Connectivity derived thalamic segmentation in deep brain stimulation for tremor.

Araştırma özeti

Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by

Talamusun ventral ara çekirdeği (VIM), Parkinson hastalığı (PD) ve esansiyel titreme (ET) tedavisinde stereotaktik ablasyon ve derin beyin stimülasyonu (DBS) için yerleşik bir cerrahi hedeftir. Birincil motor korteksi bağlayan bir serebello-talamo-kortikal ağa, kontralateral serebellumun dentalat çekirdeğine dentato-rubro-talamik kanal (DRT) üzerinden merkezi olarak yerleştirilir. VIM, geleneksel MR görüntülemede kolayca görülemez, bu nedenle cerrahi hedefi geleneksel olarak atlas tanımlı koordinatlara dayanan dolaylı hedeflemeyi tanımlar. Ne yazık ki, bu yaklaşım bireysel değişkenliği tam olarak hesaba katmaz ve intraoperatif hedefleme doğrulamasına izin vermek için uyanık hasta ile ameliyat yapılmasını gerektirir. Bu çalışmanın amacı, titreme için talamik DBS'ye maruz kalacak hastalarda olasılıksal sistemografisi kullanarak VIM ve DRT'yi tanımlamaktır. Titreme baskın PD'li dört erkek hasta ve ET'li beş hasta (üç kadın) ameliyat öncesi yüksek açısal çözünürlük difüzyon görüntüleme (HARDI) (128 difüzyon yönü, 1.5 mm izotropik voksel ve b değeri = 1500) uygulandı. Hastalar, dolaylı hedefleme ile MR görüntü yönlendirmeli ve MR görüntü doğrulanmış bir yaklaşım kullanarak VIM-DBS aldı. Postoperatif olarak, paralel Grafiksel İşlem Birimi (GPU) işlemesi kullanılarak, birincil motor alanına (M1) en yüksek difüzyon bağlantısına sahip talamik alanlar, ek motor alanı (SMA), birincil duyusal alan (S1) ve kontralateral dentate çekirdeği tespit edildi. Ayrıca, aktif DBS kontaklarına karşılık gelen doku aktivasyonu (VTA) hacmi modellenmiştir. Tedaviye yanıt, ameliyattan bir yıl sonra DBS-ON ile toplam Fahn-Tolosa-Martin Tremor Derecelendirme Puanında (FTMTRS)% 40 azalma olarak tanımlandı. Dokuz hastadan üçü tedaviye suboptimal, uzun süreli yanıt verdi. Segmentli talamik alanlar, ventrolateral (VL) ve ventroposterior (VP) talamusta anatomik olarak bilinen muadillere iyi karşılık geldi. Dentate-talamik alan, ventral ve lateral bir konumda M1-talamik alanı içinde yer alır. DRT'ye karşılık gelen akışlar M1'i dentate-talamik alan üzerinden kontralateral dentate çekirdeğe bağlıyor ve mezensefalondaki orta çizgiyi açıkça geçiyor. Aktif kontak VTA, kontralateral dentat çekirdeğine en yüksek bağlantıya sahip talamik bölgedeyken iyi tepki görüldü. Yanıt vermeyenler, dentate-talamik alanın dışında aktif olarak VTA'larla temas kurdular. VL ve VP talamus'u kortikal ve serebellar bağlantısına dayalı olarak segmente etmek için olasılıksal sistemografi tekniklerinin kullanılabileceği sonucuna varıyoruz. VIM'yi en iyi temsil eden talamik alan, kontralateral dentat serebellar çekirdeğine bağlanır. VIM'in bağlantıya dayalı segmentasyonu, bireysel hastalarda paralel GPU işleme ile HARDI ve yüksek performanslı hesaplama kullanılarak klinik olarak uygulanabilir bir zaman ölçeğinde elde edilebilir. Bu aynı teknik, DRT kanalını net bir mezensefalik geçişle haritalayabilir.

Özgün kaynak özetini okuyun

The ventral intermediate nucleus (VIM) of the thalamus is an established surgical target for stereotactic ablation and deep brain stimulation (DBS) in the treatment of tremor in Parkinson's disease (PD) and essential tremor (ET). It is centrally placed on a cerebello-thalamo-cortical network connecting the primary motor cortex, to the dentate nucleus of the contralateral cerebellum through the dentato-rubro-thalamic tract (DRT). The VIM is not readily visible on conventional MR imaging, so identifying the surgical target traditionally involved indirect targeting that relies on atlas-defined coordinates. Unfortunately, this approach does not fully account for individual variability and requires surgery to be performed with the patient awake to allow for intraoperative targeting confirmation. The aim of this study is to identify the VIM and the DRT using probabilistic tractography in patients that will undergo thalamic DBS for tremor. Four male patients with tremor dominant PD and five patients (three female) with ET underwent high angular resolution diffusion imaging (HARDI) (128 diffusion directions, 1.5 mm isotropic voxels and b value = 1500) preoperatively. Patients received VIM-DBS using an MR image guided and MR image verified approach with indirect targeting. Postoperatively, using parallel Graphical Processing Unit (GPU) processing, thalamic areas with the highest diffusion connectivity to the primary motor area (M1), supplementary motor area (SMA), primary sensory area (S1) and contralateral dentate nucleus were identified. Additionally, volume of tissue activation (VTA) corresponding to active DBS contacts were modelled. Response to treatment was defined as 40% reduction in the total Fahn-Tolosa-Martin Tremor Rating Score (FTMTRS) with DBS-ON, one year from surgery. Three out of nine patients had a suboptimal, long-term response to treatment. The segmented thalamic areas corresponded well to anatomically known counterparts in the ventrolateral (VL) and ventroposterior (VP) thalamus. The dentate-thalamic area, lay within the M1-thalamic area in a ventral and lateral location. Streamlines corresponding to the DRT connected M1 to the contralateral dentate nucleus via the dentate-thalamic area, clearly crossing the midline in the mesencephalon. Good response was seen when the active contact VTA was in the thalamic area with highest connectivity to the contralateral dentate nucleus. Non-responders had active contact VTAs outside the dentate-thalamic area. We conclude that probabilistic tractography techniques can be used to segment the VL and VP thalamus based on cortical and cerebellar connectivity. The thalamic area, best representing the VIM, is connected to the contralateral dentate cerebellar nucleus. Connectivity based segmentation of the VIM can be achieved in individual patients in a clinically feasible timescale, using HARDI and high performance computing with parallel GPU processing. This same technique can map out the DRT tract with clear mesencephalic crossing.

Bilimsel değerlendirme

Araştırma sorusu

Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.

Yöntem ve örneklem

Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.

Temel bulgular

Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.

Sınırlılıklar

Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.

Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.