تجزئة احتشاء الدماغ والتسجيل على التصوير بالرنين المغناطيسي أو التصوير المقطعي المحوسب لرسم خرائط أعراض الآفات

رسم خرائط الأعراض الآفة هو أداة قوية لتوطين وظائف الدماغ من خلال دراسة المرضى الذين يعانون من آفات الدماغ. تتضمن الخطوة المهمة معالجة الصور، بما في ذلك تجزئة الآفة والتسجيل إلى مساحة قياسية. يصف هذا البروتوكول إطارًا موحدًا يعمل مع جميع طرائق التصوير الهيكلي ، مما يوفر مخرجًا ثابتًا من الآفات في المساحة القياسية للاستخدام في دراسات رسم خرائط الأعراض.

يجب تحويل الآفات إلى مساحة قياسية للسماح بإجراء مقارنات عبر الموضوعات. يجب أن يكون دماغ كل مريض متوائمًا مكانًا لتصحيح الاختلافات في حجم الدماغ وشكله. أثناء استخدام هذه الطريقة، فإنه يساعد على معرفة كيف يجب أن يتم تنفيذ كل خطوة بدلاً من اتباع التعليمات المكتوبة وحدها.

كما أنه يتطلب فهمًا جيدًا لصور الدماغ ، مما يجعل العرض التوضيحي المرئي مفيدًا. يصف هذا البروتوكول كيفية تنفيذ خطوات المعالجة المطلوبة لتعيين أعراض الآفة. بمجرد تسجيل خرائط الآفة إلى الفضاء القياسي ، يمكن إجراء رسم خرائط أعراض الآفة على مجموعات كبيرة من المرضى.

عندما يتم تحويل جميع خرائط الآفة إلى مساحة قياسية ، يمثل كل voxel نفس منطقة الدماغ عبر الموضوعات. وهذا يسمح بإجراء التحليلات الإحصائية، على سبيل المثال، لاختبار ما إذا كان وجود آفة في فوكسل معين يرتبط بعجز معرفي. تبدأ بجمع الدماغ التصوير المقطعي أو التصوير بالرنين المغناطيسي من المرضى الذين يعانون من السكتة الدماغية.

معظم الماسحات الضوئية يكون لها عمليات المسح الضوئي كملفات DICOM التي يمكن نسخها إلى قرص ثابت أو ملقم. جمع المتغيرات السريرية في ملف البيانات عن طريق جعل الصفوف منفصلة لكل حالة والأعمدة لكل متغير السريرية. بالنسبة لتجزئة التحويلات، قم بتضمين على الأقل تاريخ السكتة الدماغية وتاريخ التصوير أو متغير يشير إلى الفاصل الزمني بين الحد والتصوير.

لتحويل الصور DICOM إلى ملفات NIfTI غير مضغوط باستخدام الأداة DICOM-إلى-NIfTI اكتب الأمر مشاهدة على الشاشة هنا في موجه الأوامر باستخدام مسار المجلد إلى ملفات DICOM. يمكن رؤية مثال للأمر مع مسارات المجلد إدراجها هنا. سيقوم هذا الأمر بتشغيل الملف التنفيذي وتحويل الصور DICOM في المجلد المحدد وحفظ الملفات NIfTI في هذا المجلد.

وأخيراً، قم بتنظيم ملفات NIfTI في بنية مجلد ملائمة، مع مجلد فرعي لكل حالة، قبل البدء في تجزئة اإلفحار. أولاً، تأكد من أن الفحص قد تم إجراؤه بعد 24 ساعة على الأقل من ظهور أعراض السكتة الدماغية. وإلا، لن يكون التحويل الحاد مرئياً على CT أو سيكون مرئياً جزئياً فقط، ولا يمكن استخدام المسح الضوئي للتجزئة.

افتح CT الأصلي باستخدام ITK-SNAP البرنامج عن طريق تحديد ملف، ثم فتح الصورة الرئيسية من القائمة المنسدلة. ثم انقر فوق استعراض، وحدد الملف لفتح الفحص. الآن تحديد فيلكت على أساس خصائص التصوير.

