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

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.

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 SWI3-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