Name: Conexões de Fibra da Área Suplementar de Motor Revisitada: Metodologia de Dissecção de Fibras, DTI e Documentação Tridimensional (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 16 min 23 s
Description: Explore a conectividade da área motora suplementar usando dissecação de fibras cadavéricas e tractografia por ressonância magnética avançada. Este método integra imagem de amostragem generalizada Q e documentação tridimensional para planejamento neurocirúrgico preciso.

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Os dados foram fornecidos em parte pelo Projeto Connectome Humano, Consórcio WU-Minn (Investigadores Principais: David Van Essen e Kamil Ugurbil; 1U54MH091657), financiado pelos 16 Institutos e Centros NIH que apoiam o NIH Blueprint for Neuroscience Research; E pelo McDonnell Center for Systems Neuroscience na Universidade de Washington. As Figuras 2A e 2D foram reproduzidas com permissão da colecção Rhoton 57 (http://rhoton.ineurodb.org/?page=21899).

Os falecidos são incluídos aqui como uma população, embora pessoas falecidas não são tecnicamente seres humanos; Os sujeitos humanos são definidos por 45 CF 46 como &quot;seres humanos vivos 15 , 16 &quot;. 1. Preparação de amostras <ol><li> Examine 5 cérebros fixados em formalina (10 hemisférios) e 2 cabeças humanas inteiras. </li><li> Fixar os espécimes numa solução de formalina a 10% durante pelo menos 2 meses de acordo com o método de Klingler 17 . </li><li> Congelar todos os espécimes a -16 ˚C durante 2 semanas de acordo com o método de Klinger 17 . </li><li> Descongelar os espécimes sob a água da torneira. </li><li> Realizar uma craniotomia frontotemporal estendida na cabeça cadavérica para expor o cérebro. <ol><li> Coloque a cabeça cadavérica em uma braçadeira de três pinos ( tabela de materiais). </li><li> Fazer uma incisão frontotemporal da pele com um bisturi.</li><li> Remova a pele e os músculos usando um bisturi, fórceps e tesoura. </li><li> Faça um ou mais buracos no crânio até atingir a dura-máter; Use uma broca com um redutor de velocidade compacto e um acessório de perfuração cranial de 14 mm a 79.000 rpm ( Tabela de Materiais). </li><li> Corte a aba do osso e abra o crânio usando um roteador canelado de 2 mm x 15,6 mm com um acessório de rebarba de 2,1 mm em forma de pino a uma velocidade de broca de 80.000 rpm ( Tabela de Materiais). </li></ol></li><li> Remova a dura-máter, a aracnóide ea pia-máter e dissecar usando um microdissector sob um microscópio de 6X a 40X ampliação 5 , 18 ( Tabela de Materiais). </li></ol> 2. Técnica de Dissecção de Fibras OBSERVAÇÃO: Execute todas as dissecações sob ampliação de 6X a 40X em um microscópio cirúrgico. <ol><li> Realizar as dissecções de fibras de forma gradual em cada hemisférioRe, de lateral para medial e medial para lateral. <ol><li> Decorticate o córtex cerebral usando um dissector de panfield ( Tabela de Material ) e remover todos os tecidos frontais cortical para expor os tratos de fibra de associação curtos, que são U fibras ou fibras intergyral que interconectam gyri vizinho 5 , 13 . </li><li> Remova as fibras de associação curtas com um dissector de painel e um micro gancho cirúrgico, aparando suavemente sob o microscópio ( Tabela de Materiais) para alcançar e expor as fibras de associação longa, que interligam áreas distantes no mesmo hemisfério. </li><li> Vá profundamente nas fibras da associação longa para remover as fibras superficiais da associação usando um micro gancho cirúrgico e um dissector do panfield; Remova cada feixe de fibras sob um microscópio ( Tabela de Materiais) para expor as fibras comissurais de projeção. </li><li> Veja cada uma das conexões do complexo SMADe acordo com a anatomia topográfica previamente definida na literatura 2 , 8 , 18 , 19 , 20 , 21 . </li></ol></li><li> Manter todos os espécimes (cabeças inteiras e cérebros) que foram utilizados durante as dissecações em solução de formaldeído a 10% ( Tabela de Materiais) entre os períodos de dissecção. </li></ol> 3. Técnica de Fotografia 3D <ol><li> Use uma plataforma de cor preta durante a fotografia dos espécimes. </li><li> Siga uma técnica de fotografia 3D 22 . <ol><li> Coloque cada espécime em uma plataforma de cor preta projetada. </li><li> Selecione uma cena com uma vista totalmente