Summary
Imagem por tensores de difusão (DTI) foi realizada para tentar descrever as principais partes do sistema visual. O objectivo era utilizar um FDA aprovou estação comercial padrão que pode ser usado para a rotina diária, a fim de tentar reduzir os danos de pós-operatório da via visual nos pacientes.
Abstract
DTI é uma técnica que identifica tratos de substância branca (WMT) não-invasiva em pacientes saudáveis e não-saudáveis, utilizando medidas de difusão. Semelhante a vias visuais (VP), WMT não são visíveis com MRI clássica ou intra-operatório com microscópio. DIT vai ajudar neurocirurgiões para evitar a destruição da VP ao remover lesões adjacentes a este WMT. Efetuamos DTI em cinqüenta pacientes, antes e após a cirurgia, entre março de 2012 a janeiro de 2014 Para navegar usamos uma seqüência 3DT1 ponderado. Além disso, foi realizado um T2 e DTI-sequências. Os parâmetros utilizados foram, FOV: 200 x 200 mm, espessura de fatia de 2 mm, e matriz de aquisição: 96 x 96 originando voxels quase isotrópica de 2 x 2 x 2 mm. Axial MRI foi realizada utilizando um gradiente de direcção 32 e um b0-imagem. Usamos Echo-Planar-Imaging (EPI) e ASSET imagens paralelas com um fator de aceleração de 2 e b-valor de 800 s / mm ². O tempo de varredura foi inferior a 9 min.
ent "> Os DTI-dados obtidos foram processados utilizando um FDA aprovou o programa de sistema de navegação cirúrgica que utiliza uma abordagem de fibra de rastreamento simples conhecido como atribuição fibra de rastreamento contínuo (FACT). Isto é baseado na propagação de linhas entre as regiões de interesse ( ROI), que é definida por um médico. um ângulo máximo de 50, FA valor de 0,10 e valor parada ADC de 0,20 mm ² / s começar foram os parâmetros utilizados para tractography.Existem algumas limitações para esta técnica. A aquisição prazo limitado impõe trade-offs na qualidade da imagem. Outro ponto importante que não deve ser negligenciado é a mudança do cérebro durante a cirurgia. Quanto a esta última ressonância magnética intra-operatória pode ser útil. Além disso, o risco de falsos positivos, ou negativos extensões falsas precisa ser levado em conta o que pode comprometer os resultados finais.
Introduction
Imagiologia tensor de difusão (DTI) é usado para representar WMT de forma não invasiva no cérebro humano 1. Tem sido usado na última década para reduzir o risco de prejudicar eloquentes áreas do cérebro durante uma cirurgia.
DTI foi realizada em cinqüenta pacientes entre Março de 2012 e Janeiro de 2014 e retratam a via visual. DTI pode melhorar a preservação de áreas eloqüentes do cérebro durante a cirurgia, fornecendo informações importantes sobre a localização anatômica de tratos de substância branca. Foi incorporada ao planejamento estratégico para ressecção de lesões cerebrais complexos 1. No entanto, o retrato da via visual continua a ser um desafio, porque não existe um padrão para os parâmetros de DTI, a colocação dos volumes e interpretação dos resultados de 12 sementes.
Diferentes algoritmos foram implementados até agora 19-21. Algumas abordagens concentrado em métodos determinísticos 19, 22-25. Outros estavam usando métodos probabilísticos, 26,27,29. Mais recentemente, técnicas usando campos tensores Q-bola, da difusão espectral e alta resolução angular de difusão de imagens (Hardi) estão sendo usados para descrever tratos de substância branca, entre outros a via visual 1,13-15,18. No entanto, o tempo necessário para HARDI é significativamente maior com 45 min, o software não está disponível comercialmente e enfatiza as aplicações científicas 18. O período de ensino para Hardi parece ser maior do que para o DTI 18.
