出典: Flatz, W. H. et al. In vivo 磁気共鳴画像法を用いたヒト脳神経の形態学的解析メニエール病の耳と正常な聴力の耳 J. Vis. Exp. (2018).
このビデオでは、慢性内耳障害に苦しむ患者の耳の脳神経形態をMRIを使用して分析する方法を示します。患者に対して高磁場MRIスキャンを行い、脳神経の高解像度3D断面画像を再構築し、神経寸法を測定して異常を評価するための手順を概説しています。
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方法論記事
内耳障害患者における脳神経形態のin vivo MRI解析
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2025年5月29日
この記事について
要約
プロトコル
人間の参加者が関与するすべての手順は、人間の福祉に関する制度的、国内的、および国際的なガイドラインに準拠して実施され、地元の施設審査委員会によって審査されています。
1.メニエール病 (MD) および健康な対照に苦しむ患者における磁気共鳴画像法 (MRI) 画像取得
- 患者群の MRI スキャンの 24 時間前に鼓室内ガドリニウム注射を適用します。0.4 mLのガドリニウムベースの造影剤を鼓膜内に注入します(e.g.、Magnografを生理食塩水で8倍に希釈)、スケジュールされたMRIスキャンの24時間前に。
- MRI検査のために患者を準備します:金属インプラントをチェックします(適切な予防策が講じられていればペースメーカーで検査が可能です;歯科インプラントは通常実行可能です)、閉所恐怖症、などノイズリダクションヘッドフォンなどのノイズリダクションデバイスを使用して、患者の聴覚を保護します。
- 患者をスキャナーに適切に配置します。患者の頭をまっすぐに置き、MRヘッドコイルをはめ込んで閉じます。患者の頭部/側頭骨をMRスキャナーのアイソセンターに配置します。
- 患者群の内リンパ水腫を検出するための 3 次元流体減衰反転回復 (3D-FLAIR) および 3 次元リアル インバージョン リカバリ (3D-IR) シーケンス、および患者グループと健康なコントロールの脳神経の形態学的分析のための定常状態での強い T2 強調 3 次元建設的干渉 (3D-CISS) を含む、研究プロトコルに従って MRI スキャンを実行します。
- モルフォメトリックスキャン3D-CISSのシーケンスパラメータを次のように設定します:繰り返し時間(TR)5.79 ms、エコー時間(TE)2.58 ms、フリップ角度34°、視野(FoV)160 x 160 mm2、マトリックスサイズ320 x 320、平均数1、スライス厚さ0.5 mm(Table 1)。TR9,000 ms、TE 128 ms、反転時間2,500 ms、フリップ角度180°、マトリックスサイズ384 x 384、スライス厚さ2 mmを使用して、3D-FLAIRのスキャンを実行します。TR 6,000 ms、TE 155 ms、反転時間 1,500 ms、反転角度 180°、マトリックスサイズ 320 x 320、スライス厚さ 0.5 mm。
2。MRIにおける内リンパ水腫のMRI品質チェックと同定
- 折り畳みアーチファクト、脈動アーチファクト、金属アーチファクトなどのアーチファクトに関するMRI画質をチェックし、評価対象、この場合は脳神経VIIおよびVIIIをコース全体で特に考慮します。
- 患者グループのMRIスキャンで内リンパ水腫を評価します。取得した3D-FLAIRおよび3D-realのIR配列(Figure 1)を調べることにより、可視化された蝸牛および迷路内リンパ水腫の程度を確認します。
3.脳神経の画像ベースの測定
- 一般的な準備
- 画像評価および測定に最適なDICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)ビューアをインストールします。例、OsiriX、またはHoros。
- アプリケーションをダブルクリックして DICOM ビューアを実行します。データベースウィンドウが表示されます。