frontal da amostra e faça uma foto focalizando a câmera em qualquer ponto da amostra próximo ao ponto central na tela da câmera (guia do instrumentoLe). Utilize uma objectiva SLR de 18 a 55 mm f / 3,5-5,6 ou uma lente macro de 100 mm f / 2,8 L e defina a abertura para F29, ISO 100. </li><li> Gire a câmera ligeiramente para a esquerda até que o ponto mais à direita na tela da câmera seja o mesmo que o ponto de foco acima. Deslize a câmera para a direita até que o ponto médio na tela se sobreponha ao ponto de foco original na amostra. Focalize a câmera neste ponto e pegue outro tiro. </li><li> Manter a distância eo eixo da câmera para a amostra fotografada em valores constantes. </li></ol></li><li> Crie uma imagem 3D usando um programa gerador de imagem 3D (Tabela de materiais). <ol><li> Abra o programa de software 3D. </li><li> Escolha &quot;Abrir imagens estéreo de Arquivo&quot;. </li><li> Selecione as duas imagens (esquerda e direita) e verifique se a imagem esquerda está no slot esquerdo ea imagem direita está no slot direito. </li><li> Selecione a opção &quot;Half color anaglyph RL / 2&quot; e gere o anaglyph no formato jpeg. </li></Ol&gt; </li></ol> 4. Técnica DTI <ol><li> Adquirir dados de difusão pré-processados ​​utilizando os dados de difusão do Projeto Human Connectome 23 , baixando-os do site referenciado. A informação de difusão foi obtida em voluntários normais usando um dispositivo de RM 3 T modificado (tabela de instrumentos) utilizando uma sequência de imagem planar de eco de spin-eco (EPI) com multi- Aceleraï¿½o da imagem de banda 24 , 25 , 26 , 27 , 28 . Os parâmetros de sequência relevantes incluem: TR = 5 520 ms; ET = 89,5 ms; FOV = 210 x 180 mm; Matriz = 168 x 144; Espessura da fatia = 1,25 mm (tamanho do voxel 1,25 x 1,25 x 1,25 mm); Factor de multibanda = 3; E valores de b = 1.000 s / mm2 (95 direcções), 2.000 s / mm2 (96 direcções) e 3.000 s / mm2 (97 direcções). Os dados foram então processados ​​utilizando FreeSurfer 29 e FSL 30 ; O processo incluiu correcção de correntes de Foucault, correção de movimento, normalização de intensidade b0, correção de distorção de susceptibilidade e correção de não-linearidade de gradiente 28 , 31 , 32 , 33 . Correspondente T1-ponderada MP-RAGE imagens também estão incluídas no pacote de download. Os procedimentos estão documentados no manual de procedimentos do Projeto Connectome Humano 23 . </li><li> Pós-processar os dados de difusão usando Diffusion Spectrum Imaging (DSI) Studio 34 para gerar uma estimativa voxel-wise difusão orientação distribuição função (ODF), empregando uma generalizada q-sampling imaging (GQI) algoritmo [ 35] . <ol><li> Carregar o conjunto de dados baixado para o software por selEctando &quot;STEP1: Open source images&quot; e selecionando o arquivo data.nii.gz. </li><li> Selecione o botão &quot;STEP2: Reconstruction&quot;. Depois de verificar a máscara cerebral, vá para o &quot;Passo 2&quot; e selecione &quot;GQI&quot; como o método de reconstrução. Selecione &quot;r ^ 2 ponderação&quot; com uma &quot;razão de comprimento&quot; de &quot;1.0&quot;. Deixe as seleções restantes como padrão. </li><li> Selecione &quot;Executar reconstrução&quot;. </li></ol></li><li> Coloque sementes apropriadas para regiões de interesse para agilizar o rastreamento de fibras. <ol><li> Na &quot;Janela de Região&quot;, clique no botão &quot;Atlas&quot; para colocar sementes para o fascículo longitudinal superior (SLF) I. Selecione &quot;Brodmann&quot; e adicione &quot;Região 6&quot; e &quot;Região 7.&quot; Na janela de região, defina o tipo &quot;Região 6&quot; como &quot;semente&quot; e o tipo &quot;Região 7&quot; como &quot;região de inclusões&quot; (ROI). <ol><li> Selecione &quot;Nova Região&quot; na janela da região e desenhe manualmente um ROINo aspecto mais posterior do giro frontal superior no plano coronal. Execute o rastreamento de fibra como descrito na etapa 4.4. </li></ol></li><li> Coloque as sementes para o SLF II de forma semelhante usando &quot;Nova Região&quot; na janela da região e desenhe a região &quot;semente&quot; no aspecto posterior da matéria branca do giro frontal médio no plano coronal. Escolha um ROI usando &quot;Atlas&quot; (como no passo 4.3.1) e regiões Brodmann 9, 10, 46, 39 e 19. Execute o rastreamento de fibra como descrito no passo 4.4. </li><li> Coloque as sementes para o SLF III com uma região &quot;semente&quot;, usando &quot;Atlas&quot; (como no passo 4.3.1) na janela da região e escolha &quot;Região 40&quot; do Atlas de Brodmann e o ROI de &quot;Atlas ...