Un pipeline pour la 3D multimodalité Intégration image et assistée par ordinateur Planification en chirurgie de l'épilepsie

L’objectif global de cette description du pipeline logiciel est de permettre la diffusion du logiciel lui-même dans d’autres centres, permettant à d’autres groupes de bénéficier de l’intégration d’images multimodales 3D dans la chirurgie de l’épilepsie. Les principaux avantages sont que toutes les étapes des évaluations préopératoires de l’épilepsie, y compris l’enregistrement d’images, la segmentation de l’anatomie et la planification assistée par ordinateur, peuvent être effectuées sur une seule plate-forme logicielle. La visualisation 3D des structures cérébrales, couplée à l’intégration d’images multimodales, et le planificateur automatique multi-trajectoires pour l’implantation d’électrodes, sont des outils pertinents pour augmenter l’efficacité et la sécurité de la chirurgie de l’épilepsie.

L’affichage 3D multimodal de l’imagerie cérébrale structurelle et fonctionnelle, y compris les structures et les fonctions normales et anormales, permet une planification et une implantation plus précises et plus rapides des électrodes de profondeur. Commencez par ouvrir le logiciel interne sur un PC et chargez les données. Notez l’affichage de la fenêtre deux par deux, le gestionnaire de données à l’extrême gauche, les icônes en haut représentant différents outils de traitement d’image et l’outil sélectionné à l’extrême droite.

Importez les données en cliquant sur l’icône « ouvrir ». Faites défiler différents ensembles de données pour vous assurer qu’ils sont complets. Ensuite, co-enregistrez des images uniques en sélectionnant l’outil NiftyReg parmi les icônes de vitesse.

Sélectionnez la neuronavigation T1 avec du gadolinium dans le gestionnaire de données à utiliser comme image de référence. Ensuite, sélectionnez l’image flottante à co-enregistrer dans l’image de référence. Définissez le nom et l’emplacement de l’image enregistrée.

Définissez les paramètres d’optimisation sur le niveau quatre, le niveau sur trois, le nombre d’itérations sur cinq et le type de co-enregistrement sur le corps rigide. Cliquez sur Exécuter pour co-enregistrer le corps rigide automatisé. Ensuite, vérifiez l’exactitude du co-enregistrement en inspectant l’image enregistrée sur l’image de référence.

Modifiez la transparence de l’image enregistrée en cliquant avec le bouton droit de la souris sur l’image dans le gestionnaire de données et en déplaçant le curseur d’opacité. Commencez par sélectionner l’image à segmenter dans le gestionnaire de données, puis sélectionnez l’outil d’édition de segmentation à partir des icônes de vitesse. Utilisez des outils de segmentation avancés pour dessiner la région d’intérêt sur plusieurs tranches d’imagerie dans les plans axial, coronal et sagittal.

Enfin, sélectionnez l’interpolation 3D pour visualiser l’évolution de la structure segmentée dans une fenêtre 3D. Confirmez la segmentation pour générer un nouveau fichier Nifty de la structure segmentée. Faites un clic droit sur le fichier Nifty dans le gestionnaire de données et sélectionnez une surface polygonale lisse.

Commencez par sélectionner le fichier image dans l’ensemble de la parcellation cérébrale sur le gestionnaire de données et assurez-vous que cette image est co-enregistrée avec l’image de référence. Sélectionnez les outils de traitement de base à partir des icônes de vitesse. Appliquez un seuil de un à 5002 pour créer un masque binarisé du cortex.

Faites un clic droit sur le fichier Nifty dans le gestionnaire de données et sélectionnez une surface polygonale lisse. Sélectionnez l’outil d’extraction de cuve pour extraire les modèles de surface des cuves. Ensuite, choisissez l’ensemble de données d’imagerie vasculaire

Spécifiez le nom et l’emplacement du fichier Nifty d’extraction de récipients. Cliquez sur Exécuter" pour exécuter l’extracteur de récipient. Appliquez un masque intracrânien au résultat en utilisant la fonction de multiplication des outils de traitement d’image de base pour supprimer les vaisseaux extracrâniens.

Enfin, pour afficher les régions d’intérêt en tant que surfaces 3D, sélectionnez l’icône de l’extracteur de surface et définissez le seuil d’extraction de surface. Sélectionnez Appliquer et nommez le rendu de surface dans le gestionnaire de données. Commencez par exécuter un planificateur multi-trajectoires en sélectionnant l’icône du planificateur de trajectoire.