O protocolo apresentado é fácil viável e pode ser utilizado para a rotina diária em operações neurocirúrgicas, a fim de evitar a morbidade e melhorar o resultado de pós-operatório. O tempo adicional para este protocolo é inferior a 9 min que é significativamente mais rápido do que outros protocolos 1,9,12,16. Reconhecendo o fato de que muitos algoritmos sofisticados foram desenvolvidos recentemente, os restringe de papelprópria para o uso de um software comercialmente disponível e aprovado pela FDA. No entanto, é obrigatório ter em conta as limitações desta técnica que são mencionados acima.
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Protocol
NOTA: Este protocolo segue as orientações do Centre Hospitalier de Luxembourg no Luxemburgo.
1 Preparação de Diffusion Tensor Imaging para a via visual para Neurocirurgia e Acompanhamento
- Realizar uma ressonância magnética-scan pelo menos um dia antes da cirurgia estritamente axial usando 32 direções de gradiente e um b0-imagem. Tenha em estreito contato com a unidade de neurorradiologia a qualquer momento.
NOTA: Adicione claro para o neurorradiologista que as imagens após a cirurgia são as mesmas que aquelas antes da operação. - Usando um de 3 Tesla MRI, faça uma 3DT1 ponderadas e DTI-seqüência scans. Realizar uma seqüência 3DT1 ponderada após a cirurgia também.
2 usando a estação de Planejamento
- Transfira os dados de varredura em T2, 3DT1 ponderada e DTI-seqüência de imagem digital e comunicações em medicina (DICOM). Este procedimento leva até 7 min.
NOTA: Don `t parar o procedimento before ter transferido todas as seqüências. É possível parar e continuar mais tarde, dependendo da data da cirurgia. - Abra o programa de sistema de navegação cirúrgica. Clique em Arquivo e depois em Importar DICOM. Repetir este procedimento três vezes para todas as sequências acima mencionadas.
- Clique em Adicionar para exibir. Adicionar cada seqüência separadamente. Don `t tentar prosseguir com Vista.
- Clique em Ferramentas. Abrir preparação DTI Tensor. Observar uma nova janela no meio do ecrã.
- Conclua as seguintes quatro etapas.
- Realizar Atribuição Gradiente como o primeiro passo.
- Altere o valor de b de 1.000 para 800 s / mm ² na parte inferior direita da janela.
- Ajustar o limite no canto superior direito da janela. Fazê-lo manualmente, basta escrever um número ou mover um cursor. 20 pode ser um valor aceitável. É uma experiência pessoal e não é obrigatório.
- Realizar o registro de Gradient como a segunda etapa.
- <li> Clique no botão All Auto. Este procedimento leva até 5 min.
- Clique em Verificar todos os registros. Sem verificar os registos de que não é possível continuar.
- Realizar Atribuição Gradiente como o primeiro passo.
- Co-registro executar como o terceiro passo.
- Coregister MR1 e imagens MR2 B0 manualmente. No final, verificar todas as inscrições.
NOTA: É possível executar este passo automaticamente. No entanto, os resultados podem não ser sempre satisfatório no final.
- Coregister MR1 e imagens MR2 B0 manualmente. No final, verificar todas as inscrições.
- Realize Tensor computação como a quarta e última etapa,
- Certifique-se de FA / DEC / ADC estão ligados. Se não clicar.
- Clique em Calcular. Este procedimento levará apenas alguns segundos.
3. Fibertracking
NOTA: Anatomic conhecimento da via visual é muito importante para o sucesso da técnica.
- Prepare-se para encontrar os três pontos importantes onde as fibras têm que passar.
- Determine o quiasma usando conhecimento anatômico.
- Use um ROI como ponto de partida e deixar que as fibras passam. ROIs são definidos pelo médico.
- Alternativamente, o segmento na região suspeita. Clique Segmentação no canto inferior esquerdo e outra janela aparecerá. Áreas segmentadas são áreas anatomicamente definido.
- Pinte a região manualmente. Vá para cima e para baixo para incluir todo o quiasma. Salve o procedimento e voltar.
- Rastrear as fibras quer a partir da região de interesse ou para a área segmentada ou ambos.