&quot; na &quot;Região 40 &quot;E&quot; Região 44 &quot;. Execute o rastreamento de fibra como descrito na etapa 4.4. </li><li> Colocar sementes para fibras de calos usando &quot;Nova Região&quot; na janela da região e desenhar uma &quot;semente&quot; no plano sagitalE corpo caloso. Execute o rastreamento de fibra como descrito na etapa 4.4. </li><li> Coloque sementes para fibras cinguladas usando &quot;Nova Região&quot; na janela da região e desenhe uma região &quot;semente&quot; no giro médio-cingulado na visão coronal. Use &quot;Nova Região&quot; para desenhar dois ROIs, um no cíngulo mais anterior e um no giro cingulado posterior sob a vista coronal. Execute o rastreamento de fibra como descrito na etapa 4.4. </li><li> Coloque sementes para fibras claustrocortical usando &quot;Nova Região&quot; na janela da região e desenhe uma &quot;semente&quot; no claustro com um ROI na corona radiata usando a função &quot;Atlas ...&quot;. Selecione o atlas como &quot;JHU-WhiteMatter-labels-1mm.&quot; <ol><li> Selecione e adicione &quot;Anterior_corona_radiata&quot;, &quot;Posterior_corona_radiata&quot; e &quot;Superior_corona_radiata&quot;. Desenhe uma região de evitação para todas as fibras que passam por um plano inferior ao nível do claustrum no plano axial usando &quot;New Region&quot;Na janela da região Execute o rastreamento de fibra como descrito no passo 4.4. </li></ol></li><li> Coloque sementes para o trato corticoespinal usando uma &quot;semente&quot; da função &quot;Atlas ...&quot; na janela da região; Selecione &quot;JHU-WhiteMatter-labels-1mm&quot; e adicione a região &quot;Corticospinal_tract&quot;. Execute o rastreamento de fibra como descrito na etapa 4.4. </li><li> Coloque as sementes para o trato frontal aslativo (FAT) usando uma região &quot;semente&quot; da função &quot;Atlas ...&quot; na janela da região e selecionando o ROI de Brodmann e &quot;Região 6&quot; na &quot;Região 44&quot; e na &quot;Região 45&quot;. &quot; Execute o rastreamento de fibra como descrito na etapa 4.4. </li><li> Coloque as sementes para o trato frontostriatal (FST) com uma &quot;semente&quot; na &quot;Região 6&quot; usando a função &quot;Atlas ...&quot;. Insira novas regiões no &quot;caudate&quot;, &quot;putamen&quot; e &quot;globus pallidus&quot; do atlas &quot;HarvardOxfordSub&quot; e defina o tipo na janela da região para &quot;end.&quot; OBSERVAÇÃO: O rastreamento das fibras para a FST será realizado selecionando a semente da Região 6 e apenas uma das sementes subcorticais por sessão de rastreamento ( isto é, a região 6 e o ​​caudado, seguida pela região 6 e o ​​putamen e, finalmente, a região 6 eo globus Pallidus). <ol><li> Execute o rastreamento de fibra como descrito no passo 4.4 para cada combinação. </li></ol></li></ol></li><li> Execute o rastreamento de fibra para cada uma das combinações acima. <ol><li> Na janela &quot;Opções&quot;, defina os parâmetros de rastreamento como: índice de terminação de qa de 0,08, limiar angular de 75, passo de 0,675, suavização de 0,2, comprimento mínimo de 20 mm e comprimento máximo de 200 mm. Selecione a orientação da semente como &quot;Todos&quot;, a posição da semente como &quot;Subvoxel&quot; e escolha aleatoriamente como &quot;Ativado&quot;. Use a interpolação de direção trilinear com um algoritmo de rastreamento de Eline (Euler). Para cada combinação de regiões acima, escolha &quot;Executar rastreamento&quot; no &amp; #34; Fibra Tracts &quot;janela. NOTA: Devido à natureza aleatória do rastreamento, &quot;falsas fibras&quot; claras são identificadas e removidas seletivamente, com as regiões de evitação desenhadas à mão como uma &quot;Nova Região&quot;. </li></ol></li><li> Affine registar o cérebro extraído T1 ponderada 3D MP-RAGE scan fornecido no Human Connectome Project dados ajustados para a difusão dados usando o &quot;Slices -&gt; inserir T1 / T2 imagens&quot; função de DSI-Studio. Gere uma renderização de superfície do cérebro selecionando &quot;Slices -&gt; Add Isosurface&quot;. Use um &quot;limiar&quot; de 665. </li></ol>

