مقالة منهجية

كيفية قياس الطي القشرية من صور MR : برنامج تعليمي خطوة بخطوة لحساب الرقم القياسي المحلي Gyrification

DOI:

10.3791/3417

⸱

يناير 2, 2012

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Psychiatry, University of Geneva School of Medicine, 2Signal Processing Laboratory, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, 3Department of Radiology, University Hospital Center and University of Lausanne, 4Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging, Massachusetts General Hospital

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

gyrification القياس (القشرية للطي) في أي سن يمثل نافذة على نمو الدماغ في وقت مبكر. وبالتالي ، فإننا التي سبق وضعها لقياس خوارزمية gyrification المحلية على آلاف نقطة خلال النصف 1. في هذه الورقة ، ونحن من التفصيل في حساب هذا المؤشر gyrification المحلية.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتم تحديد التلافيف القشرية (التغضن القشري) خلال الأشهر الأولى من الحياة، بحيث تترك الأحداث الضائرة التي تقع خلال هذه الفترة آثاراً يمكن تحديدها في أي عمر. وكما تمت مراجعته مؤخراً من قبل Mangin وزملائه2وتوجد عدة طرق لقياس خصائص مختلفة للتلافيف الدماغية؛ فعلى سبيل المثال، يمكن استخدام القياسات المورفومترية للأثلام لقياس واصفات الشكل، مثل العمق أو الطول أو مؤشرات عدم التماثل بين نصفي الكرة المخية.3وتتميز هذه الخصائص الهندسية بسهولة تفسيرها. ومع ذلك، تعتمد قياسات مورفومترية الأخاديد اعتماداً وثيقاً على التحديد الدقيق لمجموعة معينة من الأخاديد، وبالتالي فهي تقدم وصفاً مجزأً لعملية التغضن. ويمكن تحقيق تقدير كمي أكثر دقة للتغضن من خلال القياسات القائمة على الانحناء، حيث يتم عادةً حساب متوسط الانحناء المطلق الممهد عند آلاف النقاط عبر السطح القشري.4ومع ذلك، ليس من السهل استيعاب الانحناء، إذ لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت هناك أي علاقة مباشرة بين درجة الانحناء وعامل مترابط ذي دلالة بيولوجية مثل الحجم القشري أو السطح القشري. ولمعالجة القضايا المتنوعة التي يثيرها قياس الطي القشري، قمنا سابقاً بتطوير خوارزمية لقياس التغضن الموضعي بدقة مكانية فائقة وتفسير بسيط. وتستلهم طريقتنا مبدأها من مؤشر التغضن.5، وهي طريقة استُخدمت في الأصل في التشريح العصبي المقارن لتقييم الاختلافات في التلافيف القشرية بين الأنواع. وفي تطبيقنا، الذي أسميناه يرجى تزويدي بالنص الذي ترغب في ترجمته.مؤشر التغضن الموضعي (يرجى تزويدي بالنص الذي ترغب في ترجمته.الجهاز الهضمي1)، نقوم بقياس كمية القشرة الدماغية المدفونة داخل الطيات التلمية مقارنة بكمية القشرة المرئية في مناطق اهتمام دائرية. ونظراً لأن القشرة الدماغية تنمو بشكل أساسي من خلال التوسع الشعاعي6وقد صُممت طريقتنا خصيصاً لتحديد العيوب المبكرة في التطور القشري.

نفصل في هذا المقال طريقة حساب مؤشر التلافيف المحلي (lGI)، والذي يتم توزيعه الآن مجانًا كجزء من برنامج FreeSurfer (http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/, مركز مارتينوس للتصوير الطبي الحيوي، مستشفى ماساتشوستس العام). يوفر FreeSurfer مجموعة من أدوات إعادة البناء الآلية لسطح القشرة الدماغية من بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي البنيوي. ويُستخدم سطح القشرة المستخرج في الحيز الأصلي للصور بدقة أقل من المليمتر لاحقًا لإنشاء سطح خارجي، والذي سيكون بمثابة أساس لحساب lGI. بعد ذلك، يتم تحديد منطقة اهتمام دائرية على السطح الخارجي، ويتم تحديد منطقة الاهتمام المقابلة لها على سطح القشرة باستخدام خوارزمية مطابقة كما هو موضح في دراسة التحقق الخاصة بنا1. وتتكرر هذه العملية بشكل دوري مع مناطق اهتمام متداخلة إلى حد كبير، مما يؤدي إلى إنشاء خرائط تلافيف قشرية للمقارنات الإحصائية اللاحقة (الشكل 1). ومن الجدير بالذكر أن Toro وزملائه7 اقترحوا قياسًا آخر للتلافيف المحلية بفكرة مماثلة، حيث يتم حساب مؤشر الطي عند كل نقطة كنسبة مساحة القشرة الموجودة داخل كرة مقسومة على مساحة قرص بنفس نصف القطر. ويختلف التنفيذان في أن طريقة Toro وزملائه تعتمد على المسافات الإقليدية وبالتالي تأخذ في الاعتبار رقعًا غير متصلة من مساحة القشرة، بينما تستخدم طريقتنا خوارزمية جيوديسية صارمة وتتضمن فقط الرقعة المتصلة من مساحة القشرة التي تفتح على سطح الدماغ في منطقة اهتمام دائرية.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. إعادة بناء السطوح القشرية 3D

