Сегментация таламуса на основе анализа связей при глубокой стимуляции мозга по поводу тремора

Вентральное промежуточное ядро (ВПЯ) таламуса — общепринятая хирургическая мишень для стереотаксической абляции и глубокой стимуляции мозга (ГСМ) при лечении тремора у пациентов с болезнью Паркинсона (БП) и эссенциальным тремором (ЭТ). Оно расположено в центре мозжечково-таламо-кортикальной сети, связывающей первичную моторную кору с зубчатым ядром контралатерального полушария мозжечка через зубчато-красноядерно-таламический тракт. ВПЯ плохо визуализируется при стандартной МРТ, поэтому хирургическую мишень традиционно определяют косвенно, ориентируясь на координаты, заданные по атласу. Такой подход не учитывает в полной мере индивидуальные анатомические различия и требует проведения операции в сознании пациента, чтобы подтвердить правильность выбора мишени во время вмешательства. Цель исследования — определить ВПЯ и зубчато-красноядерно-таламический тракт с помощью вероятностной трактографии у пациентов, которым предстоит таламическая ГСМ по поводу тремора. Четырём мужчинам с дрожательной формой БП и пяти пациентам с ЭТ (три женщины) до операции выполнили диффузионную МРТ с высоким угловым разрешением (HARDI: 128 направлений диффузии, изотропный размер вокселя 1,5 мм, b = 1500). Всем пациентам провели ГСМ ВПЯ с косвенным выбором мишени под контролем МРТ и подтверждением её положения по МРТ. После операции с использованием параллельных вычислений на графических процессорах выявили участки таламуса с наибольшей связностью по данным диффузионной МРТ с первичной моторной областью (M1), дополнительной моторной областью (SMA), первичной соматосенсорной областью (S1) и контралатеральным зубчатым ядром. Кроме того, смоделировали объём активированной ткани (VTA), соответствующий активным контактам стимулятора. Ответ на лечение определяли как снижение суммарного балла по шкале оценки тремора Fahn-Tolosa-Martin (FTMTRS) не менее чем на 40% при включённой ГСМ через год после операции. У трёх из девяти пациентов долгосрочный ответ на лечение был субоптимальным. Выделенные участки таламуса хорошо соответствовали известным анатомическим структурам вентролатерального и вентропостериорного отделов. Участок, связанный с зубчатым ядром и таламусом, располагался в пределах области связей M1 с таламусом, вентральнее и латеральнее. Трактографические линии зубчато-красноядерно-таламического тракта соединяли M1 с контралатеральным зубчатым ядром через этот участок и отчётливо пересекали среднюю линию в среднем мозге. Хороший ответ на лечение наблюдался, когда VTA активного контакта располагался в участке таламуса с наибольшей связностью с контралатеральным зубчатым ядром. У пациентов без ответа VTA активного контакта находился за пределами участка, связанного с зубчатым ядром. Результаты показывают, что вероятностная трактография позволяет сегментировать вентролатеральный и вентропостериорный отделы таламуса по их связям с корой и мозжечком. Участок таламуса, наиболее соответствующий ВПЯ, связан с контралатеральным зубчатым ядром мозжечка. Сегментацию ВПЯ на основе анализа связей можно выполнять у отдельных пациентов в клинически приемлемые сроки с помощью HARDI и высокопроизводительных вычислений на графических процессорах. Этот же метод позволяет картировать зубчато-красноядерно-таламический тракт и выявлять его перекрёст в среднем мозге.