Summary
拡散テンソルイメージング（DTI）は、視覚経路の主要な部分を描写しようとするために行われた。目標は、FDAは患者における視覚路の術後損傷を低減しようとするために、毎日のルーチンのために使用することができる標準的な市販のワークステーションを承認し使用することでした。
Abstract
DTIは、拡散測定を用いて、健康な非健康な患者に非侵襲的に白質路（WMT）を識別する技術である。視覚的な経路（VP）と同様に、WMTは、古典的なMRIや術中に顕微鏡で可視ではありません。 DITがこのWMTに隣接する病変を除去しながら神経外科医がVPの破壊を防止するのに役立ちます。私たちは3DT1加重シーケンスを使用し移動するには1月、2014年に2012年3月の間に手術の前と後の50人の患者にDTIを行った。さらに、当社は、T2強調およびDTI系列を行った。使用されるパラメータは、FOVあった：200×200ミリメートル、スライス厚さ：2mm、前記取得行列：×96 96、2×2×2mmのほぼ等方ボクセルを得た。軸方向のMRIは32勾配方向一B0画像を用いて行った。私たちは、2の加速係数および800秒/MM²のb値とエコープラナー·イメージング（EPI）と資産パラレルイメージングを使用していました。走査時間が9未満分であった。
ENTは ">得DTIデータはこれは（関心領域間の線の伝播に基づいています。継続的に追跡（FACT）による繊維の割り当てとして知られている簡単なファイバートラッキング·アプローチを使用して、FDA承認された手術ナビゲーションシステムのプログラムを用いて処理した医師によって定義されるROI）。50の最大角度、0.10のFA開始値及び0.20MM²/ sのADCストップ値がラクトために使用されるパラメータであった。この手法にはいくつかの制限があります。限られた収集時間枠は画質のトレードオフを実施します。無視されるべきではない別の重要な点は、手術中の脳のシフトである。後者の術中MRI用としては役に立つかもしれません。さらに、偽陽性または偽陰性のトラクトのリスクが最終結果を損なう可能性のある考慮に入れる必要がある。
Introduction
拡散テンソルイメージング（DTI）は、ヒトの脳1に非侵襲的にWMTを描写するために使用される。これは、手術の1の間の脳の説得力のある領域を害する危険性を低減するために、過去10年間で使用されてきた。
DTIは、視覚的な経路を描写する2012年3月と2014年1月の間に50人の患者で実施した。 DTIは白質路の解剖学的位置に関する重要な情報を提供することにより、手術中に脳の雄弁な領域の保存を向上することがあります。これは、複雑な脳病変の切除1のための戦略的計画に組み込まれています。 DTI、種子量と結果12の解釈の配置パラメータ基準が定められていないので、視覚路の描写が課題である。
異なるアルゴリズムは、これまでに19〜21実施されている。いくつかのアプローチは、決定論的な方法に集中して19、22-25。その他26,27,29、確率論的な方法を使用していた。より最近では、Q-ボールテンソルフィールド、拡散スペクトルイメージングと高角度分解能拡散イメージング（HARDI）を使用して技術としては、とりわけ白質路視経路1,13-15,18を示 すために使用されている。それにもかかわらず、HARDIのために必要な時間は45分と有意に長くなり、ソフトウェアが市販されていないと科学的ア プリケーション18を強調している。 HARDIための指導期間はDTI 18の場合よりも長くなるように思われる。
提示プロトコルは容易に実現可能であり、病的状態を回避し、術後の転帰を改善するために、脳神経外科操作において日常ルーチンのために使用することができる。このプロトコルのための追加の時間が他のプロトコル1,9,12,16よりも大幅に高速である9未満分である。多くの洗練されたアルゴリズムは、紙制限し、最近開発されてきたという事実を認めるそれ自体市販されており、FDA承認されたソフトウェアの使用に関する。しかし、それを考慮に上述したとおりであるこの技術の限界を取ることは必須です。
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Protocol
注：このプロトコルは、ルクセンブルグのセンターHospitalierデ·ルクセンブルクのガイドラインに従っています。
脳神経外科とフォローアップのための視覚経路のための拡散テンソルイメージングの調製
- 少なくとも1日32勾配の方向と1 B0〜イメージを使用して、厳密に軸方向の手術前にMRIスキャンを実行します。いつでも神経放射線学ユニットと緊密に連絡してください。
注：手術後の画像は、操作前のものと同じである神経放射線科医に明らかに。 - 3テスラのMRIを使用して、3DT1加重とDTI系列のスキャンを実行します。同様に、手術後3DT1加重シーケンスを実行します。
2章計画ステーションを使用して、
- 医学（DICOM）でデジタル画像と通信にT2強調、3DT1加重とDTI系列スキャンデータを転送します。この手順では、7分までかかります。
注：ドンの `tはbefo手順を停止すべての配列を転送した再。それは停止し、手術日に応じて、後に継続することができる。 - 手術ナビゲーションシステムプログラムを開きます。ファイルをクリックし、[インポートDICOM上。上記のすべての配列について、この手順を3回繰り返します。
- 表示するには、[追加]をクリックします。別途、すべてのシーケンスを追加します。ドンの `tは閲覧を続行してみてください。
- [ツール]をクリックします。 DTIテンソルの準備を開きます。画面の中央に新しいウィンドウを守ってください。
- 次の4つの手順を実行します。
- 最初のステップとして、グラデーションの割り当てを実行します。
- ウィンドウの右下に千秒〜800 /MM²からb値を変更します。
- ウィンドウの右上のしきい値を調整します。単純に番号を書き込むか、カーソルを移動させることにより、手動で行う。図20は、許容値かもしれません。それは個人的な経験であり、それは必須ではありません。