هذا الجزء الأول من البروتوكول يستخدم خط أنابيب FreeSurfer القياسية كما هو موضح في ويكي ( http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki ). علما بأن الأوامر مفصلة هنا وصف طريقة واحدة لتحقيق إعادة بناء السطح القشري ، ولكن قد يستخدم أيضا الأوامر مكافئة لها.

  1. استيراد الخام في التصوير بالرنين المغناطيسي DICOM FreeSurfer والتحقق من جودة الصورة (على سبيل المثال أن التوجه هو الصحيح ، وعلى النقيض من كافية ، والصور التي لم تتحرك). هذه العملية تستخدم الأوامر التالية (استبدال النص بين <...>(شامل) مع القيم المناسبة على مثيل محدد ، و "#" يدل تعليق) :

    mksubjdirs # إنشاء بنية المجلد المستخدمة من قبل FreeSurfer
    القرص المضغوط     / # التصوير بالرنين المغناطيسي تذهب إلى المجلد التصوير بالرنين المغناطيسي من الموضوع الخاص بك
    mri_convert سم     001.mgz تحويل # التصوير بالرنين المغناطيسي الخام في شكل FreeSurfer #
    tkmedit # 001.mgz تصور حجم تحويلها

  2. إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد شبكة القشرية 8،9. من أجل التعامل مع مشكلة الأتلام دفن FreeSurfer first يخلق الوحدوي حجم المادة البيضاء ، والذي يستخدم كنقطة انطلاق لسطح رمادية بيضاء الأولي. ثم هو الأمثل وفقا لهذا السطح التدرج المحلية من الكثافة والتوسع إلى الواجهة الرمادية - CSF.

    ريكون للجميع ليالي # إعادة إطلاق السطح القشري

    في نهاية عملية إعادة الإعمار ، وسوف تحصل على نماذج two شبكة مؤلفة من حوالي 150،000 نقطة لكل نصف الكرة الأرضية : أبيض (رمادي أبيض واجهة) وحنوني السطح (رمادي - CSF واجهة). ومن المهم أن نلاحظ أن جميع الأسطح والأحجام تبقى في الفضاء الأصلي ، مما يتيح ويمكن قياس مثل قياس ، وحجم السمك ، ومساحة السطح أو فهرس gyrification دون تشوه.
  3. التحقق من دقة هذه السطوح بناؤها :

    tkmedit T1.mgz؟ h.pial # غير مضافين السطح الأبيض في الخضراء والحمراء في سطح حنوني

    ح حيث يدل على نصف الكرة الأرضية؟ lh.pial لنصف الكرة المخية الأيسر وrh.pial لنصف الكرة الأرضية اليمنى. الشكل 2 (2 في الإصدارات : صورة GIF المتحركة ليتم تضمينها في فيلم واحد ثابت للموقع) يوضح مثالا لاعادة البناء الصحيح السطوح البيضاء وحنوني لهذا الموضوع "بيرت" موزعة على طول مع الحزمة FreeSurfer. إذا كان لديك لتصحيح يدويا نتيجة لعملية اعادة الاعمار ، وسوف تجد البرنامج التعليمي على المعرفة FreeSurfer ( http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FsTutorial/WhiteMatterEdits ،

2. حساب مؤشر Gyrification المحلية

عندما كنت راضيا السطوح الخاص بك ، لحساب مؤشر Gyrification المحلية ل (GI) باستخدام الأمر :

