Una tubería de multimodalidad 3D Image Integración y Planificación asistida por ordenador en la cirugía de la epilepsia

El objetivo general de esta descripción del software Pipeline es permitir la difusión del propio software en otros centros, permitiendo que otros grupos se beneficien de la integración de imágenes multimodales en 3D en la cirugía de la epilepsia. Las principales ventajas son que todos los pasos de las evaluaciones prequirúrgicas de la epilepsia, incluido el registro de imágenes, la segmentación de la anatomía y la planificación asistida por ordenador, se pueden realizar en una plataforma de software. La visualización en 3D de las estructuras cerebrales, junto con la integración de imágenes multimodal, y el planificador automático de trayectorias múltiples para la implantación de electrodos, son herramientas relevantes para aumentar la eficacia y la seguridad de la cirugía de la epilepsia.

La visualización de imágenes estructurales y funcionales del cerebro multimodal en 3D, incluidas las estructuras y funciones normales y anormales, permite una planificación e implantación más precisas y rápidas de los electrodos de profundidad. Comience abriendo el software interno en una PC y cargue los datos. Observe la visualización de ventanas de dos en dos, el administrador de datos en el extremo izquierdo, los iconos en la parte superior que representan diferentes herramientas de procesamiento de imágenes y la herramienta seleccionada en el extremo derecho.

Importe los datos haciendo clic en el icono "abrir". Desplácese por los diferentes conjuntos de datos para garantizar que estén completos. A continuación, registre conjuntamente imágenes individuales seleccionando la herramienta NiftyReg de los iconos de velocidad.

Seleccione neuronavegación T1 con gadolinio en el administrador de datos para usarlo como imagen de referencia. A continuación, seleccione la imagen flotante que se registrará conjuntamente en la imagen de referencia. Defina el nombre y la ubicación de la imagen registrada.

Establezca los parámetros de optimización en el nivel número cuatro, el nivel en el nivel tres, el número de iteración en cinco y el tipo de registro conjunto en el cuerpo rígido. Haga clic en Ejecutar para registrar conjuntamente el cuerpo rígido automatizado. A continuación, compruebe la exactitud del corregistro inspeccionando la imagen registrada sobre la imagen de referencia.

Modifique la transparencia de la imagen registrada haciendo clic con el botón derecho en la imagen en el administrador de datos y moviendo el cursor de opacidad. Comience seleccionando la imagen que se va a segmentar en el administrador de datos y, a continuación, seleccione la herramienta de edición de segmentación en los iconos de velocidad. Utilice herramientas de segmentación avanzadas para dibujar la región de interés en varios segmentos de imágenes en los planos axial, coronal y sagital.

Por último, seleccione Interpolación 3D para visualizar la estructura segmentada en evolución en una ventana 3D. Confirme la segmentación para generar un nuevo archivo Nifty de la estructura segmentada. Haga clic con el botón derecho en el archivo Nifty en el administrador de datos y seleccione suavizar la superficie del polígono.

Comience seleccionando el archivo de imagen de toda la parcelación del cerebro en el administrador de datos y asegúrese de que esta imagen esté registrada conjuntamente con la imagen de referencia. Seleccione las herramientas básicas de procesamiento en los iconos de velocidad. Aplique un umbral de uno a 5002 para crear una máscara binarizada de la corteza.

Haga clic con el botón derecho en el archivo Nifty en el administrador de datos y seleccione suavizar la superficie del polígono. Seleccione la herramienta extractor de recipientes para extraer los modelos de superficie de los recipientes. A continuación, elija el conjunto de datos de imágenes vasculares.

Especifique el nombre y la ubicación del archivo Nifty de extracción de embarcaciones. Haga clic en "Ejecutar" para ejecutar el extractor de recipientes. Aplique una máscara intracraneal al resultado utilizando la función de multiplicación de las herramientas básicas de procesamiento de imágenes para eliminar los vasos extracraneales.

Por último, para representar las regiones de interés como superficies 3D, seleccione el icono del extractor de superficies y defina el umbral para la extracción de superficies. Seleccione aplicar y asigne un nombre a la renderización de la superficie en el administrador de datos. Comience ejecutando un planificador de trayectorias múltiples seleccionando el icono del planificador de trayectorias.

