方法論記事

生体内でMenière の病気耳と健聴耳の磁気共鳴イメージ投射を使用して人間の脳神経の形態計測的解析

DOI：

10.3791/57091

⸱

2018年2月21日

 ,  ,  ,  , 
1Department of Radiology, University Hospital, LMU Munich, 2Department of Otorhinolaryngology - Head and Neck Surgery, SLK-Kliniken Heilbronn GmbH, 3Department of Otorhinolaryngology Head and Neck Surgery, Ludwig-Maximilians-University Hospital Munich, German Centre for Vertigo and Balance Disorder

この記事について

サマリー

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神経の障害などの脳神経の形態学的変化を評価するには、構造や Menière の病 (MD) でまたは健康な人は生体内で評価のプロトコルの脳神経の腫れを採用した磁気共鳴画像 (MRI).MD のさらに MRI による確認が行われました。

要約

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このような構造の損失以前この患者グループが提案されているが、確認していないので神経構造 Menière の病 (MD) での解析が重要視される。このプロトコルは、特に生体内神経の変化の評価の方法を記述磁気共鳴画像 (MRI) を用いた脳神経の解析に適しています。MD 患者と健聴者を強く T2 強調 3 D グラデーションのエコー シーケンス (3D CISS) を含むスキャン プロトコルを使用して 3 T MR 装置で調べた。患者のグループでは、内リンパ水腫の MRI 評価を使用してさらに MD を確認しました。フリーウェアの DICOM ビューアーを使用して形態計測学的解析を行った。脳神経の評価には、さまざまなレベルで神経の断面積 (Csa) の測定だけでなく、直交直径測定が含まれています。

概要

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磁気共鳴画像 (MRI) は、可視化と人間の体の生理学的および病理学的プロセスと同様に、解剖学の分析に大きな役割を果たしています。臨床および電気生理学的診断の Menière の病 (MD) は、挑戦することができます、ので、参考1,2,3,4より MRI から得られる追加情報を使用です。MRI を用いた脳神経の MD と形態変化の内リンパ水腫を分析する体内法が開発されました。この手法で明確な MD の診断が確認されたと神経のコース全体でさまざまなレベルで脳神経の形態計測学的変化を調べた。MD の病因はまだ不明5,6,7です。神経細胞の損失は、MD に巻き込まれる可能性が、これはまだ確認されなければならないことを提案しました。

MD の形態計測学的解析のための適した脳神経は、7thと本研究で分析したその枝の 8番目の神経です。MRI8,9,10を使用してこれらの神経の形態計測学的側面を分析、のみいくつかの研究を見つけることができます。オーバーホフらによる研究は、7thと MD 耳健聴耳11と比較しての 8番目の脳神経の形態計測学的変化を分析しました。

ここで紹介した方法により生体内可視化と画像解析による分析 7thの進路脳から側頭骨全体 8番目の脳神経。このメソッドを使用して、我々 は MD 患者の患者グループと健康な耳の間に有意差があることを示しています。脳神経の潜在的な形態変化が関心のあるたびにいくつかの状況/病気に使用法の説明を提案します。今後の研究によって評価されるまま臨床診断また内でこのメソッドを確立するかどうかです。形態計測学的脳神経の変化が利用できないと中の生体内評価法の説明に現実の選択肢計算された断層レントゲン写真撮影 (CT) は、幅広い可用性、速度、および骨変化の描写などに強みを持ってそれも側頭骨、頭蓋内脳神経の微妙な変化を可視化する低すぎる組織コントラストを発揮します。MD 患者の脳神経の変化の事後分析検討するままになります。特殊撮像と評価方法前述のように、MD 患者と健常者 MRI を用いた脳神経の形態計測学的変化を分析することが可能です。よく脳のルーチンの MRI の精密検査では、高解像度、強く T2 強調イメージング技術、7 と 8 の頭蓋神経の形態変化の評価のために必須であるは含まれません。