ريكون للجميع LGI - S -

هذا الأمر يمتد عادة لمدة 3 ساعات عن لنصفي الكرة الأرضية من المشاركين دراسة واحدة ، اعتمادا على قوة محطة العمل الخاصة بك. وعرض لمختلف الخطوات العملية GI لتر في الشكل. 1. الحوسبة تبدأ إنشاء السطح الخارجي باستخدام المورفولوجية عملية الإغلاق. ويتضح أيضا هذا السطح الخارجي ، والرمز؟ h.pial_outer_smoothed ، في الشكل. 3. ثم ، يتم إنشاء نحو 800 مناطق دائرية تداخل في المصالح على السطح الخارجي. لكل واحدة من هذه المناطق ، وتعرف هذه المنطقة المقابلة لسعر الفائدة علىحنوني السطح. حساب كله ينتهي مع إنشاء مخطط الفردية التي تحتوي على قيمة واحدة ل GI لكل نقطة من السطح القشري (أي 150000 ~ القيم في نصف الكرة الأرضية).

3. تحقق من نتيجة الحساب ل GI لكل نصف الكرة

tksurfer ؟ ح حنوني - التراكب / تصفح /؟ h.pial_lgi fthresh - 1

يتم مضافين على القيم ل GI على سطح القشرة. كما ل الصحيح وتتألف عادة قيم GI بين 1 و 5 ، وتحديد الحد الأدنى في 1 (مع fthresh الخيار) يسمح السريع الاختيار : يجب أن لا نرى أي المنطقة الرمادية القشرية. ويرد مثال على النتيجة الصحيحة في شكل فردي. 4.

4. مقارنات المجموعة الإحصائية

والغرض من ذلك هو قياس تأثير المجموعة في كل قمة على سطح القشرة مع التحكم عن تأثير نوع الجنس والعمر. سوف تحتاج إلى اتباع نفس العملية كما لو كنت تود المقارنة بين سمك القشرية في كل قمة ، ولكن إعطاء؟ h.pial_lgi بدلا من؟ h.thickness. خيارين من الممكن لحساب المجموعة المقارنات الإحصائية : يتم سرد الأوامر الكلاسيكية الأولى ، ويذكر لفترة وجيزة واجهة رسومية (Qdec) بعد ذلك.

  1. الخيار الأول لمقارنة النتائج ل GI بين الجماعات استخدام الأوامر المذكورة أدناه ، ويمكن الحصول على مزيد من التفاصيل في https://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FsTutorial/GroupAnalysis .
    1. أولا ستحتاج إلى إنشاء قالب دراسة محددة تعطي كل ما تبذلونه من الموضوعات في الإدخال :

      make_average_subject -- الموضوعات ...

      الأمر سيخلق أعلاه موضوعا يسمى "متوسط". بدلا من ذلك ، يمكنك استخدام هذا الموضوع "fsaveالغضب "وزعت كجزء من توزيع FreeSurfer.
    2. ثم ، إنشاء ملف نصي يحتوي على وصف للموضوعات المشاركة في الدراسة الخاص بك ("ملف واصف FreeSurfer المجموعة"). ينبغي FSGD.txt الخاص تبدو هذه :

      GroupDescriptorFile 1
      المجموعة Control_Male
      المجموعة Control_Female
      المجموعة Patient_Male
      المجموعة Patient_Female
      متغيرات السن
      مساهمة       Patient_Male 20
      مساهمة       Control_Female 23
      <...>
    3. إعادة تشكيل GI البيانات لتر في فضاء يخضع المتوسط ​​باستخدام الأمر التالي للحصول على كل الكرة الأرضية :

      mris_preproc -- fsgd FSGD.txt -- المعدل المستهدف -- نصفي ح -- الاتفاقات pial_lgi -- خارج h.lgi.mgh
    4. سلسة البيانات الموجودة على سطح القشرة للحد من إشارة إلى الضجيج :

      mri_surf2surf -- نصفي ح -- ق المتوسط ​​-- sval h.lgi.mgh -- fwhm 10 -- h.10.lg tval؟i.mgh
    5. حساب المجموعة المقارنة على مستوى كل قمة. لذلك سوف تحتاج إلى إنشاء ملف النص المقابل (مثلا في حالة FSGD.txt الموصوفة أعلاه ، فإن "contrast.txt" تحتوي على قيم "1 1 0 -1 -1" لحساب الفرق بين الضوابط و بينما المرضى مراقبة العمر والجنس). أخيرا تشغيل المقارنة :

      mri_glmfit -- ذ h.10.lgi.mgh -- fsgd FSGD.txt دوس -- glmdir h.lgi.glmdir -- تصفح متوسط ​​ح -- C contrast.txt
    6. تصور النتائج على الموضوع الخاص بك باستخدام متوسط ​​tksurfer :

