Summary
Wir haben ein detailliertes Protokoll für eine standardisierte Methode zur Beurteilung und Quantifizierung des Sehnervs mittels MRT unter Verwendung einer weit verbreiteten Bildgebungssequenz und open-access-Software für die Bildanalyse bereitgestellt. Die Einhaltung dieses standardisierten Protokolls würde aussagekräftige Daten für den Vergleich zwischen verschiedenen Patienten und verschiedenen Studien liefern.
Abstract
Die Beurteilung des Sehnervs ist ein wichtiger Aspekt der Glaukomdiagnose und -nachsorge. Dieses Projekt beschreibt ein Protokoll für eine einheitliche Methodik der Bewertung und Quantifizierung von Sehnervenquerschnitten unter Verwendung von 3 T MRT für die Bildaufnahme und der Fiji-Software von ImageJ für die Quantifizierung der Bildverarbeitung. Die Bildaufnahme wurde mit 3 T MRT durchgeführt, mit den richtigen Anweisungen für den Patienten, um eine direkte Fixierung während der Bildgebung zu gewährleisten. Es wurde eine T2-gewichtete fettunterdrückte Sequenz verwendet. Ein koronaler Schnitt, der 3 mm hinter dem Globus und senkrecht zur Sehnervenachse aufgenommen wurde, sollte in die Software hochgeladen werden. Mit Hilfe der Schwellenfunktion wird der Bereich der weißen Substanz des Sehnervs ausgewählt und quantifiziert, wodurch interpersonellen Messverzerrungen eliminiert werden. Wir haben auch die normalen Grenzen für die Querschnittsfläche des Sehnervs nach Alter beschrieben, basierend auf zuvor veröffentlichter Literatur. Wir verwendeten das beschriebene Protokoll, um den Sehnerv eines vermuteten Glaukompatienten zu beurteilen. Der Querschnittsbereich des Sehnervs lag innerhalb der normalen Grenzen, ein Befund, der durch die optische Kohärenztomographie des Sehnervs weiter bestätigt wurde.
Introduction
Glaukom ist eine Optikusneuropathie, die als häufigste Ursache für irreversible Erblindung gilt1. Trotzdem ist es in Bezug auf seine Pathophysiologie und Diagnose immer noch schlecht verstanden, ohne eine einzige Standardreferenz für die Diagnose2. Nach Angaben des National Institute for Health and Care Excellence (NICE) erfordert die Diagnose des primären Offenwinkelglaukoms (POAG) die Beurteilung mehrerer Domänen, einschließlich der Beurteilung der optischen Bandscheibe bei der Fundusuntersuchung oder der optischen Kohärenztomographie (OCT), der Gesichtsfeldbewertung und der Augeninnendruckmessung 3. Die Idee hinter der Diagnose von Glaukom ist die Feststellung des Vorhandenseins einer fortschreitenden Optikusneuropathie, die quantitativ auf OCT4durchgeführt werden kann. In dieser Hinsicht kann die MRT auch zur Beurteilung des Sehnervs und zur Quantifizierung seines Bereichs der weißen Substanz5verwendet werden, aber damit dies klinisch aussagekräftig ist, muss das Protokoll, das bei der Quantifizierung der weißen Substanz des Sehnervs verwendet wird, standardisiert werden. Darüber hinaus sollte ein Protokoll auch interpersonellen Variationen berücksichtigen, ein Faktor, der die Genauigkeit bei verschiedenen Krankheiten beeinflussen kann6.
