Artigo de método

Na Vivo Análise morfométrica de humano nervos cranianos, utilizando imagens de ressonância magnética da doença doença ouvidos e orelhas de audição Normal

DOI:

10.3791/57091

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21 de fevereiro de 2018

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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

Neste artigo

Resumo

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Para avaliar as alterações morfológicas dos nervos cranianos, tais como perda de neural estruturas ou inchaço dos nervos cranianos em doenças da doença (MD) ou em pessoas saudáveis na vivo, um protocolo de avaliação foi desenvolvido usando a ressonância magnética (MRI) . Realizou-se a confirmação adicional baseada em MRI do MD.

Resumo

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Análise de estruturas neurais na doença da doença (MD) é de importância, desde que uma perda de tais estruturas anteriormente foi proposta para este grupo de pacientes, mas ainda tem de ser confirmada. Este protocolo descreve um método de avaliação na vivo de mudanças neurais especialmente bem apropriado para análise de nervo craniano usando ressonância magnética (MRI). Pessoas de audição normal e MD-pacientes foram examinadas em um 3-Senhor T-scanner usando um protocolo de verificação incluindo fortemente ponderada T2 3D gradiente-eco-sequência (3D-CISS). No grupo de pacientes, MD Adicionalmente foi confirmada usando avaliação baseada em MRI de hydrops endolinfático. Análise morfométrica foi realizada usando um visualizador DICOM de freeware. Avaliação dos nervos cranianos incluiu medições das áreas transversais (CSAs) dos nervos em diferentes níveis, bem como medições diametrais ortogonais.

Introdução

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Ressonância magnética (MRI) desempenha um papel importante na visualização e análise de anatomia, bem como processos fisiológicos e patológicos, no corpo humano. Desde que o diagnóstico clínico e eletrofisiológico da doença da doença (MD) pode ser um desafio, usar informações adicionais derivadas de MRI é mais do que útil1,2,3,4. Um método na vivo foi desenvolvido para analisar hydrops endolinfático em MD e morfométricos alterações de nervos cranianos, utilizando MRI. Com esta abordagem combinada, diagnóstico de MD definitivo foi confirmado, e alterações morfométricas de nervos cranianos foram estudadas em diferentes níveis ao longo do curso dos nervos. Etiologia da MD é ainda incerto5,6,7. Foi proposto que a perda de células nervosas poderia estar envolvida no MD, mas isso ainda tem de ser confirmada.

Apropriado nervos cranianos para Análise morfométrica em MD são 7th e 8th nervo com os seus ramos, que foram analisados neste estudo. Poucos estudos podem ser encontrados analisando aspectos morfométricos destes nervos usando MRI8,9,10. O estudo por Henneberger et al analisou alterações morfométricas de 7th eth 8 dos nervos cranianos nos ouvidos de MD em comparação com audição normal ouvidos11.

O método apresentado aqui permite na vivo visualização e morfométricos análise de 7th e 8th cranianos nervos ao longo do seu curso do cérebro, no osso temporal. Usando esse método, mostramos que existem diferenças significativas entre o grupo paciente pacientes MD e ouvidos saudáveis. Propomos o método descrito para o uso em várias situações/doenças sempre que possíveis alterações morfométricas de nervos cranianos são de interesse. Se esse método será estabelecido em diagnósticos clínicos de diagnósticos continua a ser avaliada por estudos futuros. Alternativas reais para o método descrito na vivo avaliação da morfometria alterações de nervos cranianos não estão disponíveis e enquanto computada a tomografia computadorizada (TC) tem seus pontos fortes como ampla disponibilidade, velocidade e representação de alterações ósseas, também apresenta contrastes de tecido muito baixo para visualizar mudanças sutis em nervos cranianos dentro o neurocrânio e o osso temporal. Análise post-mortem de alterações de nervos cranianos em MD pacientes continua a ser estudado. Com imagens especiais e técnicas de avaliação, conforme descrito aqui, é possível analisar as alterações morfométricas dos nervos cranianos em MD pacientes e controles saudáveis usando MRI. Rotina exame de MRI do cérebro, muitas vezes não inclui alta resolução, técnicas de imagem fortemente T2-tornada mais pesada, que são obrigatórias para a avaliação das alterações morfométricas dos nervos cranianos, 7 e 8.

