2014年7月2日
本研究提供了一套全面的内侧颞叶(MTL)结构手动追踪指南。该方案可应用于涉及结构性和/或结构-功能磁共振成像(MRI)研究的MTL,适用于健康组和临床组。
该程序的总体目标是展示如何在高分辨率磁共振图像上手动追踪人体内侧颞叶结构。这通过首先识别大脑中的杏仁核,并系统地从前缘到后缘追踪来实现。第二步是确定海马体的纵向范围和大致边界,然后逐条向前后方向描绘。
接下来,描摹海马旁回的前部结构,即平行的内皮层和会阴皮层,以更好地适应它们相互边界的变化。最后一步是沿着海马旁回的后段,即海马旁皮层,以同样的前后方向追踪。最终,这种手动追踪程序可用于获得所有内侧颞叶结构的三维渲染和体积统计。
该追踪协议相较于现有协议及自动分割算法的主要优势在于,它能够识别内侧颞叶相对于其邻近结构的所有区域。这不仅能提高定位准确度和人工追踪,也有助于评估和必要时的修正,自动分段导致大脑区域可能具有较大的变异性。当前方案不仅用于内侧颞叶的解剖学研究,还可应用于其他影像学方式的数据分析。
例如,功能性磁共振成像技术,用于高精度识别功能性区域。该方案独特地展示了顳叶间区域,有助于高级和初学研究者准确定位人脑中的这些区域。第一个演示内容是杏仁核的追踪。
首先定位大脑中的结构。识别莱曼岛出现的杏仁核第一切片。这里是额叶和颞叶之间白质连接连续的区域。
视交叉也是另一个重要的标志。然后用角度束作为杏仁核的下外侧边界,在冠状视角中识别杏仁核的最后切片。寻找结构上方高于侧脑室颞角内侧延伸且位于海马头部隆起的带刺回外侧的水平。
现在,为了描绘杏仁核,先确定第一个前连合贯穿两半球的切片,杏仁核以典型形状可见,用内沟作为上内侧边界,从半年沟底沿白质到杏仁核下端的假想线作为下内侧边界。 颞干作为侧缘,沿上外侧弯曲完成后切片的描摹,从岛叶下环沟眼底沿半年回画一条假想线,直到视束作为杏仁核的上边界。一定要排除线下回。侧脑室的颞角和颞角用于下侧侧的划分,颞柄作为侧界。
沿着曲线非常侧向地走,完成描摹。特别注意通过矢状面和轴向视角,将早期切片中的杏仁核与周围区域、上皮层和肠皮层区分开来,然后系统地从前到后方向逐片描绘杏仁核。根据这些指导原则,下一个需要定位的内侧颞叶结构是海马体。当侧脑室颞角沿杏仁核下外侧边界出现时,开始追踪海马体;追溯其最后一次出现时,位于侧脑室三角内侧的下侧,始终采用替代的观察方向,帮助定位海马及其边界。
定义海马体边界时,首先划定上方的阿里乌斯和FIA。侧面的颞角沿角束向下描绘以界定下边界。继续用相同的定义描绘海马体。
此外,将尿路纳入分节,使其紧邻海马旁回的白质束。上侧与负音曲线对齐,主要水平延伸于海马体。在描摹以下三种结构时特别注意。
首先,在分段中包含后置负。其次,务必在分割中省略阿利乌斯上方的脉络丛,尽管在低分辨率图像中可能无法做到这一点。第三,参考两种替代观点以避免尾状核尾部的包含。
接下来要追踪的是海马旁回。这个术语被用来指外侧的会阴皮层。内侧的三皮层和前切片中的海马旁皮层定义了会阴皮层的第一切片,侧沟在三体皮层起始前出现侧沟,沿会阴皮层从侧副沟外侧边缘的内侧边缘延伸至白回或内侧回的外侧眼底。
如果存在两个白山回,或背侧颞极地面的中点。在没有该回的情况下,开始沿着莱曼岛叶前方约五毫米处的内皮层描绘,使用内侧颞极沟的眼底作为上端,皮面作为下内侧边界。杏仁核出现后,半环状沟的眼底成为上边界,即角束假伸与心室腔相接的点。
如果半环状沟无法区分,会阴皮层与三元皮层的边界可能因切片而异。当侧沟较深,即大于或等于1.5厘米时,从该沟内侧的内侧边缘沿着会阴皮层的内侧边缘一直延伸到外侧的中点。对于纵侧沟深度在1至1.5厘米不等的规则性侧沟,将会阴皮层描绘为从侧支沟内侧中点到侧壁内侧末端的区域。
对于浅侧副沟小于一厘米,沿会阴皮层从该沟的眼底延伸至梭状回顶部中点。当侧支沟被切断时,通常在叔叔顶端水平被一个小回从其眼底伸出时,沿着会阴皮层延伸至外侧沟的眼底。沿着肠皮层一直延伸到馉尖后方约1.5毫米处。
向内侧延伸会阴皮层的追踪,以占据其终止后肠皮层的位置,在此阶段梯形的定义在三毫米长度范围内继续适用。除此之外,会阴皮层被海马旁皮层所替代。从会阴皮层末端紧邻海马皮层切片开始,末端沿海马尾巴末端约四毫米处描绘。
沿着会阴皮层后部描述的海马旁皮层,直到出现钙化沟,将其限制在沟的下缘。如果在大约这个水平出现小沟,应将其纳入分段。追踪MTL结构的结果在3D渲染和2D图像中展示了右侧大脑代表切片的位置。
这些杏仁核的冠状图像展示了人工追踪与自动分段结果可能存在差异的极端例子。如右侧面板所示,常见的自动分割软件仅识别了左侧杏仁核的一小部分,而忽略了专家肉眼可识别为杏仁核一部分的超过一半组织。右侧杏仁核也有类似的低估,但程度较轻。
这里展示了单一受试者手工追踪所得的双侧杏仁核和河马曲骨的代表性体积结果。利用现有协议和自动分割,可以观察到自动分割误估了四个结构体积。该手术后,可以收集体积统计数据,以回答诸如内侧颞叶结构在两个年龄组之间或健康与临床组之间是否存在体积差异等问题。在尝试此手术时。
为了确保追踪的准确性和效率,重要的是参考三个视觉平面:冠面、轴面和矢状面。观看本视频后,你应该能很好地理解如何准确识别并手动描绘或调整MIT颞叶区域的自动分割,基于对结构的解剖边界的了解。
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本研究概述了一种使用高分辨率磁共振成像手动追踪内侧颞叶(MTL)结构的详细方案。该方法适用于结构和功能磁共振成像研究中的健康人群及临床人群。
内侧颞叶结构的精确解剖界定对于神经退行性疾病研究中的靶点验证至关重要,因为体积变化是关键的生物标志物。通过减少结构磁共振成像分析中的机制性模糊,手动勾画方案可提高预测的可信度,支持在临床前与临床研究之间实现可靠的生物标志物对应。该方法能够对功能磁共振信号提取和结构-功能共定位实现一致的感兴趣区域(ROI)定义,从而提升靶点参与研究中的转化连续性。
该方法通过提供解剖学上精确的内侧颞叶(MTL)分割,支持从早期发现到先导化合物识别及临床前研究的整个发现过程,用于靶点验证和生物标志物研究。