Kan vi bruke hviletilstand fMRI og CSD fibertraktografi for prekirurgisk kartlegging?

Denne studien tar sikte på å prospektivt undersøke og validere anvendelsen av hviletilstand funksjonell MR (rs-fMRI) og høyvinkeloppløsningsdiffusjonsavbildning (HARDI), spesielt begrenset sfærisk dekonvolusjon (CSD) traktografi, i prekirurgisk funksjonell og strukturell hjernekartlegging for formål nevrokirurgisk planlegging, navigasjon og risikovurdering. Hovedmålet er å finne ut om rs-fMRI og CSD traktografi er i stand til å erstatte oppgavebasert fMRI (tb-fMRI) og diffusjonstensor imaging (DTI) basert fibertraktografi (FT) ved å bruke fibertilordningen ved kontinuerlig sporing (FACT) algoritme for kartlegging av de sensorisk-motoriske, språklige, visuelle, samt høyere kognitive funksjonelle og strukturelle nettverk i hjernen hos pasienter med hjernepatologi som er mottakelig for kirurgisk inngrep. Dette forskningsspørsmålet vil bli undersøkt ved å innhente tb-fMRI og rs-fMRI, samt HARDI-data for prekirurgiske pasienter. Den rutinemessige arbeidsflyten for prekirurgisk planlegging og risikovurdering ved bruk av tb-fMRI og DTI FT vil bli fulgt og brukt for den innledende planleggingen. Tidligere studier har avslørt en høy grad av samsvar mellom rs-fMRI og tb-fMRI[1]-[5] samt mellom CSD og DTI FT[6]-[8], men trakk slike konklusjoner fra relativt små utvalgsstørrelser. Målet er å inkorporere rs-fMRI- og CSD-resultatene i den prekirurgiske planleggingsprosessen, om enn med mer vekt tillagt tb-fMRI- og DTI-resultatene. Studiepopulasjonen vil bestå av 10 normale kontroller kun for MR-avbildningsoptimaliseringsformål, 150 prekirurgiske pasienter fra UZ Leuven bildediagnostisk avdeling uavhengig av den eksakte typen patologi (plassopptakende lesjoner, epilepsi, vaskulære misdannelser osv.).

Ettersom tb-fMRI tidligere har vært validert kontra gullstandarden for funksjonell kartlegging, elektrisk kortikal stimulering (ECS), mens rs-fMRI tidligere har vært validert mot tb-fMRI. Det samme har blitt gjort ved å sammenligne DTI og CSD. Så vidt vi vet, er det imidlertid ikke gjort en sammenlignende studie med en så stor og mangfoldig studiepopulasjon som forsøker å kryssvalidere alle disse modalitetene mot gullstandarden.

Fremgangsmåter for akselerasjon av bildeopptak, som parallell bildebehandling (PI), simultane multislice anskaffelser (SMS) og komprimert sensing (CS) vil bli brukt når det er mulig. Disse akselerasjonsmetodene kan potensielt utnyttes til å forbedre fMRI- og dMRI-datakvaliteten samt forkorte innsamlingstiden. Når det gjelder fMRI, kan PI og SMS brukes til å øke tidsoppløsningen, temporalt signal/støyforhold og til og med romlig oppløsning. dMRI kan dra nytte av slike teknikker ved å øke retningsbestemt og/eller romlig oppløsning.