Name: İnsan olmayan Primatlarda Nöroşirürji Planlaması için MRI Tabanlı Araç Kutusu (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-07-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: Öğrenin, insan olmayan primatlarda nöroşirürji planlaması için MRI tabanlı 3D baskı yöntemini. Bu protokol, cerrahi hassasiyeti ve güvenliğini artırarak araştırmacılara detaylı görselleştirme imkanı sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu proje, K12HD073945 Ödül Numarası altında Ulusal Sağlık Enstitüleri Eunice Kennedy Shiver Ulusal Çocuk Sağlığı ve İnsani Gelişim Enstitüsü, Washington Ulusal Primat Araştırma Merkezi (WaNPCR, P51 OD010425), Nöroteknoloji Merkezi (CNT, Grant EEC-1028725) altında Ulusal Bilim Vakfı Mühendislik Araştırma Merkezi ve Washington Royalty University ve WashingtonTy Royalty University tarafından desteklenmiştir. Bu proje için Macknik ve Martinez-Conde laboratuvarlarına finansman bir BRAIN Girişimi NSF-NCS Ödülü 1734887 yanı sıra NSF Ödülleri 1523614 & 1829474 ve SUNY Empire Innovator Burslar her profesör geldi. Karam Khateeb'e agarose hazırlığındaki yardımları için, Toni J Huan'a ise teknik yardım için teşekkür ederiz.

