Name: 贸工部视觉通路的 - 白质及脑病变 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-08-26T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 5 s
Description: 了解如何利用弥散张量成像（DTI）技术绘制脑肿瘤患者的脑内白质纤维网络，并将其整合到神经导航系统中以优化手术规划，从而减少术后视觉通路损伤并改善患者预后。

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我们谨向整个神经放射科表示感谢。我们谨向Lis Prussen致以谢意，感谢她在图书馆的工作。

注意：本方案遵循卢森堡卢森堡中心医院的指导方针。
1. 神经外科手术及随访中视觉通路扩散张量成像的制备
<ol style="margin-left: 40px;">
	<li>手术前至少一天进行 MRI 扫描，严格采用轴向扫描，使用 32 个梯度方向和一个 b0 图像。在任何时候都需与神经放射科部门保持密切联系。 
	注意：需明确告知神经放射科医生，术后图像应与术前图像保持一致。</li>
	<li>使用 3 特斯拉 MRI 进行 3DT1 加权成像和 DTI 序列扫描。手术后也需进行 3DT1 加权序列扫描。</li>
</ol>
2. 使用规划工作站
<ol>
	<li>将T2加权、3DT1加权和DTI序列扫描数据转换为医学数字成像和通信（DICOM）格式。此过程最多需要7分钟。 
	注意：在所有序列传输完成前，请勿中止该操作。可根据手术日期选择暂停并在之后继续。</li>
	<li>打开手术导航系统程序。点击“文件”，然后选择“导入DICOM”。对上述所有三个序列重复此操作三次。
	<ol>
		<li>点击“添加到视图”，每个序列需单独添加。请勿尝试直接进入“视图”。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>点击“工具”，打开DTI张量准备界面。此时屏幕中央将出现一个新窗口。</li>
	<li>完成以下四个步骤。
	<ol>
		<li>第一步执行梯度分配。
		<ol>
			<li>在窗口右下角将b值从1,000调整为800 s/mm²。</li>
			<li>在窗口右上角调整阈值。可通过手动输入数值或移动滑块进行调节。20可能是一个可接受的值，但具体数值取决于个人经验，并非强制要求。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>第二步执行梯度配准。
		<ol>
			<li>点击“All Auto”按钮。此过程最多需要5分钟。</li>
			<li>点击“验证所有配准”。未完成配准验证前无法继续下一步。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>第三步执行图像共配准。
		<ol>
			<li>手动对MR1与b0 MR2图像进行共配准，最后点击“验证所有配准”。 
			注意：此步骤可自动执行，但最终结果可能并非始终令人满意。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>第四步也是最后一步，执行张量计算。
		<ol>
			<li>确保FA / DEC / ADC选项已开启。若未开启，请点击“开启”。</li>
			<li>点击“计算”。此过程仅需数秒即可完成。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>保存所有数据后，继续进行纤维束追踪。在未完全保存前请勿中止操作。</li>
</ol>
3. 纤维追踪
注意：视觉通路的解剖学知识对于获得成功结果至关重要。
<ol style="margin-left: 40px;">
	<li>准备确定纤维必须穿过的三个重要位置。</li>
	<li>利用解剖学知识确定视交叉。
	<ol>
		<li>使用感兴趣区域（ROI）作为起点，使纤维穿过。ROI 由医师定义。</li>
		<li>或者，对可疑区域进行分割。点击左下角的“分割”（Segmentation），另一个窗口将出现。分割区域为解剖学上定义的区域。
		<ol>
			<li>手动绘制该区域。上下滚动以包含整个视交叉。保存操作并返回。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>可从感兴趣区域、分割区域或两者同时开始追踪纤维。</li>
		<li>纤维到达外侧膝状体（LGN），这是视觉通路的第二个重要点。最大角度为 50。若角度过高，错误纤维束的风险将增加。
		<ol>
			<li>可以对 LGN 进行分割（方法如视交叉所示），然后进行纤维追踪。在完成视交叉分割后，可追踪从 LGN 延伸至视交叉的纤维，或反之亦然。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>分割视觉皮层。操作方式与视交叉相同。由于 3DT1 加权图像包含 160 个切片，此步骤可能需要一定时间。</li>
		<li>从视觉皮层向 LGN 追踪纤维。也可从 LGN 向视觉皮层进行追踪。</li>
		<li>如果视觉皮层被肿瘤或水肿侵犯，则使用感兴趣区域代替分割区域，并使纤维朝 LGN 方向延伸。 
		注意：若对水肿区域进行分割，其有时可能侵入视觉皮层，导致计算机无法区分两者，从而使视觉皮层无法被完整分割。因此有必要放置一个 ROI。</li>
		<li>对另一侧半球重复上述所有步骤。</li>
		<li>建议先从健康半球开始。 
		注意：也可以从另一侧开始，但先追踪健康半球的纤维有助于初步了解整体情况。这不是强制要求，仅为建议。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>分割脑部病变区域及水肿区域。操作方法如上文 3.2.2 所述。
	<ol>
		<li>为每个分割区域或病灶分配不同颜色，以便更好区分。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>每完成一步都应保存操作，以防意外情况或紧急事件发生。</li>
	<li>将全部数据本地导出。虽然可直接导出至手术室，但不推荐此做法。
	<ol>
		<li>点击“文件”（File），然后选择“导出 3D 对象”（Export 3D-Objects）。请确保仅导出导航检查（Navigation Exam）数据。</li>
		<li>不要导出混合检查（Hybrid Exam）数据。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>进入 Cranial 系统。选择正确的患者，然后点击 Stealthmerge。选择 3DT1 加权图像作为参考检查。</li>
	<li>创建 3D 模型并插入所有内容。</li>
	<li>在手术室中导入数据。</li>
</ol>

