Name: 3D-Neuronavigation In Vivo Dans le cerveau dun patient pendant une spontanée migraine (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-06-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 39 s
Description: Découvrez la neuronavigation 3D immersive pour explorer l'activité cérébrale pendant une crise de migraine spontanée chez le patient. Cette méthode utilise la tomographie par émission de positons avec le carfentanil au carbone 11.

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Ce travail a été soutenu par les subventions suivantes (DaSilva AF): Institut national de la santé - Institut national des troubles neurologiques et des maladies - K23 NS062946, cerveau de la Fondation Dana et immuno-imagerie attribution, et la Fondation de la recherche attribution de subventions de recherche Migraine. Les auteurs remercient les PET Centre de médecine nucléaire technologues (Jill M. Rothley, Edward J. McKenna, Andrew R. Weeden, Paul Kison, et Caitlin Hendricks) et le personnel de laboratoire IRM fonctionnelle (Scott Peltier et Keith Newnham). Dr Alexandre DaSilva, le chercheur principal, eu un accès complet à toutes les données de l&#39;étude, et prend la responsabilité de l&#39;intégrité des données et la précision de l&#39;analyse des données. Les auteurs déclarent aucun conflit d&#39;intérêt relatif à cette étude.

L&#39;étude doit être approuvé par le comité d&#39;examen institutionnel local, et par le Comité de recherche de médicaments radioactifs. Le sujet de recherche donne son consentement éclairé par écrit à participer à l&#39;étude. Le protocole est divisé en trois étapes chronologiques: <ol><li> Séance IRM </li><li> Séance PET pendant la phase ictal (maux de tête) de la migraine </li><li> Séance PET pendant la phase intercritique (pas de maux de tête) de la migraine </li></ol> Le patient est responsable de remplir un journal de maux de tête, et de confirmer avec le groupe de recherche l&#39;apparition d&#39;une crise de migraine le jour de la session d&#39;imagerie. Deux, intercritiques et ictal, TEP doivent être programmées pendant les phases folliculaires mi-fin séparées du patient (5 à 10 jours après le premier jour des règles), qui dans ce cas a été suivis et calculés à l&#39;avance par un gynécologue ayant une expertise dans le domaine (ANS). 1. IRM session <ol><li> Prééplucher pour l&#39;expérience <ol><li> Préalablement à la préparation de l&#39;objet pour le balayage, il est nécessaire de suivre les instructions de sécurité appropriées en raison du champ magnétique de l&#39;appareil d&#39;IRM. Tout le personnel de l&#39;étude doit être avant d&#39;entrer dans la salle d&#39;intervention de M. exempt de métal. </li><li> Fournir une copie du formulaire de consentement éclairé, déjà signée par le volontaire de recherche au cours du dépistage initial, à la technologue de M.. </li></ol></li><li> Préparation de la réserve pour la numérisation <ol><li> Le jour de l&#39;IRM, demander le sujet de recherche de remplir un formulaire d&#39;enquête de sécurité IRM. Ce formulaire est nécessaire pour toute IRM pris à l&#39;Université du Michigan - IRMf laboratoire. Le questionnaire renforce l&#39;idée que le sujet est également exempt de métal et ne pas avoir un problème de santé qui nécessite un examen attentif et spécifique (par exemple, des fragments étrangers métalliques, mécanique / électrique implanté). </li><li> Rassurez-ce que le participant comprend les MR procédure, les risques et les avantages. </li><li> Livrer le formulaire rempli de dépistage pour le technicien de M. qui l&#39;assiste dans la procédure. </li></ol></li><li> Acquérir une anatomique IRM pondérée en T1 pendant une phase intercritique pour le patient sur un scanner 3 Tesla. <ol><li> Utilisez les paramètres de la séquence ci-dessous pour l&#39;acquisition IRM: <ul><li> A. Axial gâté gradient rappelé (SPGR) acquisition 3D </li><li> B. Bande Passante = 15.63 </li><li> C. Le temps de répétition [TR] = 9.2 ms </li><li> Temps D. Echo [TE] = 1.9 ms </li><li> E. Inversion préparation de récupération 500 ms </li><li> F. angle de bascule = 15 ° </li><li> G. 25/26 FOV </li><li> H. nombre d&#39;excitations [NEX] = 1 </li><li> I. 144 tranches contiguës </li><li> J. épaisseur de coupe de 1,0 mm </li><li> K. matrice 256 x 256 </li></ul></li></ol></li></ol> 2. PET session Ictal <ol><li> Préparation de l&#39;expérience <ol><li> Avant de confirmer l&#39;analyse à l&#39;hôpital