Анализ морфологии черепных нервов in vivo у пациента с заболеванием внутреннего уха

Аннотация

Источник: Flatz, W. H. et и др. Морфометрический анализ черепных нервов человека с использованием магнитно-резонансной томографии в Болезнь Меньера в ушах и нормально слышащие уши. J. vis. exp. (2018).

В этом видео демонстрируется использование МРТ для анализа морфологии черепных нервов в ушах у пациентов, страдающих хроническим заболеванием внутреннего уха. В нем изложены этапы выполнения МРТ пациента с сильным магнитным полем, реконструкции 3D-изображений поперечного сечения черепных нервов с высоким разрешением и измерения размеров нервов для оценки аномалий.

Протокол

Все процедуры с участием людей были выполнены в соответствии с институциональными, национальными и международными руководящими принципами по благополучию человека и были рассмотрены местным институциональным наблюдательным советом.

1. Получение изображений с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) у пациентов с болезнью Меньера (МД) и здоровых контрольных групп

1. Сделайте внутритимпаническую инъекцию гадолиния за 24 часа до МРТ в группе пациентов. Введите 0,4 мл контрастного вещества на основе гадолиния внутритимпанально (e., Магнограф разведенный в 8 раз в физрастворе) за 24 ч до запланированного МРТ-сканирования.
2. Подготовьте пациента к обследованию МРТ: проверьте наличие металлических имплантатов (обследование возможно с помощью кардиостимулятора, если приняты адекватные меры предосторожности; обычно возможно установить зубные имплантаты), клаустрофобии, и т. д. Используйте устройства шумоподавления, такие как наушники с шумоподавлением, для защиты слуха пациента.
3. Расположите пациента в сканере в соответствующем положении. Расположите голову пациента прямо, а также подогните и закройте катушку для МР-головки. Расположите голову/височную кость пациента в изоцентре МРТ-сканера.
4. Выполните МРТ-сканирование в соответствии с протоколом исследования, включающим трехмерное восстановление инверсии с ослаблением жидкости (3D-FLAIR) и трехмерное восстановление реальной инверсии (3D-IR) для выявления эндолимфатического гидропса в группе пациента и сильно взвешенную Т2-взвешенную трехмерную конструктивную интерференцию в стационарном состоянии (3D-CISS) для морфологического анализа черепно-мозговых нервов в группе пациентов и здоровой контрольной группе.
5. Установите следующие параметры последовательности для морфометрического сканирования 3D-CISS следующим образом: время повторения (TR) 5,79 мс, время эхо-сигнала (TE) 2,58 мс, угол поворота 34°, поле зрения (FoV) 160 x 160 мм², размер матрицы 320 x 320, количество средних значений 1, толщина среза 0,5 мм (Таблица 1). Выполняйте сканирование 3D-FLAIR с использованием TR 9 000 мс, TE 128 мс, времени инверсии 2 500 мс, угла поворота 180°, размера матрицы 384 x 384, толщины среза 2 мм. Установите следующие параметры для 3D-реального ИК: TR 6,000 мс, TE 155 мс, время инверсии 1,500 мс, угол поворота 180°, размер матрицы 320 x 320, толщина среза 0,5 мм.

{{}}

2. Проверка качества МРТ и идентификация эндолимфатического гидропса при МРТ

1. Проверьте качество изображения МРТ в отношении таких артефактов, как артефакты складки, артефакты пульсации, металлические артефакты, и обратите особое внимание на объект оценки, в данном случае черепно-мозговые нервы VII и VIII на протяжении всего их течения.
2. Оцените эндолимфатический гидропс на МРТ-сканировании группы пациентов. Проверьте степень видимости кохлеарного и лабиринтного эндолимфатического гидропса путем изучения полученных 3D-FLAIR- и 3D-реальных ИК-последовательностей (Рисунок 1).