- 第二段階として、グラデーション登録を行ってください。
- <李>すべてのオートボタンをクリックします。この手順では、5分までかかる。
- すべての登録を確認してクリックします。登録を確認せずにそれが継続することはできません。
- 最初のステップとして、グラデーションの割り当てを実行します。
- 第三段階としてCoregistrationを実行します。
- 手動Coregister MR1とMR2 B0イメージ。最終的にはすべての登録を確認します。
注：この手順を自動的に行うことができる。しかし、結果は、最終的には必ずしも満足できない場合があります。
- 手動Coregister MR1とMR2 B0イメージ。最終的にはすべての登録を確認します。
- 4番目と最後のステップとして、テンソル計算を実行し、
- オンになっているFA / 12月/ ADCを確認してください。をクリックするとしない。
- 計算をクリックします。この手順は、数秒かかります。
3 Fibertracking
注：視覚路の解剖学的知識が成功した結果のために非常に重要である。
- 繊維が通って行かなければならない三つの重要なポイントを見つけることを準備します。
- 解剖学的知識を用いて、視交叉を決定します。
- 出発点としてROIを使用し、繊維が通って行きましょう。 ROIが医師によって定義されています。
- 代わりに、セグメントが疑わ地域。底にセグメンテーションをクリックして離れ、別のウィンドウが表示されます。セグメント化された領域は、解剖学的に定義された領域である。
- 手動で地域をペイント。全体視交叉が含まれるように上下にスクロールして。手順を保存して戻ります。
- 関心領域から、またはセグメント化された領域または両方のいずれかからの繊維を追跡します。
- 繊維は、視覚的な経路の第二の重要なポイントである左膝状体（LGN）に達する。最大角度は、偽トラクトのリスクは角度が大きすぎる場合に上がる50であった。
- 視交叉で示すように、セグメントLGNへの可能性がありますした後、繊維を追跡します。視交叉をセグメント化した後、視交叉、またはその逆でのLGNとフィニッシュから実行トラック繊維。
- セグメント視覚野。視交叉の場合と同様に進みます。 3DT1強調画像は、160スライスが含まれているので、これは少し時間がかかる場合があります。
- LGNへの視覚野からの繊維を追跡します。それだけでなく、視覚野へのLGNからそれらを追跡することが可能である。
- 視覚野は、腫瘍または浮腫によって侵入された場合、分割領域の代わりに、関心領域を使用し、LGNの方向に走る繊維を聞かせて。
注：浮腫は、視覚野に侵入可能性があり、時にはそれがセグメント化されている場合は、視覚野は、コンピュータがそれらを区別 `tをあるため、完全にセグメント化できない可能性があります。それはROIを置くことが必要である理由That`s。 - 他の半球のためにすべてを繰り返します。
- 最初の健全な半球から始めます。
注：あまりにも他のものに開始することができるが、それは状況についての最初のアイデアになることを最初に健全な半球の繊維を追跡するために簡単な場合があります。それが唯一のアドバイスです、必須ではありません。
- セグメント脳病変および浮腫。 3.2.2で前述したように実行します。
- 良く区別するために、すべてのセグメント化された領域または病変の色を割り当てます。
- 不測の事態の場合や緊急の場合には、各ステップの手順を保存します。
- ローカルにデータ全体をエクスポートします。これは、直接手術室にエクスポートすることが可能であるが、これはお勧めisn`t。
- 押してファイルの[エクスポート3D-オブジェクト。唯一のナビゲーション試験をエクスポートしてください。
- ドンの `tはハイブリッド試験をエクスポートします。
- 頭蓋を入力してください。 Stealthmergeを押して右の患者を選択してください。参考試験として3DT1強調画像を選択してください。
- 3Dモデルを作成し、すべてのものを挿入します。
- データIをインポートnは手術室。
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Representative Results
このプロトコルは、十分にVPの主要部分を描くために医師を可能にします。これは、説得力のある領域への次の脳病変を有する患者の損害を防止するために、時間の少ない量で使用することができる。術後のコントロールはまた、良好な結果を示している。患者は神経膠芽から操作した後に、VPを図7に描かれている。 図2は 、神経膠芽腫の再発後に副社長を示しています。著者らは、主要な課題であるマイヤーループを描くために、このプロトコルによって提示された問題点の事実を認識しています。
図1 VP 1：神経膠芽腫手術前に腫瘍は赤です。浮腫は紫色で示されており、金VPを表す。反対側のVPの変位を示している。1946fig1large.jpg "ターゲット=" _ブランク」>この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図2 VP 2：神経膠芽腫再発腫瘍は赤です。 （紫）浮腫が取り囲んVP（金）。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図3 VP 3：神経膠芽腫後頭部の腫瘍は赤です。前方に腫瘍と浮腫（紫）によるVP（金）の破壊。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図4 VP 4：時間的神経膠芽腫瘍（赤色）が前方VP（金）にタッチする。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図5 VP 5：脳梁の神経膠芽腫浮腫を伴う腫瘍（赤）（紫）は、VP（金）を囲むこの図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
