Методическая статья

В естественных условиях Морфометрический анализ человеческого черепных нервов с помощью магнитно-резонансной томографии в Menière болезнь уши и уши нормальный слух

DOI:

10.3791/57091

⸱

21 февраля 2018 г.

 ,  ,  ,  , 
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

В этой статье

Краткое содержание

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

Оценить морфологические изменения черепных нервов, такие как потеря нейронных структур или опухоли черепных нервов в Menière в болезнь (MD) или в здоровых лиц в естественных условиях, протокол оценки была разработана с помощью магнитно-резонансная томография (МРТ) . Еще одним подтверждением MD МРТ основе была выполнена.

Аннотация

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

Анализ нейронных структур в Menière в болезнь (MD) имеет важное значение, поскольку потеря таких структур, ранее был предложен для данной группе пациентов, но еще должны быть подтверждены. Этот протокол описывает метод оценки в vivo нейронных изменений особенно хорошо подходит для анализа черепных нервов с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). MD-пациентов и нормальным слухом лиц были рассмотрены в 3-T MR-сканер с использованием протокола проверки, включая сильно T2-взвешенный 3D градиент эхо последовательности (3D-СНПЧ). В группе пациентов MD был дополнительно подтверждено с помощью МРТ-оценки на основе endolymphatic водянка. Морфометрический анализ проводился с помощью freeware DICOM зрителя. Оценка черепных нервов включали измерения поперечного сечения районов (СВГ) нервов на различных уровнях, а также ортогональных диаметральные размеры.

Введение

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

Магнитно-резонансная томография (МРТ) играет важную роль в визуализации и анализа анатомии, а также физиологических и патологических процессов в организме человека. Так как клинические и электрофизиологические диагноз Menière болезнь (MD) может быть сложным, с использованием дополнительной информации, полученной от МРТ является более чем полезный1,2,3,4. В естественных условиях метод был разработан для анализа endolymphatic водянка MD и морфометрические изменения черепных нервов с помощью МРТ. Этот комбинированный подход был подтвержден диагноз определенной MD, и на различных уровнях в ходе нервы были изучены изменения морфометрических черепных нервов. Этиология MD-до сих пор неясно5,6,7. Было предложено, что нервные клетки потери могут быть задействованы в MD, но это еще предстоит подтвердить.

Подходящие черепных нервов морфометрического анализа в MD являются 7th и 8th нерва с филиалами, которые были проанализированы в настоящем исследовании. Лишь в нескольких исследованиях можно найти анализа морфометрических аспектов этих нервов с помощью МРТ8,9,10. В исследовании Henneberger et al. проанализированы морфометрические изменения 7th и 8th черепных нервов в ушах MD, по сравнению с нормальным слухом уши11.

Представленные здесь метод позволяет в vivo визуализации и морфометрический анализ 7-й и 8го черепномозговых нервов на протяжении всей их от мозга к височной кости. С помощью этого метода, мы показали, что существуют значительные различия между пациентов группы MD больных и здоровых уши. Мы предлагаем описан метод для использования в нескольких ситуациях/заболеваний, когда потенциальные изменения морфометрических черепных нервов представляют интерес. Ли этот метод будет устанавливаться в клинических диагностических обследований по-прежнему оцениваться будущих исследований. Реальные альтернативы методу описано в естественных условиях оценки морфометрические изменения черепных нервов не доступны и хотя компьютерная томография (КТ) имеет свои преимущества, например, широкая доступность, скорость и изображением костные изменения, он также экспонаты слишком низкой ткани контрасты визуализировать тонкие изменения в черепных нервов в рамках округлый и височной кости. Посмертное анализ изменений черепных нервов в MD больных остается быть изучены. С специальные изображений и методов оценки, как описано здесь это возможность анализировать изменения морфометрических черепных нервов в MD больных и здоровых элементов управления с помощью МРТ. Рутинной реакционной МРТ головного мозга часто не включают в себя высокого разрешения, сильно T2-взвешенный методы обработки изображений, которые являются обязательными для оценки изменения морфометрических черепных нервов, 7 и 8.