universitaire, avec l&#39;objet de vérifier dans quels phase du cycle menstruel, elle sera le jour de l&#39;analyse. Il est recommandé d&#39;effectuer une TEP pendant la phase folliculaire mi-fin (5 à 10 jours après l&#39;apparition saignements menstruels). </li><li> Soumettre une demande à l&#39;hôpital pour produire [11 C] carfentanil, un traceur radioactif à vie courte avec une affinité sélective pour les récepteurs μ-opioïdes, en utilisant un cyclotron à proximité de la numérisation. Le traceur doit être produit 2 heures avant l&#39;analyse. </li><li> Le jour de l&#39;analyse le potentiel de PET ictal, contactez le sujet 2 heures avant le rendez-vous pour confirmer la présence d&#39;une crise de migraine spontanée. Si une crise de migraine est présent, valider le diagnostic de migraine selon la Classification Internationale des Céphalées. Après le diagnostic, s&#39;assurer que le participant est en mesure d&#39;obtenir en toute sécurité à l&#39;hôpital pour subir l&#39;analyse. Assurer le transport si le sujet n&#39;est pas conduite confortable ou si aucun conducteur désigné est disponible. </li></ol></li><li> Préparation de la SuBject pour la numérisation <ol><li> Lorsque le participant arrive à l&#39;hôpital, l&#39;escorter à la suite de PET pour la revalidation de diagnostic basé sur la classification internationale des Céphalées. Avant l&#39;examen, effectuer un test de dépistage d&#39;urine pour confirmer que le sujet n&#39;a pas l&#39;apport de toute substance qui pourrait interagir avec le carfentanil traceur [11 C], suivie par un test de grossesse urinaire. </li><li> Nous réaffirmons que le participant comprend la procédure PET, les risques et les avantages. </li><li> Remettre une copie du formulaire de consentement éclairé, préalablement signé par le volontaire de recherche lors de la sélection initiale, au technologue en médecine nucléaire. </li><li> Conformément aux orientations du technologue en médecine nucléaire, aide le sujet s&#39;installer dans le scanner. </li><li> Avez-sujet subir une 90 min TEP utilisant un RH Siemens + scanner en mode 3D (images reconstruites ont une largeur à la moitié (LMH) résolution de ~ mm 5,5 mm-dans le plan et 5.0 axialement maximum). </li> &lt;li&gt; Pour chaque dose [11 C] carfentanil (555 MBq ≤ 0,03 mg / kg), administrer cinquante pour cent sous forme de bolus avec le reste infusé en continu au cours de la numérisation d&#39;atteindre des niveaux de traçage état ​​d&#39;équilibre d&#39;environ 35 minutes après l&#39;administration du traceur . </li><li> Intercritiques séance de PET. </li><li> Répétez les étapes 2.2 à 2.6 lors de la phase non-maux de tête. </li></ol></li></ol> 3. Reconstruction TEP données <ol><li> Reconstruire des images PET en utilisant des algorithmes interactifs dans une matrice de 128 x 128 pixels dans un champ de vision (FOV) d&#39;un diamètre de 28,8 cm. </li><li> Acquérir 21 trames d&#39;image et co-registre à l&#39;autre pour corriger le mouvement pendant le balayage. </li><li> Obtenir une transmission 6 min (source 68Ge) numériser avant la TEP pour les fins de la correction de l&#39;atténuation. </li><li> Convertir les données d&#39;image dynamique pour chaque balayage sur la base de voxel par voxel en deux ensembles d&#39;images paramétriques (10-40 min): <ol><li> Utilisez une mesure de transport de traceur (K1 ratificationo) pour les procédures de coregistration et de normalisation; et </li><li> Utilisez une mesure liée au récepteur, BP ND, proportionnelle à Bmax (concentration du récepteur) pour diviser par Kd (de l&#39;affinité du récepteur). </li></ol></li><li> Estimer ces mesures à l&#39;aide de l&#39;analyse graphique Logan à base de région de référence avec le cortex occipital comme la région de référence 12. </li></ol> 4. Analyse des données PET REMARQUE: normaliser anatomique images dans l&#39;espace de modèle à l&#39;aide de la statistique paramétrique cartographie (SPM8) logiciel en suivant la séquence ci-dessous. <ol><li> Co-enregistrer l&#39;analyse de M. et analyses K1. </li><li> Normaliser l&#39;analyse de M. à l&#39;Institut neurologique de Montréal (INM) cerveau de modèle à l&#39;aide Dartel. </li><li> Appliquer la matrice de déformation résultant des images TEP. </li><li> Vérifiez la co-registration et l&#39;exactitude de normalisation en comparant les images IRM et PET transformées au modèle de l&#39;atlas de l&#39;INM. </li><li> Région d&#39;intérêt (ROI) analyse. </li&gt; </ol> Examiner