<ol><li>Fernandez-Miranda, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Definition+Fiber+Tractography+of+the+Human+Brain%3A+Neuroanatomical+Validation+and+Neurosurgical+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">High-Definition Fiber Tractography of the Human Brain: Neuroanatomical Validation and Neurosurgical Applications.</a> Neurosurgery. 71 (2), 430-453 (2012).</li>
<li>Alexander, D. C., Barker, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimal+imaging+parameters+for+fiber-orientation+estimation+in+diffusion+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Optimal imaging parameters for fiber-orientation estimation in diffusion MRI.</a> Neuroimage. 27 (2), 357-367 (2005).</li>
<li>Le Bihan, D., Poupon, C., Amadon, A., Lethimonnier, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Artifacts+and+pitfalls+in+diffusion+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Artifacts and pitfalls in diffusion MRI.</a> J Magn Reson Imaging. 24 (3), 478-488 (2006).</li>
<li>Abdullah, K. G., Lubelski, D., Nucifora, P. G., Brem, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+diffusion+tensor+imaging+in+glioma+resection%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurg+Focus%22%5BJournal%5D)">Use of diffusion tensor imaging in glioma resection.</a> Neurosurg Focus. 34 (4), (2013).</li>
<li>Ota, T., Kawai, K., Kamada, K., Kin, T., Saito, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraoperative+monitoring+of+cortically+recorded+visual+response+for+posterior+visual+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Intraoperative monitoring of cortically recorded visual response for posterior visual pathway.</a> J Neurosurg. 112, 285-294 (2010).</li>
<li>Gras-Combe, G., Moritz-Gasser, S., Herbet, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraoperative+subcortical+electrical+mapping+of+optic+radiations+in+awake+surgery+for+glioma+involving+visual+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Intraoperative subcortical electrical mapping of optic radiations in awake surgery for glioma involving visual pathways.</a> J Neurosurg. 117 (3), 466-473 (2012).</li>
<li>Maruyama, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optic+radiation+tractography+integrated+into+simulated+treatment+planning+for+Gamma+Knife+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Optic radiation tractography integrated into simulated treatment planning for Gamma Knife surgery.</a> J Neurosurg. 107, 721-726 (2007).</li>
<li>Bérubé, J., McLaughlin, N., Bourgouin, P., Beaudoin, G., Bojanowski, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+tensor+imaging+analysis+of+long+association+bundles+in+the+presence+of+an+arteriovenous+malformation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Diffusion tensor imaging analysis of long association bundles in the presence of an arteriovenous malformation.</a> J Neurosurg. 107 (3), 509-514 (2007).</li>
<li>Sun, G. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intraoperative+High-Field+Magnetic+Resonance+Imaging+Combined+With+Fiber+Tract+Neuronavigation-Guided+Resection+of+Cerebral+Lesions+Involving+Optic+Radiation%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Intraoperative High-Field Magnetic Resonance Imaging Combined With Fiber Tract Neuronavigation-Guided Resection of Cerebral Lesions Involving Optic Radiation.</a> Neurosurgery. 69 (5), 1070-1084 (2011).</li>
<li>Kamada, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+Monitoring+For+Visual+Pathway+Using+Real-Time+Visual+Evoked+Potentials+Aand+Optic-Radiation+Tractography%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Functional Monitoring For Visual Pathway Using Real-Time Visual Evoked Potentials Aand Optic-Radiation Tractography.</a> Neurosurgery. 57 (1 Suppl), 121-127 (2005).</li>
