota:É possível começar com o outro também, mas talvez seja mais fácil para acompanhar as fibras do hemisfério saudável primeiro a tornar-se uma primeira ideia sobre a situação. Não é obrigatório, é apenas um conselho.
3. Segmento da lesão cerebral e do edema. Proceder como mencionado acima, no ponto 3.2.2.
   1. Atribua uma cor para cada área segmentada ou lesão, a fim de distinguir melhor.
4. Salve o procedimento após cada etapa, no caso de acontecimentos imprevistos ou em caso de uma emergência.
5. Exportar todos os dados localmente. É possível exportá-la para a sala de operações diretamente, mas ele isn `t recomendado.
   1. Pressione Arquivo e depois exportar objetos 3D. Certifique-se de exportar apenas o exame de navegação.
   2. Don `t exportar o Exame Hybrid.
6. Digite craniana. Escolha o paciente certo, em seguida, pressione Stealthmerge. Escolha imagens 3DT1 ponderadas como exame de referência.
7. Criar um modelo 3D e inserir tudo.
8. Importe o i dadosn sala de operação.

Resultados

Este protocolo permite que o médico para retratar adequadamente as principais partes do VP. Ele pode ser usado com uma pequena quantidade de tempo, a fim de evitar danos em doentes com lesões cerebrais próximos de zonas eloquentes. Controlos pós-operatórios mostram também bons resultados. VP é retratado na Figura 7 após o paciente foi operado de um glioblastoma. Figura 2 mostra o vice-presidente após o retorno de um glioblastoma. Os autores reconhecem o fato de as dificul...

Discussão

DTI é uma técnica que permite o neurocirurgião visualizar tratos de substância branca in vivo ^8. O caminho visual é um desses intervalos. Embora este método fornece aos médicos novas possibilidades em relação ao tratamento de pacientes com lesões relativas às regiões eloquentes do cérebro que temos a dizer que algumas limitações desta técnica ainda existem. A primeira e mais óbvia desafio é mudança cérebro, que continua sendo um problema sob investigação ^4. Após a ab...

Materiais

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