<ol><li>Phillips, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Why+primate+models+matter%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Primatology%22%5BJournal%5D)">Why primate models matter.</a> American Journal of Primatology. 76 (9), 801-827 (2014).</li>
<li>Macknik, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advanced+Circuit+and+Cellular+Imaging+Methods+in+Nonhuman+Primates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Advanced Circuit and Cellular Imaging Methods in Nonhuman Primates.</a> Journal of Neuroscience. 39 (42), 8267-8274 (2019).</li>
<li>Seok, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genomic+responses+in+mouse+models+poorly+mimic+human+inflammatory+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Genomic responses in mouse models poorly mimic human inflammatory diseases.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (9), 3507-3512 (2013).</li>
<li>Ju, N., Jiang, R., Macknik, S. L., Martinez-Conde, S., Tang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+all-optical+interrogation+of+cortical+neurons+in+awake-behaving+nonhuman+primates%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">Long-term all-optical interrogation of cortical neurons in awake-behaving nonhuman primates.</a> PLoS Biol. 16 (8), 2005839(2018).</li>
<li>Yazdan-Shahmorad, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Widespread+optogenetic+expression+in+macaque+cortex+obtained+with+MR-guided%2C+convection+enhanced+delivery+%28CED%29+of+AAV+vector+to+the+thalamus%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Widespread optogenetic expression in macaque cortex obtained with MR-guided, convection enhanced delivery (CED) of AAV vector to the thalamus.</a> Journal of Neuroscience Methods. 293, 347-358 (2018).</li>
<li>Yazdan-Shahmorad, A., Silversmith, D. B., Kharazia, V., Sabes, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+cortical+reorganization+using+optogenetics+in+nonhuman+primates%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">Targeted cortical reorganization using optogenetics in nonhuman primates.</a> Elife. 7, (2018).</li>
<li>Ledochowitsch, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strategies+for+optical+control+and+simultaneous+electrical+readout+of+extended+cortical+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Strategies for optical control and simultaneous electrical readout of extended cortical circuits.</a> Journal of Neuroscience Methods. 256, 220-231 (2015).</li>
<li>Yao, Z., Yazdan-Shahmorad, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Quantitative+Model+for+Estimating+the+Scale+of+Photochemically+Induced+Ischemic+Stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Conference+proceedings+-+IEEE+Engineering+in+Medicine+and+Biology+Society%22%5BJournal%5D)">A Quantitative Model for Estimating the Scale of Photochemically Induced Ischemic Stroke.</a> Conference proceedings - IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 2018, 2744-2747 (2018).</li>
<li>Yazdan-Shahmorad, A., Silversmith, D. B., Sabes, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+techniques+for+large-scale+manipulations+of+cortical+networks+in+nonhuman+primates%5BTitle%5D)+AND+%22Conference+proceedings+-+IEEE+Engineering+in+Medicine+and+Biology+Society%22%5BJournal%5D)">Novel techniques for large-scale manipulations of cortical networks in nonhuman primates.</a> Conference proceedings - IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 2018, 5479-5482 (2018).</li>
<li>Yazdan-Shahmorad, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Large-Scale+Interface+for+Optogenetic+Stimulation+and+Recording+in+Nonhuman+Primates%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">A Large-Scale Interface for Optogenetic Stimulation and Recording in Nonhuman Primates.</a> Neuron. 89 (5), 927-939 (2016).</li>
<li>Yazdan-Shahmorad, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Demonstration+of+a+setup+for+chronic+optogenetic+stimulation+and+recording+across+cortical+areas+in+nonhuman+primates%5BTitle%5D)+AND+%22SPIE+BiOS%22%5BJournal%5D)">Demonstration of a setup for chronic optogenetic stimulation and recording across cortical areas in nonhuman primates.</a> SPIE BiOS. , (2015).</li>
<li>Han, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optogenetics+in+the+nonhuman+primate%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Optogenetics in the nonhuman primate.</a> Progress in Brain Research. 196, 215-233 (2012).</li>
<li>Acker, L., Pino, E. N., Boyden, E. S., Desimone, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FEF+inactivation+with+improved+optogenetic+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">FEF inactivation with improved optogenetic methods.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (46), 7297-7306 (2016).</li>
<li>May, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+optogenetic+stimulation+in+somatosensory+cortex+by+nonhuman+primates--towards+artificial+tactile+sensation%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Detection of optogenetic stimulation in somatosensory cortex by nonhuman primates--towards artificial tactile sensation.</a> PLoS One. 9 (12), 114529(2014).</li>
<li>Griggs, D. J., K, K., Philips, S., Chan, J. W., Ojemann, W. K. S., Yazdan-Shahmorad, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimized+large-scale+optogenetic+interface+for+nonhuman+primates%5BTitle%5D)+AND+%22SPIE+BiOS%22%5BJournal%5D)">Optimized large-scale optogenetic interface for nonhuman primates.</a> SPIE BiOS. , (2019).</li>
<li>Khateeb, K., Griggs, D. J., Sabes, P. N., Yazdan-Shahmorad, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convection+Enhanced+Delivery+of+Optogenetic+Adeno-associated+Viral+Vector+to+the+Cortex+of+Rhesus+Macaque+Under+Guidance+of+Online+MRI+Images%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Convection Enhanced Delivery of Optogenetic Adeno-associated Viral Vector to the Cortex of Rhesus Macaque Under Guidance of Online MRI Images.</a> Journal of Visualized Experiments. (147), (2019).</li>
