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Evaluating the role of 1.5 T quantitative susceptibility mapping for subthalamic nucleus targeting in deep brain stimulation surgery - 08/06/19

Doi : 10.1016/j.neurad.2019.04.007 
Tanweer Rashid a, Roy Hwang c, Marisa DiMarzio a, Ileana Hancu b, Julie G. Pilitsis a, c,
a Department of Neuroscience and Experimental Therapeutics, Albany Medical College, Albany, NY, USA 
b GE Global Research Center, Niskayuna, NY, USA 
c Department of Neurosurgery, Albany Medical Center, Albany, NY, USA 

Corresponding author at: Department of Neuroscience and Experimental Therapeutics, 47, New Scotland Ave, MC 10, Physicians Pavilion, 1st Floor, Albany, NY 12208, USA.Department of Neuroscience and Experimental Therapeutics47, New Scotland Ave, MC 10, Physicians Pavilion, 1st FloorAlbanyNY12208USA
Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le samedi 08 juin 2019

Abstract

Background and purpose

Quantitative susceptibility mapping (QSM) has been shown to be valuable in direct targeting for subthalamic nucleus (STN) DBS, given its higher quality of contrast between the STN border and adjacent anatomical structures. The objective is to demonstrate the feasibility of using 1.5T QSM for direct targeting in STN DBS planning.

Material and methods

Eleven patients underwent MRI acquisitions using a 1.5T scanner, including multi-echo gradient echo sequences for generating QSM images. 22 STN targets were planned with direct targeting method using QSM images by one stereotactic neurosurgeon and indirect targeting method using standard protocol by a second stereotactic neurosurgeon. The two physicians were blinded to each other's results.

Results

The mean coordinates for the STN using direct targeting relative to the mid-commissural point (MCP) was 11.41±2.43mm lateral, 2.48±0.53mm posterior and 4.45±0.95mm inferior. The mean coordinates for the STN using indirect targeting was 11.79±2.51mm lateral, 2.55±0.54mm posterior, and 4.84±1.03mm inferior. The mean (±SEM) radial error between the direct and indirect target was 0.67±0.14mm. In cases where DBS electrodes were implanted, the radial difference between the indirect and actual target (1.19±0.30mm) was statistically equivalent to the radial difference between the direct and actual target (1.0±0.27mm).

Conclusions

Direct targeting of the STN for DBS implantation using 1.5T QSM was found to be statistically equivalent to standard protocol surgery planning. This may offer a simpler, more intuitive alternative for DBS surgery planning at centers with 1.5T MRIs.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Quantitative susceptibility mapping, Subthalamic nucleus, Deep brain stimulation, Magnetic resonance imaging, Deep Brain Stimulation planning


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© 2019  Publié par Elsevier Masson SAS.
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