O método desenvolvido pode ter ainda mais impacto diagnóstico na avaliação de diferentes níveis de severidade em MD, bem como desempenhar um papel na avaliação da vertigem, déficit de audição e zumbido. Centros especializados para exames de diagnóstico e terapêutica de vertigem desempenham um papel importante nos sistemas de cuidados de saúde de hoje e nosso método poderia fornecer especialistas com uma ferramenta possível para seus exames de diagnóstico12,13,14 . A vertigem é um sintoma complexo, ocorrendo em várias doenças, que requerem uma completa cooperação interdisciplinar entre diferentes especialidades, como demonstrado em centros especializados para exames de diagnóstico e terapêutica de vertigem12, 13 , 14.

A nosso conhecimento, não há nenhum método disponível na literatura para na vivo Análise morfométrica de nervos cranianos no MD e controles saudáveis.

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Protocolo

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Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê de ético local (Conselho de revisão institucional do Universidade de Munique/LMU Munique protocolo n ° 093-09). Todos os pacientes deram seu consentimento para os procedimentos realizados.

1. clínica exame

  1. Identifica pacientes que sofrem de MD suspeita em cooperação com o departamento de orelha, nariz e garganta (ENT).
    1. Realizar avaliação clínica; vertigem, zumbido/zumbido do ouvido e perda auditiva (possivelmente flutuando) precisam ser avaliadas. Verifique se há associado a náuseas e vômitos. Verifique a duração dos sintomas.
    2. Consideração os resultados dos testes clínicos e funcionais para o diagnóstico de MD: verificar os resultados de audiometria, vídeo-eculografia calórica, vestibular evocado miogênico potenciais (VEMP) e electrocochleography (ECoG) nos jornais hospital ou sistema de registro médico eletrônico.
    3. Procurar resultados típicos em MD: audiometria pode apresentar prejudicada os níveis de audição em Tom puro, com uma média (PTA), irrigação calórica pode revelar paresia semicircular horizontal, relação SP/AP pode ser patologicamente elevada em ECoG, e relação de amplitude interaural VEMP pode ser significativamente menor em pacientes de MD.

2. aquisição de imagens de ressonância magnética em pacientes que sofrem de MD e controles saudáveis

  1. Aplica uma injeção de gadolínio intratimpânica 24 h antes da ressonância no grupo de pacientes. Injectar 0,4 mL de um agente de contraste gadolínio-baseado intratympanically, (por exemplo, Magnograf diluído 8 vezes em soro fisiológico), 24 h antes a MRI-verificação agendada.
  2. Prepare o paciente para o exame de MRI: seleção para implantes metálicos (exames são viáveis com um pacemaker se adequadas precauções; implantes dentários são geralmente viáveis), claustrofobia, dispositivos de redução de ruído etc uso tais como redução de ruído fones de ouvido para a proteção da audição do paciente.
  3. Posicione o paciente adequadamente no scanner. Posicionar a cabeça do paciente em linha reta e encaixar e fechar a bobina da cabeça de MR. Posicione o osso temporal/cabeça do paciente ao isocentro do senhor scanner.
  4. Executar a varredura de MRI-de acordo com o protocolo de estudo, incluindo 3D-FLAIR - e 3D-real sequências de IR para a deteção de hydrops endolinfático no grupo de pacientes e fortemente ponderada T2 3D-CISS para análise morfológica de nervos cranianos no grupo de pacientes e controles saudáveis.
  5. Definir os parâmetros de sequência para Análise morfométrica 3D-CISS como segue: repetição tempo (TR) 5,79 ms, eco tempo (TE) 2,58 ms, aleta ângulo 34°, o campo de visão (FoV) 160 x 160 mm2, tamanho de matriz 320x320, número de médias 1, espessura da fatia 0,5 mm (tabela 1 ). Realizar os exames com o 3D-charme usando um TR de 9.000 ms ms TE 128, tempo de inversão 2.500 ms, inverter o ângulo de 180°, tamanho de matriz 384 x 384, fatia espessura 2 mm. conjunto os parâmetros para o 3D-real IR da seguinte forma: TR 6.000 ms, ms TE 155 , tempo de inversão 1.500 ms, aleta ângulo de 180 °, matriz tamanho 320 x 320, espessura da fatia 0,5 mm.

