July 5th, 2021
Prezentujemy protokół integracji dyfuzyjnej trakografii MRI w pracy z pacjentami do endoskopowej operacji endoskopowej guza podstawy czaszki. Opisano metody adaptacji tych badań neuroobrazowych w fazie przed- i śródoperacyjnej.
Korzystając ze zintegrowanego protokołu neuroobrazowania i neurochirurgii, możliwe jest połączenie różnych wiedzy specjalistycznych w synergiczne ramy w celu dostosowania operacji resekcji guza do potrzeb pacjenta. Za pomocą traktografii MRI możliwe jest uwidocznienie przemieszczenia dróg istoty białej i odległości guza. Jego wszechstronność w chirurgii glejaka została ustalona i może być również stosowana w lekoopornej padaczce ogniskowej.
Integracja zaawansowanych technik neuroobrazowania w endoskopowej chirurgii endoskopowej guzów przysadki mózgowej, międzymózgowia i guzów czaszki skutecznie zwiększa bezpieczeństwo chirurgiczne, zmniejsza powikłania oraz poprawia wyniki leczenia i jakość życia. Traktografia MRI w połączeniu z zadaniowym fMRI umożliwia monitorowanie strukturalnej i funkcjonalnej reorganizacji mózgu po operacji. Ponadto korelacja z wynikami klinicznymi jest przydatna w przypadku propozycji klinicznych i badawczych.
Zarówno endoskopowa chirurgia endodonograficzna, jak i zaawansowane neuroobrazowanie wymagają długiego okresu szkolenia. Sugerujemy odbycie stażu obserwacyjnego lub stypendium w akademickich ośrodkach referencyjnych, w których techniki te są wdrażane. Dzięki widocznej demonstracji możliwe jest wykonanie kroków tej metody, które nie zostały jeszcze ustandaryzowane, oraz wyjaśnienie, w jaki sposób zintegrować różne ekspertyzy.
Korzystając ze znormalizowanego skanera wysokiego pola z multimodalnym protokołem MRI, uzyskaj wysokiej rozdzielczości i wolumetryczne sekwencje anatomiczne za pomocą T1-zależnego podawania środka kontrastowego przed i po gadolinie oraz obrazowania FLAIR T2-zależnego. Uzyskaj ciągłe plastry strzałkowe zapewniające izotropową rozdzielczość jeden po drugim milimetr sześcienny czasu skanowania wynoszącego około pięciu minut na sekwencję. Uzyskaj sekwencję T2 o wysokiej rozdzielczości, aby zlokalizować obszar guza w celu wizualizacji nerwu czaszkowego z wolumetryczną konstruktywną interferencją i wymiarem woksela w stanie ustalonym 0,5 na 0,5 na 0,5 milimetra sześciennego i czasem skanowania około dziewięciu minut.
Uzyskaj sekwencje ważone dyfuzją za pomocą pojedynczych obrazów płaskich echa, wymiar woksela dwa na dwa na dwa milimetry sześcienne, 64 kierunki gradientu magnetycznego z wartością B 2 000 sekund na milimetr kwadratowy, czasem echa 98 milisekund i czasem relaksacji 4 300 milisekund. Uzyskaj pięć woluminów o zerowej wartości B na początku akwizycji ważonej dyfuzją z kierunkiem kodowania fazy ustawionym na przednio-tylny i czasem skanowania wynoszącym pięć minut. Następnie uzyskaj trzy objętości o zerowej wartości B, ale odwróconym kierunku kodowania fazy tylno-przedniej, aby skorygować wszelkie zniekształcenia obrazowania spowodowane akwizycją obrazu echo płaskiego i czasem skanowania wynoszącym 42 sekundy.
Zostaną uzyskane ciągłe warstwy blisko osiowe. W celu segmentacji guza załaduj obrazy do oprogramowania ITK-SNAP i sprawdź guz w t1. nii, polot.
nii, a t1_contrast. obrazy nii. Następnie wybierz płaszczyznę anatomiczną, którą chcesz podążać podczas rysowania zmiany.
W celu analizy traktograficznej guza segmentowanego uruchom funkcję fsl-dtifit, aby modelować dyfuzyjność w różnych kierunkach przestrzennych i uzyskać fa. nii, md. ii i v1.
Mapy tensorów dyfuzji NII. Oceń mapy obrazowania tensora dyfuzji, aby ocenić wszelkie nieprawidłowe wartości dyfuzyjności, które mogą wystąpić w obecności obrzęku lub nacieku guza, a następnie wybierz seed_image i uwzględnij opcje oparte na wiedzy anatomicznej a priori, aby przyjąć podejście docelowe nasion. Następnie ręcznie narysuj obszary zainteresowania, aby ustawić ziarno lub cel dla traktografii.
Aby uzyskać dokładny opis parametrów obrazowania tensora dyfuzji, należy użyć algorytmu długiego odcinka, takiego jak algorytm oparty na MATLAB, który modeluje geometrię toru powierzchniowego za pomocą właściwości operatora Laplace'a. Aby zobrazować renderowanie objętości 3D, w oprogramowaniu Surf Ice kliknij plik i otwórz w panelu poleceń, a następnie wybierz plik obj. Przed zaplanowaniem zabiegu należy przeprowadzić neurologiczne badanie fizykalne ze zbiorem anamnestycznych informacji na temat przyrostu masy ciała, uczucia głodu, ciągłego monitorowania temperatury w odbycie co dwie minuty przez 24 godziny oraz 24-godzinnego zapisu cyklu snu i czuwania.
