2024年2月9日
この論文では、磁気共鳴画像法(MRI)スキャンに基づく非ヒト霊長類の脳神経外科計画の自動化プロセスについて概説します。これらの技術は、プログラミングおよび設計プラットフォームの手順ステップを使用して、NHP用にカスタマイズされたインプラント設計をサポートします。その後、3次元(3D)印刷された実物大の解剖学的モデルを使用して、各コンポーネントの有効性を確認できます。
私たちの研究は、脳と頭蓋骨のモデリングのための効率的で自動化された方法を提供し、脳神経外科の計画とカスタムインプラントの設計に有益です。単一のソフトウェアプラットフォームを使用して脳モデルと頭蓋骨モデルの同時抽出を容易にし、通勤断層撮影スキャンなどの追加のイメージングプロセスの必要性を排除します。近年、MRIやCTスキャンなどの医用画像のための仮想脳および頭蓋骨モデリングがNHP脳神経外科計画にますます採用されています。
これらのモデルは、3D設計ソフトウェアや3Dプリンティングと併用することで、特定の実験や動物に合わせたカスタマイズされたインプラントの作成を可能にします。多くの非ヒト霊長類の神経科学実験では、慢性的な頭蓋室と頭部ポストを使用する必要があります。一般的なインプラントを使用すると、インプラントと頭蓋骨の間に隙間が生じ、感染率が高くなり、骨壊死、インプラントが不安定になり、実験や動物の健康が損なわれる可能性があります。
当社のカスタムインプラントは、ギャップとその後の問題を減らします。私たちのプロトコルは、研究者に、より正確で時間効率の高い脳神経外科計画手順を提供します。手術計画の有効性を高め、NHP神経科学実験に関連する合併症を軽減し、全体的な科学的結果を向上させます。
本論文では、MRIスキャンを用いた非ヒト霊長類における脳神経外科手術計画の自動化手法を提示します。このアプローチにより、脳と頭蓋骨のモデルを同時に抽出することが可能となり、カスタムインプラントの設計が容易になります。
MRIからの自動3D脳・頭蓋骨モデリングは、非ヒト霊長類研究における前臨床脳外科手術の計画を効率化し、手作業による介入とリソース要件を削減します。このアプローチはカスタムインプラント設計の精度を向上させ、実験の信頼性と動物福祉に直接的に寄与します。本手法は、手術合併症を最小限に抑え、再現性の高い高精度な解剖学的モデリングを可能にすることで、トランスレーショナル神経科学のワークフローを支援します。
このMRIベースのモデリング手法は、初期段階の探索および前臨床の連続的なプロセスに組み込まれ、非ヒト霊長類(NHP)研究における解剖学的モデリング、デバイス設計、および手術計画を橋渡しします。