3. Измерения черепных нервов на основе изображений

1. {{}}Общая подготовка
   1. Установите на оценочную рабочую станцию выбранное средство просмотра цифровых изображений и коммуникаций в медицине (DICOM) для оценки изображений и измерений. e., OsiriX или Horos.
   2. Запустите просмотрщик DICOM, дважды кликнув по приложению; Отобразится окно базы данных.
   3. Импортируйте данные изображения пациента, щелкнув левой кнопкой мыши «Файл» в верхнем выпадающем меню, затем выберите «Импорт» → «Импорт файла». В селекторе файлов выберите данные изображения пациента; Имя пациента и данные будут отображаться в окне базы данных после успешного импорта.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Импорт сжатых файлов (e.,.zip) или несжатых каталогов файлов DICOM возможен с вышеупомянутыми просмотрщиками DICOM.
   4. В окне базы данных разверните папку с изображениями пациента, щелкнув левой кнопкой мыши по символу треугольника слева от имени пациента. Выберите выбранную последовательность из этой папки (в данном случае последовательность CISS) и дважды щелкните левой кнопкой мыши, чтобы открыть соответствующие данные изображения. Будут отображены данные изображения пациента.
2. Реконструкции черепно-мозговых нервов
   ПРИМЕЧАНИЕ: Из-за длинного и не всегда ровного хода нервов от ствола мозга через мостомозжечковый угол (CPA) в слуховой проход и далее к дну внутреннего слухового прохода (IAC), необходима реконструкция и оценка диаметров нерва и площадей поперечного сечения (СЗД) на разных уровнях.
   1. Подготовьтесь к реконструкции поперечных срезов в следующих местах по всему ходу черепных нервов, чтобы избежать ошибок измерения, возникающих из-за косых срезов по всему ходу нерва, выбрав «3D (мультипланарная реконструкция) MPR» в выпадающем меню «3D Viewer» в верхней части экрана; отобразится MPR-окно.
   2. Отрегулируйте уровни масштабирования в соответствии с реконструируемыми структурами (в данном случае черепно-мозговыми нервами VII и VIII), выбрав инструмент масштабирования (лупу) в области "Изменить функцию кнопки мыши" на панели инструментов в верхней левой части MPR-окна. Затем переместите курсор мыши на каждую из 3-х плоскостей в MPR-окне и отрегулируйте уровни масштабирования щелчком левой кнопки мыши и перетаскиванием мыши (курсор мыши превратится в лупу).
   3. Реконструируйте центральный VIII нерв и установите плоскость реконструкции ортогонально руслу нерва в середине ЦПА. Проверьте и отрегулируйте ориентацию реконструированной плоскости во всех 3 плоскостях/окнах (она должна быть реконструирована перпендикулярно направлению пересечения нерва, чтобы избежать эффектов частичного объема при последующих измерениях).
      1. Проверьте наличие внеплоскостного прохода нерва и скорректируйте ориентацию в плоскости соответственно.
         1. Чтобы скорректировать ориентацию плоскости, переместите курсор мыши к центру перекрестия оси каждой плоскости в MPR-окне (при правильном расположении курсор мыши превратится в символ руки).
         2. Захватите перекрестие оси в каждой из 3 плоскостей/окон по отдельности с помощью инструмента захвата, обозначенного значком руки, и переместите ось примерно к входу во внутренний акустический проход в каждой из 3 плоскостей.
         3. Отрегулируйте ориентацию 3 осей относительно хода нерва с помощью функции поворота, доступной при перемещении мыши к боковым сторонам каждой оси (правильная функция поворота изображается изменением курсора мыши на криволинейный значок). Затем, удерживая нажатой левую кнопку мыши, перетащите мышь, чтобы настроить ориентацию плоскости.
         4. Отрегулируйте ориентацию плоскости во всех 3 окнах MPR-окна. Для того, чтобы реконструировать плоскость, поперечную VIII течению нервов на уровне середины CPA, перейдите в левое нижнее окно в MPR-окне, и переместите мышь к середине перекрестия оси, чтобы курсор мыши снова трансформировался в символ руки. Затем щелкните левой кнопкой мыши и перетащите плоскость (оранжевую линию) в нужное место (здесь, в середину CPA).
         5. При необходимости отрегулируйте уровни масштабирования с помощью инструмента масштабирования (значок мыши изменится на лупу) щелчком левой кнопкой мыши и перетаскиванием.
         6. Щелкните левой кнопкой мыши в правом верхнем окне MPR-окна, чтобы выбрать эту плоскость. Выберите «Файл» → «Экспорт» → «Экспорт в файл(ы)». В окне "Экспорт DICOM" выберите "Последовательность:" → "Только текущее изображение", щелкнув левой кнопкой мыши по селектору соседнего круга.
         7. Переименуйте серию соответственно, здесь "VIII CPA". Затем щелкните левой кнопкой мыши кнопку "OK" в правой нижней части окна экспорта DICOM.
            ПРИМЕЧАНИЕ: Это закроет окно экспорта DICOM, сохранит восстановленное изображение в базе данных пациента и вернется к окну MPR.
   4. Реконструируйте ортогональные виды ветвей VIII нерва: кохлеарного нерва (КН), верхнего вестибулярного нерва (СВН) и нижнего вестибулярного нерва (ИВН) на уровне прохода РЖК, где обычно хорошо возможна репрезентативная визуализация. Проверьте проходимость нерва вне плоскости и скорректируйте ориентацию в плоскости соответственно.
      1. Захватите перекрестие оси в каждой из 3 плоскостей/окон с помощью инструмента захвата, обозначенного значком руки, переместите ось в сторону CN, SVN и IVN, соответственно, на уровне прохода IAC, и отрегулируйте их ориентацию по ходу нерва с помощью функции поворота, доступной на боковых сторонах каждой оси, изображенной изогнутым значком. в соответствии с инструкциями 3.2.3.1.1 - 3.2.3.1.5.
      2. Экспорт и переименование восстановленных плоскостей в соответствии с этапами 3.2.3.1.6 - 3.2.3.1.7.
   5. Восстановите ортогональные виды лицевого нерва (VII черепного нерва) на уровне CPA, meatus IAC и глазного дна IAC, как описано в шаге 3.2.3. Проверьте наличие внеплоскостного прохода нерва и скорректируйте ориентацию в плоскости, соответственно на каждом уровне реконструкции.
3. Измерения
   ПРИМЕЧАНИЕ: Выполните следующие измерения: измерьте CSA, длинный диаметр (LD) и перпендикулярный короткий диаметр (SD) лицевого нерва (черепной нерв VII) и вестибулокохлеарного нерва (черепной нерв VIII) на реконструированных поперечных изображениях (Рисунок 2} и {{ TAG_319}}Рисунок 3). Обратите внимание на постоянные уровни окон между сканированиями, чтобы избежать несистематического влияния эффектов частичного объема на количественные измерения.
   1. Выберите ранее восстановленное изображение VIII черепного нерва на уровне CPA, щелкнув левой кнопкой мыши по соответствующему файлу изображения (ранее называвшемуся «VIII CPA») в окне базы данных просмотрщика DICOM. Откройте его, дважды щелкнув левой кнопкой мыши по имени файла. Восстановленное изображение откроется в одном окне.
   2. При необходимости увеличьте масштаб структуры изображения, как указано в шаге 3.2.2. Выберите «Длина», щелкнув левой кнопкой мыши по треугольному символу рядом с надписью «Изменить функцию кнопки мыши» на панели инструментов в верхней части экрана. Щелкните левой кнопкой мыши и удерживайте левую кнопку мыши, чтобы нарисовать линию измерения для наибольшего диаметра черепного нерва VIII; это измерение LD.
   3. Выполните измерение перпендикулярно LD для измерения SD.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Измерения будут автоматически сохранены при использовании OsiriX или Horos в качестве просмотра DCIOM.
      1. Повторите эти измерения LD и SD также при реконструкции VIII нерва на уровне meac путем измерения в файле изображений из базы данных изображений под названием "VIII meatus" и на уровне глазного дна IAC, имя файла "VIII fundus".
   4. Оценивайте CSA предпочтительно с использованием области интереса замкнутого полигона (ROI) для учета возможных неоднородностей в контуре поперечного сечения черепного нерва. На панели инструментов в верхней части экрана нажмите на треугольный символ справа от области "Функция кнопки мыши" и выберите "Замкнутый полигон" (ранее выбранный линейный символ изменится на многоугольник).
   5. Наметьте контур VIII черепного нерва, несколько раз щелкнув левой кнопкой мыши по границе нерва. Чтобы замкнуть многоугольник, дважды щелкните левой кнопкой мыши в нужной точке; Отобразится полный контур.
      ПРИМЕЧАНИЕ: При необходимости скорректируйте положение точек полигона щелчком левой кнопкой мыши и перемещением.
   6. Откройте ранее выполненную реконструкцию лицевого нерва на уровне CPA (имя файла изображения "VII CPA") и выполните измерения LD, SD и CSA для VII черепного нерва, следуя шагам 3.3.1 - 3.3.5.
   7. Откройте реконструкции на уровне прохода МАК и выполните измерения LD, SD и CSA для CN, SVN, IVN и VII черепного нерва, следуя шагам 3.3.1 - 3.3.5.
   8. Вскрыть реконструкции на уровне глазного дна МАК и выполнить измерения LD, SD и CSA для CN, SVN, IVN и VII черепного нерва, следуя шагам 3.3.1 - 3.3.5.

