DTI из зрительного пути - белое вещество урочища и поражения головного мозга
Summary
Тензора диффузии изображений (DTI) проводили попробовать изобразить основные части зрительного пути. Целью было использовать FDA одобрил стандартную коммерческую станцию, которая может быть использована для повседневной рутины, чтобы попытаться снизить послеоперационную повреждение зрительного пути у пациентов.
Abstract
DTI является метод, который определяет трактов белого вещества (WMT) неинвазивным у здоровых и не здоровых пациентов с помощью измерения диффузии. Подобно зрительных путей (VP), WMT не видны с классической МРТ или во время операции с микроскопом. ДИТ поможет нейрохирурги, чтобы предотвратить разрушение В.П., удаляя поражения прилегающих к этой WMT. Мы провели DTI на пятидесяти пациентов до и после операции в период с марта 2012 года по январь 2014 года Для навигации мы использовали 3DT1-взвешенный последовательность. Кроме того, мы провели Т2-взвешенных и DTI-последовательности. Параметры, используемые были, FOV: 200 х 200 мм, толщина среза: 2 мм, и матрица приобретение: 96 х 96 уступая почти изотропные вокселы из 2 х 2 х 2 мм. Осевой МРТ проводили с использованием градиента 32 направление и один B0-изображение. Мы использовали Echo-Planar-томография (EPI) и параллельной визуализации ASSET с коэффициентом ускорения 2 и В-значения 800 с / мм ². Время сканирования было меньше 9 мин.
ЛОР "> МТП-данные, полученные обрабатывались с помощью FDA одобрен хирургического программу навигационной системы, которая использует простой волоконно-отслеживания подход, известный как присвоения волокна непрерывным отслеживанием (FACT). Это основано на распространении линий между регионах, представляющих интерес ( ROI), который определяется врачом. максимальный угол 50, FA начать значение 0,10 и ADC конечное значение 0,20 мм ² / с были параметры, используемые для трактография.Есть некоторые ограничения в этой технике. Ограниченное приобретение сроки навязывает компромиссов в качестве изображения. Еще один важный момент, чтобы не пренебречь является смещение мозга во время операции. Что касается последнего интраоперационного МРТ может быть полезным. Кроме того, риск ложноположительных или ложноотрицательных путей должны быть приняты во внимание, которые могут поставить под угрозу окончательные результаты.
Introduction
Тензора диффузии изображений (DTI) используется, чтобы изобразить WMT неинвазивного в человеческом мозге 1. Он был использован в прошлом десятилетии, чтобы снизить риск нанесения вреда красноречивые области мозга во время операции 1.
DTI проводили в пятидесяти пациентов в период с марта 2012 года и январе 2014 изобразить зрительный путь. DTI может улучшить сохранность красноречивых областях мозга во время операции, предоставляя важную информацию о анатомического расположения трактов белого вещества. Это была включена в стратегическом планировании для резекции сложных поражениях головного мозга 1. Тем не менее, изображение зрительного пути остается проблемой, потому что не существует стандарта для параметров DTI, размещения объемов семян и интерпретации результатов 12.
Различные алгоритмы были реализованы до сих пор 19-21. Некоторые подходы сосредоточены на детерминированных методов 19, 22-25. Другие использовали вероятностные методы, 26,27,29. Совсем недавно, методы, использующие тензорные поля Q-Ball, диффузия спектральных изображений и высокое угловое разрешение Diffusion изображений (HARDI) используются, чтобы изобразить трактов белого вещества среди других зрительного пути 1,13-15,18. Тем не менее, необходимо время для HARDI значительно больше с 45 мин, программное обеспечение не является коммерчески доступных и подчеркивает научных приложений 18. Учение период для HARDI кажется больше, чем для DTI 18.
Представленный протокол легко осуществимо и может быть использован для повседневного процедуре в нейрохирургических операций для того, чтобы избежать осложнений и улучшить результаты в послеоперационном периоде. Дополнительное время для этого протокола меньше 9 мин, что значительно быстрее, чем другие протоколы 1,9,12,16. Признавая тот факт, что многие сложные алгоритмы были разработаны в последнее время бумаги ограничиваетСам с использованием коммерчески доступного и FDA утвержденного программного обеспечения. Однако он является обязательным, чтобы принять во внимание ограничения этого метода, которые, упомянутых выше.
Protocol
Representative Results
Discussion
DTI это техника позволяет нейрохирургу визуализировать трактов белого вещества в естественных условиях 8. Визуальный путь является одним из этих путей. Хотя этот метод предоставляет врачам новые возможности в отношении лечения пациентов с повреждениями, касающихся красноре…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We would like to thank the whole Service of Neuroradiology. We would like to thank Lis Prussen for her work in the library.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| 3-Tesla-MRI | General Electric | Signa LX version 9.1 | |
| Surgical Navigation System Srogram | Medtronic | 9734478 | |
| Surgical Navigation System Srogram | Medtronic | 4500810331 20016318 |
Referências
- 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).
- Alexander, D. C., Barker, G. J. Optimal imaging parameters for fiber-orientation estimation in diffusion MRI. Neuroimage. 27 (2), 357-367 (2005).
- Le Bihan, D., Poupon, C., Amadon, A., Lethimonnier, F. Artifacts and pitfalls in diffusion MRI. J Magn Reson Imaging. 24 (3), 478-488 (2006).
- Abdullah, K. G., Lubelski, D., Nucifora, P. G., Brem, S. Use of diffusion tensor imaging in glioma resection. Neurosurg Focus. 34 (4), (2013).
- 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).
- 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).
- Maruyama, K., et al. Optic radiation tractography integrated into simulated treatment planning for Gamma Knife surgery. J Neurosurg. 107, 721-726 (2007).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Perrin, M., et al. Fiber tracking in Q-ball fields using regularized particle trajectories. Inf Process Med Imaging. 19, 52-63 (2005).
- Wedeen, V. J., et al. Diffusion spectrum magnetic resonance imaging (DSI) tractography of crossing fibers. Neuroimage. 41 (4), 1267-1277 (2008).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Friman, O., Farneback, G., Westin, C. F. A Bayesian approach for stochastic white matter tractography. IEEE Trans Med Imaging. 25 (8), 965-978 (2006).
- Mori, S., van Zijl, P. C. Fiber tracking: principles and strategies – a technical review. NMR Biomed. 15 (7-8), 468-480 (2002).
- 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).
- 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).
- Conturo, T., et al. Tracking neuronal fiber pathways in the living human brain. Proc Natl Acad Sci U S A. 96, 10422-10427 (1999).
- Poupon, C., et al. Regularization of diffusion-based direction maps for the tracking of brain white matter fascicles. Neuroimage. 12, 184-195 (2000).
- 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).
- Behrens, T. E., et al. Non-invasive mapping of connections between human thalamus and cortex using diffusion imaging. Nat Neurosci. 6, 750-757 (2003).
- 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).
- 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).