      تضخم tksurfer المتوسط؟ ح

      ثم تحميل الملف كما تراكب sig.mgh الموجود في المجلد؟ h.lgi.glmdir / contrast.txt / sig.mgh. باستخدام الخيار "تكوين التراكب" يمكنك تعديل مزيد من عتبة ع فضلا الصحيح للمقارنات متعددة باستخدام كاذبة معدل اكتشاف 10.
  2. الخيار البديل عن مجموعة كومparison هو استخدام Qdec ، واجهة المستخدم الرسومية تنفيذها في FreeSurfer. استخدام Qdec مع فهرس Gyrification المحلية يعني ما قبل تمهيد GI بيانات ل :

    ريكون للجميع ، qcache pial_lgi القياس المتوسط ليالي

    مع Qdec ، يتم استبدال ملف FreeSurfer اصف الفريق من إصدار مختلف قليلا ، وجدول البيانات (qdec.table.dat) يتضمن وصفا لمختلف الفئات ومتغيرات خارجية أخرى مثل العمر. وتقدم وصفا مفصلا لاستخدام Qdec في http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FsTutorial/QdecGroupAnalysis .
    من الملاحظة ، إذا كان ل GI غير متوفر في قائمة المتغيرات التي تعتمد في Qdec ، يجب إضافة السطر التالي إلى الملف الموجود في الدليل Qdecrc منزلك :

    MEASURE1 = pial_lgi

    3. 5. تحليل

    بدلا من ذلك ، يمكن في نهاية المطاف التحليلات الإحصائية أن تحسب على مستوى parcellation القشرية المتكاملة في FreeSurfer 11. لهذا الغرض ، يمكن استخلاص متوسط ​​قيم ل GI للمناطق 34 gyral التي تهم كل نصف الكرة الغربي ، ويمكن مقارنة هذه القياسات كذلك بين مختلف المجموعات. ويمكن هذا التحليل لا يتجزأ من الحكمة (على عكس التحليل قنة من الحكمة المذكورة أعلاه) تكون جذابة كما أنه يحد من كمية المقارنات الإحصائية. ومع ذلك ، GI لتر عند كل نقطة الكمي gyrification في المنطقة الدائرية المحيطة بها ، بحيث ل GI المتوسط ​​في منطقة gyral الاهتمام يعكس أيضا إلى حد ما gyrification في المناطق المجاورة للاهتمام.

    أخيرا ، على الرغم من وصفها أهم القضايا في هذا البروتوكول ، وإيجاد حل للمشاكل الأخرى التي قد تكون مصادفة أثناء الأبويمكن الاطلاع على eeSurfer أو GI تجهيز لتر في محفوظات القائمة البريدية FreeSurfer ( http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki/FreeSurferSupport ).

    6. ممثل النتائج

    كما هو موضح في القسم 1C للبروتوكول ، يجب عليك دائما التحقق بعناية من دقة إعادة بناء السطوح القشرية قبل حساب GI ل. أثناء التنقل بين الجبهي والفص القذالي ، وإيلاء اهتمام خاص التي لم يتم تضمينها في السفن وغشاء سطح حنوني. أيضا التحقق من أن السطح الأبيض يلي بدقة واجهة رمادية بيضاء. وقدمت مثالا على إعادة الإعمار في الشكل الصحيح 2 (انظر الشكل GIF المتحركة لحجم كاملة).

    في نهاية حساب GI ل ، سيكون لديك أيضا إلى التحقق من النتيجة لنصفي الكرة الأرضية في كل موضوع.ينبغي ألا يكون هناك أي مجال القشرية مع نتيجة ل GI أصغر من 1. الجزء 3 من البروتوكول والشكل 4 تظهر كيفية الاختيار الصحيح إذا إخراج حساب GI l هو الصحيح.