Opierając się na wynikach segmentacji guza i związku z funkcjonalnymi elokwentnymi strukturami neuronalnymi, omów kandydaturę pacjenta do operacji na spotkaniu kolegialnego zespołu w celu określenia najbardziej odpowiedniego podejścia chirurgicznego. Po wybraniu korytarza chirurgicznego o najmniejszym ryzyku uszkodzenia struktur nerwowych, zdefiniuj bezpieczny obszar resekcji dla każdego przypadku, lokalizując krytyczną strukturę neuronalną, w której bliskość resekcji musi zostać zatrzymana, aby uniknąć trwałego uszkodzenia. Następnie połącz najistotniejsze sekwencje MRI i zaimportuj sekwencje, w tym rekonstrukcje traktograficzne, do systemu neuronawigacji fazy operacyjnej.
Przed przystąpieniem do zabiegu należy wybrać metodę rejestracji elektromagnetycznej operacji mózgu. Zarejestruj system nawigacji neurologicznej na pacjencie, przyjmując bezpłatną technikę śledzenia lub markery zewnętrzne i kontroluj dokładność uzyskanej rejestracji, sprawdzając położenie markerów zewnętrznych na importowanym rezonansie magnetycznym. Gdy pacjent jest gotowy, użyj endoskopu o zerowym stopniu, aby pobrać płat nosowo-przegrodowy.
Następnie wykonaj przednią sfenoidektomię i septostomię tylną oraz etmoidedektomię, zachowując jak najśrodniejszą małżowinę nosową. Otwórz piwnicę i kości gruźlicy. Po koagulacji zatoki śródjamistej górnej należy wykonać nacięcie w kształcie litery H w warstwie opony twardej.
Pozostaw guz w płaszczyźnie pajęczynówki i centralnie odetnij guz. Usuń torebkę nowotworową z otaczających międzymózgowiowych struktur nerwowych i użyj kątowej optyki, aby zbadać jamę chirurgiczną w poszukiwaniu pozostałych fragmentów guza. Po usunięciu całego guza należy użyć wewnątrzoponowej warstwy wewnątrzczaszkowej substytutu opony twardej, aby zamknąć otwór kostno-oponowy.
Następnie umieść zewnątrzoponową warstwę wewnątrzczaszkową rusztowania substytutowego opony twardej z tłuszczem brzusznym i ostatecznie kością i przykryj zamknięcie płatem nosowo-przegrodowym. U tego reprezentatywnego pacjenta rezonans magnetyczny mózgu ujawnił guz nadsiodłowy zajmujący optochiasmatyczną cysternę i atakujący trzecią komorę o nieregularnej morfologii policystycznej. Zrekonstruowano traktografię szlaku wzrokowego i obustronne nerwy czaszkowe wzrokowe, ale artefakty podatności w obrębie granicy między kośćmi mózgowymi a naczyniami krwionośnymi nie pozwoliły na pełną rekonstrukcję włókien łączących skrzyżowanie wzrokowe z nerwami wzrokowymi.
Badanie profilu dyfuzyjności drogi piramidowej i statystyki obrazowania mapy tensora dyfuzji długiego odcinka drogi wykazały obecność ogniskowej hiperintensywności FLAIR T2-zależnej na poziomie prawej tylnej kończyny torebki wewnętrznej, co odpowiada 5% wzrostowi prawej średniej miary dyfuzyjności w porównaniu z lewą stroną. Stosując endoskopowy dostęp do przedłużonego przeszczepu wewnątrznosowego, guz został centralnie odciążony w połączeniu z drenażem jego torbielowatego komponentu. Czaszkogardlak był następnie w stanie stopniowo odłączać się od struktur nerwowych, aby przyjąć pajęczynówkę jako płaszczyznę rozszczepienia.
Pod koniec operacji udało się uzyskać całkowite usunięcie guza z zachowaniem anatomii podwzgórza. Naprawa ubytku kostno-oponowego została następnie wykonana przy użyciu tłuszczu brzusznego i płata nosowo-przegrodowego. Trzy miesiące po operacji zaobserwowano całkowite usunięcie guza bez pozostałości lub nawrotu.
W badaniach przedoperacyjnych najważniejszymi krokami są: dokładna akwizycja sekwencji ważonych dyfuzją i segmentacja guza. Podczas operacji kluczowym punktem jest dokładna identyfikacja struktur nerwowych. Wizualizacja struktur nerwowych zapewnianych przez tę metodę może być zaadoptowana dla wszystkich obszarów czaszki, zmniejszając ryzyko trwałej niepełnosprawności w przypadku wielu innych nowotworów.
Traktograficzna rekonstrukcja nerwów czaszkowych i ścieżek neurologicznych może ułatwić nam zrozumienie związku między nowotworami a strukturami, potencjalnie dostarczając innowacyjnego predyktora wyników dla objawów pacjenta.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Niniejsza praca prezentuje protokół integracji dyfuzji MRI traktografii w ocenach pacjentów pod kątem endoskopowej endonasalnej chirurgii skierowanej na guzy podstawy czaszki. Opisuje metody efektywnego wykorzystania badań neuroobrazowania zarówno w fazie przedoperacyjnej, jak i śródoperacyjnej w celu poprawy bezpieczeństwa chirurgicznego i wyników leczenia pacjentów.
Diffusion MRI tractography enhances target validation in neurosurgical oncology by enabling precise mapping of white matter tracts relative to skull base tumors. This supports mechanistic de-risking in preclinical and translational research by clarifying tumor-neural structure relationships. Integration into surgical workflows improves predictive confidence for intervention planning and reduces biological uncertainty in therapeutic development.
The method integrates into the discovery continuum from target validation through preclinical modeling by enabling structure-function correlation in disease-relevant systems.