《周围神经束三维重建的快速显微磁共振成像扫描》----论文笔记

最常见的周围神经束三维重建方法包括组织学和放射学技术。组织学技术有许多缺点，包括巨大的人工工作量和糟糕的图像配准。微磁共振成像(micro-mri)是一种新兴的放射学技术，用于报告脑、肝和肿瘤组织的结果。然而，微MRI用于获得内部结构的报道还未见报道。本研究的目的是为周围神经束的三维重建提供一种新的成像方法-T微MRI。
注：组织学是研究机体微细结构及其相关功能的科学，是医学科学中剖解学的一个分支。（细微结构是值在显微镜才能看清观察的结构）
方法：将截肢后的坐骨神经标本分为4组。选择两种不同的扫描条件(Mannerist溶液/GD-DTPA造影剂、蒸馏水)，并为每种扫描条件设定T1和T2相。三位临床医生对影像质量进行了评估。通孔一个标准化的尺度。此外，为了分析二维图像的变形，对苏木精-伊红染色后显微MRI图像的神经直径和总面积进行了比较。
**结果：**结果表明，快速显微MRI成像方法可用于束状结构的三维重建。神经标本浸泡造影剂(Mannerist溶液/GD-DTPA)，T1期扫描为最佳。此外，对神经样本进行了新的扫描，并可回收用于其他程序。与组织学图像相比，MRI图像显示出更好的稳定性和较小的变形。总之，显微MRI为周围神经束的三维重建提供了一种可行、快速的方法，能够清晰地显示周围神经的内部结构。

1.微MRI周围神经扫描条件及标准化扫描参数
根据MRI成像原理，选择两种不同的扫描条件：造影剂扫描和蒸馏水扫描。本研究使用对比剂gd-dtpa(Magnewitz；拜耳医疗，德国柏林)(分子量：938 kDa，分子式：C)。14H20GDN3O10·2C7H17否5)，这是最常用的增强剂-MRI。将GD-DTPA(0.1mL)溶于50 mL碘化物中，得到0.2%浓度的对比介质溶液。两种扫描条件下，T1和T2期均被编程。
为了确定神经扫描的最佳扫描条件，样品(n取3条神经，每条神经切成4段)，分为4组。神经标本置于扫描管底部，注入造影剂或蒸馏水。除去气泡后，管子被密封。A组用对比剂(Mannerist溶液/GD-DTPA)浸泡神经标本，T1期扫描。B组用对比剂(Mannerist溶液/GD-DTPA)浸泡神经标本，T2期扫描。C组神经标本浸泡于蒸馏水中，T1期扫描。D组神经标本浸泡于蒸馏水中，T2期扫描。样品制备后，将导管放入微MRI的头部线圈(M3；方面成像，耶路撒冷，以色列)。扫描参数列于

周围神经束显微MRI图像及三维重建的评价

为了确定我们的扫描方法的变形，在获得显微MRI图像后，将样品固定并切割连续的组织切片。由显微外科的三名临床外科医生收集数据并对图像质量进行评估。观察员们对扫描条件视而不见。标准化尺度[表2]设计并应用于二维图像的评价。分束识别能力、图像稳定性和背景噪声是评价图像的主要因素。选择一组连续扫描图像进行周围神经束的三维重建。数据被收集并输入软件(模拟研究19.0；材料化，布鲁塞尔，比利时)进行周围神经束的分割和三维重建。阈值范围(可以分割分束区域的最大阈值范围)缩小，并创建一个掩码。然后，面具被撕开，不相关的区域被移除。人工优化神经束边界。每个分册精确分割使用逻辑操作和区域增长。
表2：微型MRI图像评价标准量表

快速显微MRI周围神经扫描图像及质量评价
将截肢后的人坐骨神经切成2.5cm段。所有组的神经样本都遵循[图1]包括连续切片和苏木精-伊红染色的显微MRI扫描。所有四组样本都进行了连续扫描。[图2]扫描精度为50μm。A、B组用Mannerist液造影剂浸泡神经标本，T1、T2期扫描。束状区呈低信号，扫描背景呈高信号。C、D组神经标本浸泡于蒸馏水中，T1、T2期扫描。束状区的信号较高，而扫描背景的信号较低。各组均可人工识别神经束。

图1：我们的快速显微MRI神经扫描方法的原理图，用于周围神经束的三维重建。
显微磁共振成像。

图2：微MRI扫描图像。A组：神经标本浸泡造影剂(Mannerist液)，T1期扫描。B组：神经标本浸泡造影剂(Mannerist溶液)，T2期扫描。C组：神经标本浸泡于蒸馏水中，T1期扫描。D组：神经标本浸泡于蒸馏水中，T2期扫描。A1，B1，C1，D1：轴位图像；A2，B2，C2，D2：矢状位图像；A3，B3，C3，D3：冠状位图像。显微磁共振成像

周围神经束的分割与三维重建
3名临床医生有超过20年的经验，对微MRI图像进行了评估。外科医生对每项考虑因素的评分从1到5不等。A组得分最高，平均12.6分，其余各组平均得分分别为9.3(B)、8.3©和11.6(D)。A组(扫描条件：造影剂T1期)用于周围神经束的三维重建。[图3], [图4], [图5]。对每一束分别进行观察和分析。彩色编码的3D模型清楚地识别了形态、聚集和分布。半自动分割方法的应用通孔模拟软件满足神经束三维重建的要求。

图4：二维显微MRI图像分割.
(A)原始的微MRI扫描图像。(B)建立了一个缩小的阈值范围和掩码，以确定分割分册区域。©分离掩膜，以移除不相关的区域。(D)人工优化神经束边界。标尺：1毫米。(E)每一专册都通过逻辑操作和区域增长精确分割。随机选取不同的颜色来说明显微MRI图像的分割过程，不同的分束以不同的颜色显示，以保证微MRI图像的质量满足束状分割的要求。显微磁共振成像。

图5：基于微MRI扫描图像的周围神经束三维重建。
(A)原始微MRI扫描图像(在对比剂中浸泡神经标本的T1期图像)。(B)神经束重建模型的全貌。每个单个束可以被观察和独立分析，清楚地显示形态，聚集和分布。箭头显示四种不同类型的束状地形。©从不同角度(左、右、上、下)提出了重建的束状模型。不同颜色的分束(每种颜色和图4中的颜色相同)显示微MRI图像的质量是否满足三维重建的要求。显微磁共振成像。
总之，本研究所描述的快速显微MRI神经扫描方法有助于获得周围神经束的三维地形图，有助于提高对神经生物学原理的认识，指导神经移位修复。三维束状模型可以作为一种生物制造模型，为神经间隙的长时间修复提供了一个很好的解决方案。该方法与大功率微MRI设备相结合，具有更大的应用前景.未来分析周围神经显微结构的研究还需要多种技术的结合