أولاً، لاحظ أن لدى الفاركت إشارة منخفضة مقارنة بأنسجة الدماغ العادية. في المرحلة الحادة، يمكن أن يسبب الحفارات الكبيرة تأثير الكتلة، مما يؤدي إلى إزاحة الأنسجة المحيطة، وضغط البطينين، وتحول خط الوسط، وطمس sulci. يمكن أن يكون هناك تحول نزفي ، والذي هو واضح كالمناطق مع إشارة عالية داخل infarct.

في المرحلة المزمنة ، سوف تتكون الحفارة من هابو ، مركز تجويف ، مع كثافة مماثلة للسوائل النخاعية ، وحافة أقل hypodense ، والتي تمثل أنسجة الدماغ التالفة. في حالة من المزارع الكبيرة، يمكن أن يكون هناك توسيع vacuo السابقين من الكبريتي المجاورة أو البطينين. تجزئة أنسجة الدماغ المُهدَّد باستخدام وضع الرسام من شريط الأدوات الرئيسي، باستخدام النقر الأيسر للسحب والنقر بزر الماوس الأيمن لمحوه.

بدلا من ذلك ، استخدم وضع المضلع لوضع نقاط المرساة على حدود الآفة ، وعقد زر الماوس الأيسر في حين تحريك الماوس فوق حدود الآفة. بمجرد توصيل جميع النقاط، انقر فوق قبول لملء المنطقة المبينة. بعد الانتهاء من تجزئة، حفظه كملف NIfTI ثنائي في نفس المجلد مثل المسح الضوئي بالنقر على تجزئة وحفظ صورة التجزئة من القائمة المنسدلة، ثم حفظ التجزئة بإعطائها نفس الاسم تماما كما المسح المقطعة، مع تمديد الآفة.

أولاً، تأكد من أن المسح الضوئي DWI تم إجراؤه في غضون سبعة أيام من بداية السكتة الدماغية. تظهر في الفرجات على DWI في غضون عدة ساعات بعد ظهور السكتة الدماغية ، وتقل رؤيتها على DWI تدريجيًا بعد سبعة أيام تقريبًا. بعد ذلك، تحديد و تعليق على أنسجة الدماغ المُهَدَّجة بناءً على الإشارة العالية على DWI وإشارة منخفضة على خريطة ADC.

لا خطأ إشارة انتشار عالية بالقرب من واجهات بين الهواء وإما الأنسجة أو العظام، والتي هي قطعة أثرية لوحظ عادة على DWI. بالنسبة للتصوير بالـ FLAIR، تحقق أولاً من إجراء الفحص بعد 48 ساعة من ظهور أعراض السكتة الدماغية. في مرحلة فرط الحساسية ، عادة ما يكون الحفار غير مرئي ، أو الحدود الدقيقة غير واضحة.

بعد ذلك، افتح صورة FLAIR في ITK-SNAP، وكذلك الفحص المرجح T1 في إطار منفصل كمرجع، إذا كان متاحًا. في المرحلة الحادة ، يكون الحفار مرئيًا كآفة فرط ية متجانسة إلى حد ما ، مع أو بدون تورم وتأثير كتلة. إذا كان متوفراً، استخدم DWI للتمييز بين الآفات الحادة والمزمنة، مثل فرط التنهمات المادة البيضاء.

لتسجيل الصور، قم أولاً بتنزيل RegLSM، واستخدم هذه الأداة لمعالجة الأشعة المقطعية أو أي نوع من تسلسل التصوير بالرنين المغناطيسي. ويمكن رؤية إجراءات التسجيل في الشكل المبين هنا. بعد ذلك، افتح إصدار MATLAB 2015a أو أعلى، قم بتعيين المجلد الحالي إلى RegLSM، ثم قم بتمكين SPM بكتابة addpath متبوعاً باسم المجلد لـ SPM.

بعد ذلك، اكتب RegLSM لفتح واجهة الرسوم. لتنفيذ التسجيل لحالة واحدة، حدد وضع الاختبار في القائمة المنسدلة التسجيل. ثم استخدم الزر فتح صورة لتحديد المسح المقطع والتعليق التوضيحي و T1 اختياريًا، ثم حدد نظام التسجيل المطلوب.