Os autores declaram que não há interesses financeiros concorrentes e não há fontes de financiamento e apoio, incluindo qualquer equipamento e medicamentos.

A Importância e Técnicas de Estudo para os Caminhos da Matéria Branca O córtex cerebral é aceito como uma estrutura neural principal associada com 2,5 milhões de anos de vida humana. Aproximadamente 20 bilhões de neurônios se separaram em várias partes com base na especificação morfológica e celular 40 . A arquitetura de cada uma dessas partes corticais tem sido funcionalmente sub-agrupadas, tais como sensorimotor sentido e movimento, experiência emocional e complexo rac...

Entre as 14 áreas frontais delineadas por Brodmann, a área pré-motora e pré-frontal que se encontra em frente ao córtex motor precentral tem sido considerada como um módulo silencioso, apesar de o lobo frontal desempenhar um papel importante na cognição, no comportamento, E processamento de voz. Além do complexo de área motora suplementar (SMA), constituído pelo pré-SMA e pelo SMA propriamente dito (área de Brodmann, BA 6), que se estende medialmente, o módulo pré-motor / frontal inclui o pré-frontal dorsolateral (BA 46,8, E 9), frontopolar (BA 10), ventrolateral prefrontal (BA 47), bem como parte do córtex orbitofrontal (BA 11) na superfície lateral do cérebro 1 , 2 . O complexo SMA é uma área anatômica significativa que é definida por suas funções e suas conexões. A ressecção e os danos desta região causam déficits clínicos significativos conhecidos como SMAsíndrome. A síndrome de SMA é uma condição clínica importante que é particularmente observada em casos de glioma frontal que contêm o complexo SMA 3 . O complexo SMA tem conexões com o sistema límbico, gânglios basais, cerebelo, tálamo, SMA contralateral, lóbulo parietal superior e porções dos lobos frontais através de tratos de fibra. O efeito clínico dos danos a estas ligações de substância branca pode ser mais grave do que para o córtex. Isto deve-se ao facto de as consequências da lesão do córtex poderem ser melhoradas ao longo do tempo devido à elevada plasticidade cortical 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 ,. Portanto, a anatomia regional SMA e os caminhos da substância branca devem ser deeplCompreendida, em particular para cirurgia de glioma. Uma compreensão abrangente da anatomia dos caminhos da substância branca é importante para o tratamento de largo espectro de lesões neurocirúrgicas. Estudos recentes da documentação tridimensional dos resultados anatômicos obtidos em microcirurgia foram utilizados para se obter uma melhor compreensão da anatomia topográfica e da inter-relação dos caminhos da substância branca do cérebro 13,14 . Portanto, o objetivo deste estudo foi examinar as conexões de substância branca do complexo SMA (pré-SMA e SMA propriamente dito) utilizando uma combinação de técnicas de dissecção de fibra em amostras de cadáveres e tractografia de ressonância magnética (MRI) e explicar todos os métodos E princípios de ambas as técnicas e sua documentação detalhada. Planejamento e Estratégia de Estudo Antes da realização das experiências, um litroOs procedimentos que precisam ser aplicados aos espécimes antes e durante as dissecções, e todas as conexões entre regiões SMA que foram reveladas com dissecção e DTI foram conduzidas. Os estudos prévios sobre localização e separação anatômica de regiões pré-SMA e SMA-próprias e sobre a anatomia topográfica de suas conexões foram revisados.

