Мы опишем шаги, чтобы использовать наше пользовательское разработанное программное обеспечение для интеграции изображений, визуализации и планирования в хирургии эпилепсии.
Эпилепсия хирургии является сложной задачей, и использование 3D интеграции мультимодальность изображения (3DMMI) для помощи предоперационной планирования хорошо разработана. Интеграция изображений Комбинированное может быть технически сложных и недостаточно используется в клинической практике. Мы разработали единую программную платформу для интеграции изображений, 3D-визуализации и хирургического планирования. Здесь наш трубопровод описан шаг за шагом моды, начав с захвата изображения, идущего через изображения корегистрацию, ручной сегментации, мозга и извлечения сосудов, 3D визуализации и ручного планирования stereoEEG (Seeg) имплантаций. С распространением программного обеспечения этот трубопровод может быть воспроизведен в других центрах, позволяя другим группам воспользоваться 3DMMI. Мы также описывают использование автоматизированной, мульти-траектории планировщик для создания stereoEEG планов имплантации. Предварительные исследования показывают, что это быстрый, безопасный и эффективный придатком для планирования Seeg имплантаций. И, наконец, простой Solutiна для экспорта планов и моделей для коммерческих систем нейронавигации для реализации планов в операционной описывается. Это программное обеспечение является ценным инструментом, который может поддерживать клинических решений по всему эпилепсия хирургии пути.
В хирургической практике это имеет решающее значение для хирурга, чтобы оценить анатомических структур и их пространственные отношения друг к другу в трех измерениях. Это особенно важно в нейрохирургии, где хирург работает в замкнутом пространстве, с ограниченным количеством визуализации и доступа к сложной анатомии. Несмотря на это, на сегодняшний день большинство изображений было представлено хирургами в традиционной планарной 2D форме, а также различные методы визуализации часто представляются одно за другим последовательно. Как следствие, хирург должен мысленно интегрировать эти данные для каждого пациента, и поместить его в анатомической основы для предоперационного планирования. Существует явное преимущество в создании 3D компьютерных моделей индивидуального мозга пациента, что свидетельствует об анатомии мозга, кровеносные сосуды, любые патологические очаги , присутствующие, а также другие соответствующие 3D ориентиры в том же пространственном контексте 1-4. Перед операцией хирург может вращать и изменять прозрачность уплотнительноее эти модели, чтобы полностью понять 3D отношения между различными структурами, представляющих интерес. Этот принцип называется 3D мультимодального томографию (3DMMI).
Целью предоперационной оценки для хирургии эпилепсии является вывод о локализации области головного мозга , где возникают судороги, и убедитесь , что это может быть безопасно резекцию , не вызывая значительного дефицита 5. Существует широкий спектр методов диагностической визуализации, которые способствуют этому, в том числе структурных МРТ, фтордезоксиглюкозой позитронно-эмиссионной томографии (ФДГ-ПЭТ), иктальной однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ), магнитоэнцефалографии (МЭГ) диполи, функциональной МРТ (фМРТ) и тензора диффузии томография (DTI) 6. Эпилепсия хирургии идеально подходит для 3DMMI, поскольку она требует одновременного интерпретации нескольких наборов данных, а также рассмотрение вопроса о том, как каждый набор данных относится к другому.
Во многих случаях неинвазивные исследования, т терпеть неудачу• предусматривать уровень доказательств, необходимых для перехода к резекции. В этих случаях внутричерепной ЭЭГ (IC) ЭЭГ записи необходимы для определения области мозга, которые должны быть удалены, чтобы предотвратить судороги. Все чаще ИК ЭЭГ производится с помощью методики , называемой Seeg, в котором количество записывающих глубины электроды расположены интрацеребрально , чтобы захватить их происхождение и распространение электрической активности , связанной с припадками в 3D 1,7-10.
Первый шаг Seeg имплантаций заключается в разработке стратегии имплантации, определение областей мозга, которые должны быть выбраны. Это предполагает интеграцию клинических и неинвазивных дату EEG, со структурной визуализации, с любым поражением, и функциональной визуализации данных, которые выводят расположение источника эпилепсии.
Вторым шагом является точное хирургическое планирование электродов траекторий. Хирург должен обеспечить безопасные Аваскулярный электрода траектории, центровка элЗаписи ectrode в короне извилин и удаленных от корковых поверхностных вен и пересекающий череп ортогонально. Кроме того, вся договоренность имплантации должна быть хорошо продуманы, с разумным шагом между электродами и без каких-либо столкновений электродов.
