عالية الدقة الهيكلي التصوير بالرنين المغناطيسي من تحت القشرة الإنسان في فيفو وتشريح الجثث

الهدف العام من هذه التجربة هو اختبار حدود دقة التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلي من أجل حل ومقارنة الهياكل تحت القشرية في كل من الدماغ البشري الحي. تضمنت الأبحاث في مختبرنا دراسة النوى الصغيرة تحت القشرية داخل مجموعات المرضى. نظرا لصغر حجمها وازدواجها داخل الدماغ ، يصعب دراستها.

لقد طورنا بروتوكولا يحل هذه الهياكل تحت القشرية في كل من أدمغة ما بعد الوفاة وأدمغة الإنسان الحي. ميزة هذه التقنية هي تقليل مدة الفحص ، وهو أمر مفيد في التطبيقات السريرية. دقة التصوير بالرنين المغناطيسي محدودة بالضوضاء ، لذلك أردنا تحديد الدقة النهائية.

في حالة عدم وجود أكبر مصادر الضوضاء ، وهي حركة رأس الموضوع والنبض والتنفس ، احصل على جميع الصور الموضحة في هذا البروتوكول باستخدام ماسح ضوئي ثلاثي TMRI مزود بملف رأس 32 قناة. في هذا الفيديو، يتم توضيح الخطوات باستخدام ماسح ضوئي Siemens MAGOME TRIO ثلاثة TMRI لجلسات التصوير للمشاركين في الدراسة. تأكد أولا من إجراء فحص سلامة التصوير بالرنين المغناطيسي.

ثم راجع تفاصيل بروتوكول التصوير العصبي واطلب منهم التوقيع على نموذج موافقة المريض أثناء إعداد المشارك للمسح. يتم إدخال سدادات الأذن في أذني المشارك. ثم قم بتأمين رؤوسهم بمنصات لتقليل حركة الرأس.

أثناء التصوير عند إجراء فحوصات باستخدام دماغ ما بعد الوفاة ، تأكد من تثبيت الدماغ قبل التصوير العصبي وأنه موجود داخل كيس أو حاوية مانعة لتسرب الماء تتناسب مع ملف رأس التصوير بالرنين المغناطيسي. ضع الدماغ في ملف الرأس مع محاذاة المحور Z مع تجويف الماسح الضوئي مع توجيه جذع الدماغ نحو سفح سرير الماسح الضوئي. ضع أيضا وسائد مفرغة حول الدماغ للحصول على دعم إضافي.

قبل المسح ، حدد علامة تبويب المريض في الزاوية العلوية اليسرى. استخدم علامة تبويب التسجيل لملء معلومات الموضوع المناسبة. ثم انقر فوق علامة التبويب الاختبار في علامة التبويب مستكشف الاختبار.

ابدأ أولا بإنشاء بروتوكول فحص LOCALIZER جديد في نافذة الإعداد ، استخدم علامة التبويب التباين والدقة الروتينية لإدخال المعلمات كما تظهر على الشاشة هنا. بعد ذلك ، قم بإنشاء بروتوكول جديد سيتم استخدامه للحصول على عمليات مسح مرجحة بكثافة البروتونات عالية الدقة. قم بإعداد هذا في الاتجاه الإكليلي باستخدام المعلمات التي تظهر على الشاشة هنا.

تقليل عرض النطاق الترددي إلى الحد الأدنى الممكن لزيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء. لتقليل مدة المسح الضوئي، اختر 18 شريحة بسمك كل منها ملليمتر واحد مع مجال رؤية 160 ملم. بعد ذلك ، قم بتراكب مربع تحديد الشريحة للحصول على صور كثافة البروتون فوق المترجم.

تأكد من تغطية النوى تحت القشرية داخل المهاد وكذلك الهياكل المحيطة. ثم ابدأ الفحص لتحديد موثوق للهياكل تحت القشرية. احصل على خمسة أشواط باستخدام هذه المعلمات.

عند إجراء تصوير الدماغ بعد الوفاة ، يمكن ملاحظة التحديد الموثوق للهياكل تحت القشرية في فحص واحد فقط بمدة إجمالية تبلغ حوالي ثلاث دقائق بعد نفس بروتوكول المسح. لتحليل البيانات ، استخدم برنامج FSL المتاح مجانا. ابدأ بفتح نافذة طرفية.

ثم قم بتحويل ملفات DICOM الأولية من الماسح الضوئي لكل وحدة تخزين كثافة بروتون إلى تنسيق أنيق. في سطر الأوامر، اكتب مشهد الأمر هنا، DCM إلى NII، متبوعا بدليل كل صورة. ركض. بعد ذلك ، احصل على معلمات مسح كثافة البروتون الأصلي.