開発した方法は、めまい、聴覚障害、耳鳴りの評価の役割を果たすだけでなくさらに md で、重大度のさまざまなレベルの評価診断への影響がある可能性があります。めまいの診断と治療の精密検査の専門センターが今日の医療システムに大きな役割を果たすし、本手法の診断精密検査12,13,14 の可能なツールと専門家を提供すること.めまいは、めまい12,の診断および治療の精密検査の専門センターで示すいくつかの病気で発生する、さまざまな専門分野間の徹底的な学際的協力を必要とする複雑な症状13,14。

我々 の知識にはない方法 MD と健常者の脳神経の形態計測的解析体内の文献で利用できます。

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プロトコル

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すべての手順は、ローカル倫理委員会 (ミュンヘン大学/LMU ミュンヘン プロトコル号 093-09 施設検討委員会) によって承認されました。すべての患者は、実行されるプロシージャにインフォームド・コンセントを与えた。

1. 臨床検査

  1. 耳、鼻、のど (耳鼻咽喉科) 部門と協力の疑われる MD から患者を識別します。
    1. 臨床評価を行うめまい、耳鳴り、耳の聴力損失 (おそらく変動)/鳴って評価する必要があります。関連する吐き気や嘔吐をチェックします。症状の期間を確認します。
    2. MD の診断のための臨床的・機能的テスト結果の考慮: カロリー病症、前庭、聴力検査の結果を確認する誘発筋電位 (, vemp 療法) と病院の論文で蝸電図法 (ECoG) または電子カルテ システム。
    3. MD の典型的な所見をチェック: カロリー灌漑することができます明らかにする聴力検査 (PTA) を平均純音聴力レベルを障害を表示ことがあります、水平半麻痺 SP/AP 比は ECoG、病理組織学的高可能性があり、, vemp 療法両耳間の振幅比がありますMD 患者で有意に低かった。

2 MD と健常者患者 MRI 画像集録

  1. 鼓のガドリニウム投与患者群で MRI スキャン前に 24 h を適用します。音響、ガドリニウム造影剤の 0.4 mL を注入 (例えばMagnograf 8 に生理食塩水を希釈) 定期 MRI スキャン前に 24 h。
  2. MRI 検査のために患者を準備: 金属インプラント (試験が適切な予防措置を取る; 歯科インプラントは通常可能な場合ペース メーカー可能です)、閉所恐怖症など使用ノイズ低減ノイズリダクションなどのチェック患者の聴力の保護のためのヘッドフォン。
  3. スキャナーに患者を適切に配置します。まっすぐ、患者の頭部の位置し合うし、MR ヘッド コイルを閉じます。MR 装置のアイソ センターで患者の頭/一時的な骨を位置します。
  4. 患者群と患者群で脳神経の形態学的解析のための 3 D-CISS 強く T2 強調で 3 D 風 3 D – 現実 IR シーケンス内リンパ水腫の検出を含む研究プロトコルに従って MRI スキャンを実行し、健康を制御します。
  5. 次のように形態計測学的スキャンの 3D CISS のシーケンスのパラメーターを設定: 繰り返し時間 (TR) 5.79 ms、エコーの時間 (TE) 2.58 ms、反転角度 34 °、視野 (FoV) 160 × 160 mm2平均 1、スライス厚 0.5 mm (テーブル 1 のマトリクス サイズ 320 x 320、数).9,000 ms のトランジスタを使用して 3 D 眼識のスキャンを実行、テ 128 ms、逆転の時間 2,500 ms マトリクス サイズ 384 × 384 180 ° の角度を反転させる、厚 2 mm セット 3 D リアルタイム IR のパラメーターを次のようにスライス: TR 6,000 ミリ秒、TE 155 ms、反転時間 1,500 ms、フリップ角 180 °、マトリックス サイズ 320 × 320 スライス厚 0.5 mm。