<table><tbody><tr><td>%4 Solução de paraformaldeído</td><td>AFFYMETRIX, Inc.</td><td>2046C208</td><td>usado para fixação</td></tr><tr><td>Freezer</td><td>INSIGNA</td><td>NS-CZ70WH6</td><td>usado para congelar</td></tr><tr><td>Panfield Dissector</td><td>AESCULAP</td><td>FD305</td><td>usado para dissecação</td></tr><tr><td>Micro Cirúrgica</td><td>Tesoura W. Lorenz</td><td>04-4238</td><td>usado para miscrodissecção</td></tr><tr><td>Micro Gancho Cirúrgico</td><td>V. Mueller</td><td>NL3785-009</td><td>usado para miscrodissecção</td></tr><tr><td>MICRO VESSEL STRETCHER/ DILATADOR</td><td>W. Lorenz</td><td>04-4324</td><td>usado para miscrodissecção</td></tr><tr><td>Emax2 SC 2000 Console Elétrico</td><td>Anspach Companies</td><td>SC2102</td><td>usado para craniatomia</td></tr><tr><td>Conjunto de Brocas</td><td>Anspach Companies</td><td>NS-CZ70WH6</td><td>usado para craniatomia</td></tr><tr><td>20-1000 microscópio de operação</td><td>Moeller-Wedel, Alemanha</td><td>FS 4-20</td><td>usado para miscrodissecção</td></tr><tr><td>Canon EOS 550D 18 MP CMOS APS-C Digital SLR Câmera</td><td>Canon Inc.</td><td>DS126271</td><td>usado para tirar fotos</td></tr><tr><td>EF 100 mm f/2.8L IS USM Lente Macro</td><td>Canon Inc.</td><td>4657A006</td><td>usado para tirar fotos</td></tr><tr><td>MR-14EX II Macro Ring Lite (Flash)</td><td>Canon Inc.</td><td>9389B002</td><td>usado para tirar fotos</td></tr><tr><td>Tripé</td><td>Lino Manfrotto</td><td>322RC2</td><td>usado para tirar fotos</td></tr><tr><td>MAYFIELD Infinity Skull Clamp</td><td>Integra Inc.</td><td>A0077</td><td>usado para fixar a cabeça</td></tr><tr><td>Modificado Skrya 3T "Connectome" Scanner</td><td>Siemens Company, Inc.</td><td>A911IM-MR-15773-P1-4A00</td><td>usado para digitalizar DTI</td></tr><tr><td>XstereO Player</td><td>Yury Golubinsky</td><td>Versão 3.6(22)</td><td>usado para criar anáglifos</td></tr><tr><td>EF-S 18-55mm f/3.5-5.6 IS II SLR Lens</td><td>Canon Inc.</td><td>2042B002</td><td>usado para tirar fotos</td></tr><tr><td>Bisturi</td><td>6B INVENT</td><td>7-104-L</td><td>usado para fazer incisão</td></tr><tr><td>Redutor de velocidade compacto</td><td>Anspach Companies</td><td>CSR60</td><td>usado para fazer furo de rebarba</td></tr><tr><td>14 mm Perfurador craniano</td><td>Anspach Companies</td><td>CPERF-14-11-3F</td><td>usado para fazer furo de rebarba</td></tr><tr><td>2 mm x 15,6 mm Roteador canelado</td><td>Anspach Companies</td><td>A-CRN-M</td><td>usado para fazer craniotomia</td></tr><tr><td>Rebarbas em forma de pino de 2,1 mm</td><td>Anspach Companies</td><td>03.000.130S</td><td>usadas para fazer craniotomia</td></tr></tbody></table>

conexões de fibra da Área suplementar de motor revisitada: metodologia de dissecção de fibras, dti e documentação tridimensional

Fiber Connections of the Supplementary Motor Area Revisited: Methodology of Fiber Dissection, DTI, and Three Dimensional Documentation

O objetivo deste estudo é mostrar a metodologia para o exame das conexões de substância branca do complexo de área motora suplementar (SMA) pré-SMA e SMA utilizando uma combinação de técnicas de dissecção de fibras em espécimes cadavéricos e ressonância magnética (MR ) Tractografia. O protocolo também descreverá o procedimento para uma dissecção da substância branca de um cérebro humano, imagens de tractografia de tensor de difusão e documentação tridimensional. As dissecções de fibra no cérebro humano ea documentação 3D foram realizadas na Universidade de Minnesota, Microcirurgia e Neuroanatomia do Laboratório, Departamento de Neurocirurgia. Cinco espécimes de cérebro humano pós-morte e duas cabeças inteiras foram preparados de acordo com o método de Klingler. Os hemisférios cerebrais foram dissecados passo a passo de lateral para medial e medial para lateral sob um microscópio operatório, e imagens 3D foram capturadas em cada estágio. Todos os resultados de dissecção foram suportados por tensor de difusãoImagem. As investigações sobre as conexões em linha com a classificação de Meynert, incluindo fibras associativas (curto, fascículo superior superior I e traços frontais do aslante), fibras de projeção (corticospinal, claustrocortical, cíngulo e frontostriatal) e fibras comissurais Também conduzido.