- 上部のドロップダウンメニューの「ファイル」をマウスの左クリックし、「インポート」→「ファイルのインポート」を選択して、患者の画像データをインポートします。ファイルセレクターで、患者の画像データを選択します。患者の名前とデータは、インポートが成功するとデータベースウィンドウに表示されます。
NOTE: 圧縮ファイル (e.g.,.zip) または前述の DICOM ビューアの非圧縮ディレクトリのインポートが可能です。 - データベースウィンドウで、患者名の左側にある三角形の記号を左クリックして、患者画像フォルダを展開します。このフォルダ(ここではCISSシーケンス)から選択したシーケンスを選択し、左ダブルクリックして対応する画像データを開きます。患者画像データが表示されます。
- 脳神経の再建
注: 脳幹から大脳橋角(CPA)を経て音響口、さらに内耳道(IAC)までの神経の長く、常に面内コースではないためです。 神経の直径と断面積 (CSA) の再構築と評価が必要です。- 画面上部の「3D Viewer」ドロップダウンメニューで「3D(多面再構成)MPR」を選択することにより、神経の経路全体の斜めスライスから派生した測定誤差を避けるために、脳神経の経路全体で次の場所で横断断面を再構築する準備をします。MPRウィンドウが表示されます。
- 再構築する構造(ここでは脳神経VIIおよびVIII)に対応するようにズームレベルを調整するには、MPRウィンドウの左上にあるツールバーの「マウスボタン機能の変更」領域からズームツール(虫眼鏡)を選択します。次に、マウスカーソルをMPRウィンドウの3つの平面のそれぞれに移動し、マウスを左クリックしてドラッグしてズームレベルを調整します(マウスカーソルが虫眼鏡に変わります)。
- 中枢のVIII神経を再構築し、CPAの中央で神経のコースに直交する再建面を設定します。3つの平面/窓すべてで再構築された平面の向きを確認して適応させます(次の測定値での部分体積の影響を避けるために、神経の交差方向に直交して再構築する必要があります)。
- 神経の面外トラバースを確認し、それぞれ平面の向きを修正します。
- 平面の向きを修正するには、マウスカーソルをMPRウィンドウ内の各平面の軸十字線の中心に移動します(正しく配置されている場合、マウスカーソルは手の記号に変わります)。
- ハンドアイコンで示されるグラブツールを使用して、3つの平面/ウィンドウのそれぞれの軸十字線を個別につかみ、軸を3つの平面のそれぞれの内部音響口のエントリにほぼ移動します。
- マウスを各軸の横方向の側面に移動することにより利用可能な回転機能を使用して、3つの軸の向きを神経のコースに調整します(正しい回転機能は、マウスカーソルを曲線アイコンに変更することで示されます)。次に、マウスの左ボタンを押したままマウスをドラッグして、平面の向きを調整します。
- MPRウィンドウの3つのウィンドウすべてで平面の向きを調整します。CPAの中央のレベルでVIII神経コースを横切る平面を再構築するには、MPRウィンドウの左下のウィンドウに移動し、マウスを軸十字線の中央に移動して、マウスカーソルが再び手の記号に変わるようにします。次に、平面(オレンジ色の線)を左クリックして、目的の位置(ここではCPAの中央)にドラッグします。
- ズームツールを使用して必要に応じてズームレベルを調整します(マウスのアイコンが虫眼鏡に変わります)左クリックしてドラッグします。
- MPRウィンドウの右上のウィンドウを左クリックして、この平面を選択します。「ファイル」→「エクスポート」→「DICOMファイルにエクスポート」を選択します。「DICOMエクスポート」ウィンドウで、「シーケンス:」→「現在の画像のみ」を左クリックして隣接する円セレクターを選択します。
- シリーズの名前を適宜変更し、ここでは「VIII CPA」にします。次に、DICOMエクスポートウィンドウの右下にある[OK]ボタンを左クリックします。
注: これにより、DICOM エクスポートウィンドウが閉じられ、再構築された画像が患者データベースに保存され、MPR ウィンドウに戻ります。
- 神経の面外トラバースを確認し、それぞれ平面の向きを修正します。
- VIII神経の枝である蝸牛神経(CN)、上前庭神経(SVN)、下前庭神経(IVN)の直交図を、IACの口のレベルで再構築します。神経の面外横断を確認し、それぞれ平面の向きを修正します。