Разработанный метод может иметь дополнительные диагностические влияние на оценке различные уровни серьезности в MD, а также играть определенную роль в оценке головокружения, дефицита слуха и звон в ушах. Специализированные центры для диагностических и терапевтических реакционной головокружения играют важную роль в сегодняшних систем здравоохранения и наш метод может предоставить специалистов с возможным инструментом для их диагностики реакционной12,13,14 . Вертиго является симптомом комплекс происходящих в нескольких заболеваний, требующих тщательного междисциплинарного сотрудничества между разных специальностей, как показано в специализированные центры для диагностических и терапевтических реакционной головокружения12, 13 , 14.

Насколько нам известно существует метод не в литературе в vivo морфометрического анализа черепных нервов в MD и здорового контроля.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

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

Все процедуры были утверждены местным этическим Комитетом (институциональных Наблюдательный Совет Университета Мюнхена/LMU Мюнхена протокол № 093-09). Все пациенты дал их осознанного согласия выполняемых процедур.

1. клиническое обследование

  1. Выявление пациентов, страдающих от подозреваемых MD в сотрудничестве с Департаментом для уха, носа и горла (ЛОР).
    1. Выполнять клинической оценки; головокружение, шум в ушах/звон уха и слуха (возможно колебания) необходимо оценить. Проверьте наличие связанных тошнота и рвота. Проверка на продолжительность симптомов.
    2. Учитывать результаты клинических и функциональных тестов для диагностики MD: Проверка результатов Аудиометрия, калорийность видео oculography, вестибулярные вызывали миогенных потенциалов (VEMP) и electrocochleography (ЭГ) в документах больницы или электронных медицинских записей системы.
    3. Проверить наличие типичных выводы в MD: Аудиометрия может показать, нарушениями слуха уровней в чистом тоне усреднения (ЗПТ), энергетическая ирригации может выявить горизонтальных полукруглые парез, SP/AP соотношение может быть патологически высоким в ЭГ, и VEMP интерауральной амплитуды соотношение может быть значительно ниже в MD пациентов.

2. МРТ изображения приобретение у пациентов, страдающих от MD и здоровый управления

  1. Применение intratympanic гадолиний укол за 24 часа до МРТ в группе пациентов. Intratympanically, придать 0,4 мл агента основе гадолиний контраст (например, Magnograf, разбавленный пищеводный в солевых), за 24 часа до запланированного МРТ.
  2. Подготовка пациента к МРТ исследование: проверка для металлических имплантатов (экзамены являются осуществимыми с электростимулятором если адекватные меры предосторожности принимаются; зубные имплантаты обычно выполнимы), клаустрофобии, и т.д. использование шума снижения устройств, таких как снижение шума Наушники для защиты пациента слуха.
  3. Положение пациента адекватно в сканер. Позиция головы пациента прямо и подходят и закрыть MR-руководитель катушки. Позиция головы/височной кости пациента на изоцентр MR сканера.
  4. Выполнить МРТ сканирование согласно протокол исследования, включая 3D-FLAIR - и 3D-Реал ИК последовательности для обнаружения endolymphatic водянка в группе пациентов и сильно T2-взвешенный 3D-СНПЧ для морфологической анализа черепных нервов в группе пациентов и здорового контроля.
  5. Установите последовательность параметры морфометрических сканирования 3D-СНПЧ следующим: повторение время 5.79 мс (TR), эхо время (TE) 2.58 ms, флип угол 34°, поле зрения (FoV) 160 x 160 мм2, размер 320 x 320, число матрицы средних 1, кусочек толщиной 0,5 мм (Таблица 1 ). Выполнить сканирование с помощью TR 9000 ms 3D-ЧУТЬЕ, TE 128 мс, время инверсии 2500 ms, флип угол 180°, размер матрицы 384 x 384, кусочек толщиной 2 мм. набор параметров для 3D-Реал ИК следующим: TR 6000 ms, МС TE 155 , инверсии время 1500 мс, флип угол 180 °, матрица размер 320 x 320, толщина среза 0,5 мм.