Возможность генерации моделей 3DMMI для руководства имплантации электродов IC ЭЭГ в занятом эпилепсия хирургии практике ранее было продемонстрировано 11. Мы также продемонстрировали принцип, что использование 3DMMI придает дополнительную ценность в клинических решений. В проспективном исследовании, раскрытие 3DMMI изменил некоторые аспекты менеджмента в 43/54 (80%) случаях, а именно изменилось позиционирование 158/212 (75%) глубинных электродов 12.
Существует целый ряд программных пакетов, которые облегчают 3DMMI. Они включают в себя коммерчески доступные нейронавигации платформы, которые используются в операционной, специализированные программные пакеты планирования союзническиес нейронавигации платформами и научно-исследовательских ориентированных автономных интеграции изображений и визуализации платформ. Что касается функциональности, гибкости и универсальности этих платформ, повышения удобства и простоты использования и вероятности их воплощения в клиническую практику соответственно уменьшается.
Мы разработали специально разработанный программное обеспечение для интеграции мультимодальность изображения, передовые 3D визуализации и Seeg электрода размещения планирования 12,13 для лечения эпилепсии. Акцент делается на простоту использования в клиническом сценарии, что позволяет в реальном времени использования программного обеспечения клиницистов, и быстрое включение в клиническую трубопровода. Программное обеспечение работает на платформе трансляционной визуализации 14, которая сочетает в себе NiftyReg, NiftySeg и NiftyView.
В данной работе протокол для использования программного обеспечения в клинической практике приводится. Шаги для изображения корегистрацию, сегментация областей, представляющих интерес, сегментации мозга, экстрагированиемкровеносные сосуды , выделенные визуализации сосудов 15, 3D – модели, планирование Seeg имплантаций и быстро экспортирующей модели и планы операционной описаны. Роман инструмент описан также для автоматической мульти-траектории планирования 13, что повышает безопасность и эффективность имплантаций и существенно сокращает длительность планирования.
Таким образом, решающие шаги для интеграции изображений и 3D визуализации изображения являются корегистрацию, сегментация головного мозга, сосудов и других структур или областей, представляющих интерес, а также экспортировать в систему нейронавигационной. Этот процесс был выполнен ранее в группе с использованием коммерчески доступного программного обеспечения для интеграции изображений. Недостатком этого трубопровода было время, необходимое, со всем процессом, принимая 2 – 4 ч. Используя нашу платформу программного обеспечения в доме, этот трубопровод значительно упрощается, и может быть завершена в 1 – 2 ч. Кроме того, существует дополнительная функциональность хирургического планирования Seeg электродных траекторий на это программное обеспечение, которое может быть сделано вручную или с помощью компьютера-помощи. Преимущества CAP по сравнению с ручной планирования увеличивается точность, снижение риска и увеличение скорости, а также были обсуждены в другом месте (Ноуэлл и др, In Press, Sparks и др, который был представлен).
Платформа в дом программного обеспечения находится в непрерывном дАЗВИТИЕ, с новыми инструментами и функциональностью добавляются для поддержки всех этапов предоперационной оценки и хирургического лечения. Существует поэтому необходимость тщательного тестирования на каждом новом выпуске версии. Существующие ограничения программного обеспечения включают в себя отсутствие объемного рендеринга высокого качества, который присутствует в других платформах и является ценным дополнением для продвинутых 3D-визуализации. Кроме того, экспорт совместим только с выбранным нейронавигационной компании в настоящее время. Эти ограничения не повлияли на клиническую полезность программного обеспечения в нашем отделении, и не замедлили распространение технологии в другие центры.
Значение этого программного обеспечения является то, что она устраняет барьеры, что предыдущие группы приводятся в качестве причин отказа от использования 3DMMI. Решение обеспечивает простой в использовании инструмент в одной платформе, которая не требует специальной подготовки или опыта, время и экономически эффективным и легко переводится в клиническую практику. Мы имеем рланы добавить дополнительные инновации в программное обеспечение для поддержки хирургии эпилепсии. Кроме того, способы могут быть легко применены к другим областям нейрохирургии, таких как резекция низких опухолей класса, близких к красноречивой корой, фокусного lesioning и доставки целенаправленной стимуляции. 3DMMI и точные инструменты хирургического планирования, вероятно, приобретает все большее значение в современной хирургии, как более сложные случаи, принимаются на и минимально инвазивных процедур ввести общую практику.
The authors have nothing to disclose.
Эта программа была поддержана Министерством здравоохранения и Wellcome Trust здравоохранения инновационный вызов фонда (HICF-T4-275, Программа Grant 97914). Мы благодарны Вольфсон Trust и эпилепсией общества для поддержки сканера Эпилепсия общества МРТ. Эта работа была поддержана Национальным институтом исследований в области здравоохранения (NIHR) University College London Больницы Biomedical Research Centre (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 |