<li>Lucas, T. H., Fetz, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myo-cortical+crossed+feedback+reorganizes+primate+motor+cortex+output%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Myo-cortical crossed feedback reorganizes primate motor cortex output.</a> Journal of Neuroscience. 33 (12), 5261-5274 (2013).</li>
<li>Jackson, A., Mavoori, J., Fetz, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+motor+cortex+plasticity+induced+by+an+electronic+neural+implant%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Long-term motor cortex plasticity induced by an electronic neural implant.</a> Nature. 444 (7115), 56-60 (2006).</li>
<li>Paxinos, G., Huang, X. F., Petrides, M., Toga, A. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+G+%22The+Rhesus+Monkey+Brain+in+Stereotaxic+Coordinates.+2nd+Edition%22">The Rhesus Monkey Brain in Stereotaxic Coordinates. 2nd Edition</a>. , Elsevier Science. (2008).</li>
<li>Krauze, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reflux-free+cannula+for+convection-enhanced+high-speed+delivery+of+therapeutic+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Reflux-free cannula for convection-enhanced high-speed delivery of therapeutic agents.</a> Journal of Neurosurgery. 103 (5), 923-929 (2005).</li>
<li>Chen, Z. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+realistic+brain+tissue+phantom+for+intraparenchymal+infusion+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">A realistic brain tissue phantom for intraparenchymal infusion studies.</a> Journal of Neurosurgery. 101 (2), 314-322 (2004).</li>
<li>Cheng, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prolonged+operative+duration+is+associated+with+complications%3A+a+systematic+review+and+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Surgical+Research%22%5BJournal%5D)">Prolonged operative duration is associated with complications: a systematic review and meta-analysis.</a> Journal of Surgical Research. 229, 134-144 (2018).</li>
<li>Michikawa, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automatic+extraction+of+endocranial+surfaces+from+CT+images+of+crania%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Automatic extraction of endocranial surfaces from CT images of crania.</a> PLoS One. 12 (4), 0168516(2017).</li>
<li>Soliman, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+realistic+phantom+for+validating+MRI-based+synthetic+CT+images+of+the+human+skull%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">A realistic phantom for validating MRI-based synthetic CT images of the human skull.</a> Medical Physics. 44 (9), 4687-4694 (2017).</li>
<li>Blonde, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Customizable+cap+implants+for+neurophysiological+experimentation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Customizable cap implants for neurophysiological experimentation.</a> Journal of Neuroscience Methods. 304, 103-117 (2018).</li>
<li>Overton, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+methods+for+acrylic-free+implants+in+nonhuman+primates+for+neuroscience+research%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Improved methods for acrylic-free implants in nonhuman primates for neuroscience research.</a> Journal of Neurophysiology. 118 (6), 3252-3270 (2017).</li>
<li>Lohmeier, J., Kaneko, T., Hamm, B., Makowski, M. R., Okano, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((atlasBREX%3A+Automated+template-derived+brain+extraction+in+animal+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">atlasBREX: Automated template-derived brain extraction in animal MRI.</a> Scientific Reports. 9 (1), 12219(2019).</li>
<li>Ortiz-Rios, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+methods+for+MRI-compatible+implants+in+nonhuman+primates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Improved methods for MRI-compatible implants in nonhuman primates.</a> Journal of Neuroscience Methods. 308, 377-389 (2018).</li>
<li>Nishimura, Y., Perlmutter, S. I., Eaton, R. W., Fetz, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spike-timing-dependent+plasticity+in+primate+corticospinal+connections+induced+during+free+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Spike-timing-dependent plasticity in primate corticospinal connections induced during free behavior.</a> Neuron. 80 (5), 1301-1309 (2013).</li>
<li>Seeman, S. C., Mogen, B. J., Fetz, E. E., Perlmutter, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paired+Stimulation+for+Spike-Timing-Dependent+Plasticity+in+Primate+Sensorimotor+Cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Paired Stimulation for Spike-Timing-Dependent Plasticity in Primate Sensorimotor Cortex.</a> Journal of Neuroscience. 37 (7), 1935-1949 (2017).</li>
<li>Sedaghat-Nejad, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+training+of+marmosets+and+electrophysiological+recording+from+the+cerebellum%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Behavioral training of marmosets and electrophysiological recording from the cerebellum.</a> Journal of Neurophysiology. 122 (4), 1502-1517 (2019).</li>
<li>Schweizer-Gorgas, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+features+of+canine+gliomatosis+cerebri%5BTitle%5D)+AND+%22Veterinary+Radiology+%26+Ultrasound%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging features of canine gliomatosis cerebri.</a> Veterinary Radiology & Ultrasound. 59 (2), 180-187 (2018).</li>
<li>Galvan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonhuman+Primate+Optogenetics%3A+Recent+Advances+and+Future+Directions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Nonhuman Primate Optogenetics: Recent Advances and Future Directions.</a> Journal of Neuroscience. 37 (45), 10894-10903 (2017).</li>
<li>Galvan, A., Caiola, M. J., Albaugh, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+optogenetic+and+chemogenetic+methods+to+study+brain+circuits+in+nonhuman+primates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Transmission%22%5BJournal%5D)">Advances in optogenetic and chemogenetic methods to study brain circuits in nonhuman primates.</a> Journal of Neural Transmission. 125 (3), 547-563 (2018).</li>
</ol>