<li>Wu, W., Rigolo, L., O'Donnell, L. J., Norton, I., Shriver, S., Golby, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+Pathway+Study+Using+In+Vivo+Diffusion+Tensor+Imaging+Tractography+to+Complement+Classic+Anatomy%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Visual Pathway Study Using In Vivo Diffusion Tensor Imaging Tractography to Complement Classic Anatomy.</a> Neurosurgery. 70 (1 Suppl Operative), 145-156 (2012).</li>
<li>Stieglitz, L. H., Lüdemann, W. O., Giordano, M., Raabe, A., Fahlbusch, R., Samii, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optic+Radiation+Fiber+Tracking+Using+Anteriorly+Angulated+Diffusion+Tensor+Imaging%3A+A+Tested+Algorithm+for+Quick+Application%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Optic Radiation Fiber Tracking Using Anteriorly Angulated Diffusion Tensor Imaging: A Tested Algorithm for Quick Application.</a> Neurosurgery. 68 (5), 1239-1251 (2011).</li>
<li>Hodaie, M., Quan, J., Chen, D. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Vivo+Visualization+of+Cranial+Nerve+Pathways+in+Humans+Using+Diffusion-Based+Tractography%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">In Vivo Visualization of Cranial Nerve Pathways in Humans Using Diffusion-Based Tractography.</a> Neurosurgery. 66 (4), 788-795 (2010).</li>
<li>Perrin, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber+tracking+in+Q-ball+fields+using+regularized+particle+trajectories%5BTitle%5D)+AND+%22Inf+Process+Med+Imaging%22%5BJournal%5D)">Fiber tracking in Q-ball fields using regularized particle trajectories.</a> Inf Process Med Imaging. 19, 52-63 (2005).</li>
<li>Wedeen, V. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+spectrum+magnetic+resonance+imaging+%28DSI%29+tractography+of+crossing+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Diffusion spectrum magnetic resonance imaging (DSI) tractography of crossing fibers.</a> Neuroimage. 41 (4), 1267-1277 (2008).</li>
<li>Yamamoto, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+Tensor+Fiber+Tractography+of+the+Optic+Radiation%3A+Analysis+with+6-%2C+12-%2C+40-%2C+and+81-+Directional+Motion-Probing+Gradients%2C+a+Preliminary+Study%5BTitle%5D)+AND+%22AJNR+Am+J+Neuroradiol%22%5BJournal%5D)">Diffusion Tensor Fiber Tractography of the Optic Radiation: Analysis with 6-, 12-, 40-, and 81- Directional Motion-Probing Gradients, a Preliminary Study.</a> AJNR Am J Neuroradiol. 28 (1), 92-96 (2007).</li>
<li>Okada, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+Tensor+Fiber+Tractography+for+Arteriovenous+Malformations%3A+Quantitative+Analyses+to+Evaluate+the+Corticospinal+Tract+and+Optic+Radiation%5BTitle%5D)+AND+%22AJNR+Am+J+Neuroradiol%22%5BJournal%5D)">Diffusion Tensor Fiber Tractography for Arteriovenous Malformations: Quantitative Analyses to Evaluate the Corticospinal Tract and Optic Radiation.</a> AJNR Am J Neuroradiol. 28 (6), 1107-1113 (2007).</li>
<li>Kuhnt, D., Bauer, M. H., Sommer, J., Merhof, D., Nimsky, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optic+Radiation+Fiber+Tractography+in+Glioma+Patients+Based+on+High+Angular+Resolution+Diffusion+Imaging+with+Compressed+Sensing+Compared+with+Diffusion+Tensor+Imaging+-+Initial+Experience%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Optic Radiation Fiber Tractography in Glioma Patients Based on High Angular Resolution Diffusion Imaging with Compressed Sensing Compared with Diffusion Tensor Imaging - Initial Experience.</a> PLoS One. 8 (7), e70973(2013).</li>
<li>Basser, P. J., Pajevic, S., Pierpaoli, C., Duda, J., Aldroubi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+fiber+tractography+using+DT-MRI+data%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">In vivo fiber tractography using DT-MRI data.</a> Magn Reson Med. 44 (4), 625-632 (2000).</li>