Seleccione la resonancia magnética Neuronavigation T1 como imagen de referencia. A continuación, seleccione los puntos objetivo, como la amígdala, el hipocampo, la ínsula o el giro cingulado, manteniendo pulsada la tecla Mayús y haciendo clic con el botón izquierdo del ratón. O cargue los puntos de destino del archivo guardado anteriormente.

A continuación, seleccione los puntos de entrada, así como la máscara de exclusión del cuero cabelludo en el menú desplegable adjunto para restringir la búsqueda de posibles puntos de entrada solo a un área quirúrgicamente factible. Marque las superficies de las estructuras críticas que las trayectorias deben evitar de la lista desplegable. Seleccione la configuración avanzada y ajuste las restricciones definidas por el usuario con respecto a la longitud de la trayectoria, el ángulo de entrada y la distancia entre trayectorias.

A continuación, ejecute un planificador de varias trayectorias seleccionando Agregar nuevo plan y volver a calcular el plan. A continuación, utilice el icono de velocidad de visualización de riesgos para evaluar los perfiles de riesgo y seguridad después de la planificación de la trayectoria. Tenga en cuenta las métricas de longitud, ángulo de entrada, riesgo acumulativo, distancia mínima a los vasos sanguíneos y proporciones de materia gris/blanca.

Seleccione "mapa de riesgo" en el administrador de datos haciendo clic en una trayectoria específica para mostrar un mapa de contorno codificado por colores que se superpone a la máscara de exclusión del cuero cabelludo. Tenga en cuenta que los posibles puntos de entrada están codificados por colores en función del nivel de riesgo, de modo que el rojo representa el alto riesgo y el verde el bajo riesgo para cualquier trayectoria seleccionada. A continuación, exporte los planos y modelos al quirófano.

Para hacer esto, primero asegúrese de que la imagen de referencia se haya cargado en formato de icono y luego abra la herramienta de exportación S7. Defina la imagen de referencia, los planos, las trayectorias y los modelos que se van a exportar, y especifique el destino del archivo guardado. A continuación, ejecute la herramienta de exportación S7.

Finalmente, cargue el archivo guardado en una memoria USB para transferirlo a un sistema de neuronavegación en el quirófano. Cargue la carpeta archivada en el sistema de neuronaivación para la implementación clínica de las trayectorias planificadas. Este protocolo permite una integración de imágenes más optimizada, así como la visualización y planificación en 3D antes de una cirugía de epilepsia.

La planificación asistida por ordenador genera implantaciones más seguras y eficientes, que pueden completarse de forma eficaz en el tiempo en comparación con la planificación manual. Aquí, se muestra un resultado típico del planificador 3D de trayectorias múltiples. Las estructuras críticas en las que se ha entrado son las venas, las arterias y los solci superficiales, que permiten implantes de electrodos más precisos.

Este video debería brindarle una buena comprensión de los principios de la integración de imágenes multimodales y el uso de la planificación asistida por computadora. Dependiendo de la cantidad de imágenes que se incluyan, la preparación de los componentes de imagen es difícil de integrar en la pantalla multimodal 3D, puede llevar horas. Si hay algún error en los datos de origen, estos permanecerán después de la integración.

Al intentar este protocolo, es importante recordar que la calidad de las estructuras anatómicas segmentadas es clave para garantizar resultados precisos de planificación asistida por computadora. Este software proporciona herramientas fáciles de usar en una sola plataforma, de modo que no requiere formación ni experiencia especializada, es rentable y se puede trasladar fácilmente a la práctica clínica. Además, este software podría aplicarse fácilmente a otras áreas de la neurocirugía, como la resección de tumores cercanos a la corteza elocuente, las lesiones focales y la administración de estimulación diana.

La plataforma de software interna está en continuo desarrollo y se agregan nuevas herramientas y funcionalidades para respaldar todas las etapas del manejo prequirúrgico y la evaluación quirúrgica. No olvide que la neurocirugía y la implantación de dispositivos en el cerebro conllevan un riesgo significativo y deben revisarse cuidadosamente en cada paso del camino. Incluyendo la ejecución real de las trayectorias, que implantación de los electrodos.