Yazarların şu anda açıklayacak çıkar çatışmaları yok.

Bu makalede, MR taramalarından çıkarılan kafatası ve beyin anatomisi fiziksel ve CAD modellerini kullanarak NHP'lerde nöroameliyatlara hazırlık için bir araç kutusu açıklanmaktadır.
Çıkarılan ve 3D baskılı kafatası ve beyin modelleri özellikle kraniyotomi ameliyatlarının hazırlanması ve baş sonrası implantasyonlar için tasarlanmış olsa da, metodoloji kendini diğer birçok uygulamaya ödünç verir. Daha önce açıklandığı gibi, kafatasının fiziksel modeli ameliyat öncesi baş sonrası ön bükme için iz...

Primat araştırma insan deneylerine hayvan modellerinden tıbbi araştırma ilerlemesinde önemli bir adım olmuştur1,2. Kemirgen beyinleri ile insan olmayan primatların (NHP)1,2,3arasında büyük bir fizyolojik ve anatomik tutarsızlık olduğu için bu özellikle nöroloji krobilim ve sinir mühendisliği çalışmalarında bu kadar. Kemogenetik, optogenetik ve nöronların genetik modifikasyonu gerektiren kalsiyum görüntüleme gibi gelişmekte olan genetik teknolojiler ile NHP'de nöral fonksiyonu inceleyen nöral mühendislik araştırmaları beyinfonksiyonlarınıanlamak için klinik öncesi bir model olarak özel ilgi kazanmıştır 2,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16. Çoğu NHP nörolojik deneylerde, nöroşirürjik önlemler baş direkleri, stimülasyon ve kayıt odaları, elektrot dizileri ve optik pencereler4,5,6,7,10,11,13,14,15,17,18gibi çeşitli cihazların implantasyonu için gereklidir.
Mevcut NHP laboratuvarları genellikle bir baş direğinin bacaklarına uyacak şekilde hayvan yatıştırıcı ve kraniyotomi site etrafında kafatası eğriliği yaklaşık dahil olmak üzere etkisiz uygulamalar içeren çeşitli yöntemler kullanın. Diğer laboratuvarlar cerrahi kafatası kafa sonrası uygun veya bir NHP beyin atlası ve manyetik rezonans (MR) taramaları kafatası eğrilikleri tahmin etmek için denemek için analiz gibi implantasyon için gerekli ölçümleri kazanıyor daha gelişmiş yöntemler istihdam2,10,11,16. NHPs nöroameliyatlar da sıvı enjeksiyonları içerir, ve laboratuvarları genellikle beyin içinde öngörülen enjeksiyon yeri görselleştirmek için hiçbir yolu var2,4,5,13,14 sadece stereotaksik ölçümler ve MR taramaları ile karşılaştırıldığında güvenerek. Bu yöntemler, implantın tüm karmaşık bileşenlerinin fiziksel uyumluluğunu test edememekten kaçınılmaz bir belirsizlik derecesine sahiptir.
Bu nedenle NHP'lerde nöroşirürji planlaması için doğru bir noninvaziv yönteme ihtiyaç vardır. Burada bu hayvanlarda implantasyon ve enjeksiyon ameliyatlarının hazırlanması için bir protokol ve metodoloji salıyoruz. Tüm süreç, beyin ve kafatasının verilerden çıkarılabildiği ve daha sonra 3Boyutlu yazdırılabilen üç boyutlu (3D) modeller oluşturmak için mri taramalarından kaynaklanır. Kafatası ve beyin modelleri kraniyotomi ameliyatları yanı sıra doğruluk artan bir düzeyde baş direkleri için hazırlamak için kombine edilebilir. Beyin modeli de beynin anatomik olarak doğru jel modeli döküm için bir kalıp oluşturmak için kullanılabilir. Jel beyin tek başına ve çıkarılan bir kafatası ile birlikte enjeksiyon ameliyatları çeşitli hazırlamak için kullanılabilir. Aşağıda nöroşirürjik hazırlık için MRG tabanlı alet çantası için gerekli adımların her biri açıklanacaktır.