O complexo SMA está situado na parte posterior do giro frontal superior. As bordas do complexo SMA são o sulco precentral posterior, o sulco frontal superior inferior-lateralmente eo sulco cingulado inferior-medialmente 18 . O complexo SMA consiste em duas partes: a pré-SMA anterior e a SMA propriamente posterior 18 . Existem diferenças em termos de ligações de matéria branca e função entre estas duas partes 18 ( <st...

O objetivo deste estudo é mostrar cada passo da técnica de dissecção de fibras em cérebros cadavéricos humanos, a documentação 3D dessas dissecações ea imagem de tensor de difusão das vias fibrosas anatomicamente dissecadas.

Conexões de Fibra da Área Suplementar de Motor Revisitada: Metodologia de Dissecção de Fibras, DTI e Documentação Tridimensional

The purpose of this study is to show the methodology for the examination of the white matter connections of the supplementary motor area (SMA) complex ...

O objetivo geral deste projeto é explorar as conexões fibrilares do complexo motor suplementar em humanos, utilizando uma combinação de rastreamento de fibras in vivo por meio de ressonância magnética combinado com microdissecação de fibras em cadáver. Este método pode ajudar a responder perguntas fundamentais na área da anatomia da substância branca do cérebro humano, tais como como são realizadas a microdissecação e a técnica de DTI, e como são feitas a fotografia tridimensional e a documentação desses estudos. A principal vantagem dessa técnica é permitir uma compreensão abrangente da anatomia das vias de substância branca da área motora suplementar.As implicações dessa técnica estendem-se à terapia e à cirurgia de tumores cerebrais, já que as técnicas de rastreamento de fibras in vivo podem ser aplicadas no contexto pré-operatório para minimizar complicações pós-operatórias. Nesse contexto, este método pode fornecer informações sobre as conexões de fibras da área motora suplementar e também pode ser aplicado virtualmente a qualquer outra região cerebral para avaliar as conexões das vias de fibras. Geralmente, indivíduos novos no rastreamento de fibras por difusão em ressonância magnética enfrentam dificuldades porque a técnica mais amplamente adotada, a imagem de tensor de difusão, apresenta limitações significativas na capacidade de modelar fibras cruzadas, entre outras limitações.Portanto, adotamos o método de modelagem generalizada de amostragem Q para permitir um rastreamento de fibras mais preciso. Vou demonstrar o procedimento com o Dr. Cevik, um pesquisador de neuroanatomia do nosso laboratório. Para começar, prepare os cérebros fixados em formalina de acordo com o método de Klingler.Coloque a cabeça cadavérica em uma pinça craniana de três pinos e use um escalpelo para fazer uma incisão cutânea frontotemporal. Em seguida, utilize um escalpelo, pinça e tesoura para remover a pele e os músculos da cabeça. Depois, use uma broca com redutor de velocidade compacto e um acessório perfurador craniano de 14 milímetros para fazer um ou mais orifícios no crânio até atingir a dura-máter.Em seguida, utilize um microdesbastador com acessório de broca para cortar o retalho ósseo. Abra o crânio e exponha o cérebro. Após a exposição, remova a dura-máter, a aracnóide e a pia-máter e coloque o tecido sob um microscópio com ampliação de seis a 40 vezes.Utilize um Dissecador Penfield para decorticar o córtex cerebral e remover todos os tecidos frontocorticais a fim de expor os feixes de fibras de associação curta. Estes podem ser identificados como fibras em U, ou fibras intergirais que interconectam giros vizinhos. Com a ajuda de um microgancho, remova cuidadosamente as fibras de associação curta para alcançar e expor as fibras de associação longa, que interconectam áreas distantes no mesmo hemisfério.As vias da substância branca são compostas por fibras mielinizadas e examinadas em três categorias principais. As fibras associativas são conexões amplas entre diferentes regiões corticais no mesmo hemisfério; as fibras comissurais fornecem conexão entre ambos os hemisférios, e as fibras de projeção conectam a córtex com a parte subcortical do cérebro e com a medula espinhal. Em seguida, utilize o gancho microcirúrgico e o dissector de Penfield para penetrar profundamente nas fibras de associação longas e remover as