l&#39;activité de plusieurs régions bilatérales qui sont engagés lors du traitement de la douleur, y compris: <ul><li> A. antérieur / interne / cingulaire postérieur </li><li> B. Insula </li><li> C. Hippocampus </li><li> D. amygdale </li><li> E. tête caudé / corps </li><li> F. Nucleus accumbens </li><li> G. Putamen </li><li> H. latéral / médial globus pallidus </li><li> Noyaux I. Thalamus (ventral antérieur, postérieur ventral latéral / médial, latéral postérieur, médian, latéral dorsal / interne) </li><li> J. périaqueducale matière grise (PAG) </li></ul><ol><li> Définir MarsBaR (dans l&#39;espace normalisé pour chacune de ces régions, à l&#39;exception de la PAG Générer le PAG ROI en plaçant une sphère de 3 mm au point de coordonnées: droite: 4, -28, -6 et à gauche:. -2, -28 , -6. L&#39;emplacement de cette PAG a déjà été démontré que des altérations diffusionnels et de connectivité chez les patients migraineux par rapport à des témoins sains 13,14. NOTE: études test-retest avec [11 C] Carfentanil montrer la reproductibilité des mesures BP ND de bien moins de 10%, avec la plupart des régions corticales étant de 3 - 5% 15. Les plus grands coefficients de variation (CoV = Std.Dev. / Moyenne) sont généralement observés dans les régions ayant la plus faible de liaison, cependant, même dans les régions corticales avec le plus bas liaison BP ND de CoV sont ~ 0,5. Par conséquent, les variations en pourcentage ROI μOR BP ND entre les analyses ne sont considérées comme significatives lorsque plus de 10%. </li></ol> 5. 3D-Neuronavigation <ol><li> Préparation pour une expérience 3D-IIN <ol><li> Organiser les données fournies dans le format de données volumétrique NIfTI comme une pile d&#39;images avec des niveaux de densité et d&#39;activation définis comme 16 bits. </li><li> Porter des lunettes LCD actives à obturation pour permettre à la fois l&#39;effet 3D stéréoscopique séquentielle. Les lunettes fonctionnent à travers le blocage d&#39;un œil tandis que l&#39;image de l&#39;autre oeil est affiché à l&#39;écran. Le processus se répète ensuite pour l&#39;autre œil. Cette shutterieffet ng se produit à 110 Hz. </li><li> Utiliser un joystick pour les interactions avec la simulation après avoir été instruit sur son utilisation. </li><li> Équipez les lunettes à obturateur et le joystick avec des marqueurs réfléchissants pour permettre un suivi précis de 6DOF des objets dans l&#39;espace via un système de capture de mouvement Vicon. </li></ol></li><li> Afficher Aubject données d&#39;activation <ol><li> Utilisez des fichiers de configuration XML pour définir les correspondances de couleurs des niveaux de densité et d&#39;activation, qui sont chargés lorsque l&#39;application commence et partagées avec chaque ordinateur dans le cluster. </li><li> Acquérir cellules volumétriques en 3 dimensions des NIfTIdata fournies établis par l&#39;entremise des fonctions de chargement interne de la veine jugulaire et la bibliothèque open source de logiciels &quot;Niftilib&quot;. </li><li> Partager résultant cellules volumétriques à chaque ordinateur du cluster pour améliorer la vitesse. </li><li> Interpréter cellules volumétriques par un shader de OpenGL (GLSL) qui mène la marche des rayons et l&#39;affichage des voxels avec différentes couleurs et les transparences définies parassociation de couleurs des fichiers de configuration XML précédemment partagés. </li></ol></li><li> Obtenir l&#39;emplacement dans le système Vicon et l&#39;utiliser pour mettre à jour les perspectives dessinés des données volumétriques sur chaque écran. </li><li> interactions de disques et les utiliser pour ajuster dynamiquement et couper plans à travers les données afin de naviguer dans l&#39;espace virtuel. </li></ol> 6. 3D immersive et interactive neuronavigation (3D-IIN) <ol><li> Stocker des données d&#39;activation sujet dans le format de données NIfTI, un type de données volumétriques qui est interprété en utilisant la bibliothèque Niftilib. </li><li> Obtenir les interactions et l&#39;emplacement grâce à un système de suivi Vicon, un joystick, et entrée gestuelle. Utilisez ces informations pour assurer l&#39;image affichée représente le point de vue correct, permet d&#39;explorer en temps réel de l&#39;ensemble de données, et de permettre un contrôle dynamique jusqu&#39;à 3 plans de coupe arbitraires en utilisant les mouvements familiers et des systèmes de contrôle (Figure 1). </li></ol>