<table><tbody><tr><td>3D Baskı Yazılımı (GrabCAD Print)</td><td>Stratasys</td><td>Sürüm 1.36</td><td>Yüksek kaliteli 3D baskı için kullanılır</td></tr><tr><td>3D Baskı Yazılımı (3D'yi Basitleştirin)</td><td>Simplify3D</td><td>Sürüm 4.1</td><td>PLA 3D baskı için kullanılır</td></tr><tr><td>Agarose</td><td>Benchmark Scientific</td><td>A1700</td><td>Jel beyin yapmak için kullanılır</td></tr><tr><td>Siyah Oje</td><td>LA Renkler</td><td>CNP637</td><td>Jel kalıplama</td></tr> <tr><td>için kullanılırKanül (ID 450 um, OD 666 um)</td><td>Polymicro Technologies</td><td>1068150625</td> Jel beyin Kateter Konektörüne boya <td>enjekte etmek için kullanılır</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>20-24 Gage epidural kateterler için Braun PCC2000 Perifix konektörü; Cs 50 başına birim</td></tr><tr><td>Dremel 3D Digilab 3D45 yazıcı</td><td>Dremel</td><td>F0133D45AA</td><td>PLA'da prototipleme için kullanılır</td></tr><tr><td>ECOWORKS</td><td>Stratasys</td><td>300-00104</td><td>QSR destek yapılarını çözmek için kullanılır</td></tr><tr><td>Erlymeyer şişesi</td><td>Pyrex</td><td>4980</td><td>Jel kalıplama için kullanılır</td></tr><tr><td>Etil siyanoakrilat</td><td>Orijinal Süper Yapıştırıcı Corp.</td><td>15187</td><td>Kombine kanül yapmak için kullanılır</td></tr><tr><td>Dereceli silindir</td><td></td><td>3023</td><td>Jel kalıplama için kullanılır</td></tr><tr><td>HATCHBOX PLA 3D Yazıcı Filamenti</td><td>HATCHBOX</td><td>3DPLA-1KG1.75-KIRMIZI/3DPLA-1KG1.75-SİYAH</td><td>1kg Makara, 1.75mm, Kırmızı/Siyah</td></tr><tr><td>Keçiboynuzu Sakızı</td><td>Modernist Kiler</td><td>1018</td><td>Jel beyin karışımları için zamklama maddesi</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>MathWorks</td><td>R2019b</td><td>İçin kullanılır kafatası çıkarma</td></tr><tr><td>McCormick Sarı Gıda Boyası</td><td>McCormick</td><td></td><td>Boya enjeksiyonu için kullanılır</td></tr><tr><td>Mikrodalga</td><td>Panasonic</td><td>NN-SD975S</td><td>Agaroz kürleme için kullanılır</td></tr><tr><td>MR Görüntüleme Yazılımı (3D Dilimleyici)</td><td>3D Dilimleyici</td><td>Sürüm 4.10.2</td><td>3D model oluşturma için kullanılır</td></tr><tr><td>MR Görüntüleme Yazılımı (BET eklentili Mango)</td><td>Reasearch Imaging Institute</td><td>Sürüm 4.1</td><td>Beyin için kullanılır ekstraksiyon</td></tr><tr><td>Philips Acheiva MRI Sistemi</td><td>Philips</td><td>4522 991 19391</td><td>İnsan olmayan primatları görüntülemek için kullanılır</td></tr><tr><td>Fosfat Tamponlu Çözelti</td><td>Gibco</td><td>70011-044</td><td>10X DI su ile 1X Pompaya seyreltilmiş</td></tr><tr><td></td><td>WPI</td><td>UMP3T-1</td><td>Boya enjeksiyonu için kullanılır</td></tr><tr><td>Pompa sürücüsü</td><td>WPI</td><td>UMP3T-1</td><td>Boya enjeksiyonu için kullanılır</td></tr><tr><td>Buzdolabı</td><td>General Electric</td><td></td><td>Agaroz jeli korumak için kullanılır</td></tr><tr><td>Bilimsel Spatula</td><td>VWR</td><td>82027-494</td><td>Jel kalıplarını çıkarmak için kullanılır</td></tr><tr><td>SolidWorks</td><td>Dassault Systemes</td><td>2019</td><td></td></tr><tr><td>Stratasys ABS-M30 filament</td><td>Stratasys</td><td>333-60304</td><td>Yüksek kaliteli 3D baskı için kullanılır</td></tr><tr><td>Stratasys F170 3D yazıcı</td><td>Stratasys</td><td>123-10000</td><td>Yüksek kaliteli 3D baskı için kullanılır</td></tr><tr><td>Stratasys QSR desteği</td><td>Stratasys</td><td>333-63500</td><td>ABS modeli ile destek oluşturmak için kullanılır</td></tr><tr><td>Şırınga</td><td>SGE</td><td>SGE250TLL</td><td>Boya enjeksiyonu için kullanılır</td></tr></tbody></table>

İnsan olmayan primatlarda nöroşirürji planlaması için mri tabanlı araç kutusu

A MRI-Based Toolbox for Neurosurgical Planning in Nonhuman Primates

Bu yazıda, sadece manyetik rezonans görüntüleme (MRG) elde edilen verileri kullanarak NHP'lerde çeşitli nörocerrahilerin pratik olarak planlanmasına olanak tanıyan cerrahi hazırlık yöntemini ana hatlatan. Bu protokol beyin ve kafatası 3D baskılı anatomik olarak doğru fiziksel modellerin üretimi için izin verir, hem de beynin mekanik özellikleri bazı modelleme beynin bir agarose jel modeli. Bu modeller beyin modeli için beyin çıkarma yazılımı kullanarak MRG ayıklanabilir, ve kafatası modeli için özel kod. Hazırlık protokolü, jel beyin modelleri için beyinler, kafatasları ve kalıplar arasında yüz yüze yapmak için son teknoloji 3D baskı teknolojisinden yararlanır. Kafatası ve beyin modelleri özel kod bir kraniotomi eklenmesi ile kafatası içinde beyin dokusu görselleştirmek için kullanılabilir, doğrudan beyin içeren ameliyatlar için daha iyi hazırlık için izin. Bu yöntemlerin uygulamaları nörolojik stimülasyon ve kayıt yanı sıra enjeksiyon dahil ameliyatlar için tasarlanmıştır, ancak sistemin çok yönlülük protokolü, ekstraksiyon teknikleri ve modelleri ameliyatları daha geniş bir alana gelecekteki genişleme sağlar.

Preoperatif kraniyotomi planlama önlemi olarakMR'ların manipülasyonu ve analizi son2,5,10,16yılında başarıyla kullanılmıştır. Bu süreç, ancak, büyük ölçüde beyin 3D modelleme eklenmesi ile geliştirilmiştir, kafatası, ve kraniyotomi. Beynimizin anatomik olarak doğru bir fiziksel modelini başarılı bir şekilde oluşturmayı başardık ve bu model, çalışmalarımızın ilgi alanını yansıtıyordu (<strong cl...