    figure-protocol-1
    الشكل 1. نظرة عامة على حساب GI ل. يتم بناؤها أولا ، نماذج ثلاثية الأبعاد شبكة القشرية من الصور الخام باستخدام خط أنابيب FreeSurfer القياسية. هذه الخوارزميات إعادة الإعمار استخدام ثنائي حجم المادة البيضاء كنقطة بداية للتغلب على مسألة الأتلام دفن. نماذج القشرية شبكة تضم عادة حوالي 150،000 القمم وتستخدم تقليديا لحساب سمك القشرية في كل نقطة. وبالمثل ، سيتم احتساب مؤشر Gyrification المحلية ل (GI) في كل قمة الرأس. لهذا الغرض ، يتم إنشاء السطح الخارجي. ثم يتم تحديد المناطق الدائرية المقابلة من الفائدة على الخارجي عرضاد السطح القشري باستخدام خوارزمية مطابقة. بعد حوالي 800 من توليد مناطق التداخل في المصالح ، والنتائج العملية في إنشاء خرائط الفردية GI ل. ويمكن تفسير هذه الخرائط بسهولة : فهرس 5 يعني أن هناك أكثر من 5 دوام السطح القشري invaginated داخل الأتلام في المنطقة المحيطة أن كمية المياه السطحية القشرية مرئية ؛ فهرس 1 تعني أن القشرة هي شقة في المنطقة المحيطة . أخيرا ، يتم حسابها مقارنات المجموعة الإحصائية على مستوى كل قمة ، على غرار مقارنات سمك القشرية.

    1B الرقم. الخريطة القشرية الفردية GI ل. هذا الفيلم صغير يظهر تناوب 360 درجة لخريطة LGI القشرية الفردية كما هو موضح في الشكل. 1. ومن الملفت للنظر أن نلاحظ أن المناطق القشرية مع ارتفاع قيم GI ل تتوافق مع حظيرة الأولى التي يتم إنشاؤها أثناء الحياة في الرحم : في الشق سيلفيوس ، وتلم متفوقة والزمانية فيالتلم traparietal على وجهة النظر الجانبي للدماغ ، وتلم الجداري القذالي على طريقة العرض الإنسي للدماغ. مشاهدة الفيلم

    figure-protocol-2
    الشكل 2. سبيل المثال ما يكفي من إعادة الإعمار السطح القشري (مقطع واحد الاكليلية). وبعد انتهاء عملية إعادة الإعمار ، يجب أن تكون السطوح القشرية التحقق بدقة عبر حجم الدماغ بأكمله. يجب على السطح الداخلي القشرية (سطح أبيض يرمز ، في الخضراء على صورة) تتبع بدقة واجهة رمادية بيضاء. (الرمز أي الرمادية - CSF واجهة السطح ، حنوني ، هنا في الحمراء) على السطح الخارجي القشرية يجب أن لا تتضمن أي سفينة أو قطعة من الغشاء. لنلاحظ ، مثلا المقدمة هنا يستخدم "بيرت" موزعة على طول الموضوع مع حزمة FreeSurfer.

    الشكل 2B. مثال على السطح القشري كافية وإعction (الحجم الكامل) ، وهذا صورة GIF المتحركة تظهر على السطح القشري من نصف الكرة المخية الأيسر للموضوع "بيرت" في كل مقطع الاكليلية ، كما رأينا عن طريق التمرير من أمامي أكثر إلى أقسام الاكليلية مع معظم القذالي FreeSurfer. مشاهدة الفيلم

    figure-protocol-3
    الشكل 3. مثال على السطح الخارجي حسابها كجزء من عملية GI لتر (مقطع واحد الاكليلية). الخطوة الأولى في حساب GI l هو تهيئة السطح الخارجي تخيم على نصف الكرة الأرضية. يمكن التحقق من هذا السطح (الرمز؟ h.pial_outer_smoothed في FreeSurfer) باستخدام tkmedit. هنا ، يتم استخدام "بيرت" يخضع توزيعها مع FreeSurfer كمثال على ذلك.

    الشكل 3B. مثال على السطح الخارجي حسابها كجزء من عملية GI ل (الحجم الكامل) ، وهذا صورة GIF المتحركةيظهر على السطح الخارجي للنصف الكرة المخية الأيسر على كل قسم الاكليلية ، كما رأينا عن طريق التمرير من أمامي أكثر إلى أقسام الاكليلية مع معظم القذالي tkmedit في FreeSurfer. مشاهدة الفيلم

    figure-protocol-4
    الشكل 4. مثال الصحيح ل GI الإخراج كما عرض مع FreeSurfer. توجهات مختلفة من السطح القشري للموضوع "بيرت" مع قيم GI ل مضافين. لون رمز هو الافتراضي "الحرارة" ينظر إليها على أنها تراكب مع tksurfer في FreeSurfer. باستخدام الحد الأدنى من 1 ، يجب على جميع القمم تكون ملونة وليس منطقة القشرية ينبغي APالكمثرى في الرمادي. من الملاحظة ، يمكن تعديل لون تراكب باستخدام الخيار "تكوين التراكب" في tksurfer ، حيث يمكن أيضا القيم الدنيا والقصوى ، وكذلك الرسم البياني للتوزيع الشامل للGI ل فحصها.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