3. MRI 品質チェックと MRI で内リンパ水腫の同定

  1. 折り畳み式のアーティファクト、脈動アーティファクト、金属アーチファクトのような成果物に関し MRI 画像の品質を確認し、勉学を通して脳神経 VII と VIII この場合は評価の対象となる特別なアカウントを取る。
  2. 患者グループの mri で内リンパ水腫を評価します。蝸牛と迷路のような内リンパ水腫、取得した 3 D 風 3 D – 現実 IR シーケンス (図 1) を調べることによって可視化の程度をチェックします。

4. 画像が脳神経の測定に基づく

  1. 全般的な準備
    1. 評価ワークステーションのイメージ評価と測定のための選択の DICOM ビューアーをインストールなど、OsiriX または Horos。
    2. アプリケーションのアイコンをダブルクリックして DICOM ビューアーを実行します。データベース ウィンドウが表示されます。
    3. マウスの左は上部のドロップ ダウン メニューの「ファイル」をクリックして患者の画像データをインポートし、「インポート」→「インポート ファイル」を選択します。ファイル セレクターで選択患者の画像データ。患者名とデータは、インポートが成功した後データベース ウィンドウに表示されます。
      注: 圧縮ファイル (例えば.zip) や DICOM ファイルの圧縮されていないディレクトリのインポートは前述の DICOM ビューアーで実現可能です。
    4. 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の上に左クリックしてで患者の画像のフォルダーを展開します。このフォルダー (ここで CISS シーケンス) から選択したシーケンスを選択し、対応する画像データを開くそれを左ダブル クリックします。患者の画像データが表示されます。
  2. 脳神経の再建
    注: 橋角 (CPA) 音響の道に、内部の耳道 (IAC)、復興と評価の眼底を脳幹からの神経の長く、常の面ではなくコースのため、神経の径と Csa の異なるレベルで必要です。
    1. 「3 D ビューアー」ドロップ ダウン メニューの「3 d MPR」を選択することによって、神経のコース全体で斜めスライスから派生した計測誤差を避けるために脳神経のコース全体で次の場所での横断切片の再構築の準備画面の上部にMPR ウィンドウが表示されます。
    2. MPR ウィンドウの左上部分のツールバーで「マウス ボタンの機能を変更」領域からズームツール (虫眼鏡) を選択することによって再建された (ここで頭蓋神経 VII と VIII) に構造のために対応するズーム レベルを調整します。MPR ウィンドウに 3 つのプレーンのそれぞれにマウス カーソルを移動し、ズーム レベルで左クリックし、ドラッグ (マウス カーソルが虫眼鏡に変換されます) を調整します。
    3. 中央の VIII 神経を再構築し、CPA の真ん中に神経コースに直交復興面を設定します。確認し、すべての 3 平面/ウィンドウで再建された平面の向きを合わせる (それ必要があります再構築する神経の交差点の方向に直交以下の測定値で部分容積効果を避けるために)。
      1. 神経の通過する平面をチェックし、それぞれ平面の向きを修正します。
        1. 平面の向きを修正する MPR ウィンドウの各平面の軸の十字の中央にマウス カーソルを移動 (正しくあるときマウス カーソルに変換されます手の記号)。
        2. 手のアイコンで示されるグラブ ツールで個別に 3 平面/windows の各軸の十字をつかむし、軸を約いちょく 3 平面のそれぞれのエントリに移動します。
        3. 関数を使用して、回転-利用可能な (正しい回転関数は曲線のアイコンにマウス カーソルの変更によって示されます) 各軸の外側の側面にマウスを移動することによって神経のコースの 3 つの軸の向きを調整します。マウスの左ボタンを押しながらマウスをドラッグして平面の向きを調整、押し。
        4. MPR の窓すべて 3 windows の平面の向きを調整します。公認会計士の真ん中のレベルで VIII 神経コースに横面を再構築するために MPR ウィンドウの左下のウィンドウに移動し、マウス カーソルが手の形に再び変換されますので軸の十字の中央にマウスを移動します。左クリックし、平面 (オレンジ ライン) を目的の場所にドラッグ (ここで、公認会計士の真ん中に)。
        5. 左クリックしてドラッグ (マウスを虫眼鏡のアイコンに変更されます) ズーム ツールで必要に応じてズーム レベルを調整します。