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</ol>

Les auteurs n&#39;ont rien à révéler.

Dans ce rapport de cas, les données de la neuro-imagerie de migraine réelle a été explorée pour la première fois, dans une réalité virtuelle en 3D totalement immersive, qui a démontré une diminution de la disponibilité des récepteurs μ-opioïdes (μOR BP ND). Les réductions de μOR BP ND impliquent qu&#39;il existe une occupation plus élevé et / ou une perte de récepteurs de μ-opioïde dans le système nerveux central. Réductions aigus dans μOR BP ND dans les régions douleur matrice pendant le scan ictal par rapport à l&#39;analyse intercritiques, devraient se produire à la suite de la libération d&#39;opioïdes endogènes qui interagissent avec μORs comme une réponse réglementaire à la douleur continue, faisant moins μORs accessible au traceur radioactif. La nouveauté de notre étude de neuro-imagerie de la migraine ictal réside dans la nouvelle approche de neuronavigation 3D pour enquêter sur des données réelles du cerveau d&#39;un patient dans la réalité virtuelle. La technologie de radio-traceur PET a été utilisé pour mesurer les changements dans μORsla disponibilité avec le [11 C] carfentanil. Si l&#39;on examine lors de l&#39;événement de maux de tête, le cerveau des migraineux sont généralement numérisées suivant un déclencheur d&#39;attaque (par exemple., La trinitrine, photostimulation) 16,17, ou en vertu de la demande d&#39;une technique spécifique évoqué stimulus (par exemple., La douleur, la brosse, la lumière , et l&#39;odeur) 18-20. Toutes ces études corroborent la connaissance que le trouble est associé à une hyperexcitabilité corticale et sous-corticale pendant la phase de mal de tête. Cependant, une telle pléthore de stimuli dans les protocoles de neuroimagerie présente de multiples facteurs qui brouillent notre compréhension de la semelle impact d&#39;une attaque de migraine aiguë sur le système nerveux central. D&#39;après les quelques études fonctionnelles précédentes sans la présence de la stimulation exogène, il ya une indication de l&#39;augmentation du débit cérébral régional dans des domaines tels que le cortex cingulaire, l&#39;hypothalamus, et le tronc cérébral 21, qui peut persister même après un traitement aigu 22. Jusqu&#39;alors, Les techniques de neuroimagerie appliquées n&#39;ont pas permis la caractérisation moléculaire des procédés neurotransmetteur / récepteurs impliqués dans la crise de migraine, tels que le mécanisme de μ-opioïde endogène, l&#39;un des moyens analgésiques les plus importantes dans le cerveau. En outre, notre méthode a permis à ces processus à explorer en utilisant la neuronavigation 3D dans un environnement virtuel. Le système de modulation de la douleur descendante est un réseau complexe qui régit le traitement de la douleur dans une grande mesure par l&#39;intermédiaire de récepteurs de μ-opioïdes dans le cerveau, y compris la colonne vertébrale à des zones supra-spinal. Ces domaines sont connus pour être impliqués dans endogène anti-nociception, l&#39;analgésie induite par le stress, et dans l&#39;action des médicaments opiacés couramment utilisés pour le traitement de la douleur chronique et la migraine. En fait, la vasodilatation neurogène dural associée à la migraine peut être inhibée par la morphine et reprises ultérieurement par la naloxone, un antagoniste opioïde, ce qui indique que les effets de la morphine sur neurogèneinflammation médiée sont spécifiquement via l&#39;activation des récepteurs μ-opioïdes 23. Fait intéressant, l&#39;ampleur des opioïdes / μORs activations régionales endogènes chez l&#39;homme est liée à la capacité de l&#39;individu à supprimer des éléments sensoriels et affectifs de l&#39;expérience de la douleur 24. Dans notre étude, les régions du cerveau qui ont montré des réductions de la disponibilité des récepteurs μ-opioïdes pendant la phase ictal sont responsables pour les deux éléments de l&#39;expérience de migraine et sa modulation. Ils sont l&#39;ACC, le thalamus, ganglions de la base (p. ex., CCNA), l&#39;hippocampe et le PAG. En plus de la sensibilisation en raison de la circulation afférente trijumeau anormale, une hypothèse solide pour la migraine physiopathologie est le dysfonctionnement du système de modulation. Dans ce cas, les projections de / vers les structures du tronc cérébral, comme le PAG, où il ya une forte expression de récepteurs opioïdes, serait inefficace produire leur effet anti-nociceptif sur ASCEnding neurones sensoriels. En outre, d&#39;autres structures corticales supérieures participent à ce mécanisme de modulation de la douleur défectueux dans la migraine. Une étude récente de l&#39;état de repos intercritiques ont signalé des changements dans la connectivité des migraineux par rapport aux témoins sains dans le PAG ventrolatérale et la plupart des (sous-) structures corticales dans le système de la douleur modulateur et corrélée ceux-ci avec la fréquence des attaques de maux de tête 13. Les régions avec des changements de connectivité trouvés dans cette étude sont les mêmes que celles des changements dans μOR BP ND trouvé dans notre propre étude. Le même endroit PAG a été signalé comme englobant la neuroplasticité microstructure chez les migraineux 14, et ici eu une diminution considérable de μOR BP ND lors de l&#39;attaque. D&#39;autres études avec de plus grandes cohortes sont nécessaires pour confirmer et étendre les résultats présentés dans ce rapport de cas. Par exemple, il est actuellement inconnu pourquoi le système ne répond pas correctementà l&#39;utilisation à long terme des opioïdes exogènes fréquemment prescrits dans les cliniques de la migraine. Néanmoins, notre étude fournit des informations mécaniste importante, sur l&#39;impact de la migraine dans le système de μ-opioïdes, et utilise une nouvelle 3D immersive et interactive neuronavigation (3D-IIN) approche pour la première fois. Dans l&#39;avenir, cette méthode 3D exploratoire pourrait fournir un point de vue beaucoup plus immersif et interactif pour examiner le cerveau des patients dans la recherche et la clinique.