Aşağıda özetlenen yöntem, üç boyutlu (3D) baskı yöntemleri ve MR Veri çıkarma nın yeni bir kombinasyonunu kullanarak insan dışı primat (NHP) nöroşirürji sinin hazırlanması için kapsamlı bir protokol sağlamayı amaçlamaktadır.

İnsan olmayan Primatlarda Nöroşirürji Planlaması için MRI Tabanlı Araç Kutusu

In this paper, we outline a method for surgical preparation that allows for the practical planning of a variety of neurosurgeries in NHPs solely using ...

Bu protokol nöral mühendislik alanı için önemlidir, çünkü insan olmayan primatlarda nöroşirürji nin hassasiyetini ve güvenliğini artırmak için tasarlanmış kısa ve tek modal bir prosedür sunar. Bu teknik, araştırmacılara implantasyon veya enjeksiyon prosedürlerinin her yönünü görselleştirme konusunda eşsiz bir yetenek sunar ve mümkün olduğunca hazırlanmış bir ameliyathaneye girmelerini sağlar. Bu yöntemin görsel gösterimi çok önemlidir, çünkü gerçek boyutlu fiziksel modellerin cerrahi planlama üzerindeki etkisini ve netliğini vurgular.Manyetik rezonans görüntüleme yazılımında beyni çıkarmak için eklentilerin açılır menüsünü açın ve özü beyin seçin. Çıkarma yoğunluğu eşiğini 2,5, 2,7 ve eşik degrade değerini sıfıra ayarlayın. Beyin görüntüsünün bitharitasını oluşturduktan sonra, görüntü menüsünün altındaki yapı yüzeyini seçin ve ilgi çekici bölgeyi içeren bit eşleği oluşturmak için kullanılan eşiği girdi.Sonra yüzeyoluşturmak için tamam tıklatın. Ve bir NII veya NII olarak ilgi çıkarılan beyin bölgesi kaydedin. GZ dosyası.Bir beyin modeli oluşturmak için, ilgili tıbbi görüntü işleme yazılımı çıkarılan beyin dosyasını açın. Ve düzenleyici modül menüsünde, eşik efektini seçin, eşik aralığı kaydırıcılarını ayarlayın, böylece beyni içeren bit haritasının üç dilimde de vurgulanır. Model oluşturucu modülünü açın ve giriş hacimleri açılır menüsünde bitmap dosyasını seçin.Modelleraltında, yeni model hiyerarşisi oluştur'u seçin ve birim oluşturmak için Uygula'yı tıklatın. İthal örgü beyin yüzeyi içe aktarıldığında, grafik bir seçin. Ve sadece beyin içeren özellikler dosyada kalana kadar herhangi bir gereksiz grafik özellikleri bastırmak.Ardından, daha fazla manipülasyon için PRT formatında dosyaları ve 3B yazdırma için STL olarak kaydedin. Beyin kalıplama için, uygun bir bilgisayarlı tasarım yazılımı programına çıkarılan beyin modeli yükleyin. Ekle menüsünün özellikler bölümünün altında, dönüştürmek için kafes gövdesine ve beynin grafik gövdesine dönüştür'ü seçin ve bu çizim sekmesini açın ve çizim düzlemi olarak üst düzlemi seçmek için çizimi tıklatın.İlgi alanının tüm yarımküresi etrafında bir dikdörtgen çizin ve beynin üst kısmını içeren kübik bir dikdörtgen çıkarmak için ekstrüzyon patronu taban özelliğini seçin. Ekle menüsünün özellikler bölümünün altında, kafes gövdesine dönüştür'ü seçin ve dönüştürmek için katı gövdeler klasöründeki ekstrüzyon küpünü seçin. Negatif alanı oluşturmak için birleştirme özelliğini kullanın ve beynin modelini yeni ekstrüzyon küpünden çıkarmak için çıkarma seçeneğini seçin.Kafatası modellemesi için, hızlı MPRAGE MRG'yi dicom dosyası olarak uygun bir matris manipülasyon yazılımı programına aktarın. Ve gerektiğinde tek bir 3B matris içine tüm çerçeveleri birleştirmek için komutları kullanın. Matrisin her 2B karesinin bir koronal dilim görüntülediğinden emin olun ve ikili maske oluşturmak için 3B matrisin eşiğine gelmek için tek tek piksel değerleri için operatörden daha büyük bir kullanım sağlayın.Sonra kafatası anatomisi maske tarafından yakalanır şekilde eşik ayarlayın. Kas tabakasını kaldırmak için, 3B maskeden her kareyi ayrı ayrı işlemek için maskeden yinelemeli olarak 2B dilim alın ve maskenin değerlerini tersine çevirmek için tilde işlecini kullanın. Kafatası değerleri olanlar olacak.Dış ve beyin sıfır değerlere sahip olacaktır. Maskenin en düşük çözünürlük boyutu ölçek faktörü tarafından tanımlanan bir faktör tarafından daha büyük olana kadar 3B maskeye ek boş voxel'ler ekleyin. Ve maske yeni alanı doldurana kadar maskedeki değerleri doğrusal olarak interpole edin.Ardından, kafatasını STL dosyası veya 3B yazdırma için benzer bir dosya türü olarak dışa aktarın. 