<li>Friman, O., Farneback, G., Westin, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Bayesian+approach+for+stochastic+white+matter+tractography%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Med+Imaging%22%5BJournal%5D)">A Bayesian approach for stochastic white matter tractography.</a> IEEE Trans Med Imaging. 25 (8), 965-978 (2006).</li>
<li>Mori, S., van Zijl, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber+tracking%3A+principles+and+strategies+-+a+technical+review%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Fiber tracking: principles and strategies - a technical review.</a> NMR Biomed. 15 (7-8), 468-480 (2002).</li>
<li>Alexander, D. C., Barker, G. J., Arridge, S. R. Detection and modeling of non-Gaussian apparent diffusion coefficient profiles in human brain data. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAlexander%2C+DC+%22Magn+Reson+Med%22">Magn Reson Med</a>. 48 (2), 331-340 (2002).</li>
<li>Mori, S., Crain, B. J., Chacko, V. P., van Zijl, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+tracking+of+axonal+projections+in+the+brain+by+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Neurol%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional tracking of axonal projections in the brain by magnetic resonance imaging.</a> Ann Neurol. 45, 265-269 (1999).</li>
<li>Conturo, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tracking+neuronal+fiber+pathways+in+the+living+human+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Tracking neuronal fiber pathways in the living human brain.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 96, 10422-10427 (1999).</li>
<li>Poupon, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regularization+of+diffusion-based+direction+maps+for+the+tracking+of+brain+white+matter+fascicles%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Regularization of diffusion-based direction maps for the tracking of brain white matter fascicles.</a> Neuroimage. 12, 184-195 (2000).</li>
<li>Parker, G. J., Haroon, H. A., Wheeler-Kingshott, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+framework+for+a+streamline-based+probabilistic+index+of+connectivity+%28PICo%29+using+a+structural+interpretation+of+MRI+diffusion+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">A framework for a streamline-based probabilistic index of connectivity (PICo) using a structural interpretation of MRI diffusion measurements.</a> J Magn Reson Imaging. 18, 242-254 (2003).</li>
<li>Behrens, T. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+mapping+of+connections+between+human+thalamus+and+cortex+using+diffusion+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Non-invasive mapping of connections between human thalamus and cortex using diffusion imaging.</a> Nat Neurosci. 6, 750-757 (2003).</li>
<li>Reinges, M. H., Schoth, F., Coenen, V. A., Krings, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+of+postthalamic+visual+fiber+tracts+by+anisotropic+diffusion+weighted+MRI+and+diffusion+tensor+imaging%3A+principles+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Radiology%22%5BJournal%5D)">Imaging of postthalamic visual fiber tracts by anisotropic diffusion weighted MRI and diffusion tensor imaging: principles and applications.</a> European Journal of Radiology. 49, 91-104 (2004).</li>
<li>Sherbondy, A. J., Dougherty, R. F., Napel, S., Wandell, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identifying+the+human+optic+radiation+using+diffusion+imaging+and+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis%22%5BJournal%5D)">Identifying the human optic radiation using diffusion imaging and fiber.</a> J. Vis. 8 (10), (2008).</li>
</ol>