3. МРТ качества проверки и идентификации Endolymphatic водянка в МРТ

  1. Проверьте качество изображения МРТ отношении артефакты как диван за артефакты, пульсации артефакты, металлические артефакты и учитывать Специальный целевого объекта оценки, в данном случае черепных нервов VII и VIII на протяжении всей их.
  2. Оцените endolymphatic водянка в МРТ группе пациентов. Проверка степени кохлеарной и лабиринты endolymphatic водянка сделаны видимыми путем изучения приобретенных 3D-FLAIR - и 3D-реальные ИК последовательности (рис. 1).

4. изображение на основе измерения черепных нервов

  1. Общая подготовка
    1. Установить программу просмотра выбора для изображения оценки и измерения на станцию оценки, например, OsiriX или Хорос.
    2. Запустите программу просмотра, дважды щелкнув значок приложения; появится окно базы данных.
    3. Импортировать данные пациента изображения нажав левой кнопкой мыши на «File» в верхнем выпадающем меню, затем выберите «Импорт» → «импорт файлов». В окне выбора файлов выберите данные пациента изображения; пациент имя и данные будут отображаться в окне базы данных после успешного импорта.
      Примечание: Импорт сжатых файлов (например, ZIP-файл) или несжатого каталогов файлов DICOM является осуществимым с вышеупомянутой DICOM зрителей.
    4. В окне базы данных разверните папку пациента изображения по левой клавише мыши на символ треугольника на левой стороне имя пациента. Выберите последовательность выбора из этой папки (здесь последовательность СНПЧ) и двойной левый клик на его, чтобы открыть соответствующие данные изображения. Данные пациента изображения будет отображаться.
  2. Реконструкций черепных нервов
    Примечание: из-за долгой и не всегда в плоскости курс нервы от ствола мозга через мостомозжечкового угла (CPA) в акустических слухового прохода и далее fundus внутреннего слухового канала (Мак), реконструкции и оценки необходимо нерва диаметров и СВГ на различных уровнях.
    1. Подготовить для реконструкции поперечная секции в следующих местах на всем протяжении черепных нервов во избежание ошибок измерения, производный от косые срезы на протяжении нерва, выбрав «3D MPR» в раскрывающемся меню «3D-просмотра» в верхней части экрана; MPR-окно будет отображаться.
    2. Настройка уровней масштабирования для размещения структур будет реконструирован (здесь черепных нервов VII и VIII), выбрав инструмент «Масштаб» (увеличительное стекло) из области «Изменить функции кнопок мыши» в панели инструментов в верхней левой части окна НДР. Затем курсор мыши к каждому из трех плоскостей в окне НДР и настроить масштаб, что уровни, щелкните левой кнопкой мыши и перетаскивание мыши (курсор мыши будет превратить в увеличительное стекло).
    3. Реконструкция центрального нерва VIII и установите плоскости реконструкции ортогональных нервы курс в середине ВМС. Проверить и адаптировать ориентацию плоскости реконструированный в всех 3 самолетов/windows (он должен быть реконструирован перпендикулярном направлении пересечения нерва во избежание частичного объема эффектов на следующие измерения).
      1. Проверка вне плоскости траверсировать нерва и исправлять ориентацию плоскости соответственно.
        1. Чтобы исправить ориентацию плоскости, переместите курсор мыши в центре перекрестья оси каждой плоскости в окне MPR (когда расположен правильно курсор мыши будет преобразовать в символ руки).
        2. Grab перекрестья оси в каждой из 3 самолетов/windows индивидуально с помощью инструмента захвата руки-значком и переместить ось около входа к внутренней акустической слухового прохода в каждом из трех плоскостей.
        3. Отрегулируйте ориентацию 3 осей нерва курс с помощью поворота функции доступны, перемещая мышь на боковые аспекты каждой оси (вращение правильной изображен путем изменения курсора мыши к иконе криволинейных). Затем, удерживая левую кнопку мыши нажатой и перетащите мышь, чтобы отрегулировать ориентацию плоскости.
        4. Отрегулируйте ориентацию плоскости во всех окнах 3 MPR-окна. Чтобы реконструировать плоскости, поперечной на VIII курс нервов на уровне середины ВМС, перейдите на левом нижнем окне в окне НДР и переместить мышь к середине оси перекрестье так курсор мыши будет снова преобразовать в символ руки. Затем щелкните левой кнопкой мыши и перетащите в нужное место плоскости (оранжевая линия) (здесь, в середине кВА).
        5. Настройте уровни масштабирования при необходимости с инструментом «Масштаб» (мыши изменит его значок увеличительного стекла) левой кнопкой мыши и перетаскивание.
