A MRI-Based Toolbox for Neurosurgical Planning in Nonhuman Primates

William  K.S. Ojemann; Devon  J. Griggs; Zachary Ip; Olivya Caballero; Hesamoddin Jahanian; Susana Martinez-Conde; Stephen Macknik; Azadeh Yazdan-Shahmorad

doi:10.3791/61098

Uma caixa de ferramentas baseada em ressonância magnética para planejamento neurocirúrgico em pri...

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Bioengineering

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A MRI-Based Toolbox for Neurosurgical Planning in Nonhuman Primates

Uma caixa de ferramentas baseada em ressonância magnética para planejamento neurocirúrgico em primatas não humanos

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08:41 min

July 17, 2020

DOI: 10.3791/61098-v

William K.S. Ojemann^1,2, Devon J. Griggs^2,3, Zachary Ip^1,2, Olivya Caballero⁴, Hesamoddin Jahanian⁵, Susana Martinez-Conde⁴, Stephen Macknik⁴, Azadeh Yazdan-Shahmorad^1,2,3

¹Bioengineering Department,University of Washington, ²Washington National Primate Research Center,University of Washington, ³Electrical and Computer Engineering Department,University of Washington, ⁴Department of Ophthalmology,SUNY Downstate Health Sciences University, ⁵Radiology Department,University of Washington

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This protocol provides a comprehensive method for preparing nonhuman primate (NHP) neurosurgery using 3D printing and MRI data extraction. It enhances precision and safety in surgical procedures.

Key Study Components

Area of Science

Neurosurgery
Neural Engineering
3D Printing Technology

Background

Importance of precision in neurosurgery.
Use of 3D printing for surgical planning.
Role of MRI in visualizing brain structures.
Need for improved safety in animal research.

Purpose of Study

To enhance the precision of neurosurgical procedures.
To provide a clear visualization of implantation or injection procedures.
To prepare researchers for surgery with detailed models.

Methods Used

Extraction of brain images using MRI software.
Setting intensity thresholds for brain extraction.
Creating bitmap images of brain structures.
Building surface models for surgical planning.

Main Results

Improved visualization of surgical sites.
Enhanced clarity in surgical planning.
Increased safety and precision in procedures.
Effective use of life-size models in neurosurgery.

Conclusions

This method significantly impacts neurosurgery in NHPs.
3D printed models improve surgical outcomes.
Visualization techniques are crucial for effective planning.

Frequently Asked Questions

What is the significance of this protocol?

It enhances precision and safety in neurosurgery for nonhuman primates.

How does 3D printing contribute to neurosurgery?

It allows for the creation of detailed models that aid in surgical planning.

What role does MRI play in this method?

MRI is used to extract brain images for accurate visualization.

What are the key steps in the brain extraction process?

Setting intensity thresholds and creating bitmap images are essential steps.

How does this protocol improve surgical outcomes?

By providing clear visualizations and enhancing preparation for surgeries.

O método descrito abaixo visa fornecer um protocolo abrangente para a preparação de neurocirurgia de primatas não humanos (NHP) utilizando uma nova combinação de métodos de impressão tridimensionais (3D) e extração de dados de ressonância magnética.

Este protocolo é significativo para o campo da engenharia neural porque oferece um procedimento conciso e unimodal projetado para aumentar a precisão e a segurança da neurocirurgia em primatas não humanos. Esta técnica oferece aos pesquisadores a capacidade única de visualizar cada aspecto de seu procedimento de implantação ou injeção, e garante que eles possam entrar em uma sala de cirurgia o mais preparado possível. A demonstração visual desse método é fundamental porque destaca o impacto e a clareza que os modelos físicos em tamanho real podem ter no planejamento cirúrgico.

Para extrair o cérebro no software de ressonância magnética, abra o menu suspenso dos plugins e selecione o cérebro extrato. Coloque o limiar de intensidade de extração em 2,5, 2,7 e o valor do gradiente limiar seja zero. Depois de criar um bitmap da imagem cerebral, selecione construir superfície sob o menu de imagem e insira o limiar usado para criar o bitmap contendo a região de interesse.

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