作者声明不存在任何竞争性经济利益。

弥散张量成像（DTI）是一种使神经外科医生能够在活体中可视化白质纤维束的技术in vivo8。视觉通路就是这些纤维束之一。尽管该方法为医生在处理涉及脑功能区病变患者的治疗方面提供了新的可能性，但我们必须指出，该技术仍存在一些局限性。第一个也是最明显的挑战是脑移位，这仍然是一个正在研究中的问题4。在打开硬脑膜、切除肿瘤或脑脊液流失后对脑组织进行操作时，术中条件已不同于术前。此外，DTI无法解决纤维交叉或吻合的问题，也无法准确判断纤维的起源和终止点，从而产生多种伪影和错误的纤维束轨迹1-3。另一个问题是，在扩散受到干扰的区域（例如由于肿瘤或瘤周水肿）中纤维的分辨率问题22。由于部分容积伪影，一个体素内方向不同的细小纤维束将无法被成像28。假阳性与假阴性纤维束的可能性应始终被考虑在内，结果可能因此受到影响。其他算法已能够更完整地显示视觉通路（VP），但迄今为止尚无国际标准化的视觉通路描绘流程，这可能进一步造成混淆。本方案中，梅耶环（Meyer loop）的显示仍是一个挑战。另一个可能的局限性在于鲍姆环（Baum lo...

弥散张量成像（DTI）可用于无创地描绘人脑中的白质通路（WMT）1。在过去十年中，该技术已被用于降低手术过程中损伤脑部重要功能区的风险1。
2012年3月至2014年1月期间，对五十名患者进行了弥散张量成像（DTI），以描绘视觉通路。DTI可通过提供关于白质纤维束解剖位置的重要信息，有助于在手术过程中更好地保护脑部功能区。该技术已被纳入复杂脑部病变切除术的战略规划中1。然而，视觉通路的描绘仍具挑战性，因为目前尚无DTI参数、种子区体积放置及结果解读的统一标准12。
迄今为止已实施了多种算法19-21。一些方法集中于确定性方法19, 22-25，另一些则采用概率性方法26,27,29。近年来，利用Q球张量场、扩散谱成像以及高角分辨率扩散成像（HARDI）的技术被用于描绘白质纤维束，包括视觉通路1,13-15,18。然而，HARDI所需的扫描时间显著更长，约为45分钟，相关软件尚未商业化，主要侧重于科研应用18。与DTI相比，HARDI的学习周期似乎也更长18。
本方案易于实施，可用于神经外科手术的日常常规操作，以避免并发症并改善术后效果。该方案额外所需时间少于9分钟，显著快于其他方案1,9,12,16。尽管近年来已开发出许多复杂的算法，本文仅限于使用一种 commercially available 且经 FDA 批准的软件。然而，必须充分考虑上述该技术的局限性。

<table><tbody><tr><td>3-特斯拉磁共振成像（3-Tesla-MRI）</td><td>通用电气（General Electric）</td><td>Signa LX 版本 9.1</td><td></td></tr><tr><td>手术导航系统程序</td><td>美敦力（Medtronic）</td><td>9734478</td><td></td></tr><tr><td>手术导航系统程序</td><td>美敦力（Medtronic）</td><td>4500810331&amp;nbsp; 20016318</td><td></td></tr></tbody></table>

视觉通路的弥散张量成像——白质纤维束与脑部病变

DTI of the Visual Pathway - White Matter Tracts and Cerebral Lesions

弥散张量成像（DTI）是一种利用弥散测量在健康与非健康患者中无创识别白质纤维束（WMT）的技术。与视觉通路（VP）类似，WMT在传统MRI或术中显微镜下均不可见。DTI可帮助神经外科医生在切除邻近该WMT的病变时避免损伤视觉通路。我们在2012年3月至2014年1月期间，对五十名患者在术前和术后均进行了DTI检查。导航时我们采用3DT1加权序列，此外还进行了T2加权和DTI序列扫描。扫描参数如下：视野（FOV）：200 × 200 mm，层厚：2 mm，采集矩阵：96 × 96，获得接近各向同性的体素，大小为2 × 2 × 2 mm。轴向MRI采用32个梯度方向和一个b0图像进行扫描。我们使用了回波平面成像（EPI）技术，并结合ASSET并行成像，加速因子为2，b值为800 s/mm²。扫描时间少于9分钟。
所获取的DTI数据采用经美国食品药品监督管理局（FDA）批准的外科导航系统程序进行处理，该程序使用一种称为“连续追踪纤维分配”（FACT）的直接纤维追踪方法。该方法基于由医生定义的兴趣区域（ROI）之间路径线的传播。纤维束成像所使用的参数包括最大角度50度、FA起始值0.10以及ADC终止值0.20 mm²/s。
该技术存在一些局限性。有限的采集时间会制约图像质量，需要在二者之间进行权衡。另一个不容忽视的重要因素是术中脑移位。对此，术中磁共振成像可能有所帮助。此外，还需考虑出现假阳性或假阴性纤维束的风险，这可能会影响最终结果。