بروتوكول أعلاه توضح كيفية قياس مؤشر Gyrification المحلية على أساس التصوير بالرنين المغناطيسي T1 المرجحة الدماغي وإجراء المقارنات المجموعة الإحصائية. وقد تم تصميمه خصيصا لدينا وسيلة لتوطين تعطل في وقت مبكر من عملية التوسيع والقشرية مثل أهمية خاصة في كثير من الظروف العصبية النمائية أو النفسية. يمكن العثور على أمثلة من المقارنات المجموعة في العينات السريرية في منشورات 1،12 مجموعتنا أو من قبل الآخرين 13-16. غير مؤتمتة بالكامل العملية والأمر فقط يحتاج لتنفيذه ، رغ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وأيد هذا البحث من قبل المركز الوطني للبحوث في اختصاص (NCCR) "SYNAPSY -- الأسس متشابك للأمراض العقلية" بتمويل من مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية (رقم 51AU40_125759). وأيد تطوير مؤشر Gyrification المحلية من خلال المنح المقدمة من الصندوق القومي للبحوث الدكتور السويسرية ماري Schaer (323500-111165) والدكتور ستيفان Eliez (3200-063٬135،00 / 1 ، 3٬232-063٬134،00 / 1 ، وPP0033 - 102864 32473B -121996) والصادر عن مركز التصوير الطبية الحيوية (CIBM) ​​من الجامعات في جنيف في لوزان EPFL و، فضلا عن الأسس Leenaards ولويس Jeantet - وقدم الدعم لتطوير البرمجيات FreeSurfer في جزء من المركز الوطني للبحوث الموارد (P41 - RR14075 ، وبيورن NCRR Morphometric المشروع BIRN002 ، RR021382 U24) ، والمعهد الوطني للتصوير الطبية الحيوية والهندسة الحيوية (R01 EB001550 ، R01EB006758) المعهد الوطني للاضطرابات العصبية والسكتة الدماغية (R01 NS052585 - 01) وكذلك الأمراض النفسية والعصبية ديسكفري (العقل) معهد ، ويشكل جزءا من التحالف الوطني للحوسبة الصور الطبية (NAMIC) ، بتمويل من المعاهد الوطنية للصحة من خلال خارطة الطريق NIH للبحوث الطبية ، منحة U54 EB005149. وقدم دعم إضافي من قبل مشروع التوحد وعسر القراءة التي تمولها المؤسسة الطبية إليسون.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

المادة : محطة عمل يونكس أو Mac مع معالج من ذكر 2GHz أو أسرع والحد الأدنى من 4GB من ذاكرة الوصول العشوائي ، مع تثبيت FreeSurfer ( http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/fswiki ، ويفضل الإصدار الأخير ، ولكن لا أقدم من الإصدار 4.0.3). من أجل احتساب مؤشر Gyrification المحلية ، ومطلوب أيضا MATLAB ( http://www.mathworks.com/ ) جنبا إلى جنب مع أدوات معالجة الصور.

البيانات : عينة من نوعية جيدة (عالية الدقة ، وعلى النقيض عالية) الدماغي بالرنين المغناطيسي T1 المرجحة البيانات. يجب أن يكون لديك مجموعة من المواضيع المتطابقة يفضل بالنسبة للعمر والجنس. نظرا للطبيعية بين الفرد تقلب في التشكل الدماغي ، يجب أن يكون عدد من الموضوعات في كل مجموعة تكون كافية لتحديد هوية الفرق المجموعة الحالية (أكثر -- كلما كان ذلك أفضل). ومن شأن نموذج الحد الأدنى المعقول أن يكون حجم حول 20 موضوعافي المجموعة (على الرغم من أنك يمكن أن تذهب ربما أقل إذا كانت شدة التغيرات كبيرة وإذا المتطابقة بإحكام المجموعات الخاصة بك لنوع الجنس والعمر).