3. verificação da qualidade MRI e identificação de Hydrops endolinfático em MRI

  1. Verificar a qualidade de imagem de MRI em matéria de artefatos como artefatos dobrável, artefatos de pulsação, artefatos de metal e ter em conta especial da meta de avaliação, neste caso os nervos cranianos VII e VIII ao longo de seu curso.
  2. Avalie os hydrops endolinfático nas ressonâncias do grupo de pacientes. Verificar o grau de hydrops endolinfático cocleares e labirínticos, tornados visíveis, examinando o adquirida 3D-FLAIR - e 3D-real IR-sequências (Figura 1).

4. imagem com base em medições de nervos cranianos.

  1. Preparação geral
    1. Instalar um visualizador DICOM de escolha para avaliação de imagem e medições na estação de trabalho de avaliação, por exemplo, OsiriX ou Horos.
    2. Execute o visualizador DICOM clicando duas vezes no ícone do aplicativo; será exibida a janela Banco de dados.
    3. Importar os dados de imagem de paciente clicando esquerdo do mouse em "Arquivo" no menu suspenso superior e, em seguida, selecione "Importar" → "Importar arquivo". No seletor de arquivo, selecione os dados de imagem de paciente; o nome do paciente e dados serão exibidos na janela Banco de dados após a importação bem sucedida.
      Nota: A importação de arquivos compactados (por exemplo,. zip) ou descompactados diretórios de arquivos DICOM é viável com os visualizadores DICOM acima mencionados.
    4. Na janela Banco de dados, expanda a pasta de imagem paciente clicando sobre o símbolo de triângulo no lado esquerdo do nome do paciente. Selecione a sequência de escolha desta pasta (sequência CISS aqui) e duplo clique nele para abrir os dados da imagem correspondente. Os dados de imagem de paciente serão exibidos.
  2. Reconstruções de nervos cranianos.
    Nota: por causa do curso longo e não sempre no plano dos nervos do tronco cerebral através do ângulo cerebellopontine (CPA) para o meato acústico e mais para o fundo do canal auditivo interno (IAC), a reconstrução e a avaliação do diâmetros do nervo e CSAs em diferentes níveis é necessário.
    1. Prepare-se para reconstruir secções transversais nos seguintes locais, ao longo dos nervos cranianos para evitar erros de medição, derivados de fatias oblíquas ao longo do curso do nervo, selecionando "3D MPR" no menu suspenso "visualizador 3D" na parte superior da tela; a MPR-janela será exibida.
    2. Ajuste os níveis de zoom para acomodar para as estruturas de ser reconstruídos (aqui nervos cranianos VII e VIII), selecionando a ferramenta zoom (lupa) da área de "Mudar a função do botão do rato" na barra de ferramentas na parte superior esquerda da janela do MPR. Em seguida, mova o cursor do mouse para cada um dos 3 aviões no MPR-janela e ajustar zoom níveis à esquerda, clique e arrastar o mouse (o cursor do mouse se transformará em uma lupa).
    3. Reconstruir o nervo central do VIII e definir o plano de reconstrução ortogonais para o curso de nervos no meio da CPA. Verifique e adaptar-se a orientação do avião reconstruído em todos os 3 aviões/windows (deve ser reconstruído ortogonal à direção da travessia do nervo para evitar efeitos de volume parcial para as seguintes medições).
      1. Verificar para fora do avião atravessando do nervo e corrigir a orientação do avião, respectivamente.
        1. Para corrigir a orientação do avião, mova o cursor do mouse para o centro da mira do eixo de cada avião na janela-MPR (quando localizado corretamente o cursor do mouse irá transformar em um símbolo de mão).
        2. Pegue o crosshair eixo em cada uma das 3 aviões/janelas individualmente com a ferramenta de captura indicada pelo ícone de mão e mover o eixo aproximadamente para a entrada no meato acústico interno em cada um dos 3 aviões.
        3. Ajuste a orientação dos 3 eixos para curso do nervo usando a girar-função disponível movendo o mouse para os aspectos laterais de cada eixo (função girar correta é retratada por uma mudança do cursor do mouse para um ícone curvilíneo). Em seguida, mantenha o botão esquerdo do mouse pressionado e arraste o mouse para ajustar a orientação do avião.
        4. Ajuste a orientação do avião em todas as 3 janelas do MPR-janela. A fim de reconstruir um plano transversal ao curso VIII nervos ao nível do meio da CPA, vá para a janela esquerda inferior na janela-MPR e mova o mouse para o meio da mira eixo para que o cursor do mouse irá transformar novamente em um símbolo de mão. Em seguida à esquerda, clique e arraste o avião (linha laranja) para o local desejado (aqui, para o meio da CPA).
        5. Ajuste os níveis de zoom se necessário com a ferramenta zoom (o mouse irá mudar seu ícone de uma lupa) deixou clicando e arrastando.