        6. Щелкните левой кнопкой в верхнем правом окне MPR-окна для выбора этой плоскости. Выберите «Файл» → «экспорт» → «Экспорт в файлы DICOM». В «DICOM экспорт»-окна выберите «последовательность:» → «Текущее изображение только «кликнув левой кнопкой мыши в прилегающих круг селектор.
        7. Переименуйте серии соответствующим образом, здесь «VIII CPA». Затем щелкните левой кнопкой мыши на «OK»-кнопку на правом нижнем аспект окна экспорта DICOM.
          Примечание: Это будет закрыть окно Экспорт DICOM, сохранить восстановленные изображения в базу данных пациента и вернуться к окну НДР.
    4. Реконструировать ортогональных ветвей VIII нерва: улитковый нерв (CN), Улучшенный вестибулярного нерва (SVN) и уступает вестибулярного нерва (IVN) на уровне отдела слухового прохода Мак, где представитель визуализации обычно хорошо осуществимым. Проверка вне плоскости траверсировать нерва и исправлять ориентацию плоскости соответственно.
      1. Захватить перекрестья оси в каждой из 3 самолетов/windows с помощью инструмента захвата обозначается значком руки, перемещение оси сторону CN, SVN и IVN, соответственно на уровне отдела слухового прохода Мак и скорректировать их ориентация на нерв курс, используя функцию поворота доступно на боковые аспекты каждой оси изображен значок изогнутые, как описано в разделе Шаг 4.2.3.1.1 - 4.2.3.1.5.
      2. Экспорт и переименовать реконструированный самолетов как под шаг 4.2.3.1.6 - 4.2.3.1.7.
    5. Реконструировать ортогональных лицевого нерва (черепной нерв VII) на уровне ВМС, слухового прохода ККПК и fundus Мак, как описано в разделе Шаг 4.2.3. Проверка вне плоскости траверсировать нерва и исправлять ориентацию плоскости соответственно на каждом уровне реконструкции.
  3. Измерения
    Примечание: Выполните следующие измерения: измерение CSA, длинные диаметр (LD) и перпендикулярно короткие диаметр (SD) лицевого нерва (черепной нерв VII) и vestibulocochlear нерва (черепной нерв VIII) в реконструированных поперечные изображения (Рисунок 4 и Рисунок 5). Обратите внимание на уровень последовательного оконной между операциями сканирования, чтобы избежать частичный объем эффектов, влияющих на quantificational измерений не систематическим образом.
    1. Выберите ранее восстановленных изображение черепных нервов VIII на уровне CPA кликнув левой кнопкой мыши соответствующий файл изображения (которая ранее называлась «VIII CPA») в окне базы данных DICOM зрителя. Откройте его, двойной щелчок левой кнопкой мыши на имени файла. Реконструированный изображение откроется в одном окне.
    2. Увеличение в изображение структуры, при необходимости, как описано на шаге 4.2.2. Выберите «Длина» кликнув левой кнопкой мыши с помощью мыши на треугольный символ рядом с «Смена функции кнопки мыши» в панели инструментов в верхней части экрана. Щелкните левой кнопкой мыши и удерживайте левую кнопку мыши нажатой для рисования линии измерения для длинных диаметр черепных нервов VIII; Это измерение является ЛД.
    3. Выполните измерение перпендикулярно LD для измерения ур.
      Примечание: Измерения будут автоматически сохранены при использовании OsiriX или Хорос как DCIOM viewer.
      1. Повторите эти измерения LD и SD также в реконструкции VIII нерва на уровне отдела слухового прохода Мак путем измерения в файле изображения из базы данных изображения, названный «VIII слухового прохода» и на уровне fundus Мак , файла имя «VIII глазного дна».
    4. Оцените CSA, желательно с использованием замкнутый многоугольник область интересов (ROI) для учета возможных неоднородностей в контуре черепного нерва крест секции. В панели инструментов в верхней части экрана нажмите треугольный символ в правой части области «Мыши кнопку функции» и выберите «Полигон закрыт» (символ ранее выбранной строки изменится на полигон).
    5. Наметить контур черепного нерва VIII осталось нажав несколько раз на границе нерва. Чтобы закрыть полигон двойной щелкните левой кнопкой мыши в нужной точке; будет отображаться полный контур.
      Примечание: При необходимости исправьте положение точек многоугольника, левой кнопкой мыши и переместив.
    6. Откройте ранее проведенной реконструкции лицевого нерва на уровне CPA (имя файла образа «VII CPA») и выполнять замеры LD, SD, и CSA для черепно-мозгового нерва VII следующие шаги 4.3.1 - 4.3.5.
    7. Откройте реконструкций на уровне отдела слухового прохода ККПК и выполнять замеры LD, SD и CSA для CN, SVN, IVN и черепной нерв VII следующие шаги 4.3.1 - 4.3.5.
    8. Откройте реконструкций на уровне fundus ККПК и выполнять замеры LD, SD и CSA для CN, SVN, IVN и черепной нерв VII следующие шаги 4.3.1 - 4.3.5.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