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
اسم المعدات شركة فهرس العدد تعليقات
FreeSurfer مارتينوس مركز التصوير الطبية ، MGH إصدار أحدث من 4.0.3
MATLAB Mathworks أدوات معالجة الصور

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Schaer, M. A surface-based approach to quantify local cortical gyrification. IEEE. Trans. Med. Imaging. 27, 161-170 (2008).
  2. Mangin, J. F., Jouvent, E., Cachia, A. In-vivo measurement of cortical morphology: means and meanings. Curr. Opin. Neurol. 23, 359-367 (2010).
  3. Mangin, J. F. A framework to study the cortical folding patterns. Neuroimage. 23, Suppl 1. S129-S138 (2004).
  4. Luders, E. A curvature-based approach to estimate local gyrification on the cortical surface. Neuroimage. 29, 1224-1230 (2006).
  5. Zilles, K., Armstrong, E., Schleicher, A., Kretschmann, H. J. The human pattern of gyrification in the cerebral cortex. Anat. Embryol. (Berl). 179, 173-179 (1988).
  6. Rakic, P. Specification of cerebral cortical areas. Science. 241, 170-176 (1988).
  7. Toro, R. Brain size and folding of the human cerebral cortex. Cereb. Cortex. 18, 2352-2357 (2008).
  8. Fischl, B., Sereno, M. I., Dale, A. M. Cortical surface-based analysis. II: Inflation, flattening, and a surface-based coordinate system. Neuroimage. 9, 195-207 (1999).
  9. Dale, A. M., Fischl, B., Sereno, M. I. Cortical surface-based analysis. I. Segmentation and surface reconstruction. Neuroimage. 9, 179-194 (1999).
  10. Genovese, C. R., Lazar, N. A., Nichols, T. Thresholding of statistical maps in functional neuroimaging using the false discovery rate. Neuroimage. 15, 870-878 (2002).
  11. Desikan, R. S. An automated labeling system for subdividing the human cerebral cortex on MRI scans into gyral based regions of interest. Neuroimage. 31, 968-980 (2006).
  12. Schaer, M. Congenital heart disease affects local gyrification in 22q11.2 deletion syndrome. Dev. Med. Child. Neurol. 51, 746-753 (2009).
  13. Palaniyappan, L., Mallikarjun, P., Joseph, V., White, T. P., Liddle, P. F. Folding of the Prefrontal Cortex in Schizophrenia: Regional Differences in Gyrification. Biol. Psychiatry. , (2011).
  14. Zhang, Y. Decreased gyrification in major depressive disorder. Neuroreport. 20, 378-380 (2009).
  15. Juranek, J., Salman, M. S. Anomalous development of brain structure and function in spina bifida myelomeningocele. Dev. Disabil. Res. Rev. 16, 23-30 (2010).
  16. Zhang, Y. Reduced cortical folding in mental retardation. AJNR. Am. J. Neuroradiol. 31, 1063-1067 (2010).
  17. Kuperberg, G. R. Regionally localized thinning of the cerebral cortex in schizophrenia. Archives of general psychiatry. 60, 878-888 (2003).
  18. Milad, M. R. Thickness of ventromedial prefrontal cortex in humans is correlated with extinction memory. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102, 10706-10711 (2005).
  19. Rauch, S. L. A magnetic resonance imaging study of cortical thickness in animal phobia. Biol. Psychiatry. 55, 946-952 (2004).
  20. Fjell, A. M. Selective increase of cortical thickness in high-performing elderly--structural indices of optimal cognitive aging. Neuroimage. 29, 984-994 (2006).
  21. Walhovd, K. B. Regional cortical thickness matters in recall after months more than minutes. Neuroimage. 31, 1343-1351 (2006).
  22. Gold, B. T. Differing neuropsychological and neuroanatomical correlates of abnormal reading in early-stage semantic dementia and dementia of the Alzheimer type. Neuropsychologia. 43, 833-846 (2005).
  23. Salat, D. H. Thinning of the cerebral cortex in aging. Cereb. Cortex. 14, 721-730 (2004).
  24. Schaer, M., Eliez, S. Contribution of structural brain imaging to our understanding of cortical development process. European Psychiatry Reviews. 2, 13-16 (2009).
  25. Shaw, P. Neurodevelopmental trajectories of the human cerebral cortex. J. Neurosci. 28, 3586-3594 (2008).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

FreeSurfer

مقالات ذات صلة