3D kafatası modelinde kraniyotomi oluşturmak için MRDosyasını açın ve makak beyin atlasında bulunan anatomik işaretleri kullanarak kraniyotominin yaklaşık konumunu belirlemek için 3D matris üzerinden el ile ileri geri tarayabilirsiniz. Bir agarose kalıp oluşturmak için, tam veya yarım yarımküre beyin kalıbına agarose çözeltisi dökün ve çözelti yaklaşık iki saat boyunca kalıp içinde katılaşmak için izin.Agarose ayarlandığında, jöle modelini yavaşça kalıptan çıkarmak için bir spatula kullanın, dikkatli olmak, kalıbın yüzeyine zarar vermemek için. Agarose jel modelinin sahte bir infüzyonu için, stereotaksik bir çerçeve üzerinde stereotaksik bir kola bir şırınga pompası monte edin ve iyonize su ile 250 mikrolitrelik şırınga doldurun. Şırınga pompası üzerine şırınga yükleyin ve tamamen su ile enjeksiyon kanül doldurun.Enjeksiyon için şırınga içine gıda boyama hedef hacmi yüklemek için pompa sürücüsü kullanın. Ve kanülün ucunda küçük bir boncuk formları kadar gıda boyama dışarı. Kanül ucundan boncuk kuru ve kanül altında jel modeli konumlandırın.Ucu jel modelinin yüzeyine değene kadar kanül aşağı, ve stereotaksik kol ölçümleri unutmayın. Sonra sorunsuz ve hızlı bir şekilde hedef enjeksiyon derinliği jel modeli içine kanül indirin. Jel yüzeyinin kanülün etrafına mühürlenmiş olduğundan emin olmak ve hedef hacim teslim edilene kadar kalıp yayılmasını gözlemlerken pompayı çalıştırın.Bu protokol kullanılarak, insan olmayan primat beyninan anatomik olarak doğru bir fiziksel modeli oluşturulabilir. Benzer şekilde, manyetik rezonans görüntülerinden çıkarılan primat kafatasının anatomik olarak doğru bir fiziksel modeli de oluşturulabilir. Kafatası ve beynin fiziksel modelleri sıkı bir girişim uyumu ile kombine edilebilir, birbirine göre iki modelin doğruluğunu doğrulamak ve ekstrapolated MRG analiz verileri meşrulaştırarak.Baskı dan önce kafatasıiçine bir kraniyotomi eklenmesi, kafatası ve beyin ile ilgili olarak çeşitli bileşenlerin geometrisi değerlendirilmesi için örnek arayüzütüm parçaların kombinasyonu sağlar. Örneğin, bu deneyde, baş direğin ayakları manipüle edilmiş ve işlemden önce implantasyon yerindeki kafatasıeğrilirine yerleştirilmişti. Cerrahi sürenin açılıştan implantasyona yaklaşık 2,5 saatten bir saate düşürülmesi, operatif komplikasyon riskini büyük ölçüde azaltır.Agarose karışımı beyin modelleri önerilen infüzyon hacmini tahmin etmek ve 3D baskılı kafatası ile agarose modeli birleştirerek viral vektör enjeksiyon cerrahisi modeli için kullanılabilir ilgi bir alanda sarı boya ile enjekte edilebilir. Farklı hayvanlarda kafatası ve beyin anatomisi varyasyonları dikkate alınarak, çıkarma sürecinde başarı yinelemeli adımlar ayarlamaları gerektirecektir. Yani bu alet kutusu insan dışı primat nöroşirürji riskini azaltmak için kullanılabilir ve üretim teknikleri nörolojinin kesme kenarında deneysel süreci artırabilir.

a-mri-based-toolbox-for-neurosurgical-planning-in-nonhuman-primates

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Insan dışı primat beynin normal işleme anlamak için önemli bir translasyonel türüdür. Primat beynin anatomik organizasyonu, insanlarda normal ve patolojik durumları önemli bilgiler sağlayabilir.