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

Статистический анализ проводился с помощью программного обеспечения для статистического анализа, и двусторонний независимых образцы t-тест был применен. Оценка изображения была выполнена две читателей. Значительная разница между средними значениями группы пациентов (n = 21) и здорового контрольной группы (n = 39) можно найти для измерения CSA лицевого нерва, CN, SVN и IVN (Таблица 2). CSA измерения в группе пациентов показали значительно больших значениях CSA (

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

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

Мы продемонстрировали осуществимым и доступный метод оценки изменения морфометрических Черепные нервы, как они могут произойти в нескольких ситуациях патофизиологические, здесь в MD, по сравнению с нормальным слухом элементов управления.

Модификации и устранения неполадок:

Подобные измерения на те сообщили здесь для 7-й и 8го черепномозговых нервов может производиться с использованием занятых 3D-СНПЧ последовательности проверок...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

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

Авторы не имеют ничего сообщать.

Благодарности

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

Роберт Gürkov получил кредитодатели от министерства научных исследований и образования BMBF, Грант № 01 ЭО 0901 Германии.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
MR-сканер, например, Siemens Magnetom Verio, или подходящие MR-сканирования в формате DICOM, e.g. 3D-CISSSiemens Healthcare GmbH, Erlangen, Германия, или МР-сканирования любого другого производителя1Вместо МР-сканера для морфометрического анализа могут использоваться правильно полученные МР-сканы
Osirix или любой другой DICOM-Viewer с соответствующими инструментамиоценкиPixmeo SARL, Женева, Швейцария2Программное обеспечение для просмотра и оценки DICOM-изображений
MedCalc или любое другое <программное обеспечение для >статистического анализа, например, SPSS MedCalc Software bvba, Остенде, Бельгия3Программное обеспечение для статистического анализа
Computer работающие под управлением Windows или MacOSX/macOS,например, Lenovo, Apple или чего-либо самодельного4Аппаратное обеспечение, на котором может быть использовано вышеуказанное программное обеспечение