fibras de associação superficiais.Remova cada feixe de fibras para expor as fibras comissurais de projeção. Comece colocando o espécime em uma plataforma preta projetada para esse fim. Selecione uma cena com uma visão frontal completa do espécime.E faça um clique focalizando a câmera em qualquer ponto do espécime próximo ao ponto central na tela da câmera. Gire levemente a câmera para a esquerda até que o ponto mais à direita na tela da câmera coincida com o ponto de foco mencionado acima. Em seguida, deslize a câmera para a direita até que o ponto central na tela sobreponha o ponto de foco original no espécime.Foque a câmera neste ponto e tire outra foto. No programa de software 3D, abra as imagens estereoscópicas de modo que a imagem esquerda fique no slot esquerdo e a imagem direita no slot direito. Em seguida, selecione a opção Half Color Anaglyph RL2 e gere o anaglifo no formato JPEG.Inicie baixando os dados de difusão pré-processados do site do Projeto Conectoma Humano. E processe-os posteriormente usando o Diffusion Spectrum Imaging Studio. Para realizar isso, carregue o conjunto de dados no software selecionando primeiro a Etapa 1 Abrir Imagens de Origem e, em seguida, selecione os dados em formato nii.arquivo gz. Em seguida, selecione o botão Etapa 2 Reconstrução. Após verificar o mapa cerebral, selecione a imagem de amostragem Q generalizada como o método de reconstrução.Além disso, selecione o peso r-quadrado com uma razão de comprimento de 1,0. Deixe as demais seleções como padrão e, em seguida, selecione Executar Reconstrução. Posicione as sementes para o trato corticoespinal utilizando uma semente da função Atlas na janela Região.Selecione as etiquetas de matéria branca JHU de 1 milímetro e a região do trato corticoespinal. Em seguida, realize o rastreamento de fibras indo primeiro à janela Opções e configurando os parâmetros de rastreamento conforme mostrado aqui. Selecione a orientação da semente como Todas, a posição da semente como Subvoxel e a semeadura aleatória como Ativada. Além disso, utilize interpolação direcional Trilinear com um algoritmo de rastreamento de linhas de corrente e escolha Executar Rastreamento na janela das vias fibrilares.Devido à natureza aleatória do rastreamento, você pode encontrar as chamadas fibras falsas, ou fibras que não são de interesse. Estas podem ser eliminadas utilizando regiões de evitação que podem ser desenhadas manualmente como uma nova região. Na janela Região, clique no botão Atlas para colocar sementes para o fascículo longitudinal superior 1.Selecione FreeSurferDKT, left_superior_frontal e left_precuneus. Em seguida, na janela Região, defina o tipo de left_precuneus como Semente e o tipo de left_superior_frontal como ROI. Depois, na janela Região, selecione Nova Região e desenhe manualmente uma região de inclusão no aspecto mais posterior do giro frontal superior no plano coronal.Em seguida, realize o rastreamento de fibras conforme descrito anteriormente. Depois, realize o mesmo processo para o fascículo longitudinal superior dois. Primeiro, utilize Nova Região na janela Região e desenhe a região semente na porção posterior da substância branca do giro frontal médio no plano coronal.Em seguida, escolha uma região de inclusão utilizando as regiões do Atlas FreeSurferDKT, left_rostral_middle_frontal e left_caudal_middle_frontal. E a região do Atlas FreeSurferSeg ctx_lh_G_pariet_inf-Angular. Complete este processo realizando o rastreamento de fibras conforme descrito anteriormente.Para o rastreamento de fibras do fascículo longitudinal superior 3, posicione as sementes com uma região de semente usando o Atlas. Escolha ctx_lh_G_pariet_inf-Supermar do atlas FreeSurferSeg. Em seguida, selecione a região de inclusão do Atlas em ctx_lh_G_front_inf-Opercular do atlas FreeSurferSeg.Conclua este processo realizando o rastreamento de fibras conforme descrito anteriormente. Para as fibras do corpo caloso, posicione as sementes usando uma nova região e desenhe uma semente no plano sagital, abrangendo o corpo caloso. Conclua este processo realizando o rastreamento de fibras conforme descrito anteriormente, após aumentar o valor de "Terminar se" para 900 tratos.Para as fibras do cíngulo, posicione as sementes utilizando uma nova região e desenhe uma região de semente no giro