Die Beurteilung des Sehnervs beim Glaukom wird optimal über die ophthalmologische Bildgebung, einschließlich OCT, beurteilt, bei der der vorderste Teil des Sehnervs (z. B. die Sehscheibe) beurteilt wird. Auf der anderen Seite beurteilt die Verwendung von MRT zur Beurteilung des Sehnervs in der Regel den retrobulbären Teil des Sehnervs in verschiedenen Entfernungen vom Globus. Mehrere Studien fanden eine starke Korrelation zwischen der Beurteilung der optischen Bandscheibe mittels OCT und MRT7,8. Es gibt jedoch immer noch kein einheitliches Protokoll für die Beurteilung des Sehnervs und die Quantifizierung der MRT. Die Gliederung der Sehnervengrenze im MRT wurde verwendet, um ihre Querschnittsfläche zu quantifizieren5. Diese Methode weist jedoch eine beträchtliche Variabilität zwischen den Bewertern auf, da sie von einem erfahrenen Bewerter durchgeführt werden muss und viel Zeit für die Gliederung benötigt. Ziel des aktuellen Projekts war es, ein Protokoll für eine einheitliche Methodik zur Bewertung und Quantifizierung des Sehnervenquerschnitts unter Verwendung von 3 T MRT für die Bildaufnahme und der Fiji-Software von ImageJ für die Bildverarbeitung und Quantifizierung bereitzustellen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Die folgende Studie wurde vom Forschungsausschuss und dem institutionellen Prüfungsausschuss des Universitätskrankenhauses von Jordanien genehmigt. Das folgende Protokoll beschreibt die bildgebungstechnische Technik, die zur Erfassung von MRT-Bildern verwendet wird, gefolgt von der Bildverarbeitung und der Quantifizierung des Sehnervs mit Fidschi-Software.
1. MRT-Bilderfassung
HINWEIS: Die MR-Bildaufnahme wurde mit einem 3 Tesla (3 T) MRT durchgeführt, um eine multiplanare T2-gewichtete Fettunterdrückungssequenz durchzuführen (Materialtabelle).
- Erklären Sie dem Patienten die Untersuchung vollständig. Im Folgenden finden Sie Anweisungen und Erklärungen, die dem Patienten erwähnt werden müssen.
- Erklären Sie dem Patienten, dass er sich umziehen und ein spezielles Kleid für die Bildgebung tragen muss.
- Lassen Sie die Patienten jeden abgenutzten Eyeliner entfernen, da er aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit des Titanoxidpigments Artefakte (insbesondere bei 3 T) erzeugen kann.
- Stellen Sie sicher, dass der Patient keine Kontraindikationen für die Durchführung der MRT-Bildgebunghat 9:
- Fragen Sie den Patienten nach metallischen Materialien, zu denen Gesichtsmasken, Piercings, künstliche Gliedmaßen, magnetische Zahnimplantate, Hirnarterienaneurysmclips gehören können.
- Fragen Sie den Patienten nach metallischen intraokularen Fremdkörpern. Fragen Sie dazu den Patienten, ob er ohne geeignete Schutzausrüstung geschweißt hat.
- Fragen Sie den Patienten nach implantierbaren Geräten, die möglicherweise nicht mit der MRT kompatibel sind, einschließlich Herzschrittmachern und Insulinpumpen, Analgetika oder Chemotherapiepumpen. Darüber hinaus sind Cochlea-Implantate/Ohrimplantate, implantierbare Neurostimulationssysteme, implantierbare Neurostimulationssysteme, Katheter mit metallischen Komponenten kontraindiziert.
- Fragen Sie den Patienten nach metallischen Fremdkörpern, die in seinem Körper verbleiben. Dazu gehören Kugeln, Schrotflintenpellets und Metallsplitter
- Fragen Sie den Patienten nach chirurgischen Clips oder Drahtnähten, Gelenkersatz oder Prothesen, IVC-Filter (Inferior Vena Cava), Augenprothesen, Stents oder Intrauterinpessare.
- Fragen Sie den Patienten, ob er sich in den letzten 6 Wochen tätowieren lassen hat.
- Fragen Sie den Patienten, ob er sich in den letzten acht Wochen einer Koloskopie unterzogen hat.
- Aufgrund des engen Platzes des MRT-Geräts fragen Sie den Patienten, ob er Klaustrophobie hat.
HINWEIS: Schwierigkeiten können bei Patienten mit hohem Body-Mass-Index (BMI) auftreten.
- Erklären Sie dem Patienten, dass die Untersuchung voraussichtlich 15 Minuten dauern wird, wo der Patient still bleiben muss.
- Nachdem Sie die Anweisungen abgeschlossen und sichergestellt haben, dass der Patient die Untersuchung vollständig versteht, holen Sie eine unterzeichnete Zustimmung ein.