- As fibras de atingir o núcleo geniculado esquerda (LGN), que é o segundo ponto importante da via visual. O ângulo máximo era de 50 O risco de falsos tractos surgirá se o ângulo é demasiado elevada.
- Existe a possibilidade de segmentar o LGN como mostrado com o quiasmae acompanhar as fibras. Depois de ter segmentado quiasma óptico, fibras pista que correm do LGN e de chegada no quiasma ou vice-versa.
- Segmento do córtex visual. Proceder como no caso do quiasma. Isso pode levar algum tempo como imagem 3DT1 ponderada contém 160 fatias.
- Rastrear as fibras do córtex visual do LGN. É possível controlá-los a partir do LGN para o córtex visual bem.
- Se o córtex visual é invadido por tumor ou edema, em seguida, usar uma região de interesse no local de uma zona segmentada e, em seguida, deixar as fibras correm na direcção do LGN.
NOTA: Se o edema é segmentado por vezes, pode invadir o córtex visual, em seguida, em seguida, o córtex visual pode não ser capaz de segmentado totalmente porque o computador não posso distinguir entre eles. Isso é porque é necessário colocar um ROI. - Repita tudo para o outro hemisfério.
- Comece com o hemisfério saudável em primeiro lugar.
Nota:É possível começar com o outro também, mas talvez seja mais fácil para acompanhar as fibras do hemisfério saudável primeiro a tornar-se uma primeira ideia sobre a situação. Não é obrigatório, é apenas um conselho.
- Segmento da lesão cerebral e do edema. Proceder como mencionado acima, no ponto 3.2.2.
- Atribua uma cor para cada área segmentada ou lesão, a fim de distinguir melhor.
- Salve o procedimento após cada etapa, no caso de acontecimentos imprevistos ou em caso de uma emergência.
- Exportar todos os dados localmente. É possível exportá-la para a sala de operações diretamente, mas ele isn `t recomendado.
- Pressione Arquivo e depois exportar objetos 3D. Certifique-se de exportar apenas o exame de navegação.
- Don `t exportar o Exame Hybrid.
- Digite craniana. Escolha o paciente certo, em seguida, pressione Stealthmerge. Escolha imagens 3DT1 ponderadas como exame de referência.
- Criar um modelo 3D e inserir tudo.
- Importe o i dadosn sala de operação.
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Representative Results
Este protocolo permite que o médico para retratar adequadamente as principais partes do VP. Ele pode ser usado com uma pequena quantidade de tempo, a fim de evitar danos em doentes com lesões cerebrais próximos de zonas eloquentes. Controlos pós-operatórios mostram também bons resultados. VP é retratado na Figura 7 após o paciente foi operado de um glioblastoma. Figura 2 mostra o vice-presidente após o retorno de um glioblastoma. Os autores reconhecem o fato de as dificuldades apresentadas por este protocolo para descrever o ciclo Meyer, que continua a ser um grande desafio.
Figura 1 VP 1:. Glioblastoma antes da cirurgia o tumor é vermelho. Edema é mostrado em roxo e dourado representa o VP. Deslocamento da VP, por outro lado é mostrado."Target =" 1946fig1large.jpg _blank "> Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2 VP 2:. Glioblastoma recorrência O tumor é vermelha. O edema (roxo) envolve o VP (ouro). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3. VP 3:. Glioblastoma occipital O tumor é vermelha. O rompimento da VP (ouro) anteriormente pelo tumor e edema (roxo). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4 VP. 4: glioblastoma Temporal O tumor (vermelho) toca o VP (ouro) anteriormente. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 5 VP. 5: Glioblastoma do corpo caloso O tumor (vermelho) com edema (roxo) cercam o VP (ouro). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
< br /> Figura 6 VP. 6:. Glioblastoma anterior do tumor (vermelho) eo edema (roxo) cercam o VP (ouro) Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 7 VP 7:. VP após cirurgia glioblastoma preta representa a cavidade do tumor. Edema (roxo) fica ao lado do VP (ouro). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 8 Preparação de fibertracking. ref = target "https://www.jove.com/files/ftp_upload/51946/51946fig8large.jpg" = "_blank"> Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 9 Preparação para fibertracking / VP. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 10 Preparação para fibertracking 3. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
"Src =" / files / ftp_upload / 51946 / 51946fig11highres.jpg "/>
Figura 11 Preparação para fibertracking 4. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 12 Preparação para fibertracking 5.