本方案使医生能够充分描绘视辐射（VP）的主要部分。该方法可在较短时间内完成，有助于预防邻近功能区的脑部病变患者出现损伤。术后对照也显示出良好效果。患者接受胶质母细胞瘤手术后，其视辐射（VP）的成像如图7所示。图2展示了胶质母细胞瘤复发后的视辐射（VP）。作者认识到，该方案在描绘Meyer环方面仍存在困难，这依然是一个主要挑战。
<img alt="显示肿瘤团块及周围以颜色突出的神经通路的脑部MRI扫描图像。" src="/files/ftp_upload/51946/51946fig1highres.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="图1"> 
图1. VP 1：手术前的胶质母细胞瘤。 肿瘤呈红色。水肿区域以紫色显示，金色表示VP。对侧VP的移位情况也已显示。 <a href="https://www.j...

采用弥散张量成像（DTI）技术以尝试显示视觉通路的主要部分。目标是使用经美国食品药品监督管理局（FDA）批准的标准商用工作站，该工作站可用于日常常规操作，以期减少患者术后对视觉通路的损伤。

DTI 是一种利用扩散测量在健康与非健康受试者中无创识别白质纤维束（WMT）的技术。类似于……

本方案的总体目标是对脑肿瘤患者的大脑内部网络进行绘图。首先，通过获取弥散张量成像（DTI）以及结构性影像，用于手术规划；第二步是利用软件对所获得的数据进行纤维束追踪。接下来，将数据整合为神经导航系统可使用的格式。最后一步是将数据传输至手术室中的导航系统。最终，术中利用DTI纤维追踪技术显示白质通路，以帮助降低术后并发症的发生率。与更复杂的研究技术相比，本方案的主要优势在于其适用于日常常规使用的耐用性。该方法有助于回答神经外科领域中关于脑部病变与白质纤维束之间空间关系的关键问题。除了该视觉通路可视化方法在这一特殊解剖结构研究中对我们的帮助外，该方法结合一个非常实用的临床方案，对于各类脑肿瘤手术以及神经外科中的立体定向功能性干预均具有极高的应用价值。通常，对于刚进入这一工作领域的人员而言，由于软件非常复杂，他们在初期可能会遇到一些问题，需要经历一个陡峭的学习过程。使用3特斯拉磁共振成像（MRI）设备，在患者预定手术至少前一天完成所有用于手术规划的扫描。采用严格的轴向切面，进行扩散张量成像（DTI）扫描，设置32个梯度方向，并采集一幅B零图像。同时，采集三维T1加权序列以及高分辨率T2加权结构像。此外，在术后获取三维T1加权图像，并确保所有成像参数与术前使用的参数一致。首先打开手术导航系统程序，例如此处所示的Medtronic StealthViz。然后导入该患者的 MRI DICOM 图像。对所获取的所有序列重复此操作三次。单击“添加以查看”，并逐一添加每个序列。请勿选择“继续查看”。接下来，点击工具，然后点击打开 DTI 张量准备，此时将出现一个新窗口。首先，执行梯度分配，并将 B 值从 1000 改为 800 秒每平方毫米。在窗口右上方调整阈值，可通过直接输入数值或移动光标手动调节，建议值为 20。接下来，执行梯度配准。首先点击所有“auto”选项，此过程最多需要五分钟。然后点击“verify all registrations”，并逐一验证配准结果，以继续后续操作。现在，对手动进行所有采集图像的共配准（coregister），包括结构 MRI 扫描图像和 DTIB 零图像，因为自动共配准可能效果不理想。然后选择并验证所有配准结果。最后，执行张量计算。确保软件中已启用 fa、DEC 和 a DC 选项。然后点击计算。计算完成后，在继续进行纤维追踪之前，务必保存所有数据。请注意，视觉通路的解剖学知识对于获得最佳的纤维追踪结果非常重要，因此在选择解剖标志时应咨询医师。从健康的半球开始。通过确定纤维应穿过的三个解剖标志点。首先，定位视交叉的位置。此处可使用感兴趣区域（ROI）作为起点。或者，也可以手动分割该区域，并将最大角度设置为50度，因为角度过高会增加产生错误轨迹的风险。如果角度过高，则可从感兴趣区域、分割区域或同时从这两个区域追踪纤维。追踪的纤维应到达左侧外