- Legen Sie während der MRT-Bildaufnahme den Patienten in Rückenlage in das MRT-Gerät und fixieren Sie sich während der Bildgebung ohne Kopfbewegung auf ein gerades Ziel. Verwenden Sie bei Patienten mit schlechter Sehschärfe einen Schallreiz, um die Fixierung zu optimieren. Umfassendere Methoden zur Fixierung umfassen das Schließen eines Auges, die Verwendung eines Fixierungsziels zentral in Form eines LCD-Bildschirms, der die Farben ändert, und die Verwendung von Augenschmierstoffen.
- Stellen Sie sicher, dass der Patient weiß, dass es einen Druckknopf gibt, der gedrückt werden kann, wenn er etwas braucht, während er sich im MRT-Gerät befindet. Während eine Kopfspule verwendet werden kann, können eine Augenspule und eine Orbitalspule für die ophthalmologische Bildgebung besser geeignet sein.
- Geben Sie die folgenden Parameter für die Bildaufnahme ein: Eine T2-gewichtete Fettunterdrückungssequenz (TR = 3000 Millisekunden; TE = 90 Millisekunden; TE = 100; Sichtfeld = 16 cm×16 cm; Matrix = 296*384; Scheibendicke = 3 mm; Scheibenspalt = 0,3 mm). Das endgültige analysierte Bild war ein schräges koronales Bild 3 mm hinter dem Globus. Es ist wichtig zu beachten, dass, während die T2-gewichtete Fettunterdrückungssequenz im Allgemeinen für die Bildgebung von Sehnerven verwendet wird, andere Sequenzen verwendet werden können, einschließlich der T2-Schnellspin-Echo-Bildgebung.
- Nehmen Sie einen koronalen Schnitt des Sehnervs orthogonal (d.h. senkrecht) zum Nerv 3 mm posterior zum Globus. Verwenden Sie Scout-Bilder in der transversalen und schrägen sagittalen Ebene, um eine optimale Sehnervenrichtung und Eine optimale Positionierung der Sehnerv-Globus-Verbindung sicherzustellen.
- Beurteilen Sie die Qualität der Blickfixierung durch Liquorverteilung um den Sehnerv, wo sie gleichmäßig um den Sehnerv verteilt werden sollte, mit fast gleicher Dicke auf allen Seiten.
- Wiederholen Sie den Vorgang, um den Sehnerv für die andere Seite abbilden.
2. Bildanalyse
- Laden Sie das Fidschi-Bildverarbeitungspaket von (https://imagej.net/Fiji) herunter.
- Laden Sie das koronale Bild des Sehnervs zur Analyse in die ImageJ Fiji-Software hoch, indem Sie in der Menüleiste auf Datei klicken, gefolgt von der Schaltfläche Öffnen. Wählen Sie das koronale Bild aus, das verarbeitet werden soll. Übertragen Sie die Bilder in die Fidschi-Software, ohne während der Übertragung die Bildqualität zu verlieren, da der Verlust der Bildqualität zu unzuverlässigen Bildanalyseergebnissen führt.
- Standardisieren Sie den Maßstab, indem Sie die Anzahl der Pixel pro Längeneinheit angeben, indem Sie eine gerade Linie auf dem Kartenmaßstab zeichnen. Wählen Sie dann in der Menüleiste Analysieren die Option Skalierung festlegen aus. Geben Sie die Länge der Linie an, wie sie im Kartenmaßstab mit der richtigen Längenwähnung (d. h. hauptsächlich mm) angezeigt wird.
- Konvertieren Sie das Bild mithilfe des Bildmenüs in eine Graustufe, und wählen Sie dann Typ und 8-Bit.
- Quantifizieren Sie den Intensitätsbereich der Pixel der weißen Substanz.
