نحن تصف الخطوات لاستخدام عادتنا صمم هذا البرنامج لدمج الصورة والتصور والتخطيط في جراحة الصرع.
جراحة الصرع هو التحدي واستخدام 3D التكامل صورة multimodality (3DMMI) للمساعدة في تخطيط سابق للجراحة هو راسخة. Multimodality التكامل صورة يمكن أن تكون صعبة من الناحية الفنية، وهناك نقصا في الممارسة السريرية. لقد قمنا بتطوير نظام برمجي واحد للتكامل الصورة، 3D التصور والتخطيط للعمليات الجراحية. هنا، يتم وصف خط أنابيب لدينا في خطوة بخطوة الأزياء، بدءا من الحصول على الصور، انطلاقا من خلال صورة المشارك التسجيل، وتجزئة اليدوية والدماغ واستخراج السفينة، 3D التصور والتخطيط اليدوي للstereoEEG (SEEG) زرع. مع نشر البرنامج هذا الخط يمكن استنساخها في مراكز أخرى، السماح للجماعات الأخرى للاستفادة من 3DMMI. وصفنا أيضا استخدام وسيلة، مخطط الآلي متعددة مسار لتوليد خطط زرع stereoEEG. وتشير الدراسات الأولية وهذا هو مساعد سريع وآمن وفعال للتخطيط لزرع SEEG. وأخيرا، soluti بسيطعلى لتصدير خطط ونماذج لأنظمة neuronavigation التجارية لتنفيذ الخطط في غرفة العمليات يوصف. هذا البرنامج هو أداة قيمة التي يمكن أن تدعم اتخاذ القرارات السريرية في جميع أنحاء مسار جراحة الصرع.
في الممارسة العملية الجراحية من الأهمية بمكان بالنسبة للجراح نقدر الهياكل التشريحية والعلاقات المكانية لبعضها البعض في ثلاثة أبعاد. هذا مهم بشكل خاص في جراحة المخ والأعصاب، حيث يعمل الجراح في مكان ضيق، مع التصور والوصول المحدود إلى تشريح المعقد. على الرغم من هذا، حتى الآن تم عرض معظم التصوير لالجراحين في شكل مستو 2D التقليدية، وغالبا ما تقدم طرائق التصوير المختلفة واحدا تلو الآخر في السلسلة. ونتيجة لذلك، الجراح أن دمج عقليا هذه البيانات لكل مريض، ووضعه في إطار التشريحية للتخطيط قبل الجراحة. وهناك فائدة واضحة في توليد نماذج الكمبيوتر 3D من الدماغ المريض الفردية، مما يدل على التشريح من القشرة، والأوعية الدموية، أي الآفات المرضية الحالية فضلا عن غيرها من المعالم 3D ذات الصلة في نفس السياق المكاني 1-4. قبل الجراحة الجراح يمكن أن تدور ويغير من الشفافية سو هذه النماذج، إلى فهم كامل للعلاقات بين 3D هياكل مختلفة من الفائدة. ويطلق على هذا المبدأ التصوير multimodality 3D (3DMMI).
والهدف من تقييم ما قبل الجراحة لجراحة الصرع هو استدلال على توطين منطقة الدماغ حيث تنشأ المضبوطات، والتأكد من أن هذا يمكن مقطوعة بأمان دون التسبب في عجز كبير 5. هناك مجموعة واسعة من طرائق التصوير التشخيصي التي تساهم في ذلك، بما في ذلك التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلي، fluorodeoxyglucose التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (FDG-PET)، نشبي انبعاث فوتون واحد التصوير المقطعي (SPECT)، الدماغ المغناطيسي (MEG) ثنائيات الاقطاب، وظيفية التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) و التصوير نشر الموترة (زارة التجارة والصناعة) 6. يناسب جراحة الصرع مثالي ل3DMMI لأنه يتطلب الترجمة الفورية من مجموعات البيانات متعددة، والنظر في كيفية ارتباط كل مجموعة بيانات إلى آخر.
في كثير من الحالات تفشل التحقيقات غير الغازية رس تقديم مستوى الأدلة اللازمة للشروع في استئصال. في هذه الحالات ضرورية لتحديد منطقة الدماغ التي يجب إزالتها لمنع النوبات EEG داخل الجمجمة (IC EEG) التسجيلات. على نحو متزايد، يتم تنفيذ IC التخطيط الدماغي بواسطة تقنية تسمى SEEG، التي وضعت عددا من تسجيل عمق الأقطاب intracerebrally للقبض على أصل وانتشار النشاط الكهربائي المرتبطة المضبوطات في 3D 1،7-10.
الخطوة الأولى لزرع SEEG هو وضع استراتيجية غرس، وتحديد مناطق الدماغ التي تحتاج إلى أخذ عينات. وهذا ينطوي على دمج تاريخ EEG السريرية وغير الغازية، مع التصوير الهيكلي، مع أي آفة، والبيانات التصوير الوظيفي الذي استدلال على موقع مصدر من الصرع.
والخطوة الثانية هي التخطيط الجراحي الدقيق لمسارات الكهربائي. الجراح يجب أن يضمن آمنة مسارات القطب اوعائية، تركز ايلإدخالات ectrode في تاج التلافيف والمناطق النائية من الأوردة السطحية القشرية، وتعبر الجمجمة متعامد. بالإضافة إلى ذلك الترتيب زرع كامل لابد من تصور جيدا، مع معقول تباعد بين القطب وليس التصادم الكهربائي.
