Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Görsel yola¤ DTI - Beyaz Cevher Yollar ve Serebral Lezyonlar

13.4K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/51946

⸱

26 Ağustos 2014

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1National Service of Neurosurgery, Centre Hospitalier de Luxembourg, 2University of Applied Sciences Trier, 3Internal Medicine, Erasmus Universiteit Rotterdam, 4Service of Neuroradiology, Centre Hospitalier de Luxembourg

Bu makalede

Özet

Difüzyon tensör görüntüleme (DTG) görsel yolunun büyük parçalar tasvir etmeye yapıldı. Amaç FDA hastalarda görme yolunun postoperatif hasarı azaltmak için denemek için günlük rutin için standart olarak kullanılan ticari iş istasyonu onaylı kullanmak olmuştur.

Özet

DTI non-invaziv difüzyon ölçümleri kullanılarak sağlıklı ve sağlıklı olmayan hastalarda beyaz cevher yolları (WMT) tanımlayan bir tekniktir. Görme yollarının (VP) benzer, WMT klasik MR veya intra-operatif mikroskop ile görülebilir değildir. DIT Bu WMT bitişik lezyonları çıkarırken beyin cerrahları VP yıkımı önlemeye yardımcı olacaktır. Biz bir 3DT1 ağırlıklı dizisi kullanıldı gezinmek için Ocak 2014 Mart 2012 tarihleri ​​arasında ameliyat öncesi ve sonrası elli hasta üzerinde DTI gerçekleştirdik. Ayrıca, T2 ağırlıklı ve DTI-dizileri gerçekleştirildi. 200 x 200 mm, dilim kalınlığı: 2 mm, ve satın alma matriks: 96 x 96 2 x 2 x 2 mm yaklaşık izotropik vokselleri veren kullanılan parametreler, FOV vardı. Eksenel MR 32 degrade yönünü ve bir b0-görüntü kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Biz 2 hızlanma faktör ve 800 s / mm²'ye b-değeri ile Eko-Planar-Görüntüleme (EPI) ve VARLIĞI paralel görüntüleme kullanılır. Tarama süresi az 9 dk. ent "> FDA sürekli takibi (AÇEP) ile lif atama olarak bilinen basit bir lif izleme yaklaşım kullanır cerrahi navigasyon sistemi programını onayladı kullanılarak işlendi elde DTI-veri. Bu ilgi bölgeler arasındaki çizgilerin yayılması (dayalıdır Bir hekim tarafından tanımlanır ROI). 50 maksimum açısı, FA lar Traktografinin için kullanılan parametreler vardı 0.10 değer ve 0.20 mm ² / 'ADC durdurma değerini başlar.

Bu tekniğin bazı sınırlamalar vardır. Sınırlı alma zamanı çerçevesi görüntü kalitesinde ödünleşimleri zorlar. Ihmal edilmemesi gereken başka bir önemli nokta ameliyat sırasında beyin değişikliğidir. Ikincisi intra-operatif MR için de yararlı olabilir. Ayrıca yanlış pozitif veya yanlış negatif yolları riski kesin sonuçları tehlikeye atabilir dikkate alınmalıdır.

Giriş

Difüzyon tensör görüntüleme (DTG), insan beyninde 1 non-invaziv WMT canlandıracak için kullanılır. Ameliyat sırasında 1 beyin alanları anlamlı zarar verme riskini azaltmak için, son on yıl içinde kullanılmıştır.

DTI görsel yolu göstermeye Mart 2012 ve Ocak 2014 tarihleri ​​arasında elli hastada uygulandı. DTI beyaz cevher yollarının anatomik konumu hakkında önemli bilgiler vererek ameliyat sırasında beynin beliğ alanlarının korunmasını arttırmak olabilir. Bu kompleks beyin lezyonları 1 rezeksiyonu için stratejik planlamasına dahil edilmiştir. DTI, tohum hacimleri ve sonuçları 12 yorumlama yerleştirme parametreleri için bir standart yoktur çünkü Ancak, görsel yolunun canlandırdığı bir sorun olmaya devam etmektedir.