        6. この平面の選択を MPR ウィンドウの上部右側のウィンドウに左クリックします。「ファイル」を選択 →「エクスポート」→「DICOM ファイルにエクスポート」。「DICOM エクスポート」で-ウィンドウ選択"シーケンス:」→「現在の画像のみ隣接サークル セレクターに左クリックしてで。
        7. シリーズの名前を適切に変更ここ「VIII CPA」。DICOM のエクスポート ウィンドウの右下の側面に"[ok]"ボタンを左クリックします。
          注: これが DICOM エクスポート ウィンドウを閉じます、患者データベースに再構築した画像を保存、MPR のウィンドウに戻ります。
    4. VIII 神経の枝の直交ビューの再構築: 蝸牛神経 (CN)、上前庭神経 (SVN) と下前庭神経 (IVN) 代表的な可視化がよく可能で通常、IAC の道のレベルで。神経の通過する平面をチェックし、それぞれ平面の向きを修正します。
      1. それぞれ、IAC の道のレベルと CN、SVN、IVN、軸を移動させる手のアイコンで示されるグラブ ツールで 3 機/windows の各軸の十字をつかむし、回転機能を使って神経のコースに自分の向きを調整手順 4.2.3.1.1 - 4.2.3.1.5 曲線のアイコンで示されている各軸の側面の面で利用できます。
      2. エクスポートし、[ステップ 4.2.3.1.6 - 4.2.3.1.7 として再建された平面の名前を変更します。
    5. 公認会計士のレベルは、IAC の道、手順 4.2.3 IAC の眼底で顔面神経 (第 7 脳神経) の直交ビューを再構築します。神経の通過する平面からのチェック アウト、復興の各レベルでそれぞれ平面の向きを修正します。
  3. 測定
    注: 次の測定を実行: CSA の長い直径 (LD) と直交する短直径 (SD) 顔面神経 (第 7 脳神経) の横断像 (図 4の内耳神経 (脳神経 VIII) を測定および図 5)。非組織的な方法で定量化測定に影響を及ぼす部分容積効果を避けるためにスキャンの間に一貫したウィンドウ レベルに注意を払います。
    1. DICOM ビューアーのデータベース ウィンドウで (旧称「VIII CPA」) 対応する画像ファイルを左クリックしてして頭蓋神経 VIII 公認会計士のレベルで以前再建されたイメージを選択します。二重ファイル名を左クリックして開きます。再建されたイメージは、1 つのウィンドウで開かれます。
    2. 必要に応じて、4.2.2 のステップに指示したイメージ構造にズームインします。「長さ」を選択するには、画面上部のツールバーの「変更のマウス ボタンの機能」の横にある三角形の記号をマウスで左クリックします。左クリックし、脳神経 VIII; の最長直径測定線を描画するマウスの左ボタンを押したままこの測定は、レーザ
    3. SD 測定 LD に垂直な測定を実行します。
      注意: OsiriX または Horos DCIOM ビューアーとして使用して場合測定値が自動的に格納するが。
      1. VIII 神経画像データベース「道八」という名前からイメージ ファイルで測定することにより IAC 道のレベルで、IAC の眼底のレベルで復元にも LD と SD のこれらの測定を繰り返す、ファイル名「VIII 眼底」。
    4. 脳神経の断面の輪郭にできれば可能な不均一性を考慮して、閉じた多角形の関心領域 (ROI) を使用して CSA を評価します。画面上部のツールバーの「マウス ボタン機能」領域の右の三角形記号を押して、"閉じたポリゴン"(選択したライン シンボルは多角形に変更されます) を選択します。
    5. 神経の枠を複数回をクリックして左脳神経 VIII の輪郭線の概要を示します。目的の時点で終了するには、多角形ダブル左クリックします。完全な輪郭が表示されます。
      注: 必要な場合は、左クリックして移動多角形の頂点の位置を修正します。
    6. 公認会計士 (イメージ ファイル名「VII CPA」) のレベルで顔面神経の以前に実行された復興を開き、LD、SD の測定を行うと脳神経 VII の CSA 手順 4.3.1 - 4.3.5。
    7. IAC の甲のレベルで復元を開くと LD の測定を実行、SD、および CSA CN、SVN、IVN および頭蓋神経 VII 手順 4.3.1 - 4.3.5。
    8. IAC の眼底のレベルで復元を開くと LD の測定を実行、SD、および CSA CN、SVN、IVN および頭蓋神経 VII 手順 4.3.1 - 4.3.5。

