Stereotaktik Referans Çerçeveleri ve Atlasları
Stereotaktik referans çerçeveleri, vücuttaki her noktaya paylaşılan, standartlaştırılmış bir uzayda sayısal bir koordinat atamaktadır; böylece bir konum yalnızca tanımla değil, sayılarla adlandırılabilmektedir. Anatomik atlaslarla birlikte kullanıldığında, farklı kişilerden ve çalışmalardan elde edilen görüntülerin ortak bir çerçeveye kaydedilmesini ve karşılaştırılmasını sağlamakta, ayrıca beyindeki koordinat rehberli lokalizasyonun temelini oluşturmaktadır.
Tanım
Stereotaktik referans çerçevesi, sabit anatomik özelliklere dayalı, herhangi bir noktanın sayısal koordinatlarla belirtilebildiği tanımlanmış üç boyutlu bir koordinat sistemidir; ilişkili bir atlas ise bu koordinatları adlandırılmış anatomik yapılara veya onlara ait olma olasılığına eşlemektedir.
Kapsam
Bu konu, görüntülemeye ortak bir referans çerçevesi sağlamak için kullanılan koordinat sistemlerini ve standartlaştırılmış atlasları kapsamaktadır: orantısal Talairach sistemi, popülasyon tabanlı MNI/ICBM şablonları, bireysel bir görüntüyü standart bir uzaya dönüştüren kayıt yöntemleri ve atlas tabanlı konum etiketlemesi. Bu araçlar metodolojik ve referans araçları olarak ele alınmaktadır. Bu bir prosedürel rehberlik değildir ve herhangi bir tedavi veya cihaz talimatı içermemektedir.
Temel sorular
- Standartlaştırılmış bir koordinat sistemi, koordinatların tekrarlanabilir olması için anatomiye nasıl sabitlenmektedir?
- Bireysel bir görüntü standart bir referans uzayına nasıl kaydedilmekte (dönüştürülmekte)dir?
- Olasılıksal bir atlas, tek bir beyin yerine popülasyon değişkenliğini nasıl temsil etmektedir?
- Sayısal koordinatlar adlandırılmış anatomik etiketlere nasıl geri eşlenmektedir?
Anahtar kavramlar
- AC-PC hattı ve başlangıç noktası
- Talairach uzayı
- MNI / ICBM şablonları
- Denekler arası kayıt ve uzamsal normalizasyon
- Olasılıksal ve tek denekli atlaslar
- Atlas tabanlı anatomik etiketleme
- Yaşa uygun şablonlar
Temel kuramlar
- Orantısal (Talairach) koordinat sistemi
- Talairach ve Tournoux, bir koordinat ızgarasını anterior ve posterior komissürlere sabitlemiş ve beyni bir sınırlayıcı kutuya orantısal olarak ölçeklendirmiştir; böylece herhangi bir noktaya sayısal koordinatlar verilebilmekte ve bir atlas dilimiyle eşleştirilebilmektedir. Bu orantısal şema, beyin için paylaşılan bir stereotaktik uzay fikrini ortaya koymuştur.
- Olasılıksal atlas / referans sistemi
- ICBM yaklaşımı, tek bir örnek yerine, birçok kaydedilmiş beyinden bir koordinat uzayı oluşturmakta ve her konumda belirli bir yapıya veya dokuya ait olma olasılığını kaydetmektedir; böylece referans çerçevesinin kendisi içinde popülasyon değişkenliğini temsil etmektedir.
Mekanizmalar
Bir referans çerçevesi, öncelikle sabit iç referans noktalarına (klasik olarak anterior ve posterior komissürler ile midsagittal düzlem) bir başlangıç noktası ve eksenler sabitlemektedir. Bireysel bir görüntü daha sonra, standart uzayla hizalayan tahmini bir dönüşümle bir şablona kaydedilmekte, bunun ardından herhangi bir voksel standart koordinatlar taşımaktadır. Tek denekli atlaslar (Talairach'ınki gibi) bu koordinatları etiketlenmiş tek bir beyne eşlerken, birçok denekten oluşturulan olasılıksal atlaslar (ICBM yaklaşımı) bunun yerine bir koordinatın belirli bir yapıya ait olma olasılığını bildirmektedir ve otomatik parselasyonlar şablon uzayındaki koordinatlara anatomik etiketler eklemektedir. Popülasyon şablonları yaşa uygun hale getirilebilmekte, böylece kayıt işlemi yetişkin ortalamasına doğru yanlılık göstermemektedir.