Farklı algoritmalar kadar 19-21 uygulanmıştır. Bazı yaklaşımlar deterministik yöntemleri üzerinde yoğunlaşmıştır 19, 22-25. Diğerleri 26,27,29, olasılık yöntemleri kullanılarak yapılmıştır. Daha yakın zamanlarda, Q-top tensör alanlarını, difüzyon spektrum görüntüleme ve Yüksek Açısal Çözünürlük Difüzyon Görüntüleme (Hardi) kullanılmaktadır teknikler kullanarak başkalarının görme yolları 1,13-15,18 arasında beyaz cevher risaleler tasvir. Bununla birlikte, HARDI için gereken süre 45 dakika önemli ölçüde daha uzun olan, yazılım ticari olarak mevcut değildir ve bilimsel uygulamalar 18 vurgulamaktadır. HARDI için öğretim süresi uzun DTI 18 için daha görünüyor.

Sunulan protokol kolay uygulanabilir olması ve postoperatif sonucu morbidite önlemek ve iyileştirmek için nöroşirurji operasyonlarında günlük rutin için kullanılabilir. Bu protokol için ek süre diğer protokol 1,9,12,16 önemli ölçüde daha hızlı daha az 9 dk. Birçok gelişmiş algoritmalar kağıt kısıtlar son zamanlarda geliştirilen bu gerçeği kabulkendisi, bir ticari olarak temin edilebilir ve FDA onaylı yazılım kullanımı ile ilgilidir. Bununla birlikte, göz önüne, yukarıda belirtilen bu tekniğin kısıtlamaları almak için zorunludur.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

NOT: Bu protokol Lüksemburg Centre Hospitalier de Lüksemburg yönergeleri takip eder.

Nöroşirürji ve Görsel Yollarla için Difüzyon Tensor Görüntüleme hazırlanması 1. Takip

  1. En az bir gün 32 degrade yön ve tek b0-görüntü kullanılarak kesinlikle eksenel ameliyattan önce MR-tarama gerçekleştirin. Her an Nöroradyoloji birimi ile yakın temas halinde tutunuz.
    NOT: ameliyat sonrası görüntüler operasyon öncesi gibi aynı nöroradyolog açık olun.
  2. 3 Tesla MR kullanarak, bir 3DT1 ağırlıklı ve DTI-dizi taramalar yapar. De ameliyat sonrası 3DT1 ağırlıklı dizisi gerçekleştirin.

2. Planlama İstasyonunu kullanan

  1. Tıp (DICOM) dijital görüntüleme ve haberleşme T2 ağırlıklı, 3DT1 ağırlıklı ve DTI-dizi tarama verilerini aktarın. Bu prosedür 7 dakika kadar sürer.
    NOT: Don `t befo prosedürü durdurmakyeniden tüm dizileri transfer olan. Bu durdurmak ve ameliyat tarihine bağlı olarak daha sonra devam etmek mümkündür.
  2. Cerrahi navigasyon sistemi programını açın. Dosya ve ardından İthalat DICOM tıklayın. Yukarıda belirtilen tüm dizileri için bu işlemi üç kez tekrarlayın.
    1. Görüntülemek için Ekle 'yi tıklatın. Ayrı ayrı, her sekansı ekleyin. Don `t Manzaralı devam etmek deneyin.
  3. Araçlar tıklayın. Açık DTI tensör hazırlanması. Ekranın ortasında yeni bir pencere gözlemleyin.
  4. Dört aşağıdaki adımları tamamlayın.
    1. İlk adım olarak Degrade Atama gerçekleştirin.
      1. Pencerenin sağ alt 1000 s 800 / mm² b-değeri değiştirin.
      2. Pencerenin sağ üst Eşik ayarlayın. Basit bir numara yazarken veya imleci hareket ettirerek elle bunu yapmak. 20 kabul edilebilir bir değeri olabilir. Bu kişisel bir deneyimdir ve bu zorunlu değildir.
    2. İkinci adım olarak Degrade Kayıt gerçekleştirin.
      1. düğmesini Tüm Oto tıklayın. Bu işlem 5 dakika kadar sürer.
      2. Tüm Kayıtlar doğrulayın tıklayın. Kayıtları doğrulayarak olmadan devam etmek mümkün değildir.
    3. Üçüncü adım olarak Coregistration gerçekleştirin.
      1. Coregister MR1'in ve elle b0 MR2 görüntüler. Sonunda tüm Kayıtları doğrulayın.
        NOT: Bu otomatik olarak bu adımı gerçekleştirmek mümkündür. Bununla birlikte, sonuçlar, sonunda her zaman tatmin edici olmayabilir.
    4. Dördüncü ve son aşama olarak tensör hesabı yapmak,
      1. Emin FA / Aralık / ADC üzerinde olduğundan emin olun. Eğer AÇIK tıklatın.
      2. Compute tıklayın. Bu prosedür sadece birkaç saniye sürer.
  5. Tüm verileri kaydetmek ve fibertracking devam. Her şeyi kaydetmeden bitmiyor.