- Verwenden des Lasso-Auswahlwerkzeugs (Plugin | Segmentierung | Lasso-Werkzeug), wählen Sie einen ausreichenden Bereich der weißen Substanz aus, wobei Sie sicherstellen, dass der Bereich der grauen Substanz bei der Auswahl nicht enthalten ist. Wir haben festgestellt, dass eine ausgewählte Fläche der weißen Substanz von insgesamt rund 1000 Pixeln ausreicht. Verwenden Sie das Werkzeug Analysieren und Messen, um den ausgewählten Bereich zu quantifizieren.
- Zeigen Sie das Histogramm-Werkzeug aus dem Menü Analysieren an, das die Verteilung der Pixelintensität im ausgewählten Bereich der weißen Substanz anzeigt. Klicken Sie auf das Feld Live, um sicherzustellen, dass das Histogramm den ausgewählten Bereich bewertet. Die Grafik auf dem Histogramm sollte eine normale Verteilung der Intensität zeigen.
- Berechnen Sie den Intensitätsbereich der weißen Substanz wie folgt:
Untere Grenze = mittlere Intensität - (3* Standardabweichung)
Obergrenze = mittlere Intensität + (3* Standardabweichung) - Öffnen Sie das Schwellenwert-Werkzeug im Menü Bild, gefolgt von der Funktion Anpassen. Geben Sie den bereich an, der aus dem vorherigen Schritt berechnet wurde. Aktivieren Sie nur die Funktion für dunklen Hintergrund und geben Sie die Schwarz-Weiß-Anmerkung B & W aus der Dropdown-Liste an, und klicken Sie dann auf Übernehmen. Die Maske für weiße Substanz, die in der optischen Scheibe vorhanden ist, wird angezeigt.
- Verwenden des Lasso-Auswahlwerkzeugs (Plugin | Segmentierung | Lasso-Werkzeug),wählen Sie den schwarzen Bereich, der die optische Scheibe darstellt.
- Verwenden Sie die Measure-Funktion in der Menüleiste Analysieren, die den durch die Schwellenwertfunktion markierten Bereich in mm berechnet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Das Verhältnis von Tasse zu Bandscheibe für einen 30-jährigen männlichen Patienten, der sich für eine Augenuntersuchung vorstellte, betrug 0,8 (Abbildung 1A), was verdächtig ist und auf ein Glaukom hindeuten könnte. Bei der Durchführung einer optischen Kohärenztomographie für die Nervenfaserschichtdicke stellten wir fest, dass die Nervendicke innerhalb der normalen Altersgrenzen lag (Abbildung 1B). Der Patient wurde für eine Orbit-MRT eingeplant, bei der ein koronaler Schnitt zur Beurteilung des Sehnervs angeordnet und gemäß dem oben genannten Protokoll durchgeführt wurde.
Wir erhielten einen koronalen MRT-Schnitt, 3 mm hinter der optischen Scheibe. Die mittlere Intensität der weißen Substanz betrug 94,372 (SD 7,085), was zu einem Intensitätsbereich der weißen Substanz von folgenden Indizes führte:
Untergrenze = 94,372 - 21,255 = 73,117
Obergrenze = 94,372 + 21,255 = 115,627
Abbildung 2 zeigt das koronale Bild (Abbildung 2A), das koronale Bild nach Anlegen der Weißen Substanzschwelle unter Verwendung der berechneten oberen und unteren Grenzwerte (Abbildung 2B) und die weiße Substanz des Sehnervs zur Quantifizierung (Abbildung 2C). Die Querschnittsfläche für die weiße Substanz des linken Sehnervs betrug 6,9 mm 2 (0,069 cm2),was innerhalb der normalen Grenzen für sein Alter liegt,wie in Tabelle 1 gezeigt.