< BR /> 図6 VP 6：神経膠芽腫、前腫瘍（赤）と浮腫（紫）は、VP（金）を囲むこの図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図7 VP 7：神経膠芽腫手術後のVPブラックは、腫瘍の空洞を表しています。 （紫）浮腫がVP（金）に隣接している。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
fibertracking 8.準備図。 REF = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/51946/51946fig8large.jpg"ターゲット= "_ブランク」>この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
fibertracking / VPについては、図9の準備。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図3 fibertrackingための10の準備。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
"SRC =" /ファイル/ ftp_upload / 51946 / 51946fig11highres.jpg "/>
図4 fibertrackingための11の準備。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
5 fibertrackingための12の準備図。
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Discussion
DTIは、in vivo 8 白質路を可視化するために神経外科医を可能にする技術です。視覚路は、これらの管の一つです。この方法は、私たちがこの技術のいくつかの制限が依然として存在してないと言わなければならない脳の雄弁な地域に関する病変を有する患者の治療に関する新たな可能性を医師に提供していますが。最初の、そして最も明白な課題は、調査4の下の課題である脳のシフトです。硬膜を開いた後、腫瘍または当社が手術前と同じ条件を持つ `tの脳脊髄液の損失を除去することにより、脳内での操作の後。さらに、DTIは、複数の成果物と偽管1-3を生産、繊維の交差点やキスを解決し、正確に繊維の出発地と目的地を決定することができません。別の問題は、腫瘍または腫瘍周囲ヨルバに起因例えば、乱れた拡散の分野での繊維の解像度であるMA 22。ボクセル内の異なる方向を持つ小管は、部分容積アーティファクト28に対して二次的原因で画像化されることはありません。偽陽性と偽陰性のトラクトの可能性は常に考慮されるべきである。結果が危険にさらされる可能性があります。他のアルゴリズムは、さらに混乱する可能性があり最新で存在doesnの `tのVPを描写するために、より完全な形でしかし、国際標準化された手順をVPを示した。マイヤーループの描写は、このプロトコルのための課題である。別の制限は、バウムループの描写で構成されることもあります。しかし私たちは別の場所で、このループの描写のいずれかのノートを見つけるcouldn`t。
このプロトコルの前に述べたように、毎日のルーチンのために容易に実現可能である。しかし良い準備が満足のいく結果が必要となります。これは、画像が厳密に軸方向に行われることを注意する必要がある。これはない場合には、その後画像の品質を損なう可能性のある考慮する。 3DT1強調画像は、常にナビゲーションのために必要とされる。スライスは、良好な結果を得るために十分に薄くなければならない。このプロトコルのために私たちは、間にギャップを2mmのスライスを使用。プロトコルを尊重することはVPの主要部分の優れた描写につながる。 VPは複数のROIを使用して描かれていた。 VCは常に追加的にセグメント化された。その他にも、複数のROIアプローチ16,17を使用している。 DTI-アンギュレーションも試されています。これは、前後fiberbundlesのために良い結果が得られるかもしれませんが、他の繊維は、不幸な位置12に来るかもしれない。さらなる方法は、LGN 11近く視神経管内に配置された複数の基準点からの線維追跡を播種含まれています。
今後のアプリケーションでは、脳虚血、多発性硬化症、Alzheimer`s疾患、脳神経の描写、ガンマナイフ手術など7、13,28におけるDTIの使用を含む。彼らはいくつかの機関で既に使用されているが、T彼はどこにでも日常的ではありません。皮質下の電気的刺激を使用して光学放射のIntrasurgicalマッピングは、神経膠腫の手術6中にこの管を同定し、維持するために信頼できる方法である。視覚路の機能的完全性を監視するための別の可能性は皮質に記録VEPに5,10の術中使用である。 MRIの術中使用は、代替的な脳のシフト代替18を提示する可能性が3次元超音波の適用で生じる問題を軽減する可能性がある可能性があります。その他の拡散イメージング·復興スキームは視覚路を描写することがますます関連するようになった。視覚経路は、より多くの繊維を有し、マイヤー·ループをより確実18が表示される。
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3-Tesla-MRI | General Electric | Signa LX version 9.1 | |
| Surgical Navigation System Program | Medtronic | 9734478 | |
| Surgical Navigation System Program | Medtronic | 4500810331 20016318 |
References
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