        6. Clique esquerdo na janela direita superior da MPR-janela para selecionar este avião. Selecione "Arquivo" → "exportar" → "Exportar para arquivo DICOM". No "DICOM exportar"-janela Selecione "sequência:" → "Imagem atual só" deixou clicando no seletor de círculo adjacente.
        7. Renomear a série apropriadamente, aqui "VIII CPA". Esquerda clique no botão "Okey" na face inferior direita da janela de exportação DICOM.
          Nota: Isto irá fechar a janela de exportação DICOM, será salvar a imagem reconstruída em banco de dados do paciente e retornar à janela do MPR.
    4. Reconstruir as vistas ortogonais dos ramos do nervo VIII: nervo coclear (CN), nervo vestibular superior (SVN) e nervo vestibular inferior (IVN), ao nível do meato da IAC, onde a visualização representativa geralmente é bem viável. Verificar para fora do avião atravessando do nervo e corrigir a orientação do avião, respectivamente.
      1. Pega a mira do eixo em cada uma das 3 aviões/janelas com a ferramenta de captura, indicada por um ícone de mão, mover o eixo em direção a CN, SVN e IVN, respectivamente, ao nível do meato da IAC e ajustar a sua orientação para o curso do nervo usando a função de girar disponível para os aspectos laterais de cada eixo representado pelo ícone curvado, conforme descrito no passo 4.2.3.1.1 - 4.2.3.1.5.
      2. Exportação e renomear os aviões reconstruídos como sob passo 4.2.3.1.6 - 4.2.3.1.7.
    5. Reconstrua as vistas ortogonais do nervo facial (nervo craniano VII) ao nível da CPA, meato da IAC e do fundo da IAC conforme descrito no passo 4.2.3. Verifique para fora do avião atravessando do nervo e corrigir a orientação de avião respectivamente em cada nível da reconstrução.
  3. Medições
    Nota: Realizar as seguintes medições: medir o CSA, diâmetro longo (LD) e diâmetro curto perpendicular (SD) do nervo facial (nervo craniano VII) e nervo vestibulococlear (nervo craniano VIII) nas imagens reconstruídas transversais (Figura 4 e Figura 5). Preste atenção aos níveis de janelamento consistente entre as varreduras para evitar efeitos de volume parcial, influenciando as medições quantificational de forma não sistemática.
    1. Selecione a imagem anteriormente reconstruído do nervo craniano VIII ao nível da CPA deixou clicando no arquivo de imagem correspondente (anteriormente denominado "VIII CPA") na janela Banco de dados do visualizador DICOM. Abri-lo clicando duplo no nome do arquivo. A imagem reconstruída será aberto em uma única janela.
    2. Zoom em estruturas de imagem se necessário conforme as instruções no passo 4.2.2. Selecione "Comprimento" deixou clicando com o mouse sobre o símbolo triangular ao lado o "alterar a função do botão do rato" na barra de ferramentas no topo da tela. À esquerda, clique e mantenha pressionado o botão esquerdo do mouse pressionado para desenhar uma linha de medição do diâmetro maior do nervo craniano VIII; Esta medição é ld.
    3. Realize uma medição perpendicular ao LD para a medição de SD.
      Nota: As medições serão automaticamente armazenadas se usando o OsiriX ou Horos como visualizador de DCIOM.
      1. Repita estas medições de LD e SD também nas reconstruções do nervo VIII ao nível do meato da IAC medindo no arquivo de imagem do banco de dados de imagem chamado "Meato VIII" e ao nível do fundo da IAC , arquivo de nome "VIII do fundo".
    4. Avalie o CSA, de preferência usando o polígono fechado região de interesse (ROI) para contabilizar possíveis heterogeneidades no contorno da secção do nervo craniano. Na barra de ferramentas na parte superior da tela, pressione o símbolo triangular no lado direito da área de "Função de botão do Mouse" e selecione "Polígono fechado" (o símbolo de linha selecionado anteriormente será alterado para um polígono).
    5. Delinear o contorno do nervo craniano VIII clicando deixou várias vezes na fronteira do nervo. Para fechar o polígono duplo clique esquerdo no ponto desejado; o contorno completo será exibido.
      Nota: Se necessário corrigi a posição dos pontos de polígono deixou clicando e movendo.
    6. Abra a anteriormente realizada reconstrução do nervo facial no nível da CPA (nome de arquivo de imagem "VII CPA") e realizar medições de LD, SD, e CSA para nervos cranianos VII seguindo passos 4.3.1 - 4.3.5.
    7. Abra as reconstruções ao nível do meato da IAC e realizar medições de LD, SD e CSA para o CN, SVN, IVN e craniana do nervo VII seguindo passos 4.3.1 - 4.3.5.
    8. Abra as reconstruções no nível do fundo da IAC e realizar medições de LD, SD e CSA para o CN, SVN, IVN e craniana do nervo VII seguindo passos 4.3.1 - 4.3.5.