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Discussion
DTI é uma técnica que permite o neurocirurgião visualizar tratos de substância branca in vivo 8. O caminho visual é um desses intervalos. Embora este método fornece aos médicos novas possibilidades em relação ao tratamento de pacientes com lesões relativas às regiões eloquentes do cérebro que temos a dizer que algumas limitações desta técnica ainda existem. A primeira e mais óbvia desafio é mudança cérebro, que continua sendo um problema sob investigação 4. Após a abertura da dura-máter e depois manipulação no cérebro através da remoção do tumor ou a perda de fluido cerebrospinal que don`t têm as mesmas condições que antes da cirurgia. Além disso DTI é incapaz de resolver o cruzamento ou o beijo de fibras e determinar com precisão a origem eo destino das fibras, produzindo vários artefatos e falsas extensões 1-3. Outro problema é a resolução de fibras nas áreas de difusão perturbado, por exemplo devido a tumores ou ede peritumoralma 22. Pequenos trechos com diferentes direções dentro de um voxel não vai ser trabalhada devido secundário para artefatos de volume parcial 28. A possibilidade de falsas extensões positivos e falsos negativos devem ser sempre tomadas em conta. Os resultados podem ser comprometidos. Outros algoritmos mostraram o VP de uma forma mais completa, no entanto, um procedimento padronizado internacional para representar o VP doesn`t existe até à data, que pode ser confuso adicionalmente. O retrato do laço Meyer continua sendo um desafio para este protocolo. Outra limitação pode consistir na representação do circuito Baum. No entanto não podíamos encontrar qualquer nota da representação deste laço em outro lugar.
Como mencionado anteriormente este protocolo é facilmente viável para a rotina diária. No entanto, uma boa preparação é necessário para um resultado satisfatório. É necessário tomar cuidado para que as imagens são realizadas estritamente axial. Ele pode comprometer a qualidade das imagens posteriormente, se este não estátidas em conta. A imagem 3DT1 ponderada é sempre necessário para a navegação. As fatias devem ser suficientemente fina de modo a ter bons resultados. Para este protocolo que usamos fatias de 2 mm sem lacunas entre eles. Respeitando o protocolo culminará com uma boa representação das principais partes do VP. O VP foi retratado usando múltiplos ROIs. A VC foi sempre segmentado adicionalmente. Outros também têm usado uma abordagem ROI múltipla 16,17. DTI-angulação também foi experimentado. Ele pode ter bons resultados para fiberbundles ântero-posterior, mas outras fibras podem vir em uma posição infeliz 12. Outros métodos incluem a semear o rastreamento de múltiplos fiducials colocados no trato óptico perto da LGN 11 fibras.
As aplicações futuras incluem o uso de DTI em isquemia cerebral, esclerose múltipla, doença de Alzheimer, o retrato de nervos cranianos, gama cirurgia faca e outros sete, 13,28. Eles estão sendo já utilizado em algumas instituições, mas tsua não é uma rotina em todos os lugares. Mapeamento intraoperatório de radiação óptica usando estimulação elétrica subcortical é um método confiável para identificar e preservar este aparelho durante a cirurgia glioma 6. Outra possibilidade para controlar a integridade funcional da via visual é o uso intra-operatória de PEVs corticalmente gravados 5,10. Uso intra-operatório de MRI pode ser uma possibilidade para reduzir o problema que surge com a mudança do cérebro, alternativamente, a aplicação de um ultra-som 3D poderia apresentar uma alternativa 18. Outros esquemas de difusão e de reconstrução têm se tornado cada vez mais relevante para retratar a via visual. A via visual tem mais fibras eo loop Meyer é apresentada de forma mais confiável 18.
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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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