Abbildung 1: Fundusbild mit hohem Tassen-Bandscheiben-Verhältnis, das auf ein Glaukom hindeuten könnte (A). Eine optische Kohärenztomographie für die Nervenfaserschicht (NFL) zeigt eine innerhalb normaler Grenzen NFL (B). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2: Koronales T2-gewichtetes Fett unterdrücktes MRT-Bild, das senkrecht zum Sehnerv 3 mm hinter der Sehscheibe (A) erhalten wurde. Derselbe koronale Schnitt nach Anwendung eines vorberechneten Schwellenwertbereichs (B). Weiße Substanz des Sehnervs (C). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
| Studieren | Stichprobenumfang | Alter (Jahre) | Mittlere Querschnittsfläche (mm2) | Bildgebende Sequenz |
| Bäuerle, 2013. 10 | 15 | Mittelwert (SD) 24,5 ± 0,8 | 5,69 ± 0,77 | T2-gewichtete TSE-Sequenz (Turbo Spin Echo) |
| Wang 2012. 11 | 21 | Mittelwert (SD) 51,6±12,0 | 5.03 ± 0.35 | T2-gewichtete FRFSE-Sequenz (Fast Recovery Fast Spin Echo) |
| Weigel, 2006. 12 | 32 | Mittelwert (Bereich) 25 (22–39) | 5,7 ± 0,6 | T2-gewichtete TSE-Sequenz (Turbo Spin Echo) |
| Yiannakas, 2013. 13 | 8 | Mittelwert (Bereich) 31 (29–33) | 6.2 (1.3) | T2-fett-unterdrückt |
| Al-Haddad, 2018. 14 | 211 | Median (Interquartil) 8,6 (3,9–13,3) | 4,0 ± 0,20 * | T1-gewichtete Inversionswiederherstellungssequenz |
| *Berechnet anhand des angegebenen Sehnervendurchmessers. | ||||
Tabelle 1 zeigt den normalen Bereich des Querschnittsdurchmessers des Sehnervs unter Verwendung der MRT 3 mm vom Globus, wie in früheren Studien festgestellt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Wir beschrieben ein Protokoll zur Beurteilung und Quantifizierung der weißen Substanz des Sehnervs, das für die Beurteilung von Glaukompatienten verwendet werden könnte. Das Protokoll verwendet weit verbreitete Bildsequenzen für die Bildaufnahme und verwendet die Open-Source-Fidschi-Software für die Bildanalyse. Wir standardisierten die Bildparameter, die sich zuvor bei der Bildaufnahme des Sehnervs als am genauesten und am besten reproduzierbar erwiesen haben, einschließlich der Aufforderung an den Patienten, geradeaus zu fixieren, mit T2 mit Fettunterdrückungssequenz und der Erfassung der Querschnittsfläche 3 mm hinter dem Globus. Darüber hinaus haben wir eine detaillierte Bildanalysemethode beschrieben, die die manuelle Segmentierung eliminiert und die Signalvariabilität zwischen den Patienten korrigiert. Die Bedeutung dieses Protokolls besteht darin, dass es die Variation der ROI-Segmentierung (Region of Interest) durch den Radiologen eliminiert, die normalerweise die Hauptfehlerquelle bei der Beurteilung des Sehnervs im MRT12ist. Während wir versucht haben, mit Tabelle 1normative Daten für die Querschnittsfläche des Sehnervs bereitzustellen, werden für den Einsatz und Vergleich im klinischen Umfeld weitere Daten unter Verwendung des beschriebenen Standardprotokolls benötigt. Solche Daten müssen aufgrund der Altersunterschiede in der Sehnervengröße unterschiedliche Altersgruppen berücksichtigen, wie in Tabelle 1 gezeigt. Eine solche Variation ist zwischen den Geschlechtern15nicht offensichtlich, wurde aber kürzlich vorgeschlagen, für den Brechungsfehler16vorhanden zu sein.
Frühere Studien wandten verschiedene Methoden zur Quantifizierung der weißen Substanz des Sehnervs an und verwendeten meist die software, die an ihrem Arbeitsplatz vorhanden war, um die Bildanalyse durchzuführen. Erste Studien zur Beurteilung des Sehnervs verfolgten einen Quantifizierungsansatz, der auf der Querschnittsfläche basiert und manuelle Segmentierung durch Techniker oder Radiologenverwendet 12,17. Wang et al. verwendeten auch die manuelle Segmentierung der Querschnittsfläche des Sehnervs in verschiedenen Entfernungen vom Globus für die Korrelation mit OCT 11. Omodaka et al. verwendeten die durchschnittliche Querschnittsfläche am koronalen Schnitt und die Länge des Sehnervs von der Bandscheibe bis zum optischen Chiasmus am axialen Schnitt durch manuelle Annotation, um Indikatoren des Sehnervs für die Korrelation mit OCT8zu extrahieren. Obwohl sie mit OCT korreliert ist, liefert die Reproduzierbarkeit dieser Methode möglicherweise nicht die erforderliche Genauigkeit für die Längsmessung des Sehnervs. Ramli et al. quantifizierten das Volumen des Sehnervs durch manuelle Segmentierung des Isointensivsignals an allen axialen Abschnitten 5, ein Ansatz, der die von den axialen Abschnitten selbst erfasste Sehnervenmaterie, menschliches Versagen bei der manuellen Segmentierung des Bildes oder sogar bei der Bestimmung der Sehnervenlänge, die in die Quantifizierungsbewertung einbezogen werden soll, übersehen könnte.