La migraine est un trouble de la douleur du trijumeau chronique qui affecte près de 16% des femmes et 6% des hommes aux États-Unis et dans le monde 1-3. Crises de migraine répétitives ont un impact sur ​​une grande partie de l&#39;existence du patient, altérant la qualité de vie et la performance, ce qui coûte des milliards de dollars dans manqués jours école / travail et l&#39;utilisation des soins de santé 4. Lors des attaques de maux de tête invalidants, ses victimes ont une sensibilité accrue marquée à nocive (hyperalgésie) et même des stimuli nonnoxious (allodynie) de 5. Le système de neurotransmetteur μ-opioïdes est l&#39;un des mécanismes de modulateurs de la douleur endogènes principaux dans notre cerveau. Il est impliqué dans la régulation de la perception de la douleur expérimentale et clinique, ainsi que dans l&#39;action analgésique des opioïdes 6-9 qui ont été associés à la chronicisation de la crise de migraine 10. Les progrès récents en tomographie par émission de Tomographie (PET) l&#39;imagerie moléculaire permet pour l&#39;étude des mécanismes moléculaires importantes dans le cerveau des patients atteints de douleur chronique in vivo 11. Dans cette étude, malgré les défis logistiques de synchroniser l&#39;aléatoire et débilitante nature des attaques épisodiques avec la complexité de la configuration de la session PET / de traceur radioactif, neuronavigation 3D a été utilisé pour la première fois d&#39;étudier la disponibilité μOR dans des régions clés douleur matrice d&#39;un patient cerveau au cours d&#39;une migraine spontanée. Présentation de cas A 36 ans, femme asiatique a été inclus dans l&#39;étude. Elle a présenté avec une histoire de 10 ans de la migraine avec aura visuelle. Migraines côté droit se sont produits en moyenne 12 jours par mois, avec une intensité modérée à sévère de la douleur qui dure habituellement pendant 72 heures (si non traitée ou traitée sans succès). Il y avait une augmentation de la fréquence des attaques de maux de tête autour de son cycle menstruel, quieu un motif régulier tout au long de l&#39;étude. Les symptômes associés suivants: nausées, vomissements, photophobie, phonophobie et. Pendant les attaques régulières des maux de tête, elle ne présentait pas de symptômes autonomes. Comme traitement, elle gérait ses symptômes avec un traitement pharmacologique ne avortée, qui était basée sur des médicaments anti-inflammatoires non stéroïdiens, et il n&#39;y avait aucune indication de surutilisation de médicaments ou la consommation d&#39;opiacés. L&#39;examen clinique lors de la visite de dépistage était insipide et sans anomalies, et un examen des systèmes était dans les limites normales. Elle est célibataire sans enfants, et n&#39;utilisait pas de médicaments contraceptifs.

3d-neuronavigation<em&gt; in vivo</em&gt; dans le cerveau d&#39;un patient pendant une spontanée migraine

3D-Neuronavigation In Vivo Through a Patient's Brain During a Spontaneous Migraine Headache

Un nombre croissant de recherches, généré principalement d&#39;études basées sur l&#39;IRM, montre que la migraine semble se produire, et peut-être supporter, en raison de la modification des processus neuronaux spécifiques dans le système nerveux central. Cependant, on manque d&#39;informations sur l&#39;impact moléculaire de ces changements, notamment sur le système opioïde endogène pendant les migraines, et la neuronavigation par ces changements n&#39;a jamais été fait. Cette étude visait à étudier, en utilisant un nouveau 3D immersive et interactive neuronavigation (3D-IIN) approche, la transmission de μ-opioïde endogène dans le cerveau lors d&#39;une attaque de migraine in vivo. C&#39;est sans doute l&#39;un des plus neuromechanisms centrales associées à la régulation de la douleur, affectant plusieurs éléments de l&#39;expérience de la douleur et de l&#39;analgésie. A 36 ans, femme, qui souffre de migraine depuis 10 ans, a été balayée dans le mal de tête typique (ictus) et nonheadache (intercritiques) phases de la migraine à l&#39;aide de positons Emisstomographie ion (PET) avec le carfentanil radioactif sélective [11 C], qui nous a permis de mesurer la disponibilité des récepteurs μ-opioïdes dans le cerveau (potentiel de liaison non déplaçable - μOR BP ND). Le radiotraceur courte vie a été produit par un appareil de synthèse chimique cyclotron et sur le campus situé à proximité immédiate de l&#39;installation d&#39;imagerie. Les deux TEP, intercritiques et ictal, ont été programmés lors des phases distinctes de milieu-fin folliculaires du cycle menstruel de la patiente. Au cours de la session de PET ictal son attaque de maux de tête spontanée atteint des niveaux d&#39;intensité sévère; progresse à des nausées et des vomissements à la fin de la session de numérisation. Il y avait des réductions μOR BP ND dans les régions douleur modulateurs du système de μ-opioïde endogène pendant la phase ictal, y compris le cortex cingulaire, noyau accumbens (CNAC), le thalamus (Thal), et de la matière grise périaqueducale (PAG); indiquant que μORs étaient déjà occupées par les opioïdes endogènes libérésen réponse à la douleur présente. À notre connaissance, c&#39;est la première fois que l&#39;évolution μOR BP ND au cours d&#39;une crise de migraine maux de tête ont été neuronavigated utilisant une nouvelle approche 3D. Cette méthode permet pour la recherche et l&#39;éducation exploration interactive d&#39;une crise de migraine en neuroimagerie l&#39;ensemble de données d&#39;un patient réel.

