Rapid Analysis of Intraoperatively Acquired DTI for Identification of Key White M

快速分析术中获得的 DTI 以识别关键白色 M

基本信息

  • 批准号:
    8298128
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 33.33万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2011-07-06 至 2014-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Surgical removal, or resection, is the most important treatment for brain tumors. When tumors are located near critical brain areas such as motor, sensory, or language functions, the goal of complete resection must be balanced with the goal of preservation of function. Injury to critical white matter connections, or tracts, will leave the patient with serious neurological deficits. However, during surgery, the tracts are not visible to the surgeon's eye, and their consistency may be the same as the tumor. Thus, the surgical treatment of brain tumors can benefit tremendously from more complete, accurate structural-functional brain maps. Diffusion tensor MRI (DTI) is a relatively new MRI modality that is sensitive to the structure of the white matter. This project aims to translate current DTI research into the operating room to address challenges of white matter tract identification during surgery. The long-term objectives of this project are to improve white matter mapping for neurosurgery and to increase our understanding of the effect of neurosurgery on the white matter. The trajectories of the white matter tracts can be mapped using diffusion tensor DTI tractography. But because the tracts of interest must be selected for viewing in a process called virtual dissection that can take 10 minutes per tract, the clinical use of intraoperative DTI tractography has been limited in scope. Most often only one crucial tract has been mapped per patient. We hypothesize that by using the patient's own brain as a reference, i.e. by taking advantage of patient-specific models of crucial tracts contained in their personalized surgical plan, we can quickly and accurately produce an updated brain map when the patient is scanned during surgery. We will develop a software system to produce the white matter brain map on the fly during neurosurgery, and we will perform two validation studies to test our hypothesis. We propose the following objectives that will take advantage of our new state-of-the-art, high field strength intraoperative 3T MRI system and our research neuronavigation software platform, 3D Slicer. (1) Develop and optimize computational methods for rapid identification of crucial fiber tracts in intraoperative DTI. This part of the project will focus on mathematical development of tract similarity measures, and on software design and implementation. (2) Validate speed and accuracy of the system via a multi-rater study and electrical stimulation in the OR. This part of the project will focus on clinical validation of the system by a neurosurgeon and neuroradiologist, and it will allow us to test our original hypothesis that we can quickly create an accurate brain map for the white matter during surgery.
描述(由申请人提供):手术切除或切除是对脑肿瘤的最重要治疗方法。当肿瘤位于关键的大脑区域附近,例如运动,感觉或语言功能时,必须平衡完整切除的目标,以保存功能。关键白质连接或区域的伤害将使患者遭受严重的神经系统缺陷。但是,在手术过程中,外科医生的眼睛看不到这些区域,它们的一致性可能与肿瘤相同。因此,脑肿瘤的手术治疗可以从更完整,更准确的结构功能性脑图中受益匪浅。扩散张量MRI(DTI)是一种对白质结构敏感的相对较新的MRI模态。该项目旨在将当前的DTI研究转化为手术室,以应对手术期间白质识别的挑战。该项目的长期目标是改善神经外科手术的白质映射,并提高我们对神经外科对白质的影响的理解。可以使用扩散张量DTI拖拉术绘制白质区的轨迹。但是,由于必须选择感兴趣的范围以在称为虚拟解剖的过程中观看,该过程可能需要每道10分钟,因此术中DTI拖拉术的临床使用范围限制了。每位患者通常只绘制了一个关键区域。我们假设,通过使用患者自己的大脑作为参考,即通过利用其个性化手术计划中包含的患者特异性模型,我们可以在手术期间扫描患者时快速而准确地生成更新的大脑图。我们将开发一个软件系统,以在神经外科手术过程中即时生成白质脑图,并将进行两项验证研究以检验我们的假设。我们提出以下目标,这些目标将利用我们新的最先进的术中3T MRI系统和我们的研究神经驱动软件平台3D SliCer。 (1)开发并优化了用于快速鉴定术中DTI中关键纤维区域的计算方法。该项目的这一部分将重点介绍数学相似性度量以及软件设计和实施的数学发展。 (2)通过多评价者研究和OR中的电刺激来验证系统的速度和准确性。该项目的这一部分将重点介绍神经外科医生和神经放射科医生对系统的临床验证,它将使我们能够检验我们的原始假设,即我们可以在手术过程中迅速为白质创建准确的脑图。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hemispheric lateralization interrupted: material-specific memory deficits in temporal lobe epilepsy.
  • DOI:
    10.3389/fnhum.2013.00546
  • 发表时间:
    2013-09-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Willment KC;Golby A
  • 通讯作者:
    Golby A
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