2018年2月21日
评估梅尼埃病(MD)患者及健康人中颅神经的形态学变化,例如神经结构的缺失或颅神经的肿胀 体内,已开发出一种使用磁共振成像(MRI)的评估方案。并进一步采用基于MRI的方法对MD进行确认。
本实验的总体目标是利用磁共振成像(MRI)在活体中评估颅神经的形态学变化,例如在炎症性改变中即可观察到此类变化。该方法有助于回答医学领域中的关键问题,例如:我们是否能在活体中观察到其他疾病状态下神经结构的变化?该技术的主要优势在于其可在活体中应用,对疾病的诊断和治疗具有潜在意义。
在本研究中,我们观察了梅尼埃病患者的前庭耳蜗神经。我们测量了神经的直径,以评估其粗细程度,并判断是否存在神经变细的情况。该技术也可便捷地应用于其他颅神经,以研究其他疾病过程,因此可轻松推广至其他疾病领域。
首先将患者带入磁共振成像(MRI)检查室,让其平躺在扫描仪检查床上。确保将其头部置于扫描仪等中心位置,并固定头部线圈。随后根据研究方案进行MRI扫描,包括对患者组进行三维FLARE序列和三维真实反转恢复(3D real IR)序列扫描,以检测内淋巴积水;同时对患者组及健康对照组进行强T2加权三维成像,用于颅神经形态学分析。
扫描完成后,应检查 MRI 图像质量,注意是否存在折叠伪影、搏动伪影、金属伪影等,并特别关注评估目标,在本例中即面神经(VII)和前庭蜗神经(VIII)的全程走行。最后,在患者组的 MRI 扫描图像中评估内淋巴积水情况。
通过检查获取的三维高分辨率图像(3D flare)和三维真实反转恢复序列(3D real IR),评估耳蜗和前庭迷路膜积水的程度。首先,双击应用程序图标启动DICOM图像查看软件,显示数据库窗口。然后,在上方的下拉菜单中,单击“file”以导入患者的影像数据。
然后选择导入,再选择导入文件。在文件选择器中,选择患者图像数据,以在数据库窗口中查看患者姓名和数据。接下来,在数据库窗口中,通过左键点击患者姓名左侧的三角形符号,展开患者图像文件夹。
从该文件夹中选择目标序列,双击左键以打开相应的图像数据。接下来,在屏幕顶部的3D查看器下拉菜单中选择3D MPR,准备重建颅神经的横断面图像,以避免因神经走行方向上的斜切面导致测量误差。然后,在MPR窗口左上角的工具栏中“更改鼠标按钮功能”区域选择缩放工具,调整缩放级别以适应重建操作。
将鼠标光标移至MPR窗口中的三个平面,通过左键点击并拖动来调整缩放级别。重建第XIII对脑神经,并将重建平面设置为与小脑脑桥角(Cerebellopontine Angle,简称CPA)中部神经走行方向垂直。在三个平面的窗口中检查并调整重建平面的方向。
检查神经是否存在偏移成像平面的情况,并相应地校正平面方向。通过将鼠标移至各轴的侧面,使用旋转功能调整三个轴的方向,使其与神经的走行方向一致。然后按住最左侧的按钮并拖动鼠标,在多平面重建(MPR)窗口的三个视图中调整平面方向。
为了重建第XIII脑神经在桥小脑角(CPA)中段末端走行的平面横断图像,请转至MPR窗口的左下角小窗,将鼠标移至轴向十字准线中心,使鼠标光标再次变为手形符号。然后单击左键并拖动平面至所需位置。接着单击MPR窗口的右上角小窗以选中该平面。
选择文件,然后导出,再选择导出为 DICOM 文件。在 DICOM 导出窗口中,选择仅导出当前图像。将序列重命名为 VIII CPA,然后单击 DICOM 导出窗口右下角的“确定”按钮。