Le patient a présenté à l&#39;hôpital avec un mal de tête pulsation temporelle et occipital droit, avec une intensité de 6 sur une échelle de douleur 0-10. Elle avait son type de migraine, mais sans aura. Il a engagé à l&#39;éveil de 5 heures avant le (ictus) séance de PET, et elle a réussi à le tolérer sans pharmacothérapie avortée. À sa connaissance, le mal de tête n&#39;a pas été évoqué par un facteur déclenchant (par exemple, l&#39;alcool, la privation de sommeil). Pas de symptômes autonomes ont été signalés, mais photophobie et phonophobie étaient présents. Après l&#39;ouverture de la session de PET ictal l&#39;intensité des maux de tête escalade, atteignant des niveaux graves (9 sur une échelle de douleur 0-10) 60 min dans l&#39;étude; progresse à des nausées et des vomissements à la fin de la session de numérisation. Diminution de la μOR BP ND a été remarqué dans le cerveau du patient au cours de la migraine spontanée (phase ictus), par rapport à la ligne de base (phase intercritique) (Figure 2). Il nousre réductions de brevets dans μOR BP ND dans les principales régions douleur matrice du système de μ-opioïde endogène, y compris les noyaux suivants thalamus: dorsales latéral droit (11, -19, -16: 10,2%), dorsal médial droit (6, -17, -8: 11,1%), la ligne médiane droite (8, -19, -16: 27%), et ventral antérieur (9, -9, -12: 12,0%). En outre, des modifications ont été trouvés dans le droit antérieur (8, 35, 14: 13,7%) et cortex cingulaire postérieur (-5, -44, 23: 11,8%) à gauche, corps gauche caudé (-11, 6, 15: 12.0 %), pallidus interne du globus (à droite: 16, -4, -3: 16,2%; gauche: -14, -4, -3: 22,6%), le noyau accumbens gauche (-9, -11, -7: 10,5% ), et de l&#39;hippocampe (à droite: 30, -22, -14: 12,6%; gauche: -30, -22, -14: 11,5%). Il y avait une augmentation de μOR BP ND seulement dans l&#39;amygdale gauche (-23, -4, -19: 11,7%). Dans le tronc cérébral, la réduction significative de ictal μOR BP ND étendue de la rostrale à caudale périaqueducale matière grise (PAG) (à droite: 4, -28, -6: 15,1%; gauche: -2, -28, -6: 14,6 %) (Fig.ure 3). Cependant, les variations en pourcentage de l&#39;hémisphère mondiaux dans le μOR BP ND au cours de la crise de migraine ont été modestes (à droite: 8,5%; gauche: 8,29%), ce qui indique que la baisse de la μOR BP ND étaient spécifiques aux structures douleur-matrice dans le cerveau . <img alt="Figure 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50682/50682fig1highres.jpg" width="500" /> Figure 1. Pleine réalité virtuelle 3D de navigation de données d&#39;un Migrainous cerveau. Pour la première fois des données migraine réelle de neuro-imagerie a été exploré dans une réalité virtuelle 3D totalement immersive, qui comprend la navigation sans restriction par les données (par les étudiants, cliniciens et chercheurs) sur la disponibilité des récepteurs μ-opioïdes (μOR BP ND) dans le cerveau pendant l&#39;attaque de migraine in vivo. <img alt="Figure 2" fo: contenu width = &quot;5 po&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/50682/50682fig2highres.jpg&quot; width = &quot;500&quot; /&gt; .. Figure 2 μ-opioïdes Profil du cerveau d&#39;une migraine in vivo La phase ictal (rangée inférieure) - phase de maux de tête - montre une diminution de la disponibilité des récepteurs μ-opioïdes (μOR BP ND) dans les régions douleur matrice (Seuil, DV = 4,50). Ce résultat représente peut-être une augmentation de la libération de μ-opioïde endogène au cours de la crise de migraine, comme une réponse réglementaire à l&#39;maux de tête sévères en cours. Mots clés: thalamus (Thal), noyau accumbens (Nac), et le cortex cingulaire antérieur (ACC). <img alt="Figure 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50682/50682fig3highres.jpg" width="500" /> Figure 3. Mésencéphale / Pons / Medulla μ-opioïdes récepteur Disponibilité cours d&#39;une crise de migraine in vivo. Ictal La phase (à droitecolonne) - phase de maux de tête - montre une diminution de la disponibilité des récepteurs μ-opioïdes long de la substance grise péri-épendymaire (PAG) (valeur de seuil, DV = 4,50), par rapport à la phase intercritique (colonne de gauche) - phase non des maux de tête. Mots clés: PAG: r - rostrale; m - médiale; c - caudale.

Dans cette étude, les auteurs rapportent pour la première fois un roman 3D immersive et interactive neuronavigation (3D-IIN) par l&#39;impact d&#39;une crise de migraine spontanée des maux de tête dans le système du cerveau d&#39;un patient in vivo μ-opioïdes.