Sélectionnez l’IRM Neuronavigation T1 comme image de référence. Ensuite, sélectionnez des points cibles, tels que l’amygdale, l’hippocampe, l’insula ou le gyrus cingulaire, en maintenant la touche Maj enfoncée et en cliquant sur le bouton gauche de la souris. Ou chargez les points cibles à partir du fichier précédemment enregistré.

Ensuite, sélectionnez les points d’entrée, ainsi que le masque d’exclusion du cuir chevelu dans le menu déroulant ci-joint afin de limiter la recherche de points d’entrée possibles à une seule zone chirurgicalement réalisable. Marquez les surfaces des structures critiques que les trajectoires doivent éviter dans la liste déroulante. Sélectionnez les paramètres avancés et ajustez les contraintes définies par l’utilisateur concernant la longueur de la trajectoire, l’angle d’entrée et la distance entre les trajectoires.

Ensuite, exécutez un planificateur à plusieurs trajectoires en sélectionnant Ajouter un nouveau plan et Recalculer le plan. Ensuite, utilisez l’icône de vitesse de visualisation des risques pour évaluer les profils de risque et de sécurité après la planification de la trajectoire. Notez les paramètres de la longueur, de l’angle d’entrée, du risque cumulatif, de la distance minimale par rapport aux vaisseaux sanguins et des rapports de matière grise et blanche.

Sélectionnez la carte des risques" dans le gestionnaire de données en cliquant sur une trajectoire spécifique pour afficher une carte de contour codée en couleur recouvrant le masque d’exclusion du cuir chevelu. Notez que les points d’entrée potentiels sont codés par couleur en fonction du niveau de risque, de sorte que le rouge représente un risque élevé et le vert représente un risque faible pour toute trajectoire sélectionnée. Ensuite, exportez les plans et les modèles vers la salle d’opération.

Pour ce faire, assurez-vous d’abord que l’image de référence a été chargée au format icône, puis ouvrez l’outil d’exportation S7. Définissez l’image de référence, les plans, les trajectoires et les modèles à exporter, et spécifiez la destination de l’archive enregistrée. Exécutez ensuite l’outil d’exportation S7.

Enfin, téléchargez l’archive enregistrée sur une clé USB pour la transférer vers un système de neuronavigation dans la salle d’opération. Chargez le dossier archivé sur le système de neuronaivgation pour la mise en œuvre clinique des trajectoires prévues. Ce protocole permet une intégration plus rationalisée des images, ainsi que la visualisation et la planification 3D avant une chirurgie de l’épilepsie.

La planification assistée par ordinateur génère des implantations plus sûres et plus efficaces, qui peuvent être réalisées de manière rapide par rapport à la planification manuelle. Ici, un résultat typique est montré à partir du planificateur multi-trajectoires 3D. Les structures critiques qui ont été pénétrées sont les veines, les artères et les solci de surface, qui permettent des implantations d’électrodes plus précises.

Cette vidéo devrait vous donner une bonne compréhension des principes de l’intégration multimodale d’images et de l’utilisation de la planification assistée par ordinateur. En fonction de la quantité d’images à inclure, la préparation des composants d’imagerie est difficile à intégrer dans l’affichage multimodal 3D, cela peut prendre des heures. S’il y a des erreurs dans les données sources, celles-ci resteront après l’intégration.

Lors de la mise en œuvre de ce protocole, il est important de se rappeler que la qualité des structures anatomiques segmentées est essentielle pour garantir des résultats précis de planification assistée par ordinateur. Ce logiciel fournit des outils faciles à utiliser sur une seule plateforme, de sorte qu’il ne nécessite pas de formation ou d’expertise spécialisée, qu’il est rentable et qu’il est facilement transposable dans la pratique clinique. De plus, ce logiciel pourrait facilement être appliqué à d’autres domaines de la neurochirurgie, tels que la résection de tumeurs proches du cortex éloquent, la lésion focale et l’administration de la stimulation cible.

La plateforme logicielle interne est en développement continu et de nouveaux outils et fonctionnalités sont ajoutés pour prendre en charge toutes les étapes de la prise en charge préopératoire et de l’évaluation chirurgicale. N’oubliez pas que la neurochirurgie et l’implantation de dispositifs dans le cerveau comportent des risques importants et doivent être soigneusement vérifiées à chaque étape du processus. Y compris l’exécution proprement dite des trajectoires, l’implantation des électrodes.