接下来,在内听道(IAC)的外耳道水平重建第Ⅷ脑神经分支的正交视图,包括耳蜗神经(Cochlear Nerve, CN)、前庭上神经(Superior Vestibular Nerve, SVN)和前庭下神经(Inferior Vestibular Nerve, IVN),该水平通常可实现清晰的代表性可视化。然后,使用手形图标所示的抓取工具,在三个平面中的每一个平面上抓取轴线十字准线,并将轴线分别移动至内听道(Internal Auditory Canal,IAC)外耳道水平处的CN、SVN和IVN。利用位于各轴线侧面由弯曲图标表示的旋转功能,调整其方向以匹配各神经的走行方向。
导出并重命名重建的平面。首先,在DICOM查看器的数据库窗口中,通过左键单击颅神经XIII在CPA水平的已重建图像文件并打开该图像。放大图像结构,然后在屏幕顶部工具栏中,选择“长度”以更改鼠标按钮功能。
左键单击并按住鼠标左键,绘制一条用于测量第XIII对脑神经最长直径(LD)的直线。然后,执行一条与LD垂直的测量线,以获得短径(SD)的测量值。通过使用闭合多边形感兴趣区域评估横截面积(CSA),以考虑脑神经横截面轮廓可能存在的不均匀性。最后,通过在神经边界上多次单击左键,勾勒出第XIII对脑神经的轮廓。
要闭合多边形,请在目标点处双击鼠标左键,以显示完整的轮廓。在面神经、CN、SVN 和 IVN 的横截面积(CSA)测量中,患者组与健康对照组之间的平均值存在显著差异。患者组的 CSA 测量值明显大于健康对照组。
患者组的前庭蜗神经短径(SD)显著大于健康对照组,而长径(LD)在两组间无显著差异。此外,本文展示了耳蜗神经横截面积的测量方法,随后介绍了长径(LD)及其垂直方向短径(SD)的测量。若操作得当,掌握该技术后可在数分钟内完成测量。在进行该操作时,需始终注意评估部分容积效应对直径及横截面积测量结果的影响。
通过此操作流程,还可开展其他方法,如对不同颅内结构进行形态计量学评估,以回答更多问题:例如,在多发性硬化中,我们如何发现颅神经的形态计量学变化?这些可能的变化在病程进展及不同治疗过程中如何演变?通过评估形态学变化,我们能否判断治疗反应?
已有观察发现,颅神经会出现肿胀,而这种肿胀有助于证实梅尼埃病的诊断。这一现象对于梅尼埃病的基础研究也具有重要意义,因为该肿胀可能与颅神经的炎症反应相关,提示其可能是梅尼埃病的潜在发病机制之一。该技术建立后,为医疗领域研究人员探索多种病理状态下可能存在的形态计量学改变开辟了道路。
观看视频后,您应充分了解如何评估颅神经及其他脑结构可能发生的形态学变化,同时意识到潜在的偏倚并考虑可能的误差。切记,使用金属物品(如某些植入物)时操作磁共振成像仪可能极为危险,因此在执行该操作时,必须始终采取预防措施,例如仔细筛查患者。
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本研究利用磁共振成像(MRI)在体内评估梅尼埃病患者颅神经的形态学变化。该技术旨在识别可能对诊断和治疗具有意义的神经结构改变。
利用磁共振成像对颅神经进行定量的活体形态计量分析,能够客观评估与疾病机制相关的神经结构变化,并支持神经学领域研发中的靶点验证。该方法通过在疾病组和对照组中提供可重复、非侵入性的神经形态测量,增强了早期发现和转化研究的预测可信度。整合此类影像生物标志物可为神经耳科和神经炎症性疾病的项目组合决策及作用机制层面的风险评估提供依据。
这种基于 MRI 的形态测量方法适用于从发现到临床前研究的连续过程,能够实现神经疾病领域的假设验证、靶点确认以及转化生物标志物的开发。