Klinik önem
Paylaşılan koordinat çerçeveleri, bulguların tekrarlanabilir sayılarla konumlandırılmasını, kişiler ve çalışmalar arasında karşılaştırılmasını ve bir atlasa göre otomatik olarak etiketlenmesini sağlamaktadır. Grup nörogörüntüleme analizi ve beyindeki koordinat tabanlı lokalizasyon için temel oluşturmaktadırlar. Bu madde, referans ve analiz çerçevesini tanımlamaktadır; herhangi bir bireysel hedefleme, cerrahi veya tedavi prosedürü için talimat içermemektedir.
Kanıt ve kılavuzlar
Bu alan, klinik çalışmalardan ziyade metodolojik referans eserlere ve doğrulanmış kayıt yöntemlerine dayanmaktadır: Talairach orantısal atlası, ICBM olasılıksal şablonları, otomatik denekler arası kayıt, atlas tabanlı parselasyon ve yaşa uygun şablon oluşturma. Bu literatürde tekrarlanan bir uyarı, Talairach tek beyni ile MNI popülasyon şablonunun aynı olmadığı, bu nedenle koordinatların açık bir dönüşüm olmaksızın birbirinin yerine kullanılamayacağıdır.
Tarihçe
Stereotaktik koordinatlar yirminci yüzyılın başlarında nöroşirürjiye girmiş ve 1988'de Talairach ve Tournoux'nun komissürlere dayalı tekrarlanabilir bir ızgara tanımlayan orantısal atlası ile görüntülemeye taşınmıştır. Tek bir örneğin sınırlamaları, Montreal Nöroloji Enstitüsü ve Beyin Haritalama Uluslararası Konsorsiyumu'nu 1990'lar ve 2000'lerde popülasyon şablonları ve olasılıksal atlaslar oluşturmaya yöneltmiş, ardından otomatik kayıt ve parselasyon koordinat tabanlı analizi rutin hale getirmiştir.
Tartışmalar
- Talairach ve MNI koordinatları
- Talairach uzayı tek bir post-mortem beyin üzerinde tanımlanırken, MNI/ICBM uzayı birçok canlı beynin ortalamasıdır; bu nedenle aynı sayısal koordinatlar her ikisinde de aynı anatomiye işaret etmemektedir. Konumlar eşdeğer kabul edilmek yerine dönüştürülmelidir, bu da sürekli bir raporlama karışıklığına neden olmuştur.
Öne çıkan isimler
- Jean Talairach
- Pierre Tournoux
- Alan Evans
- John Mazziotta
- D. Louis Collins
İlgili konular
Temel eserler
- talairach-tournoux-1988
- mazziotta-2001
- collins-1994
- evans-2012
Sıkça sorulan sorular
- AC-PC hattı nedir ve neden önemlidir?
- AC-PC hattı, anterior ve posterior komissürleri birbirine bağlar ve midsagittal düzlemle birlikte klasik stereotaktik çerçevenin başlangıç noktasını ve yönünü sabitler. Koordinatları bu sabit iç referans noktalarına sabitlemek, koordinat sistemini kişiler arasında tekrarlanabilir kılan şeydir.
- Talairach ve MNI koordinatları aynı şey midir?
- Hayır. Talairach uzayı tek bir beyne dayanırken, MNI/ICBM uzayı birçok ortalama beyinden oluşturulmuştur; bu nedenle aynı sayısal koordinat biraz farklı anatomiye karşılık gelebilmektedir. Koordinatlar birbirinin yerine kullanılabilir olarak ele alınmak yerine, ikisi arasında açıkça dönüştürülmelidir.