УДК: 612.563 57.089.2 616-71

Метод дифференцированного анализа ИК термокарт открытой коры головного мозга при проведении нейрохирургических операций

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Макаренко А.В., Воловик М.Г. Метод дифференцированного анализа ИК термокарт открытой коры головного мозга при проведении нейрохирургических операций // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 7. С. 80–89.

Makarenko A.V., Volovik M.G. Method of differentiated analysis of IR thermal maps of the exposed cerebral cortex when neurosurgical operations are being performed [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2015. V. 82. № 7. P. 80–89.

Ссылка на англоязычную версию:

A. V. Makarenko and M. G. Volovik, "Method of differentiated analysis of IR thermal maps of the exposed cerebral cortex when neurosurgical operations are being performed," Journal of Optical Technology. 82(7), 459-466 (2015). https://doi.org/10.1364/JOT.82.000459

Аннотация:

Предложен подход к дифференцированному анализу температурных характеристик открытых твердой мозговой оболочки (dura mater) и коры головного мозга человека в пределах операционного окна при удалении внутримозговых опухолей. Ключевыми особенностями метода являются следующие: учет сложной формы анализируемых областей, глубокая автоматизация пакетной обработки ИК термокарт, оперирование объемными выборками (более 40 пациентов) и применение строгих статистических оценок. Центральным вопросом применения разработанной методики является анализ данных по динамике термопаттернов в ответ на холодовую пробу.

Ключевые слова:

тепловидение, кора головного мозга, dura mater, опухоль головного мозга, температура мозга, обработка изображений, математическая морфология

Коды OCIS: 000.1430, 110.3080, 120.6780, 170.3880, 330.4270, 330.5000

Список источников:

1. Choi J.H. A reliable and valid tool to noninvasively measure brain temperature: the missing link // J Appl Physiol. 2011. V. 110. P. 575–580.
2. Wang H., Wang B., Normoyle K.P., Jackson K., Spitler K., Sharrock M.F., Miller C.M., Best C., Llano D., Du F. Brain temperature and its fundamental properties: a review for clinical neuroscientists // Front Neurosci. 2014. V. 8. P. 307.
3. Zhu M., Ackerman J. J., Yablonskiy D.A. Body and brain temperature coupling: the critical role of cerebral blood flow // J. Comp. Physiol. 2009. B. 179. P. 701–710.

4. Smith C.M., Adelson P.D., Chang Y.F., Brown S.D., Kochanek P.M., Clark R.S., Bayir H., Hinchberger J., Bell M.J. Brain-systemic temperature gradient is temperature-dependent in children with severe traumatic brain injury // Pediatr. Crit. Care Med. 2011. V. 12 (4). P. 449–454.
5. Melzack R., Stewart J., Bambridge R. Infrared thermograph studies of cortical circulation: evaluation of the method // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1966. V. 20 (6). P. 614–617.
6. Колесов С.Н., Лихтерман Л.Б., Фраерман А.П. О механизмах температурных асимметрий кожи головы при очаговых поражениях мозга // Вопросы нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. 1985. T. 1. C. 33–38.
7. Gorbach A.M., Heiss J.D., Kopylev L., Oldfield E.H. Intraoperative infrared imaging of brain tumors // J. Neurosurg. 2004. V. 101 (6). P. 960–969.
8. Kateb B., Yamamoto V., Yu C., Grundfest W., Gruen J.P. Infrared thermal imaging: a review of the literature and case report // Neuroimage. 2009. V. 47 (2). P. 154–162.
9. Hollmach J., Hoffman N., Schnabel Ch., Kuchler S., Sobottka S., Kirsch M., Schackert G., Koch E., Steiner G. Highly sensitive time-resolved thermography and multivariate image analysis of the cerebral cortex for intrasurgical diagnostics // Proc SPIE 8565, Photonic Therapeutics and Diagnostics IX, 856550 (March 8, 2013). doi:10.1117/12.2002342/
10. Senger V., Schierling L., Muller J., Tetzlaff R. CNN based movement correction in thermography for intrasurgical diagnostics // Cellular Nanoscale Networks and their Applications (CNNA), 2014 14th Int. Workshop on. Notre Dame, IN, USA. 29–31 July 2014. P. 1–2.
11. Mellergard P. Intracerebral temperature in neurosurgical patients: intracerebral temperature gradients and relationships to consciousness level // Surg. Neurol. 1995. V. 43. P. 91–95.
12. Gorbach A.M., Heiss J.D., Kufta C., Sato S., Fedio P., Kammerer W.A., Solomon J., Oldfield E.H. Intraoperative infrared functional imaging of human brain // Ann. Neurol. 2003. V. 54 (3). P. 297–309.
13. Stone J.G., Goodman R.R., Baker K.Z., Baker C.J., Solomon R.A. Direct intraoperative measurement of human brain temperature // Neurosurgery. 1997. V. 41. P. 20–24.
14. Steiner G., Sobottka S.B., Koch E., Schackert G., Kirsch M. Intraoperative imaging of cortical cerebral perfusion by time-resolved thermography and multivariate data analysis // J. Biomed. Optics. 2011 Jan. V. 16 (1). 016001–6.
15. Воловик М.Г., Макаренко А.В. Параметры термопаттернов открытой коры по результатам ИК термокартирования при удалении опухолей головного мозга человека // Оптический журнал. 2015. V. 82. № 7. С. 90–102.
16. Способ оценки реактивности сосудов коры перитуморальной зоны супратенториальных опухолей. Авторы: Кравец Л.Я., Воловик М.Г., Колесов С.Н., Березина В.В., Шелудяков А.Ю. Патент РФ № 2269287 от 10.02.2006, приоритет от 06.07.2004.
17. Ausman J.I., McCormic P.W., Stewart M., Lewis G., Dujovny M., Balakrishnan G., Malik G.M., Ghaly R.F. Cerebral oxygen metabolism during hypothermic arrest in humans // J. Neurosurg. 1993. V. 79. P. 810–815.
18. Леман Э. Проверка статистических гипотез. М: Наука, 1979.
19. Johnson V.E. Revised standards for statistical evidence \\ PNAS. 2013. V. 110 (48). P. 19313–19317.
20. Gribkov A.V., Volovik M.G., Rufova N.Y., Bakunin L.M. Thermographic control of the initial narcosis adequacy for the patients with space-occupying brain lesions // Proc. of SPIE (Bellingham, USA). 1992. V. 2106 (Iconics and Thermovision Systems). Р. 115–123.