אנו מתארים את השלבים כדי להשתמש בתוכנה האישית המעוצבת שלנו לשילוב תמונה, ויזואליזציה ותכנון ניתוחי אפילפסיה.
ניתוח אפילפסיה הוא מאתגר את השימוש של שילוב תמונת multimodality 3D (3DMMI) על מנת לסייע בתכנון presurgical הוא מבוסס היטב. שילוב תמונת Multimodality יכול להיות תובעני מבחינה טכנית, והוא לא מנוצל בפרקטיקה קלינית. פתחנו פלטפורמת תוכנה אחת לשילוב תמונה, הדמיית 3D ותכנון כירורגית. הנה, צינור שלנו מתואר שלב-אחר-צעד אופנה, החל רכישת התמונה, שתמשיך דרך תמונה שיתוף רישום, פילוח ידני, המוח והפקת כלי, הדמיית 3D ותכנון ידנית של stereoEEG (SEEG) השתלות. עם הפצת התוכנה צינור זה יכול להיות מועתק מרכזים אחרים, מה שמאפשר לקבוצות אחרות ליהנות 3DMMI. כמו כן, אנו מתארים את השימוש של מתכנן אוטומטי, רב-מסלול להפקת תוכניות השתלת stereoEEG. מחקרים ראשוניים מצביעים זה תוספת מהירה, בטוחה ויעילה לתכנון השתלות SEEG. לבסוף, soluti פשוטעל ליצוא של תוכניות ומודלים למערכות neuronavigation מסחריות ליישום תוכניות בתוך חדר הניתוח מתואר. תוכנה זו היא כלי רב ערך שיכול לתמוך בקבלת החלטות קלינית ברחבי המסלול ניתוחי אפילפסיה.
בפועל כירורגית הוא קריטי עבור המנתח להעריך מבנים אנטומיים ויחסים מרחביים שלהם אחד לשני בשלושה ממדים. זה חשוב במיוחד נוירוכירורגיה, שם המנתח פועל במרחב מצומצם, עם ראיה מוגבלת וגישת האנטומיה מורכב. למרות זאת, עד כה רוב ההדמיה הוצגה בפני מנתחים בצורת 2D מישוריים קונבנציונלי, ואת שיטות הדמיה שונות לעתים קרובות מוצגות בזה אחר בסדרה. כתוצאה מכך, המנתח צריך נפשי לשלב נתונים זה עבור כל מטופל, ולמקם אותו לתוך מסגרת אנטומיים לתכנון presurgical. יש יתרון ברור ביצירת מודלים ממוחשבים 3D של מוח החולה האינדיבידואלי, אשר מביא לידי ביטוי את האנטומיה של קליפת המוח, כלי הדם, נגעים פתולוגיים כל נוכחיים כמו גם ציוני 3D רלוונטיים אחרים באותו ההקשר המרחבי 1-4. לפני הניתוח המנתח יכול לסובב ולשנות את השקיפות of המודלים האלה, כדי להבין את יחסי 3D מלא בין מבנים השונים של עניין. עיקרון זה נקרא הדמיה multimodality 3D (3DMMI).
מטרת הערכה טרום ניתוחית עבור ניתוחי אפילפסיה היא להסיק את הלוקליזציה של האזור במוח שבו תקפים להתעורר, ולהבטיח כי זה יכול להיות כריתה בבטחה מבלי לגרום 5 גירעונות משמעותיים. קיים מגוון רחב של שיטות הדמיה אבחון שתורמים זה, כולל MRI מבניים, טומוגרפיית פליטת פוזיטרונים fluorodeoxyglucose (FDG-PET), טומוגרפיה ממוחשבת פליטת פוטונים בודדים ictal (SPECT), מגנטו (MEG) הדיפולים, MRI תפקודי (fMRI) ו דימות מותח דיפוזי (DTI) 6. ניתוחי אפילפסיה הוא אידיאליים עבור 3DMMI שכן הוא מחייב את התרגום סימולטני של ערכות נתונים מרובות, לבין התמורה של איך כל קבוצת נתונים מתייחסת אחר.