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結果

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統計分析を行った統計解析ソフトウェアを使用して、両面の独立したサンプルのt-テストを行った。画像の評価は、2 人の読者によって行われました。患者のグループの平均値間に有意差 (n = 21)、健康な対照群 (n = 39) 顔面神経や CN、SVN、IVN (表 2) の CSA の測定のために見つけることができます。患者のグループ内の CSA の測定は、大きく CSA 値 (図 2および図 3) を示した。LD と計測、および 2 つのグループの LD と SD の違いの部位に応じてさまざまな結果を示した SD の測定の評価を行った.たとえば、めくれないレベル、SVN の SD だった LD が大幅に異なる (表 3および表 4) ないことが判明したに対し健康な対照群と比較して, 患者群で有意に大きかった。MD の調停に基づく理論は、...

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ディスカッション

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我々 は彼らにいくつかの病態生理学的状況、ここでは通常の聴覚のコントロールに比べて MD で起こりうる脳神経の形態変化の評価の可能なとアクセス可能なメソッドを実証しました。

変更とトラブルシューティング:

ものに同様の測定報告ここで 7番目8番目の脳神経を実行できます失業 3D CISS シーケンス スキャンを使用して、さまざまなレベルでの他のすべての脳神経の脳の流体によってまだ囲まれている限り、それ以外の場合記載氏スキャン シーケンス技術とコントラストの問題が発生します。彼らが液体で囲まれていない場所のレベルで脳神経の形態計測学的解析、MR スキャン プロトコル必須になる、例えば、静脈ガドリニウムのアプリケーションまたは MRI 脂肪抑制技術の雇用の変更します。神経コース全体で直交再構成の測定維持必須。

形態計測学的解析と内リンパ水腫の MR ベースの評価を組み合わせること、...

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開示事項

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著者が明らかに何もありません。

謝辞

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ロバート ・ Gürkov は、研究と教育 BMBF グラント号 01 EO 0901 のドイツ大臣から資金を受け取った。

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材料

MRスキャン もの

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
MR-scanner、例えばSiemens Magnetom Verio、またはDICOMフォーマット、e.g. 3D-CISSSiemens Healthcare GmbH、エアランゲン、ドイツ、または他のベンダーによるMRスキャン1MRスキャナーの代わりに、適切に取得したMRスキャンを形態測定分析に使用できます
Osirixまたは適切な評価ツールを備えた他のDICOM-ViewerPixmeo SARL、ジュネーブ、スイス2DICOM画像を表示および評価するためのソフトウェア
MedCalcまたはその他の<強力な>統計分析ソフトウェア、例:SPSS MedCalc Software bvba, Ostend, Belgium3統計分析用ソフトウェア
Computer WindowsまたはMacOSX/macOSを実行している、例えばLenovo、Apple、または自作のもの4上記のソフトウェアを使用できるハードウェア
の適切な

参考文献

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