Während verschiedene Studien die Beurteilung der Querschnittsfläche des Sehnervs verwendeten, unterschieden sie sich in der Entfernung der Messungen vom Globus. Wang et al. bewerteten 3 mm, 9 mm und 15 mm hinter dem Globus und fanden heraus, dass die 3 mm Querschnittsbewertung die höchste Korrelation mit dem Augeninnendruckaufweist 11. Bäuerle et al. analysierten die Reproduzierbarkeit der Beurteilung des Sehnervs im MRT bei 3 mm und 5 mm hinter dem Globus und fanden für beide Fälle eine gute Beurteilung10. Lagrèze et al. maßen die Querschnittsfläche 5 mm, 10 mm und 15 mm hinter dem Globus und stellten fest, dass die Querschnittsbewertung im 5 mm Querschnittsbereich im Vergleich zu Messungen weiter vom Globus17am genauesten war. In diesem Protokoll verwendeten wir eine 3 T MRT für die Bildaufnahme, wobei sich ihre Verwendung bei der Beurteilung des Sehnervs zuvor als überlegen gegenüber 1,5 T MRT18,19erwiesen hatte. Die zunehmend eingesetzte 7 T MRT könnte auch überlegene Ergebnisse liefern, erfordert aber auch ihre normativen Werte. In Bezug auf die verwendete MRT-Sequenz verwendeten wir die T2-Fettunterdrückungssequenz, hauptsächlich aufgrund ihrer breiten Verfügbarkeit und ihrer inhärenten Fähigkeit, den Sehnerv, der csF umgibt, nach der Beseitigung des umgebenden intrakonalen Fettes abzugrenzen. Frühere Studien verwendeten andere Sequenzen mit zuverlässigen Ergebnissen, einschließlich der HasTE-Sequenz (Half-Fourier Single-Shot Turbo Spin-Echo) und der Diffusion Tensor Imaging (DTI) Sequenz7,12, die möglicherweise nicht weit verbreitet sind.
Ein wichtiger Aspekt, der bei der Bildaufnahme zu berücksichtigen ist, ist sicherzustellen, dass sich der Patient auf ein gerades Ziel fixiert, da die Fixierung auf ein nicht gerades Ziel während der Bildgebung eine nicht genaue Quantifizierung des Sehnervs ergibt12. Die Fixierung in der OCT ist monokulär auf einem nahen Ziel, so dass der Patient eine gute Sehschärfe im Auge haben muss, um das nahe Ziel mit einem Auge zu sehen, während bei der MRT das Ziel weiter entfernt ist, die Fixierung binokular ist und weniger visuelle Anforderungen erfordert. Die Fixierung kann jedoch immer noch ein Problem für Patienten mit hohem Brechungsfehler oder schlechtem Sehvermögen sein. Während die Verwendung von MRT zur Beurteilung und Nachverfolgung von Patienten mit Glaukom bei kostengünstigen, einfacheren bildgebungstechnologischen Verfahren, einschließlich des OCT, möglicherweise nicht durchführbar ist, kann die MRT in besonderen Situationen nützlich sein, in denen OCT keine schlüssigen Daten liefert oder OCT selbst nicht erhalten werden kann, z. B. bei vorliegen einer signifikanten okulären medialen Opazität. Weiterhin kann das beschriebene Protokoll verwendet werden, wenn die MRT-Bildgebung in Fällen einer ungeklärten Optikusneuropathie gerechtfertigt ist, um sekundäre Ursachen auszuschließen20,21.