3D-Neuronavigation<em&gt; In Vivo</em&gt; Dans le cerveau d&#39;un patient pendant une spontanée migraine

A growing body of research, generated primarily from MRI-based studies, shows that migraine appears to occur, and possibly endure, due to the alteration ...

L'objectif général de cette procédure est d'étudier l'utilisation d'une neuronavigation 3D innovante afin d'explorer la transmission endogène des récepteurs opioïdes mu dans le cerveau pendant une crise spontanée de migraine in vivo. Cette étude est réalisée en scannant d'abord un patient migraineux pendant une phase typique de céphalée et une phase sans céphalée, à l'aide de la tomographie par émission de positons (TEP) avec un traceur radioactif sélectif, le carfentanil marqué au carbone 11, qui nous permet de mesurer la disponibilité des récepteurs opioïdes mu dans le cerveau.La deuxième étape consiste à vérifier la précision du co-repérage et de la normalisation en comparant les images IRM et TEP transformées au modèle d'atlas MNI. Afin d'appliquer une analyse de région d'intérêt (ROI), la dernière étape consiste à organiser et stocker les données d'activation des sujets dans le format de données « nifty » pour afficher le volume dans une configuration groupée multi-écran entièrement immersive. En définitive, le système de neuro-navigation 3D permet une exploration en temps réel du jeu de données et offre un contrôle dynamique ainsi qu'une dissection des données d'imagerie neurologique du patient pendant une crise de migraine dans un environnement de réalité virtuelle.Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes réside dans la possibilité d'interagir pleinement et de naviguer en temps réel à travers le cerveau d'un patient pendant une crise de migraine. Cette méthode peut aider à répondre à des questions essentielles dans le domaine de la migraine, telles que les régions cérébrales qui sont plus ou moins actives pendant une crise, au niveau moléculaire, in vivo, à l’aide d’un traceur spécifique d’opioïdes mu marqué au carbone 11, ciblant l’un des principaux mécanismes analogues dans le cerveau. En général, les personnes novices dans cette méthode éprouvent des difficultés en raison de la complexité liée à l’adaptation des données de neuroimagerie et du défi que représente la création d’un environnement de réalité virtuelle entièrement interactif.Virtuel, réalité virtuelle, Le logiciel a été développé pour créer une expérience immersive complète. L'ordinateur utilise un équipement avancé de suivi des mouvements afin de suivre le point de vue de l'utilisateur et ses gestes dans l'espace de réalité virtuelle. Des lunettes spéciales à obturateur transmettent au cerveau des perspectives distinctes pour l’œil gauche et l’œil droit, qui se combinent pour former la perception d'une expérience 3D pour l'utilisateur, et elles sont vraiment impressionnantes.Avant de préparer le sujet pour ces examens dans ce protocole, obtenez d'abord son consentement écrit et éclairé. Ensuite, le jour de l'IRM, demandez au sujet de recherche de remplir un formulaire de dépistage de sécurité pour l'IRM. Pendant une phase intercritique chez le patient, acquérez une image IRM anatomique pondérée en T1 à haute résolution sur un appareil d'IRM de trois Tesla. Une épaisseur de coupe de un millimètre est recommandée pour cet examen.Ensuite, avant de confirmer la date de la tomographie par émission de positons (TEP) du sujet, contacter celui-ci afin de vérifier dans quelle phase du cycle menstruel elle se trouvera le jour de l'examen. Il est recommandé d'effectuer la TEP en milieu ou en fin de phase folliculaire. Une fois la date de l'examen confirmée, soumettre une demande de production de carfentanil marqué au carbone 11, un traceur radiopharmaceutique à demi-vie courte présentant une affinité sélective pour les récepteurs opioïdes mu, à l'aide d'un cyclotron situé à proximité du site d'imagerie.Remarquez que ce traceur doit être produit deux heures avant l'examen. Ensuite, le jour de l'exploration TEP potentielle en phase ictale, contactez le sujet deux heures avant le rendez-vous afin de confirmer la présence d'une crise de migraine spontanée. Si une crise de migraine est présente, validez le diagnostic de migraine conformément à la classification internationale des troubles céphalalgiques.Après le diagnostic, confirmez que le participant est en mesure de se rendre à l'hôpital en toute sécurité pour subir l'examen. Fournissez un moyen de transport si le sujet ne se sent pas à l'aise pour conduire ou s'il n'y a pas de conducteur désigné disponible. Lorsque le participant arrive à l'hôpital, accompagnez-le au service TEP pour une nouvelle confirmation du diagnostic selon les mêmes critères internationaux.Ensuite, avant le scan, réalisez un test urinaire de dépistage de drogues afin de confirmer que le sujet n’a pris aucune substance susceptible d’interagir avec le traceur, ainsi qu’un test de grossesse. Vérifiez que le participant comprend les risques et les avantages de la procédure TEP, et assurez-vous du consentement éclairé conformément aux directives du technologue en médecine nucléaire. Aidez le sujet à s’installer confortablement dans le scanner pour chaque administration du traceur.Administrer 50 % en bolus, le reste étant perfusé en continu pendant l'examen afin d'obtenir des concentrations stables du traceur. Environ 35 minutes après l'administration du traceur, réaliser