3. Fibertracking

NOT: Görsel yolunun anatomik bilgisi başarılı bir sonuç için çok önemlidir.

  1. Lifler gitmek zorunda üç önemli noktaları bulmak için hazırlayın.
  2. Anatomik bilgiyi kullanarak optik kiazma belirleyin.
    1. Bir başlangıç ​​noktası olarak bir ROI kullanın ve lifler üzerinden gidelim. ROI hekim tarafından belirlenir.
    2. Alternatif segment şüpheli bölge. Alt Kesimlemeyi sol tıklatın ve yeni bir pencere açılacaktır. Parçalara alanları anatomik alanları olarak tanımlanır.
      1. Elle bölgeyi boyayın. Bütün optik kiazma dahil aşağı yukarı ilerleyin ve. Prosedürü kaydedin ve geri gitmek.
    3. Ilgi bölgesi ya da parçalara ayrılmış alan ya da her ikisi ya da lifler takip edin.
    4. Lifler görsel yolunun ikinci önemli nokta, sol genikulate çekirdeğini (LGN'nin), ulaşmak. En geniş sahte yolları riski açısı çok yüksek ise, ile artacak 50 idi.
      1. Kiyazmanın gösterildiği gibi Lgn segmente bir olasılık vardırve daha sonra lifler izler. Kiyazmanın ya da tam tersi olarak Lgn ve bitiş çalıştırmak optik chiasm, parça lifleri segmente ettikten sonra.
    5. Segment görsel korteks. Kiazmada durumunda olduğu gibi devam edin. 3DT1-ağırlıklı görüntü 160 dilimler içeriyorsa bu biraz zaman alabilir.
    6. Lgn için görsel korteks lifleri izlemek. Bir de görsel kortekse Lgn onları izlemek mümkün.
    7. Görsel korteks, tümör veya ödem tarafından işgal edilirse, bir bölümlere ayrılmış alanının yerine bir ilgi alanı kullanmak ve ardından Lgn bir yönde uzanır lifleri sağlar.
      NOT: ödem sonra görsel korteksi istila olabilir bazen kesimliyse sonra görsel korteks bilgisayar aralarında ayrım yapamam çünkü tamamen segmented mümkün olmayabilir. Neden gerekli olduğunu That`s bir yatırım getirisi koymak.
    8. Diğer yarımkürede için her şeyi tekrarlayın.
    9. İlk sağlıklı hemisfer ile başlayın.
      NOT: Itmümkün de başka biri ile başlamak için ama bu durum hakkında bir fikir ilk haline ilk sağlıklı yarımkürenin lifleri izlemek daha kolay olabilir. Bu sadece bir tavsiyedir, zorunlu değildir.
  3. Segment serebral lezyon ve ödem. 3.2.2 Yukarıda belirtildiği gibi devam edin.
    1. Daha iyi ayırt etmek için her segmente alanda veya lezyon için bir renk atayın.
  4. Beklenmedik olaylar durumunda ya da acil bir durumda her adımdan sonra prosedürü kaydedin.
  5. Yerel tüm verileri. Doğrudan ameliyathaneye ihracat mümkündür ancak tavsiye olmuyormuş.
    1. Basın Dosya ve ardından İhracat 3D nesneler. Sadece Navigasyon Sınav ihracat emin olun.
    2. Don `t Hibrid Sınavı ihracat.
  6. Kranial girin. Doğru hasta seçin, daha sonra Stealthmerge basın. Referans sınavı olarak 3DT1 ağırlıklı görüntüleri seçin.
  7. 3D modelini oluşturun ve her şeyi yerleştirin.
  8. Veri alma in operasyon odası.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Bu protokol yeterince VP büyük parçalar canlandıracak doktora sağlar. Bu anlamlı alanların yanındaki beyin lezyonu olan hastalarda bir hasarı önlemek için zaman küçük bir miktarı ile de kullanılabilir. Ameliyat sonrası kontroller de iyi sonuçlar göstermektedir. Hasta bir glioblastoma çalıştırılabilir sonra VP Şekil 7'de tasvir edilir. 2 glioblastoma nüks sonra VP göstermektedir. Yazarlar önemli bir sorun olmaya devam Meyer döngü tasvir için bu protokolü tarafından sunul...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