- 手のアイコンで示されたグラブツールを使用して、3つの平面/ウィンドウのそれぞれの軸十字線をつかみ、軸をそれぞれIACの口のレベルでCN、SVN、およびIVNに向かって移動し、湾曲したアイコンで示されている各軸の側面で利用可能な回転機能を使用して、神経のコースに合わせて向きを調整します。 ステップ3.2.3.1.1 - 3.2.3.1.5で説明されているとおりです。
- 再構築された平面をエクスポートし、手順 3.2.3.1.6 - 3.2.3.1.7 のように名前を変更します。
- ステップ 3.2.3 で説明されているように、CPA、IAC の口道、および IAC の眼底のレベルで顔面神経 (脳神経 VII) の直交図を再構築します。神経の面外トラバースをチェックし、再建の各レベルでそれぞれ平面の向きを修正します。
- 測定結果
注: 以下の測定を行います:再構成された横断画像()図2および図 3)。スキャン間で一貫したウィンドウレベルに注意を払い、部分的な体積効果が非体系的な方法で定量測定に影響を与えないようにします。- DICOMビューアのデータベースウィンドウで対応する画像ファイル(以前は「VIII CPA」と呼ばれていました)を左クリックして、CPAレベルで以前に再構築された脳神経VIIIの画像を選択します。ファイル名を左ダブルクリックして開きます。再構築された画像は 1 つのウィンドウで開きます。
- 必要に応じて、手順 3.2.2 の指示に従って、画像構造を拡大します。画面上部のツールバーの「マウスボタン機能の変更」の横にある三角形の記号をマウスで左クリックして「長さ」を選択します。マウスの左ボタンを押したままにすると、脳神経VIIIの最長直径の測定線が描画されます。この測定値はLDです。
- SD測定のためにLDに垂直な測定を行います。
注: OsiriXまたはHorosをDCIOMビューアとして使用すると、測定値は自動的に保存されます。- これらのLDとSDの測定は、IACの尿道レベルでのVIII神経の再構築においても、「VIII meatus」という名前の画像データベースからの画像ファイルで測定し、IACの眼底レベルではファイル名「VIII眼底」で測定します。
- できれば、閉多角形の関心領域 (ROI) を使用して CSA を評価し、脳神経の断面の輪郭の不均一性の可能性を考慮します。画面上部のツールバーで、「マウスボタン機能」エリアの右側にある三角形のマークを押し、「閉じたポリゴン」を選択します(以前に選択したラインシンボルがポリゴンに変わります)。
- 脳神経VIIIの輪郭を描きます 神経の境界を複数回左クリックします。ポリゴンを閉じるには、目的のポイントで左ダブルクリックします。完全なコンターが表示されます。
NOTE: 必要に応じて、左クリックして移動してポリゴンポイントの位置を修正します。 - 以前に行った顔面神経の再建をCPAのレベルで開き(画像ファイル名「VII CPA」)、3.3.1〜3.3.5の手順で脳神経VIIのLD、SD、CSAの測定を行います。
- IACの口のレベルで再構成を開き、手順3.3.1〜3.3.5に従って、CN、SVN、IVN、および脳神経VIIのLD、SD、およびCSAの測定を実行します。
- IACの眼底レベルで再構成を開き、手順3.3.1〜3.3.5に従って、CN、SVN、IVN、および脳神経VIIのLD、SD、およびCSAの測定を行います。
表1:MRIシーケンスパラメータ。 脳脊髄液に囲まれた神経を最適に描写するための強いT2強調画像コントラストを達成するためのConstructive Interference in Steady State(CISS)シーケンス技術を使用して、説明されているようにMRIシーケンスパラメータを設定します。
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結果
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| MRスキャナー、例えばSiemens Magnetom Verio、またはDICOM形式の適切なMRスキャン、e.g. 3D-CISS | |||
| Osirixまたは適切な評価ツールを備えた他のDICOMビューア | |||
| MedCalcまたはその他の統計分析ソフトウェア、例えばSPSS | |||
| WindowsまたはMacOSX/macOSを実行しているコンピュータ |