Eine der Haupteinschränkungen dieses Protokolls ist die Unfähigkeit, Patienten zu beurteilen, die nicht richtig fixieren können, einschließlich Patienten mit schlechter Sehschärfe in beiden Augen. In dieser Hinsicht wird die Verwendung von Klangreizen die Qualität der Fixierung während der Bildaufnahme verbessern22. Darüber hinaus sind als neue Methodik zukünftige Studien erforderlich, um Normalwerte für MRT-basierte Querschnittsbereiche für weiße Substanz des Sehnervs abzubilden. Die Bedeutung der Festlegung normaler Werte wird durch die Tatsache unterstrichen, dass der Sehnerv auch aus einer signifikanten Menge an Bindegewebe23besteht, einem Gewebe, das nicht über ähnliche funktionelle Fähigkeiten wie Nervenfasern verfügt. Während die Quantifizierung der Dicke der Sehnervenfaserschicht in OCT aufgrund der Einbeziehung von Bindegewebe in den Quantifizierungsprozess einen falschen Eindruck von remanentem Nervengewebe vermitteln könnte24,ist ein solcher falscher Eindruck bei dieser MRT-basierten Quantifizierungsmethode nicht vorhanden. Bewegungsartefakte können auch zu Unschärfe in Bildern führen, insbesondere bei Augenbewegungen während der Untersuchung. Während es während der Bildgebung vermieden werden sollte, wird die Bestimmung des Bereichs der weißen Substanz den Einfluss solcher Artefakte auf die Genauigkeit der Quantifizierung der weißen Substanz des Sehnervs reduzieren, da die Veränderungen, die durch das Bewegungsartefakt auf der zerebralen weißen Substanz verursacht werden, fast wie die weiße Substanz des Sehnervs sind.
Die Hauptstärke des aktuellen Protokolls ist die Beseitigung interinterner Unterschiede während der Quantifizierung des Sehnervs, auch wenn sie von nicht spezialisierten Ärzten oder Technikern durchgeführt wird. Darüber hinaus wurde eine weit verbreitete Open-Source-Software für die Bildanalyse verwendet. Obwohl es nicht möglich ist, eine dedizierte MRT-Bildgebung zur Quantifizierung des Sehnervs durchzuführen, insbesondere in Gegenwart des OCT, wird empfohlen, dieses Protokoll während der MRT-Bildgebung durchzuführen, die für andere Zwecke durchgeführt wird, einschließlich des Ausschlusses sekundärer Ursachen von Optikusneuropathie und Glaukom.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Alle Autoren erklären keinen Interessenkonflikt.
Acknowledgments
Wir danken Faris Haddad und Hasan El-Isa für ihren wichtigen Beitrag bei den Videoaufnahmen und der Entwicklung.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Magnetic resonance imaging (MRI) machine | Siemens Magnetom Verio | N/A | 3T MRI scanner |
References
- Quigley, H. A., Broman, A. T. The number of people with glaucoma worldwide in 2010 and 2020. The British Journal of Ophthalmology. 90 (3), 262-267 (2006).
- Weinreb, R. N., Aung, T., Medeiros, F. A. The pathophysiology and treatment of glaucoma: a review. JAMA. 311 (18), 1901-1911 (2014).
- Overview | Glaucoma: diagnosis and management | Guidance | NICE. , Available from: https://www.nice.org.uk/guidance/ng81 (2021).
- Michelessi, M., et al. Optic nerve head and fibre layer imaging for diagnosing glaucoma. The Cochrane Database of Systematic Reviews. (11), 008803 (2015).
- Ramli, N. M., et al. Novel use of 3T MRI in assessment of optic nerve volume in glaucoma. Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 252 (6), 995-1000 (2014).
- AlRyalat, S. A., Muhtaseb, R., Alshammari, T. Simulating a colour-blind ophthalmologist for diagnosing and staging diabetic retinopathy. Eye. , 1-4 (2020).