Таблица 1: Параметры последовательности МРТ. Установите параметры последовательности МРТ, как описано, используя технику последовательности конструктивной интерференции в стационарном состоянии (CISS) для достижения сильно взвешенного Т2 контраста изображения для оптимального изображения нервов, окруженных спинномозговой жидкостью.

Mr-последовательность параметры	3D-CISS
{{}}	5.79 ms
TE	2.58 мс
{{}}	{{TAG_ 496}}34°
Поле зрения	{{}}{TAG_513}}160 x 160 мм2
{{ TAG_529}}Размер матрицы	320 x 320{
}Средние	1
{{ TAG_563}}Толщина ломтика	0,5 мм

{{}}

Результаты

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
МР-сканер, например, Siemens Magnetom Verio, или подходящие МР-сканирования в формате DICOM, e.g. 3D-CISS	Siemens Healthcare GmbH, Эрланген, Германия, или МР-сканирование любого другого поставщика	1	Вместо МР-сканера для морфометрического анализа можно использовать правильно полученные МР-сканирования
Osirix или любой другой DICOM-просмотрщик с соответствующими инструментами оценки	Pixmeo SARL, Женева, Швейцария	2	Программное обеспечение для просмотра и оценки изображений DICOM
MedCalc или любое другое программное обеспечение для статистического анализа, например, SPSS	MedCalc Software bvba, Остенде, Бельгия	3
Компьютер под управлением Windows или MacOSX/macOS	4	Аппаратное обеспечение, на котором может быть использовано вышеуказанное программное обеспечение

{{TAG_ 42}}Например, Lenovo, Apple или что-то самостоятельное