cingulado médio na vista coronal. Use Nova Região para desenhar uma região de inclusão no giro cingulado posterior sob a vista coronal. Conclua este processo realizando o rastreamento de fibras conforme descrito anteriormente.Em seguida, posicione as sementes para as fibras claustrocorticais utilizando a função Atlas para colocar uma região no Claustrum segundo o atlas talairach. Em seguida, selecione Atlas e adicione as regiões left_superior_parietal e left_superior_frontal do atlas FreeSurferDKT. Na janela Região, defina Claustrum como Fim e as outras duas regiões como Semente.Com base na precisão do registro, as regiões podem precisar de alguma modificação na posição, particularmente o claustrum devido ao pequeno tamanho da estrutura. Isso é feito clicando com o botão direito na região na janela Região e selecionando a alteração de posição nas opções Mover Região. Realize o rastreamento de fibras conforme etapas anteriores.Posicione as sementes para o trato fronto-limbar selecionando primeiro a função Atlas e escolhendo o left_pars_opercularis do atlas FreeSurferDKT, e depois outra região usando a função Atlas e selecionando o Supp_Motor_Area_L do atlas aal. Em seguida, defina left_pars_opercularis como Fim na janela Região, e defina Supp_Motor_Area_L como Semente. Para o trato fronto-estriatal, novamente selecione a função Atlas e depois Supp_Motor_Area_L do atlas aal.Em seguida, escolha a função Atlas e selecione Striatum_L no atlas ATAG_basal_ganglia. Na janela Região, defina Striatum_L como Fim e Supp_Motor_Area_L como Semente. Depois, gere uma renderização em superfície do cérebro selecionando Cortes e Adicionar Isosuperfície.O valor do limiar pode variar conforme o conjunto de dados e pode precisar ser ajustado até que os resultados sejam satisfatórios. É fundamental obter uma compreensão mais profunda da anatomia topográfica, particularmente por meio de estudos anatômicos tridimensionais, e utilizar as características clínicas dessas conexões para planejar a cirurgia, a fim de prevenir danos permanentes. O complexo da área motora suplementar consiste em duas partes: a pré-AMA anteriormente, mostrada aqui em roxo, e a AMA-Própria posteriormente, mostrada em verde.As conexões corticais e subcorticais dessas duas partes são mostradas aqui, utilizando técnicas de dissecação de fibras e DTI. Após a decorticação, as fibras de associação curtas, chamadas fibras em U, são expostas. As fibras em U conectam giros vizinhos entre si, como o AMS-P ao SMA-Próprio, e o SMA-Próprio à córtex motor.Nesta vista lateral, podem-se observar as conexões feitas pelos fascículos SLF 1, 2 e 3. Após a remoção de uma parte do SLF 2 ao nível da corona, o FAT foi exposto. As fibras do FAT percorrem obliquamente a região do SMA até os giros frontais inferiores e tornam-se superficiais na Pars Opercularis.Aqui, pode-se observar a borda exposta da distribuição das fibras claustrocorticais na área cortical. Esta localiza-se entre a parte anterior do SMA pré-suplementar e a parte posterior do lobo parietal. A técnica de DTI é poderosa para visualizar a localização das fibras em todo o cérebro.As imagens mostradas aqui destacam a posição das fibras do FLS, bem como descrevem a relação entre o TAF e o TSF. Além disso, a técnica pode ser usada para mostrar a posição das fibras calosas, fibras cingulares e fibras claustrócorticas. Ao realizar o procedimento de rastreamento por RNM, é importante lembrar que a qualidade dos dados é fundamental para o sucesso.Neste projeto, utilizamos dados de alta qualidade provenientes do banco de dados do Projeto Conectoma Humano. Rotineiramente replicamos esses resultados em nossos scanners clínicos 3D, mas é importante lembrar que a aquisição de dados de tal qualidade pode exigir aquisições de RM prolongadas, dependendo do scanner de RM disponível. Uma compreensão das conexões de tratos de fibras do complexo da área motora suplementar é essencial para o planejamento da cirurgia do lobo frontal.Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão da microcirurgia associada à anatomia do complexo da área motora suplementar.

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Research

JoVE Journal

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Neurociência

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