DTI vivo 8 beyaz cevher yolları görselleştirmek için nöroşirürjiyene sağlayan bir tekniktir. Görsel yolu, bu yolları biridir. Bu yöntem, bu tekniğin bazı sınırlamalar hala var olduğunu söylemek zorunda beynin beliğ bölgelerini ilgilendiren lezyonları olan hastaların tedavisi ile ilgili yeni olanaklar hekimlere sağlasa. Ilk ve en belirgin zorluk soruşturma altında 4 önemli bir konudur beyin kayması vardır. Tümör veya ameliyat öncesi gibi aynı koşullara sahip don`t beyin omurilik sı...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar, rekabet eden hiçbir finansal çıkarları olmadığını beyan ederler.

Teşekkürler

Tüm Nöroradyoloji Servisine teşekkür ederiz. Lis Prussen'e kütüphanedeki çalışmaları için teşekkür ederiz.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
3-Tesla-MRIGeneral ElectricSigna LX versiyon 9.1
Cerrahi Navigasyon Sistemi ProgramıMedtronic9734478
Cerrahi Navigasyon Sistemi ProgramıMedtronic4500810331  20016318

Kaynaklar

  1. Fernandez-Miranda, J. C., et al. High-Definition Fiber Tractography of the Human Brain: Neuroanatomical Validation and Neurosurgical Applications. Neurosurgery. 71 (2), 430-453 (2012).
  2. Alexander, D. C., Barker, G. J. Optimal imaging parameters for fiber-orientation estimation in diffusion MRI. Neuroimage. 27 (2), 357-367 (2005).
  3. Le Bihan, D., Poupon, C., Amadon, A., Lethimonnier, F. Artifacts and pitfalls in diffusion MRI. J Magn Reson Imaging. 24 (3), 478-488 (2006).
  4. Abdullah, K. G., Lubelski, D., Nucifora, P. G., Brem, S. Use of diffusion tensor imaging in glioma resection. Neurosurg Focus. 34 (4), (2013).
  5. Ota, T., Kawai, K., Kamada, K., Kin, T., Saito, N. Intraoperative monitoring of cortically recorded visual response for posterior visual pathway. J Neurosurg. 112, 285-294 (2010).
  6. Gras-Combe, G., Moritz-Gasser, S., Herbet, G. Intraoperative subcortical electrical mapping of optic radiations in awake surgery for glioma involving visual pathways. J Neurosurg. 117 (3), 466-473 (2012).
  7. Maruyama, K., et al. Optic radiation tractography integrated into simulated treatment planning for Gamma Knife surgery. J Neurosurg. 107, 721-726 (2007).
  8. Bérubé, J., McLaughlin, N., Bourgouin, P., Beaudoin, G., Bojanowski, M. W. Diffusion tensor imaging analysis of long association bundles in the presence of an arteriovenous malformation. J Neurosurg. 107 (3), 509-514 (2007).
  9. Sun, G. C., et al. Intraoperative High-Field Magnetic Resonance Imaging Combined With Fiber Tract Neuronavigation-Guided Resection of Cerebral Lesions Involving Optic Radiation. Neurosurgery. 69 (5), 1070-1084 (2011).
  10. Kamada, K., et al. Functional Monitoring For Visual Pathway Using Real-Time Visual Evoked Potentials Aand Optic-Radiation Tractography. Neurosurgery. 57 (1 Suppl), 121-127 (2005).
  11. Wu, W., Rigolo, L., O'Donnell, L. J., Norton, I., Shriver, S., Golby, A. J. Visual Pathway Study Using In Vivo Diffusion Tensor Imaging Tractography to Complement Classic Anatomy. Neurosurgery. 70 (1 Suppl Operative), 145-156 (2012).
  12. Stieglitz, L. H., Lüdemann, W. O., Giordano, M., Raabe, A., Fahlbusch, R., Samii, M. Optic Radiation Fiber Tracking Using Anteriorly Angulated Diffusion Tensor Imaging: A Tested Algorithm for Quick Application. Neurosurgery. 68 (5), 1239-1251 (2011).
  13. Hodaie, M., Quan, J., Chen, D. Q. In Vivo Visualization of Cranial Nerve Pathways in Humans Using Diffusion-Based Tractography. Neurosurgery. 66 (4), 788-795 (2010).
