Клиническая валидация автоматизированного жесткого слияния изображений на основе интраоперационного ультразвука для обновления нейронавигации с использованием предоперационной МРТ
Введение
Нейронавигация на основе МРТ может страдать от неточностей, которые можно компенсировать с помощью интраоперационного 3D-ультразвука (iUS) и применения жесткого слияния изображений (RIF) МРТ и iUS. В данной работе оценивается автоматизированное применение этого метода.
Цель
Оценить точность автоматизированного жесткого слияния изображений (RIF) на основе интраоперационного ультразвука для обновления нейронавигации при удалении глиом.
Методы
В исследование включены 25 взрослых пациентов с глиомами, которым проводилось удаление опухоли с использованием нейронавигации и iUS. Точность RIF оценивалась интраоперационно и постоперационно с измерением ошибки регистрации (TRE) на разных этапах операции:
- до вскрытия твердой мозговой оболочки (BDO),
- после вскрытия твердой мозговой оболочки (ADO),
- после частичной резекции (APR),
- после завершения резекции (ACR).
Для анализа использовались линейные смешанные модели, учитывающие влияние факторов, связанных с пациентом и опухолью. Также измерялась TRE после применения различных методов предварительного выравнивания.
Результаты
Проанализировано 79 наборов данных МРТ-iUS от 24 пациентов с 600 анатомическими ориентирами. RIF значительно снизил среднюю TRE по сравнению с регистрацией на основе слияния (с 4,7 мм до 3,5 мм, p < 0,002). Разница в TRE зависела от этапа операции:
- значительное улучшение на этапах BDO, ADO и APR,
- незначительное на этапе ACR.
Эффективность RIF не зависела от характеристик опухоли. Тесты показали, что RIF улучшает TRE при точности предварительного выравнивания в пределах ±15 мм, особенно на этапах BDO и ADO.
Выводы
Жесткое слияние изображений (RIF) с использованием интраоперационного ультразвука повышает точность нейронавигации при операциях на внутримозговых опухолях. Метод демонстрирует надежные результаты не только на начальных этапах операции, но и частично на более поздних стадиях резекции.
Термины и сокращения
- iUS — интраоперационный ультразвук (intraoperative ultrasound).
- RIF — жесткое слияние изображений (rigid image fusion).
- TRE — ошибка регистрации цели (target registration error).
- BDO — до вскрытия твердой мозговой оболочки (before dura opening).
- ADO — после вскрытия твердой мозговой оболочки (after dura opening).
- APR — после частичной резекции (after partial resection).
- ACR — после завершения резекции (after completion of resection).