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贸工部视觉通路的 - 白质及脑病变

我们介绍了一种利用磁共振成像（MRI）同时分析大脑功能与结构的新方法。我们采用高分辨率扩散加权成像及白质纤维束示踪技术来评估大脑结构。与标准的结构性MRI不同，这些技术使我们能够直接将解剖连接性与脑网络的功能特性关联起来。...

联合分析脑结构与功能：采用fMRI与扩散加权成像

弥散张量成像（DTI）基本上是一种基于磁共振成像（MRI）的技术，用于识别 体内...

神经退行性疾病分析中的弥散张量磁共振成像

运动感知物体（OFM）和时间约束性立体视觉检测方案是识别单眼和双眼动态视功能缺损的敏感工具，这些功能缺损在视神经炎患者中具有独特表现。此外，这些检测还可作为定量、无创的工具，用于评估视觉通路中髓鞘化程度。...

动态视觉测试用于识别和量化视神经炎患者脱髓鞘后的视觉损伤与修复

本文描述了用于重建白质（WM）的确定性与概率性算法，旨在研究白化病患者与对照组之间视辐射（OR）连接性的差异。尽管概率性纤维追踪技术能更接近神经纤维的真实走行路径，但仍采用了确定性纤维追踪以比较两种技术的可靠性与可重复性。...

利用弥散张量成像与纤维束示踪技术测量人类白化病初级视觉通路的连通性

本研究旨在展示在人尸体脑上进行纤维解剖技术的每一步骤、这些解剖结构的三维记录，以及对解剖学上分离出的纤维通路进行弥散张量成像。...

重新审视辅助运动区的纤维连接：纤维解剖、弥散张量成像与三维记录的方法学

本文介绍了一种应用扩散张量成像参数评估脊髓受压的实验方案。...

慢性脊髓受压中的弥散张量磁共振成像

本实验的总体目标是获取轻度创伤性脑损伤大鼠海马体的定量微结构信息。该目标通过采用先进的扩散加权磁共振成像方案，并对参数化扩散图进行基于感兴趣区域的分析来实现。...

轻度创伤性脑损伤大鼠海马区的高级扩散成像

我们提出了一种将扩散MRI纤维束成像整合到颅底肿瘤经鼻内镜手术患者诊疗中的方案。文中描述了在术前和术中阶段应用这些神经影像学研究的方法。...

弥散 MRI 示踪成像在内镜经鼻颅底手术中的作用

大脑中动脉（MCA）结扎是一种用于在动物模型中研究局灶性脑缺血的技术。该方法通过开颅暴露大脑中动脉，并采用电凝法进行结扎。与其他现有方法相比，该技术可获得高度可重复的梗死体积，并提高术后存活率。...

小鼠永久性大脑中动脉结扎的应用

脑卒中后存在视觉障碍的患者报告称，其日常生活受到不同程度的限制，这很可能归因于多种代偿策略，而在临床常规中难以区分这些策略。我们提出了一种临床测试方案，可测量不同的头部和眼动代偿策略，并评估这些策略对驾驶表现的影响。...

临床中的驾驶模拟：在视野缺损患者中测试日常生活活动中的视觉探索行为

了解如何利用弥散张量成像（DTI）技术绘制脑肿瘤患者的脑内白质纤维网络，并将其整合到神经导航系统中以优化手术规划，从而减少术后视觉通路损伤并改善患者预后。

视觉通路的弥散张量成像——白质纤维束与脑部病变

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