un examen TEP de 90 minutes ; un scanner Siemens HR plus en mode 3D est utilisé ici. Les images reconstruites doivent présenter une résolution à mi-hauteur d'environ 5,5 millimètres dans le plan et de 5,0 millimètres.Effectuez également une TEP INTERICTALE en répétant ces étapes pendant une phase sans céphalée au cours du cycle menstruel suivant. Ensuite, reconstruisez les données TEP et effectuez l'analyse des données, y compris la normalisation et l'analyse des régions d'intérêt. Consulter le texte accompagnant ce protocole pour plus de détails.Pour préparer l'expérience de neuronavigation 3D interactive, organisez d'abord les données fournies au format volumétrique NIfTI en une pile d'images avec des niveaux de densité et d'activation définis sur 16 bits. Portez des lunettes actives à obturateur LCD afin d'activer l'effet stéréoscopique 3D séquentiel dans le temps. Les lunettes à obturateur fonctionnent en bloquant l'image pour un œil pendant que l'image destinée à l'autre œil est affichée.Le processus alterne entre les yeux afin de produire un effet 3D et fonctionne à 110 hertz. Utilisez un manche à balai pour interagir avec la simulation et les instructions concernant son utilisation, ainsi que les lunettes à obturation et le manche à balai équipés de marqueurs réfléchissants permettant un suivi précis à six degrés de liberté (6 DOF) des objets dans l'espace au moyen d'un système de capture de mouvement Vicon. Ensuite, affichez les données d'activation du sujet ; utilisez des fichiers de configuration XML pour définir les correspondances de couleurs selon la densité et les niveaux d'activation, qui sont chargés au démarrage de l'application et partagés avec chaque ordinateur du cluster.Acquérir des cellules volumétriques tridimensionnelles à partir du jeu de données fourni au moyen des fonctions internes de chargement de jugulars et de la bibliothèque logicielle open source nifty lab. Le temps de chargement typique est inférieur à une minute, mais le partage des cellules volumétriques résultantes avec chaque ordinateur et le cluster améliorera la vitesse. Interpréter les cellules volumétriques à l’aide d’un shader OpenGL qui effectue un parcours de rayons et affiche les voxels avec des couleurs et des transparences variables définies par les fichiers de configuration XML de cartographie des couleurs précédemment partagés.Obtenez la position à l’aide du système de capture de mouvement Vicon et utilisez-la pour mettre à jour les perspectives dessinées des données volumétriques sur chaque écran. Enregistrez les interactions et utilisez-les pour ajuster dynamiquement et couper les plans à travers les données, ainsi que pour naviguer dans l’espace virtuel afin d’assurer une neuro-navigation interactive tridimensionnelle. Commencez par stocker les données d’activation du sujet dans le format de données nifty, un type de données volumétriques interprété à l’aide de la bibliothèque nifty live.Ensuite, pour afficher le volume dans une configuration groupée multi-écran entièrement immersive, appliquez les données volumétriques sur les faces arrière d’un cube à échelle réduite et rendez-les à l’aide d’un shader GL SL à passe unique. Le tableau de shaders parcourt le volume en affichant des voxels avec des couleurs et des transparences variables selon les niveaux de densité et d’activation. Obtenez les interactions et la position à l’aide du système de suivi, d’un dispositif de type manette et d’entrées gestuelles.Utilisez ces informations pour vous assurer que l'image affichée représente le bon point de vue, permettant ainsi l'exploration en temps réel du jeu de données. Activez également le contrôle dynamique de jusqu'à trois plans de coupe arbitraires à l'aide de mouvements et de schémas de commande familiers. Ici, nous pouvons observer un profil cérébral d'opioïde mu d'un migraine in vivo.La phase ictale ou céphalée montre une diminution de la disponibilité des récepteurs opioïdes mu dans les régions de la matrice de la douleur. Cela représente probablement une augmentation de la libération endogène d'opioïdes mu pendant l'attaque migraineuse, en tant que réponse régulatoire à la céphalée sévère en cours. Voici un exemple de disponibilité des récepteurs opioïdes mu dans le mésencéphale, le pont et le bulbe rachidien durant une attaque migraineuse in vivo.La phase ictale de céphalée montre une diminution de la disponibilité des récepteurs opioïdes mu le long de la substance grise périaqueducale, par rapport à la phase interictale sans céphalée. Les implications de cette technique s'étendent à la thérapie de la migraine, car elle permet de définir avec une plus grande précision d'éventuelles cibles cérébrales pour les traitements futurs, notamment la neuromodulation. Bien que cette méthode puisse fournir des informations sur la migraine, elle peut également être appliquée à d'autres troubles neurologiques tels que les troubles neurologiques, la dépression et la dépendance.La combinaison de la navigation neurologique 3D et de l'imagerie cérébrale permet aux chercheurs, cliniciens et enseignants spécialisés en douleur et en neurosciences d'explorer le cerveau dans un environnement virtuel bien plus interactif et immersif. Les résultats présentés fournissent des informations mécanistiques importantes sur l'impact de la céphalée migraineuse sur le système opioïde MO.

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