Sigara insan Stereotaksik Uzay Primate Beyin Diseksiyon

Biz epilepsi cerrahisi görüntü entegrasyonu, görselleştirme ve planlama için bizim özel olarak tasarlanmış yazılımı kullanmak için gereken adımları açıklar.

Epilepsi Cerrahisi 3D Multimodalite Görüntü Entegrasyonu ve Bilgisayar destekli Planlama Bir Boru Hattı

Bu iletişim kuralı gri madde birim miktar için kullanılan gri cevherde bölgeleri betimlemek için yapısal T1 ağırlıklı MRG taramaları için yedi farklı otomatik bölümleme araçları başvuru süreci açıklar.

Kortikal gri cevherde T1 ağırlıklı MRG görüntülerden otomatik bölümleme

Burada, biz manyetik rezonans göstermektedir (Mr)-güdümlü konveksiyon gelişmiş teslim (Ced) viral vektörler içinde korteks içine etkili ve basitleştirilmiş bir yaklaşım olarak makak beynin büyük kortikal alanlarda arasında optogenetik ifade elde etmek.

Online MRG görüntüleri rehberlik altında Rhesus Macaque korteks için optogenetik Adeno-ilişkili Viral vektör konveksiyon geliştirilmiş teslim

Bu makalede, bireysel nöroşirürji hastalarında kritik bilişsel fonksiyonları destekleyen beyin bölgelerini belirlemek için tasarlanmış bir çok modal beyin haritalama programı genel bir bakış sağlar.

Rochester Tıp Merkezi Üniversitesi'nde Çeviri beyin haritalama: Kişiselleştirilmiş Beyin Haritalama ile Zihin Korunması

Difüzyon MRI tractografisini hasta çalışmalarında kafatası tabanı tümörü için endoskopik endonazal cerrahiye entegre etmek için bir protokol sunuyoruz. Ameliyat öncesi ve sonrası evrelerde bu nörogörüntüleme çalışmalarını benimseme yöntemleri açıklanmıştır.

Endoskopik Endonazal Kafatası Taban Cerrahisinde Difüzyon MRI Tractografisinin Rolü

Burada sunulan protokol, gerçek zamanlı manyetik rezonans görüntüleme (MRG) görselleştirme rehberliği ve gerçek zamanlı infüzyon dağılımı görselleştirmesi ile konveksiyonla güçlendirilmiş infüzyonlar kullanarak domuz beynine stereotaksi göstermektedir.

Domuz Beynine İnfüzyonlar için Manyetik Rezonans Rehberliğinde Stereotaksi

Bu makale, manyetik rezonans görüntüleme (MRI) taramalarına dayalı insan dışı primat nöroşirürji planlaması için otomatik süreçleri özetlemektedir. Bu teknikler, NHP'ler için özelleştirilmiş implant tasarımını desteklemek için programlama ve tasarım platformlarındaki prosedürel adımları kullanır. Her bir bileşenin geçerliliği daha sonra üç boyutlu (3D) basılmış gerçek boyutlu anatomik modeller kullanılarak doğrulanabilir.

İnsan Olmayan Primatlar için Nöral İmplant Tasarım Araç Kutusu

Çoklu manyetik rezonans görüntüleme (MRG) veri modaliteleri ile bilgilendirilen, kortikal ağların elektroensefalografi (TMS-EEG) haritalaması ile birlikte kişiselleştirilmiş transkraniyal manyetik stimülasyon için yeni bir protokol.

Gerçek Zamanlı Kortikal Ağ Haritalaması için Nörogörüntüleme Kılavuzluğunda TMS-EEG

Burada, nTMS ile difüzyon tensör görüntüleme (DTI) tabanlı kortikospinal traktın (CST) rekonstrüksiyonu ile birleştirilen standart bir motor haritalama protokolünü tanımlıyoruz. Protokol, tekrarlanabilir, klinik olarak uygulanabilir ve rutin klinik iş akışlarına kolayca entegre edilebilir; motor yol değerlendirmesi, nöroplastisite araştırmaları ve rehabilitasyon planlaması için sağlam ve değerli bir çerçeve sağlar.

Navigasyonlu Transkraniyal Manyetik Uyarı Kullanarak Fonksiyonel Motor Haritalama için Standartlaştırılmış Bir Protokol

Öğrenin, insan olmayan primatlarda nöroşirürji planlaması için MRI tabanlı 3D baskı yöntemini. Bu protokol, cerrahi hassasiyeti ve güvenliğini artırarak araştırmacılara detaylı görselleştirme imkanı sunar.

İnsan olmayan Primatlarda Nöroşirürji Planlaması için MRI Tabanlı Araç Kutusu

Daha fazla video keşfet