במקרים רבים חקירות פולשני נכשלות to לספק את רמת הראיות הנדרשות כדי להמשיך כריתה. במקרים אלה EEG תוך-גולגולתי (IC EEG) הקלטות נחוצות כדי לזהות את האזור של המוח שיש להסירו כדי למנוע התקפים. יותר ויותר, IC EEG מבוצע על ידי טכניקה הנקראת SEEG, שבו מספר אלקטרודות עומק הקלטה ממוקמות intracerebrally ללכוד את המקור ואת ההתפשטות של פעילות חשמלית קשורים התקפים אצל 3D 1,7-10.
הצעד הראשון של השתלות SEEG הוא לפתח את האסטרטגיה של ההשתלה, המגדיר את האזורים במוח שצריך שנדגמו. זה כרוך שילוב מועד EEG הקליני ולא פולשנית, עם הדמיה מבנית, עם כל חבלה, ונתוני הדמיה תפקודיים להסיק את המיקום של המקור של אפילפסיה.
הצעד השני הוא תכנון הכירורגים המדויק של מסלולי האלקטרודה. המנתח חייב להבטיח מסלולי אלקטרודה avascular בטוחים, מרכוז elערכי ectrode בקודקוד של gyri ומרוחק מן ורידי משטח קליפת מוח, חצה גולגולת orthogonally. בנוסף להסדר ההשתלה כולו צריך להיות יזום היטב, עם ריווח בין האלקטרודה סביר ולא התנגשויות האלקטרודה.
ההיתכנות של יצירת מודלים 3DMMI להנחות השתלת אלקטרודות IC EEG במסגרת אימון ניתוחי אפילפסיה עסוק בעבר הפגינו 11. גם אנחנו הוכחנו את העיקרון כי השימוש 3DMMI מקנה ערך מוסף בקבלת החלטות קלינית. במחקר פרוספקטיבי, גילוי של 3DMMI השתנה היבט כלשהו של ניהול 43/54 (80%) מקרים, ובמיוחד שינה את המיקום של 158/212 (75%) של אלקטרודות עומק 12.
יש מגוון של חבילות תוכנה המאפשרים 3DMMI. אלה כוללים פלטפורמות neuronavigation זמינות מסחרי המשמשות בתוך חדר הניתוח, חבילות תוכנת תכנון מתמחים בריתעם פלטפורמות neuronavigation ופלטפורמות אינטגרציה וויזואליזציה תמונת מחקר חוקי עצמאיות. ככל פונקציונליות, הגמישות הצדדית של עליית הפלטפורמות הללו, את אופן השימוש סביר לתרגמם בקליניקה יורד בהתאם.
פיתחנו תוכנה אישית מעוצבת לשילוב תמונה multimodality, הדמיית 3D מתקדמת מיקום האלקטרודה SEEG מתכננים 12,13 לטיפול באפילפסיה. הדגש הוא על קלויות השימוש בתרחיש קליני, המאפשר שימוש בזמן אמת של תוכנה על ידי רופאים, ושילוב מהיר לתוך הצינור הקליני. התוכנה פועלת על פלטפורמת הדמית translational 14, משלב NiftyReg, NiftySeg ו NiftyView.
במאמר זה הפרוטוקול עבור שימוש בתוכנה בקליניקה מפורט. הפעולות שיש לבצע כדי שיתוף רישום תמונה, פילוח האזורים של עניין, פילוח המוח, לחילוץכלי הדם מפני הדמיה של כלי הדם המוקדש 15, בניית מודלים 3D, תכנון השתלות SEEG ובמהירות ייצוא מודלים ותוכניות לחדר הניתוח מתוארים. כלי הרומן גם מתואר על-מסלול רב אוטומטיות תכנון 13, אשר מגביר את הבטיחות והיעילות של השתלות ו מפחיתה באופן משמעותי את משך התכנון.
