Медицинская литература. Новинки

 

 

 

 

 

 

Сравнение границ субталамического ядра по данным МРТ с высоким пространственным разрешением и интраоперационной микроэлектродной регистрации

Вы можете загрузить полный текст статьи в формате pdf

Введение. Электростимуляция субталамического ядра (STN) считается общепризнанным эффективным и безопасным методом лечения развернутых стадий болезни Паркинсона. Классическим методом интраоперационной верификации цели является сочетание микроэлектродной регистрации (МЭР) с интраоперационной стимуляцией. Появление высокопольных томографов, новых последовательностей и способов компьютерной обработки полученных изображений ставит вопрос о возможности проведения операции, основываясь только на данных нейровизуализации без использования интраоперационной верификации структуры-мишени. Цель исследования: анализ сопоставимости данных 3Т МРТ и МЭР в определении границ STN у пациентов с болезнью Паркинсона. Материал и методы. В исследование было включено 20 пациентов, которым проводилась 3Т МРТ для предоперационных расчетов для проведения имплантации электродов для хронической электростимуляции в STN. Мы определили верхнюю и нижнюю границы 40 субталамических ядер в режимах Т2 с высоким пространственным разрешением и SWAN и сравнили эти данные с результатами, полученными во время операции с помощью МЭР. Результаты. Расхождение между данными МЭР и 3Т МРТ при определении верхней границы STN составило 1,2 мм в режиме SWAN и 1 мм в режиме Т2. Нижнюю границу STN удавалось определить с точностью 0,85 в режиме SWAN и 0,75 мм в режиме Т2. Группы не отличались между собой статистически достоверно (Wilcoxon sign-rank test, p > 0,05). Заключение. 3Т МРТ с высоким пространственным разрешением демонстрировала высокую сопоставимость с данными МЭР в определении верхней границы, нижней границы и середины STN, что позволяет использовать ее в качестве метода прямой визуализации STN.

Ключевые слова:
субталамическое ядро, стимуляция глубоких структур мозга, болезнь Паркинсона, SWAN, subthalamic nucleus, deep brain stimulation, Parkinson’s disease, SWAN