وقد سبق أن أثبتت جدوى توليد نماذج 3DMMI لتوجيه زرع أقطاب كهربائية IC التخطيط الدماغي في ممارسة جراحة الصرع مشغول 11. لقد أثبتنا أيضا مبدأ أن استخدام 3DMMI يضفي قيمة في صنع القرار السريري وأضاف. في دراسة استطلاعية، تغيرت الكشف عن 3DMMI بعض جوانب إدارة في 43/54 (80٪) من الحالات، وتغير وجه التحديد المواقع من 158/212 (75٪) من أقطاب عمق 12.
وهناك مجموعة من حزم البرامج التي تسهل 3DMMI. وتشمل هذه المنصات neuronavigation المتاحة تجاريا التي يتم استخدامها في غرفة العمليات، وأجنحة برمجيات تخطيط المتخصصة المتحالفةمع منصات neuronavigation والتكامل الصورة والتصور منصات مستقل الموجه البحوث. كما وظائف ومرونة وتنوع هذه الزيادة المنصات، وسهولة الاستخدام واحتمال ترجمتها إلى الممارسة السريرية النقصان تبعا لذلك.
لقد قمنا بتطوير برنامج مصمم خصيصا لدمج صورة multimodality، متقدمة 3D التصور وSEEG القطب وضع التخطيط 12،13 لعلاج الصرع. وينصب التركيز على سهولة الاستخدام في سيناريو السريري، مما يتيح استخدام الوقت الحقيقي من البرنامج عن طريق الأطباء، والتأسيس السريع في خط أنابيب السريري. البرنامج يعمل على منصة التصوير متعدية 14، الذي يجمع بين NiftyReg، NiftySeg وNiftyView.
في هذه الورقة يتم تعيين بروتوكول لاستخدام البرنامج في الممارسة السريرية بها. الخطوات لصورة المشارك التسجيل، وتجزئة المناطق ذات الأهمية، وتجزئة الدماغ، واستخراجووصف الأوعية الدموية من مخصص التصوير الوعائي 15، وبناء نماذج 3D، والتخطيط زرع SEEG وبسرعة تصدير نماذج وخطط لغرفة العمليات. ووصف أداة جديدة أيضا الآلي لتخطيط 13 متعددة مسار، والتي تزيد من سلامة وفعالية زرع وإلى حد كبير يقلل من مدة التخطيط.
وباختصار، فإن خطوات حاسمة للتكامل الصورة والتصور 3D هي صورة المشارك التسجيل، وتجزئة من الدماغ والسفن وغيرها من الهياكل أو المجالات ذات الاهتمام، وتصديرها إلى نظام neuronavigation. تم تنفيذ هذه العملية من قبل في المجموعة باستخدام المتاحة تجاريا برامج التكامل صورة. وكان من العيب أن هذا الخط الوقت الذي يستغرقه، مع العملية برمتها أخذ 2-4 ساعة. باستخدام منزلنا في منصة البرمجيات، وتبسيط هذا الخط إلى حد كبير، ويمكن أن تكتمل في 1-2 ساعة. وعلاوة على ذلك، هناك وظيفة إضافية للتخطيط الجراحي لمسارات القطب SEEG على هذا البرنامج، الذي يمكن القيام به يدويا أو مع مساعدة الكمبيوتر. وزادت فوائد CAP على التخطيط اليدوي الدقة، تخفيض المخاطر وزيادة السرعة، وتم مناقشتها في مكان آخر (نويل وآخرون، في الصحافة، سباركس وآخرون، المقدمة).
منصة البرمجيات في المنزل هو في د المستمرevelopment، مع الأدوات والوظائف الجديدة التي تضاف إلى دعم جميع مراحل التقييم قبل الجراحة وإدارة العمليات الجراحية. ولذا فإن هناك حاجة لاختبارات صارمة في كل إصدار النسخة الجديدة. وتشمل القيود الحالية من البرنامج لعدم جودة عالية حجم التقديم، التي هي موجودة في منصات أخرى، وإضافة قيمة للالمتقدمة 3D التصور. أيضا تصدير متوافق فقط مع شركة neuronavigation المختارة في الوقت الحاضر. وهذه القيود لا يتأثر فائدة سريرية من البرنامج في وحدتنا، ولم تباطأ نشر التكنولوجيا إلى مراكز أخرى.
وتكمن أهمية هذا البرنامج هو أنه يزيل الحواجز التي استشهد المجموعات السابقة كأسباب لعدم استخدام 3DMMI. الحل يوفر سهولة الاستخدام والأدوات في منصة واحدة واحدة، وهذا لا يتطلب تدريب أو خبرة متخصص، حان الوقت وفعالة من حيث التكلفة وتترجم بسهولة إلى الممارسة السريرية. لدينا عالشبكات المحلية لإضافة مزيد من الابتكارات لبرنامج لدعم جراحة الصرع. وعلاوة على ذلك، يمكن بسهولة أن تطبق الأساليب إلى مناطق أخرى من جراحة المخ والأعصاب، مثل استئصال الأورام درجة منخفضة قريبة من القشرة بليغة، lesioning التنسيق وتقديم التحفيز المستهدفة. هي 3DMMI وأدوات التخطيط جراحية دقيقة المرجح أن تصبح ذات أهمية متزايدة في الجراحة الحديثة، كما تؤخذ حالات أكثر صعوبة على وكعلاجات التنظيرية تدخل ممارسة شائعة.
The authors have nothing to disclose.
وقد تم دعم هذا البرنامج من قبل وزارة الصحة ويلكوم الصندوق الاستئماني الصحة التحدي والإبداع (HICF-T4-275، برنامج المنح 97914). ونحن ممتنون للثقة وولفسون وجمعية الصرع لدعم الماسح الضوئي الصرع جمعية التصوير بالرنين المغناطيسي. وأيد هذا العمل من قبل المعهد الوطني للبحوث الصحية (NIHR) كلية جامعة لندن المستشفيات مركز البحوث الطبية الحيوية (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 |