بدلاً من ذلك، يمكن استخدام وضع الدفعة لتسجيل كافة الحالات في المجلد المحدد. تأكد من أن RegLSM حفظ معلمات التسجيل الناتجة، والمسح المسجل، وخريطة الآفة المسجلة في المجلدات الفرعية التي تم إنشاؤها تلقائيًا. الآن، قم بمراجعة نتائج التسجيل عن طريق تحديد "التحقق من النتائج" في واجهة RegLSM، ثم استعرض إلى المجلد الرئيسي مع هذه النتائج.

قم بالتمرير خلال المسح الضوئي المسجل، واستخدم التقاطع للتحقق من المحاذاة إلى قالب MNI152، مع الانتباه إلى المعالم التشريحية التي يمكن التعرف عليها. تأكد من وضع علامة على كافة التسجيلات الفاشلة في عمود منفصل في ملف البيانات الذي تم إنشاؤه مسبقًا من أجل التصحيح اليدوي اللاحق. لأي خرائط الآفة التي تحتاج إلى تصحيح، افتح قالب MNI152 T1 في ITK-SNAP، ثم حدد فتح التجزئة من قائمة التجزئة، واختر خريطة الآفة المسجلة، والتي سوف تتراكب على القالب.

أيضاً، افتح نتائج التسجيل في إطار منفصل كمرجع. قم بتصحيح خريطة الآفة المسجلة في ITK-SNAP لأي نوع من المحاذاة، وذلك باستخدام وظيفة الفرشاة لإضافة voxels مع النقر الأيسر أو إزالة voxels مع النقر بزر الماوس الأيمن. وأخيرا، حفظ خريطة الآفة المصححة كملف NIfTI في نفس المجلد كخريطة الآفة غير المصححة، ثم حفظ التجزئة بإعطائها نفس الاسم بالضبط كخريطة الآفة غير المصححة، مع تمديد تصحيحها.

هنا، نرى الأشعة المقطعية لمريض واحد. لا يمكن استخدام المسح الأولي للتجزئة لأن infarct غير مرئي حتى الآن، على الرغم من أن خرائط الضخ المقطعية تظهر نقص التروية. الأشعة المقطعية في اليوم السادس يظهر تورم أنسجة الدماغ في المزارع مع تحول خط الوسط طفيفة والتحول النزفي.

يُظهر الفحص بعد أربعة أشهر فقدان أنسجة الدماغ مع توسيع البطينين و sulci القريبة. وينظر إلى نتيجة تسجيل CT في اليوم السادس إلى قالب MNI152 هنا. خوارزمية التسجيل تعويض غير كاف لتحول خط الوسط وضغط البطين الأيسر، الأمر الذي يتطلب تصحيح يدوي.

بعد التصحيح ، خريطة الآفة المسجلة هي تمثيل دقيق للفاركت في الفضاء الأصلي ويمكن استخدامها لرسم خرائط أعراض الآفة. هنا، نرى مقارنة تسلسل DWI المسجل وfarct المسجل المقابل مع قالب MNI152. لاحظ خطأ طفيف في رأس النواة caudate الحق.

وهذا يتطلب تصحيحاً يدوياً للتجزئة في الفضاء القياسي. وأخيراً، يُظهر هذا الرقم نتائج تسجيل تسلسل التصوير بالرنين المغناطيسي في اليوم الثالث، وهو أمر كافٍ ولا يتطلب أي تصحيح يدوي. يغطي هذا البروتوكول عملية إعداد بيانات التصوير لرسم خرائط أعراض الآفة، بما في ذلك إرشادات عملية حول كيفية إجراء تجزئة دقيقة للفارات والتسجيل في قالب الدماغ.

يمكن استخدام خرائط الآفة في دراسات رسم خرائط الأعراض للآفات لتوطين وظيفة إدراكية محددة أو لاستخدام موقع الآفة للتنبؤ بالنتائج المعرفية في مرضى السكتة الدماغية. هذا البروتوكول يسرع وينسق سير العمل لدراسات رسم خرائط أعراض الآفة، مما يمكن الباحثين من إجراء دراسات متعددة المراكز كبيرة بما في ذلك مئات الآلاف من المواضيع.