Czy możemy zastosować traktografię światłowodową fMRI i CSD w stanie spoczynku do mapowania przedoperacyjnego?

Celem tego badania jest prospektywne zbadanie i walidacja zastosowania funkcjonalnego rezonansu magnetycznego w stanie spoczynku (rs-fMRI) i obrazowania dyfuzyjnego o wysokiej rozdzielczości kątowej (HARDI), w szczególności traktografii z ograniczoną dekonwolucją sferyczną (CSD), w przedoperacyjnym funkcjonalnym i strukturalnym mapowaniu mózgu do celów planowanie neurochirurgiczne, nawigacja i ocena ryzyka. Głównym celem jest określenie, czy traktografia rs-fMRI i CSD jest w stanie zastąpić traktografię włókien opartą na zadaniach (tb-fMRI) i obrazowaniu tensora dyfuzji (DTI) z wykorzystaniem algorytmu przypisywania włókien poprzez ciągłe śledzenie (FACT) dla mapowanie czuciowo-ruchowych, językowych, wzrokowych, a także wyższych poznawczych sieci funkcjonalnych i strukturalnych mózgu u pacjentów z patologią mózgu kwalifikujących się do interwencji chirurgicznej. To pytanie badawcze zostanie zbadane poprzez uzyskanie danych tb-fMRI i rs-fMRI, a także HARDI dla pacjentów przedoperacyjnych. Rutynowy przebieg planowania przedoperacyjnego i oceny ryzyka przy użyciu tb-fMRI i DTI FT będzie przestrzegany i stosowany we wstępnym planowaniu. Poprzednie badania wykazały wysoki stopień zgodności pomiędzy rs-fMRI i tb-fMRI[1]-[5], a także pomiędzy CSD i DTI FT[6]-[8], ale wyciągnęły takie wnioski ze stosunkowo małych liczebności próbek. Celem jest włączenie wyników rs-fMRI i CSD do procesu planowania przedoperacyjnego, aczkolwiek większą wagę przypisuje się wynikom tb-fMRI i DTI. Populacja badana będzie składać się z 10 zdrowych osób kontrolnych, wyłącznie do celów optymalizacji obrazowania MR, 150 pacjentów przedoperacyjnych z oddziału obrazowania UZ Leuven, niezależnie od dokładnego rodzaju patologii (zmiany zajmujące przestrzeń, padaczka, malformacje naczyniowe itp.).

Ponieważ tb-fMRI zostało wcześniej sprawdzone w porównaniu ze złotym standardem mapowania funkcjonalnego, elektryczną stymulacją kory mózgowej (ECS), podczas gdy rs-fMRI zostało wcześniej sprawdzone w porównaniu z tb-fMRI. To samo zrobiono porównując DTI i CSD. Jednakże, według naszej wiedzy, nie przeprowadzono jeszcze badania porównawczego na tak dużej i zróżnicowanej populacji badawczej, próbującego porównać wszystkie te modalności ze złotym standardem.

Metody przyspieszania pozyskiwania obrazu, takie jak obrazowanie równoległe (PI), jednoczesna akwizycja wielowarstwowa (SMS) i wykrywanie skompresowane (CS) będą stosowane, gdy tylko będzie to możliwe. Te metody akceleracji można potencjalnie wykorzystać do poprawy jakości danych fMRI i dMRI, a także skrócenia czasu akwizycji. W przypadku fMRI, PI i SMS można zastosować do zwiększenia rozdzielczości czasowej, czasowego stosunku sygnału do szumu, a nawet rozdzielczości przestrzennej. dMRI może odnieść korzyść z takich technik poprzez zwiększenie rozdzielczości kierunkowej i/lub przestrzennej.