Литература:
1.Kerl H.U., Gerigk L., Pechlivanis I. et al. The subthalamic nucleus at 3.0 Tesla: choice of optimal sequence and orientation for deep brain stimulation using a standard installation protocol: clinical article. J. Neurosurg. 2012; 117 (6): 1155-1165. https://doi.org/10.3171/2012.8.JNS111930
2.Lefranc M., Zouitina Y., Tir M. et al. Asleep Robot-Assisted Surgery for the Implantation of Subthalamic Electrodes Provides the Same Clinical Improvement and Therapeutic Window as Awake Surgery. Wld Neurosurg. 2017; 106: 602-608. https://doi.org/10.1016/j.wneu.2017.07.047
3.Chandran A.S., Bynevelt M., Lind C.R. Magnetic resonance imaging of the subthalamic nucleus for deep brain stimulation. J. Neurosurg. 2016; 124 (1): 96-105. https://doi.org/10.3171/2015.1.JNS142066
4.Cheng C.H., Huang H.M., Lin H.L., Chiou S.M. 1.5T versus 3T MRI for targeting subthalamic nucleus for deep brain stimulation. Br. J. Neurosurg. 2014; 28 (4): 467-470. https://doi.org/10.3109/02688697.2013.854312
5.Longhi M., Ricciardi G., Tommasi G. et al. The Role of 3T Magnetic Resonance Imaging for Targeting the Human Subthalamic Nucleus in Deep Brain Stimulation for Parkinson Disease. J. Neurol. Surg. A. Cent. Eur. Neurosurg. 2015; 76 (3): 181-189. https://doi.org/10.1055/s-0033-1354749
6.Duchin Y., Abosch A., Yacoub E. et al. Feasibility of using ultra-high field (7 T) MRI for clinical surgical targeting. PLoS One. 2012; 7 (5): e37328. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0037328
7.van Laar P.J., Oterdoom D.L., Ter Horst G.J. et al. Surgical Accuracy of 3-Tesla Versus 7-Tesla Magnetic Resonance Imaging in Deep Brain Stimulation for Parkinson Disease. Wld Neurosurg. 2016; 93: 410-412. https://doi.org/10.1016/j.wneu.2016.06.084
8.O''Gorman R.L., Shmueli K., Ashkan K. et al. Optimal MRI methods for direct stereotactic targeting of the subthalamic nucleus and globus pallidus. Eur. Radiol. 2011; 21 (1): 130-136. https://doi.org/10.1007/s00330-010-1885-5
9.Иллариошкин С.Н., Коновалов Р.Н., Федотова Е.Ю., Москаленко А.Н. Новые МРТ-методики в диагностике болезни Паркинсона: оценка нигральной дегенерации. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2019; 13 (4): 77-84. https://doi.org/10.25692/ACEN.2019.4.10
10.Alkemade A., de Hollander G., Keuken M.C. et al. Comparison of T2*-weighted and QSM contrasts in Parkinson''s disease to visualize the STN with MRI. PLoS One. 2017; 12 (4): e0176130. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0176130
11.Dimov A.V., Gupta A., Kopell B.H., Wang Y. High-resolution QSM for functional and structural depiction of subthalamic nuclei in DBS presurgical mapping. J. Neurosurg. 2018; 131 (2): 360-367. https://doi.org/10.3171/2018.3.JNS172145
12.Rasouli J., Ramdhani R., Panov F.E. et al. Utilization of Quantitative Susceptibility Mapping for Direct Targeting of the Subthalamic Nucleus During Deep Brain Stimulation Surgery. Oper. Neurosurg. (Hagerstown). 2018; 14 (4): 412-419. https://doi.org/10.1093/ons/opx131
13.Polanski W.H., Martin K.D., Engellandt K. et al. Accuracy of subthalamic nucleus targeting by T2, FLAIR and SWI-3-Tesla MRI confirmed by microelectrode recordings. Acta Neurochir. (Wien). 2015; 157 (3): 479-486. https://doi.org/10.1007/s00701-014-2328-x
14.Bus S., van den Munckhof P., Bot M. et al. Borders of STN determined by MRI versus the electrophysiological STN. A comparison using intraoperative CT. Acta Neurochir. (Wien). 2018; 160 (2): 373-383. https://doi.org/10.1007/s00701-017-3432-5
15.McEvoy J., Ughratdar I., Schwarz S., Basu S. Electrophysiological validation of STN-SNr boundary depicted by susceptibility-weighted MRI. Acta Neurochir. (Wien). 2015; 157 (12): 2129-2134. https://doi.org/10.1007/s00701-015-2615-1

Comparison of subthalamic nucleus borders determined by high-resolution MRI and microelectrode recording

Background. Deep brain stimulation (DBS) of the subthalamic nucleus (STN) is an acknowledged efficient and safe method of treatment of advanced stages of Parkinson’s disease. The traditional way of intraoperative target verification is a combination of microelectrode recording (MER) and intraoperative macrostimulation. The appearance of high-field tomographs, new sequences, and methods of computer processing of the obtained images raises the question whether it’s necessary to use intraoperative verification of the target. Objective. The aim of the study was to analyze the comparability of 3T MRI data and microelectrode registration data in determining the boundaries of the subthalamic nucleus in patients with Parkinson''s disease. Material and methods. 20 patients who have been undergone 3T MRI for preoperative planning for STN-DBS were included in the study. We determined the upper and lower boundaries of 40 subthalamic nuclei in high-resolution T2 and SWAN modes and compared these data with the data obtained during surgery using the MER. Results. The discrepancy between the MED and 3T MRI data when determining the upper STN border was 1.2 mm in SWAN mode and 1 mm in high-resolution T2 mode. The lower border of the subthalamic nucleus could be determined with an accuracy of 0.85 in SWAN mode and 0.75 mm in T2 mode. The groups didn’t have significant differences (Wilcoxon sign-rank test, p > 0.05). Conclusion. 3T MRI in high-resolution T2 and SWAN modes demonstrated high comparability with microelectrode data in determining the upper boundary, lower boundary and middle of the subthalamic nucleus, which makes it possible to use it as a method for direct STN imaging.

Keywords:
субталамическое ядро, стимуляция глубоких структур мозга, болезнь Паркинсона, SWAN, subthalamic nucleus, deep brain stimulation, Parkinson’s disease, SWAN