Une boîte à outils basée sur l’IRM pour la planification neurochirurgical chez les primates non humains

William  K.S. Ojemann; Devon  J. Griggs; Zachary Ip; Olivya Caballero; Hesamoddin Jahanian; Susana Martinez-Conde; Stephen Macknik; Azadeh Yazdan-Shahmorad

doi:10.3791/61098

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Article de méthode

Une boîte à outils basée sur l’IRM pour la planification neurochirurgical chez les primates non humains

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DOI :

10.3791/61098

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17 juillet 2020

William K.S. Ojemann¹^,² , Devon J. Griggs²^,³ , Zachary Ip¹^,² , Olivya Caballero⁴ , Hesamoddin Jahanian⁵ , Susana Martinez-Conde⁴ , Stephen Macknik⁴ , Azadeh Yazdan-Shahmorad¹^,²^,³

¹Bioengineering Department, University of Washington, ²Washington National Primate Research Center, University of Washington, ³Electrical and Computer Engineering Department, University of Washington, ⁴Department of Ophthalmology, SUNY Downstate Health Sciences University, ⁵Radiology Department, University of Washington

Dans cet article

Résumé

La méthode décrite ci-dessous vise à fournir un protocole complet pour la préparation de la neurochirurgie non humaine des primates (PSN) à l’aide d’une nouvelle combinaison de méthodes d’impression tridimensionnelles (3D) et d’extraction de données IRM.

Résumé

Dans cet article, nous décrivons une méthode de préparation chirurgicale qui permet la planification pratique d’une variété de neurochirurgies dans les PSN uniquement à l’aide de données extraites de la formation image par résonance magnétique (IRM). Ce protocole permet la génération de modèles physiques anatomiquement précis imprimés en 3D du cerveau et du crâne, ainsi qu’un modèle de gel agarose du cerveau modelant certaines des propriétés mécaniques du cerveau. Ces modèles peuvent être extraits de l’IRM à l’aide d’un logiciel d’extraction du cerveau pour le modèle du cerveau, et de code personnalisé pour le modèle du crâne. Le protocole de préparation tire parti de la technologie d’impression 3D de pointe pour fabriquer des cerveaux, des crânes et des moules interfacants pour les modèles de cerveaux en gel. Les modèles du crâne et du cerveau peuvent être utilisés pour visualiser les tissus cérébraux à l’intérieur du crâne avec l’ajout d’une craniotomie dans le code personnalisé, permettant une meilleure préparation pour les chirurgies impliquant directement le cerveau. Les applications de ces méthodes sont conçues pour les chirurgies impliquées dans la stimulation neurologique et l’enregistrement ainsi que l’injection, mais la polyvalence du système permet l’expansion future du protocole, des techniques d’extraction et des modèles à un plus large éventail de chirurgies.

Introduction

La recherche sur les primates a été une étape cruciale dans la progression de la recherche médicale des modèles animaux aux essais^{humains 1}^,². C’est particulièrement le cas dans l’étude des neurosciences et de l’ingénierie neuronale, car il existe un écart physiologique et anatomique important entre le cerveau des rongeurs et celui des primates non humains (PSN)¹^,²^,³. Avec les technologies génétiques émergentes telles que la chimiogénétique, l’optogénétique et l’imagerie calcique qui nécessitent une modification génét....