ثم قم بإنشاء حجم مستهدف صورة فارغة عالي الدقة بنصف حجم فوكسل هذه المعلمات. للقيام بذلك في أي برنامج محرر نصوص ، أولا ، حدد التحويل باستخدام مصفوفة الهوية كما هو موضح هنا واحفظها كملف نصي يسمى identity dot matt. بعد ذلك ، استخدم الأمر flirt لتطبيق التحويل لأعلى ، وأخذ عينات من كل تشغيل أصلي لمضاعفة الدقة الإجمالية.

ينتج عن هذا مصفوفة 10 24 ويخفض حجم الفوكسل إلى النصف في كل بعد. الآن انقل جميع الصور عالية الدقة إلى مجلد جديد. ثم لكل مشارك ، قم بتسلسل جميع صور كثافة البروتون التي تم أخذ عينات منها من UPS في ملف واحد بأربعة D.

باستخدام حركة أمر دمج FSL، قم بتصحيح هذه الملفات المتسلسلة. باستخدام الأمر URT، حدد تصحيحا رباعي المراحل، والذي يستخدم استيفاء المزامنة كتمرير تحسين إضافي لمزيد من الدقة. بعد ذلك ، قم بإنشاء صورة متوسط ثلاثية الأبعاد باستخدام رياضيات FSL.

ثم تصور النتيجة النهائية ، صورة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة باستخدام أمر عرض FSL. الآن قم بإنشاء مناطق ذات اهتمام ، تسمى أيضا عائد الاستثمار. باستخدام طريقة عرض FSL، قم بتحميل الصورة عالية الدقة.

ثم في علامة التبويب أدوات، حدد علامة تبويب صورة واحدة لتكبير طريقة العرض لسحب عائد الاستثمار. بعد ذلك ، انقر فوق علامة تبويب الملف متبوعة بإنشاء قناع ، وارسم خطا في عائد الاستثمار واحفظه. أخيرا ، استخدم الأمر 3D mask dump الخاص ب AF acne لاستخراج الصورة والشدة وموقع أقنعة عائد الاستثمار التي تم إنشاؤها للتو.

سيتم إخراج النتائج كملف نصي ، والذي يمكن استخدامه لمزيد من التحليل. تقارن هذه السلسلة من الصور متوسطات الحجم في أدمغة الجسم الحي وما بعد الوفاة. لاحظ أن دماغ ما بعد الوفاة يظهر ترسما واضحا للهياكل تحت القشرية في حجم واحد مرجح بكثافة البروتون ، في حين أن متوسط الصور مطلوب ما لا يقل عن خمس صور للدماغ في الجسم الحي لتوفير هذه التفاصيل ، تظهر هذه الشريحة الإكليلية في صورة الدماغ في الجسم الحي تحديدا واضحا ل LGN والهياكل تحت القشرية الأخرى ، وهنا نرى شريحة أخرى من نفس الدماغ بمتوسط 40 حجما من كثافة البروتون في نفس الجلسة مع نفس معلمات التصوير.

تم الحصول على شريحة الدماغ بعد الوفاة هذه في مسح واحد لحجم كثافة البروتون وتوفر تحديدا واضحا للهياكل تحت القشرية ، بما في ذلك LGN الأيمن والأيسر. تظهر هذه الشريحة دماغا بعد الوفاة بمتوسط 100 حجم كثافة بروتون بنفس وصفة الشريحة. يظهر المنظر المكبر ترسيزا واضحا للهياكل تحت القشرية.

هنا نرى ملفات تعريف شدة الخط في الجسم الحي إلى اليسار واليمين ، LGN بالإضافة إلى ما بعد الوفاة إلى اليسار واليمين ، LGN. هذه الخطوط مخصصة ل 40 متوسطا كحد أقصى في الجسم الحي و 100 متوسط بعد الوفاة. في دماغ ما بعد الوفاة ، لم يكن هناك اختلاف في الشدة يمكن أن يعزى إلى طبقات في الدماغ في الجسم الحي.

كان هناك اختلاف في الشدة يمكن أن يعزى إلى الطبقات. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية اتباع هذا البروتوكول المحسن في الحصول على حل عالي الخطورة ، ويمكن تطبيق صور كثافة البروتونات للمناطق تحت القشرية بمجرد اتباعها هذه الطريقة في الإعدادات السريرية لتقليل فترات الفحص إلى أقل من 15 دقيقة في البشر الأحياء وأقل من ثلاث دقائق في أدمغة ما بعد الوفاة عند تطبيقها بشكل صحيح.