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gurkov, R., et al. In vivo visualized endolymphatic hydrops and inner ear functions in patients with electrocochleographically confirmed Meniere's disease. Otol Neurotol. 33 (6), 1040-1045 (2012).
  2. Gurkov, R., Flatz, W., Louza, J., Strupp, M., Krause, E. In vivo visualization of endolyphatic hydrops in patients with Meniere's disease: correlation with audiovestibular function. Eur Arch Otorhinolaryngol. 268 (12), 1743-1748 (2011).
  3. Gurkov, R., Pyyko, I., Zou, J., Kentala, E. What is Meniere's disease? A contemporary re-evaluation of endolymphatic hydrops. J Neurol. 263, Suppl 1 71-81 (2016).
  4. Plontke, S. K., Gurkov, R. Meniere's Disease. Laryngorhinootologie. 94 (8), 530-554 (2015).
  5. Klockars, T., Kentala, E. Inheritance of Meniere's disease in the Finnish population. Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 133 (1), 73-77 (2007).
  6. Greco, A., et al. Meniere's disease might be an autoimmune condition. Autoimmun Rev. 11 (10), 731-738 (2012).
  7. Ozdogmus, O., et al. Connections between the facial, vestibular and cochlear nerve bundles within the internal auditory canal. J Anat. 205 (1), 65-75 (2004).
  8. Nakamichi, R., et al. Establishing normal diameter range of the cochlear and facial nerves with 3D-CISS at 3T. Magn Reson Med Sci. 12 (4), 241-247 (2013).
  9. Kang, W. S., et al. Normative diameters and effects of aging on the cochlear and facial nerves in normal-hearing Korean ears using 3.0-tesla magnetic resonance imaging. Laryngoscope. 122 (5), 1109-1114 (2012).
  10. Jaryszak, E. M., Patel, N. A., Camp, M., Mancuso, A. A., Antonelli, P. J. Cochlear nerve diameter in normal hearing ears using high-resolution magnetic resonance imaging. Laryngoscope. 119 (10), 2042-2045 (2009).
  11. Henneberger, A., Ertl-Wagner, B., Reiser, M., Gurkov, R., Flatz, W. Morphometric evaluation of facial and vestibulocochlear nerves using magnetic resonance imaging: comparison of Meniere's disease ears with normal hearing ears. Eur Arch Otorhinolaryngol. 274 (8), 3029-3039 (2017).
  12. Zwergal, A., Brandt, T., Magnusson, M., Kennard, C. DIZZYNET: the European network for vertigo and balance research. J Neurol. 263, Suppl 1 1(2016).
  13. Zwergal, A., Brandt, T., Magnusson, M., Kennard, C. DIZZYNET--a European network initiative for vertigo and balance research: visions and aims. J Neurol. 263, Suppl 1 2-9 (2016).
  14. Grill, E., et al. DizzyReg: the prospective patient registry of the German Center for Vertigo and Balance Disorders. J Neurol. , (2017).
  15. Semaan, M. T., Alagramam, K. N., Megerian, C. A. The basic science of Meniere's disease and endolymphatic hydrops. Curr Opin Otolaryngol Head Neck Surg. 13 (5), 301-307 (2005).
  16. Hayashi, M., et al. Usefulness of the advanced neuroimaging protocol based on plain and gadolinium-enhanced constructive interference in steady state images for gamma knife radiosurgery and planning microsurgical procedures for skull base tumors. Acta Neurochir Suppl. 116, 167-178 (2013).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

3D CISSDICOMin vivo

Похожие статьи