Anleitung zur klinischen Sprachtraktografie

Abstract

Wir stellen ein benutzerfreundliches, standardisiertes Protokoll für die Traktografie der wichtigsten Sprachfaserbündel des perisylvischen Sprachnetzwerks vor. Die Traktografie benötigt diffusionsgewichtete Magnetresonanztomografie (dMRT) Bilder, während die region of interest (ROI)-Definition auf strukturellen T1 MPRAGE (magnetization-prepared radio-frequency pulses and rapid gradient-echo) MRT-Vorlagen basiert, ohne eine räumliche Normalisierung in den Montreal Neurological Institute (MNI)-Raum. ROI’s für fünf sprachrelevante Faserbündel wurden in einer axialen, koronalen oder sagittalen Ansicht von T1 MPRAGE Bildern visualisiert. Die ROI’s wurden auf der Grundlage der obligaten Wege der Faserbündel definiert, die sich aus der Literatur und eigenen Erfahrungen in der peritumoralen Traktografie ableiten lassen. Die resultierende Anleitung wurde für jedes Faserbündel bei 10 gesunden Probanden und 10 Patienten von einem Experten und drei Untersuchern bewertet. Insgesamt wurden 300 ROI’s gesetzt und verglichen. Die angestrebten Sprachfaserbündel konnten in 88% der ROI-Paare verfolgt werden, basierend auf dem Ergebnis der Blindstudie. Die Auswertung ergab, dass die Präzision der ROI’s nicht mit der unterschiedlichen Erfahrung der Untersucher zusammenhängt. Unser Leitfaden stellt eine standardisierte Sprach-Traktografie Methode für die routinemäßige, präoperative Aufarbeitung und für Forschungskontexte vor. Die ROI-Platzierungsanleitung, die auf leicht zu identifizierenden anatomischen Landmarken basiert, hat sich auch bei unerfahrenen Untersuchern als benutzerfreundlich und genau erwiesen.

We introduce a user-friendly, standardized protocol for tractography of the major language fiber bundles of the perisylvian language network. The introduced method uses dMRI (diffusion magnetic resonance imaging) images whereas the region of interest (ROI)-definition is based on structural T1 magnetization-prepared radio-frequency pulses and rapid gradient-echo (MPRAGE) MRI templates, without a spatial normalization to Montreal Neurological Institute (MNI) space. ROI’s for five language relevant fiber bundles were visualized on an axial, coronal or sagittal view of T1 MPRAGE images. The ROI’s were defined based upon the tracts’ obligatory pathways, derived from literature and own experiences in peritumoral tractography. The resulting guideline was evaluated for each fiber bundle in 10 healthy subjects and 10 patients by one expert and three test persons. Overall 300 ROI’s were evaluated and compared. The targeted language fiber bundles could be tracked in 88% of the ROI pairs, based on the raters’ result blinded ROI placements. The evaluation indicated that the precision of the ROI’s didn’t relate to the varying experience of the raters. Our guideline introduces a standardized language tractography method for routine preoperative work up and for research contexts. The ROI placement guideline based on easy to identify anatomical landmarks proved to be user-friendly and accurate, also in inexperienced test persons.