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Resultados

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Análise estatística foi realizada utilizando o software de análise estatística, e independente dos dois lados amostras t-teste foi aplicado. Avaliação da imagem foi realizada por dois leitores. Uma diferença significativa entre os valores médios do grupo de pacientes (n = 21) e grupo controle saudáveis (n = 39) pode ser encontrado para medições do CSA do nervo facial, CN, SVN e IVN (tabela 2). Medições de CSA no grupo de pacientes mostraram valores significativam...

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Discussão

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Temos demonstrado um método viável e acessível de avaliação morfométrica alterações de nervos cranianos, que podem ocorrer em diversas situações fisiopatológicas, aqui no MD comparado aos controles de audição normal.

Modificações e solução de problemas:

Medições semelhantes aos aqui relataram para o 7th e 8 nervos cranianos deth pode ser realizados usando os exames independentes de 3D-cis-sequência para todos os outros nervos c...

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Divulgações

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Os autores não têm nada para divulgar.

Agradecimentos

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Robert Gürkov receberam financiamentos do Ministério alemão de pesquisa e educação BMBF, Grant no. 01 EO 0901.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
scanner de ressonância magnética, por exemplo, Siemens Magnetom Verio, ou varreduras de ressonância magnética apropriadas no formato DICOM, e.g. 3D-CISSSiemens Healthcare GmbH, Erlangen, Alemanha, ou varreduras de ressonância magnética por qualquer outro fornecedor1Em vez do scanner de ressonância magnética, as varreduras de ressonância magnética adquiridas apropriadamente podem ser usadas para análise morfométrica
Osirix ou qualquer outro DICOM-Viewer com ferramentasde avaliação apropriadasPixmeo SARL, Genebra, Suíça2Software para visualização e avaliação de imagens DICOM
MedCalc ou qualquer outro software análise estatística, por exemplo, SPSS MedCalc Software bvba, Oostende, Bélgica3Software para análise estatística
Computador executando Windows ou MacOSX/macOS,por exemplo, Lenovo, Apple ou qualquer coisa de fabricação própria4Hardware no qual o software acima pode ser empregado

Referências

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