לסיכום, את הצעדים המכריעים לשילוב תמונת הדמיית 3D הם תמונת שיתוף רישום, פילוח המוח, כלי ומבנים אחרים או תחומי העניין, ולייצא מערכת neuronavigation. תהליך זה בוצע בעבר בקבוצה באמצעות שילוב תוכנת תמונה זמינה מסחרי. חסרון כדי צינור זה היה הזמן שנדרש, עם כל התהליך לוקח 2 – 4 שעות. באמצעות פלטפורמת התוכנה ללא צורך במיקור חוץ שלנו, צנרת זו היא פשוטה באופן משמעותי, והוא יכול להסתיים ב 1 – 2 שעות. יתר על כן, יש תוספת הפונקציונלית של תכנון כירורגית של מסלולי אלקטרודה SEEG על תוכנה זו, כי ניתן לעשות זאת באופן ידני או עם סיוע מחשב. היתרונות של CAP על תכנון ידני גדלו דיוק, הורידו את הסיכון ואת הגבירו את המהירות, ואת כבר דן במקום אחר (Nowell והאח, in press, ניצוצות ואח ', הגיש).
פלטפורמת התוכנה ללא צורך במיקור חוץ היא ברה רציפהevelopment, עם כלים חדשים ופונקציונליות להתווסף לתמוך בכל שלבי הערכה presurgical וניהול כירורגית. לכן יש צורך בדיקות מחמירות בכל שחרור גרסה חדשה. מגבלות נוכחיות של התוכנה כוללות חוסר טיוח נפח באיכות גבוהה, אשר שוהה פלטפורמות אחרות הוא תוספת ערך עבור הדמיית 3D מתקדמת. גם לייצא רק תואם עם חברת neuronavigation שנבחרה בעת הנוכחית. מגבלות אלה לא השפיעו על התועלת הקלינית של התוכנה ביחידה שלנו, ולא האטו את הפצת הטכנולוגיה למרכזים אחרים.
המשמעות של תוכנה זו היא כי הוא מסיר את המחסומים הקבוצות הקודמות ציטטו כסיבה לא משתמש 3DMMI. הפתרון ספק קל לשימוש כלים בפלטפורמה אחת אחת, שאינו דורשת הכשרה או מומחיות מומחה, הוא הזמן חסכוני מתורגם בקלות לתוך פרקטיקה קלינית. יש לנו pרשתות LAN להוסיף חידושים נוספים על התוכנה לתמיכה ניתוחי אפילפסיה. יתר על כן, השיטות יכולות להיות מיושמות בקלות לאזורים אחרים של נוירוכירורגיה, כגון כריתה של גידולים רמהנמוכה קרובים קליפה רהוטה, מוקדי lesioning ואספקה של גירוי ממוקד. 3DMMI וכלים לתכנון כירורגית מדויקים צפויים להיות חשוב יותר ויותר ניתוחים מודרניים, כמו במקרים מאתגרים יותר נלקחים על ובתור טיפולים פולשנית להיכנס מנהג נפוץ.
The authors have nothing to disclose.
תוכנית זו כבר נתמך על ידי משרד הבריאות Wellcome Trust בריאות חדשנות קרן אתגר (HICF-T4-275, תוכנית גרנט 97,914). אנו מודים טראסט וולפסון האגודה אפילפסיה לתמיכה סורק ה- MRI האגודה אפילפסיה. עבודה זו נתמכה על ידי המכון הלאומי לחקר הבריאות (NIHR) אוניברסיטת קולג 'בלונדון בתי חולים מרכז למחקר ביו-רפואי (BRC)
EpiNav | UCL | Inhouse software platform for image integration, segmentation, visualisation and surgical planning | |
Freesurfer | Martinos Centre for Biomedical Imaging | Software for cortical segmentation | |
S7 Stealthstation | Medtronic | Neuronavigation system | |
MeshLab | ISTI-CNR | 3D mesh processing software | |
NiftiK | UCL | Translational imaging platform | |
AMIRA | Visualisation Sciences Group | Image integration software |