  14. Perrin, M., et al. Fiber tracking in Q-ball fields using regularized particle trajectories. Inf Process Med Imaging. 19, 52-63 (2005).
  15. Wedeen, V. J., et al. Diffusion spectrum magnetic resonance imaging (DSI) tractography of crossing fibers. Neuroimage. 41 (4), 1267-1277 (2008).
  16. Yamamoto, A. Diffusion Tensor Fiber Tractography of the Optic Radiation: Analysis with 6-, 12-, 40-, and 81- Directional Motion-Probing Gradients, a Preliminary Study. AJNR Am J Neuroradiol. 28 (1), 92-96 (2007).
  17. Okada, T., et al. Diffusion Tensor Fiber Tractography for Arteriovenous Malformations: Quantitative Analyses to Evaluate the Corticospinal Tract and Optic Radiation. AJNR Am J Neuroradiol. 28 (6), 1107-1113 (2007).
  18. Kuhnt, D., Bauer, M. H., Sommer, J., Merhof, D., Nimsky, C. Optic Radiation Fiber Tractography in Glioma Patients Based on High Angular Resolution Diffusion Imaging with Compressed Sensing Compared with Diffusion Tensor Imaging - Initial Experience. PLoS One. 8 (7), e70973(2013).
  19. Basser, P. J., Pajevic, S., Pierpaoli, C., Duda, J., Aldroubi, A. In vivo fiber tractography using DT-MRI data. Magn Reson Med. 44 (4), 625-632 (2000).
  20. Friman, O., Farneback, G., Westin, C. F. A Bayesian approach for stochastic white matter tractography. IEEE Trans Med Imaging. 25 (8), 965-978 (2006).
  21. Mori, S., van Zijl, P. C. Fiber tracking: principles and strategies - a technical review. NMR Biomed. 15 (7-8), 468-480 (2002).
  22. Alexander, D. C., Barker, G. J., Arridge, S. R. Detection and modeling of non-Gaussian apparent diffusion coefficient profiles in human brain data. Magn Reson Med. 48 (2), 331-340 (2002).
  23. Mori, S., Crain, B. J., Chacko, V. P., van Zijl, P. C. Three-dimensional tracking of axonal projections in the brain by magnetic resonance imaging. Ann Neurol. 45, 265-269 (1999).
  24. Conturo, T., et al. Tracking neuronal fiber pathways in the living human brain. Proc Natl Acad Sci U S A. 96, 10422-10427 (1999).
  25. Poupon, C., et al. Regularization of diffusion-based direction maps for the tracking of brain white matter fascicles. Neuroimage. 12, 184-195 (2000).
  26. Parker, G. J., Haroon, H. A., Wheeler-Kingshott, C. A. A framework for a streamline-based probabilistic index of connectivity (PICo) using a structural interpretation of MRI diffusion measurements. J Magn Reson Imaging. 18, 242-254 (2003).
  27. Behrens, T. E., et al. Non-invasive mapping of connections between human thalamus and cortex using diffusion imaging. Nat Neurosci. 6, 750-757 (2003).
  28. Reinges, M. H., Schoth, F., Coenen, V. A., Krings, T. Imaging of postthalamic visual fiber tracts by anisotropic diffusion weighted MRI and diffusion tensor imaging: principles and applications. European Journal of Radiology. 49, 91-104 (2004).
  29. Sherbondy, A. J., Dougherty, R. F., Napel, S., Wandell, B. A. Identifying the human optic radiation using diffusion imaging and fiber. J. Vis. 8 (10), (2008).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Daha fazla makale keşfet

Difüzyon Tensör GörüntülemeFiber TakibiCerrahi NavigasyonDTI SekanslarıGradyan YönleriSürekli Fiber Atama Takibiİlgi AlanıBeyin Tümörü Cerrahisi
Görsel yola¤ DTI - Beyaz Cevher Yollar ve Serebral Lezyonlar
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.