- Chang, S. T., et al. Optic Nerve Diffusion Tensor Imaging Parameters and Their Correlation With Optic Disc Topography and Disease Severity in Adult Glaucoma Patients and Controls. Journal of Glaucoma. 23 (8), 513-520 (2014).
- Omodaka, K., et al. Correlation of magnetic resonance imaging optic nerve parameters to optical coherence tomography and the visual field in glaucoma. Clinical & Experimental Ophthalmology. 42 (4), 360-368 (2014).
- Ghadimi, M., Sapra, A. Magnetic Resonance Imaging Contraindications. StatPearls. , (2021).
- Bäuerle, J., Schuchardt, F., Schroeder, L., Egger, K., Weigel, M., Harloff, A. Reproducibility and accuracy of optic nerve sheath diameter assessment using ultrasound compared to magnetic resonance imaging. BMC Neurology. 13 (1), 187 (2013).
- Wang, N., et al. Orbital Cerebrospinal Fluid Space in Glaucoma: The Beijing Intracranial and Intraocular Pressure (iCOP) Study. Ophthalmology. 119 (10), 2065-2073 (2012).
- Weigel, M., Lagrèze, W. A., Lazzaro, A., Hennig, J., Bley, T. A. Fast and Quantitative High-Resolution Magnetic Resonance Imaging of the Optic Nerve at 3.0 Tesla. Investigative Radiology. 41 (2), 83-86 (2006).
- Yiannakas, M. C., Toosy, A. T., Raftopoulos, R. E., Kapoor, R., Miller, D. H., Wheeler-Kingshott, C. A. M. MRI Acquisition and Analysis Protocol for In Vivo Intraorbital Optic Nerve Segmentation at 3T. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 54 (6), 4235-4240 (2013).
- Al-Haddad, C. E., et al. Optic Nerve Measurement on MRI in the Pediatric Population: Normative Values and Correlations. American Journal of Neuroradiology. 39 (2), 369-374 (2018).
- Mncube, S. S., Goodier, M. Normal measurements of the optic nerve, optic nerve sheath and optic chiasm in the adult population. South African Journal of Radiology. 23 (1), 7 (2019).
- Nguyen, B. N., et al. Ultra-High Field Magnetic Resonance Imaging of the Retrobulbar Optic Nerve, Subarachnoid Space, and Optic Nerve Sheath in Emmetropic and Myopic Eyes. Translational Vision Science & Technology. 10 (2), (2021).
- Lagrèze, W. A., et al. Retrobulbar Optic Nerve Diameter Measured by High-Speed Magnetic Resonance Imaging as a Biomarker for Axonal Loss in Glaucomatous Optic Atrophy. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 50 (9), 4223-4228 (2009).
- Nielsen, K., et al. Magnetic Resonance Imaging at 3.0 Tesla Detects More Lesions in Acute Optic Neuritis Than at 1.5 Tesla. Investigative Radiology. 41 (2), 76-82 (2006).
- Mafee, M. F., Rapoport, M., Karimi, A., Ansari, S. A., Shah, J. Orbital and ocular imaging using 3- and 1.5-T MR imaging systems. Neuroimaging Clinics of North America. 15 (1), 1-21 (2005).
- Gala, F. Magnetic resonance imaging of optic nerve. The Indian Journal of Radiology & Imaging. 25 (4), 421-438 (2015).
- Gao, K., et al. Optic Nerve Cross-Sectional Area Measurement with High-Resolution, Isotropic MRI in Optic Neuritis (P6.159). Neurology. 84 (14), (2015).
- Zou, H., Müller, H. J., Shi, Z. Non-spatial sounds regulate eye movements and enhance visual search. Journal of Vision. 12 (5), 2 (2012).
- Yang, H., et al. The Connective Tissue Components of Optic Nerve Head Cupping in Monkey Experimental Glaucoma Part 1: Global Change. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 56 (13), 7661-7678 (2015).
- Mwanza, J. -C., et al. Retinal nerve fibre layer thickness floor and corresponding functional loss in glaucoma. The British Journal of Ophthalmology. 99 (6), 732-737 (2015).
