Name: Eine umfassende Protokoll für die manuelle Segmentierung der medialen Temporallappen Structures (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-07-02T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 30 s
Description: Lernen Sie die manuelle Segmentierung medialer Temporallappenstrukturen anhand hochauflösender MRT-Bilder. Dieses Protokoll ermöglicht präzise Volumetrie von Amygdala, Hippocampus und Parahippocampalen Gyrus für neurologische Forschung.

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Diese Forschung wurde durch Mittel für FD unterstützt. MM wurde durch ein IGERT-Stipendium im Rahmen des National Science Foundation Grant Nr. 0903622 unterstützt. Die Autoren möchten den Mitgliedern des Dolcos-Labs für ihre Unterstützung bei der Datenerhebung und -vorbereitung danken.

1. Amygdala <ol><li> Anterior Scheiben des AMY <ol><li> Identifizieren Sie die erste Scheibe der AMY, in dem die limen Insula zunächst angezeigt, in dem die weiße Substanz Verbindung zwischen dem Frontal-und Temporallappen ist kontinuierlich und sichtbar 30. In der Frontalansicht stehen die Winkelbündel als inferolateralen Grenze des AMY. </li><li> Suchen Sie das Chiasma als Wahrzeichen für das Erscheinungsbild des AMY. Verwenden Sie die axiale und sagittale Ansichten, die Amy in seinen frühen Scheiben von der umgebenden uncus unterscheiden. Folgen Sie dem weißen Substanz Wege rund um den AMY in axialer Ansicht, um den entorhinalen Bereich 32 auszuschließen. </li><li> Verschieben nach hinten, identifizieren Sie die erste Scheibe, in der der vorderen Kommissur ist während beider Halbkugeln 28, wo die AMY in seine typische Form sichtbar ist kontinuierlich. Verfolgen Sie die AMY gegen den Uhrzeigersinn mit dem entorhinalen Sulcus als superomedial Grenze, die gedachte Linie von der Fundus des semianular sulcus entlang der weißen Substanz an der unteren Spitze des AMY als inferomedialen Grenze, die zeitliche Stamm wie die laterale Grenze, und wieder zurück zum entorhinalen Sulcus, um die Rückverfolgung 31 abzuschließen. </li></ol></li><li> Hintere Scheiben des AMY <ol><li> Beachten Sie, dass auf dieser Ebene, die sowohl AMY und HC in der gleichen Scheibe (n) sichtbar sind. </li><li> Noch im koronalen Ansicht, identifizieren die letzte Scheibe der AMY dem die Struktur über dem medialen Verlängerung der zeitlichen Horn lateralen Ventrikel 36 (oder der alveus wenn der Ventrikel nicht vorhanden ist) und lateral von der hakenförmigen dentatus, der Ausstülpung der Kopf des HC. Überprüfen Sie die sagittalen und axialen Ansichten für genaue und konsistente Ablaufverfolgung. </li><li> Ziehen Sie eine imaginäre Linie vom Fundus der unteren kreisförmigen Sulcus der Insula zur optischen Trakt wie der obere Rand des AMY 31, die auch unterscheidet sie von der grauen Substanz des Globus pallidus und Putamen. </li><li> Trace entlangdie halbmondförmigen Gyrus als superomedial Grenze und schließen die Gyrus uncinatus 32. Verwenden Sie das Unterhorn des lateralen Ventrikel und die zeitliche Stammzellen für die seitliche Abgrenzung. </li></ol></li><li> Fortlaufende Scheiben des AMY in anterior-posteriorer Richtung <ol><li> Systematisch verfolgen die AMY Stück-für-Stück mit den einschlägigen Richtlinien über. Am vorderen Teil des AMY, verwenden Sie die gleichen Grenzen wie für die meisten der anterior-Scheibe; Umgekehrt, am hinteren Abschnitt der AMY, die gleichen Grenzen wie bei der hintersten Scheibe. </li><li> Weiter, um die axialen und sagittalen Ansichten beschäftigen, um zu definieren und zu präzisieren die AMY Grenzen. </li></ol></li></ol> 2. Hippocampus <ol><li> Lokalisieren des HC <ol><li> Verfolgen des HC beginnen, wenn die zeitliche Horn der lateralen Ventrikel inferolateralen erscheint an der Grenze der AMY. Wenn die zeitliche Horn des lateralen Ventrikel bereits vorhanden auf früheren Scheiben, beachten Sie, dass the Beginn der HC wird dann durch die zeitlichen Horn der lateralen Ventrikel Erweiterung und Dehnung superolaterally angegeben. </li><li> Beenden Sie die Verfolgung der HC mit seinem letzten Auftritt auf der inferomedialen Trigonum der lateralen Ventrikel 31. Immer nutzen die alternativen Blick auf die Lokalisierung der HC-und seiner Grenzen. </li></ol></li><li> Border-Definitionen des HC <ol><li> Abgrenzung der seitlichen HC gegen die zeitliche Horn. In Fällen, in denen die zeitliche Horn des lateralen Ventrikel ist nicht genug wahrnehmbar, schließen eine Reihe von Voxel aus der Segmentierung, um es zu bezeichnen. </li><li> Inferior, verwenden Sie die Winkelbündel (oder seiner gedachten Verlängerung) an die Herzkammer, um die HC aus dem PHG zu trennen. Verwenden Sie die alveus zusammen mit den Fimbrien als die überlegene Grenze. Verfolgen Sie die HC mit den gleichen Definitionen ganz. </li><li> Darüber hinaus gehören die subiculum in der Segmentierung, so dass sie medial grenzt die weiße Substanz Bündel des PHG, souverän ausgerichtetmit der Kurve des uncus und erstreckt sich hauptsächlich horizontal von der HC 37. Tracing hinten, pflegen diese Definitionen, bis der Sulkus greift. </li></ol></li><li> Feststellend Divisionen des HC <ol><li> Beachten Sie, dass der HC kann in drei Segmente unterteilt werden: Kopf, Körper und Schwanz. </li><li> Verwenden Sie das Aussehen des uncal Spitze, um den Übergang von der HC-Kopf auf den HC Körper, und die rasche Expansion in aufsteigender und Größe, die in der Regel mit dem Erscheinen des Crus des Scheidengewölbe übereinstimmt, um das Aussehen des HC Schwanz bedeuten markieren 23,30,38. </li></ol></li><li> Achten Sie besonders bei der Rückverfolgung der folgenden Strukturen. <ol><li> Fügen Sie die hintere uncus in der Segmentierung. </li><li> Lassen Sie die Plexus über dem alveus aus der Segmentierung auf den koronalen Scheiben, obwohl dies nicht möglich sein, auf Bilder mit niedriger Auflösung. </li><li> Beziehen sich auf die zwei alternative Ansichten, die Aufnahme des Schwanzes des c vermeidenaudate und die pulvinar am oberen Aspekt der HC Schwanz. </li><li> Vermeiden Einbeziehung der faszikulären Gyrus mit der Feststellung ihrer Entstehung auf der Ebene des Crus des Scheidengewölbe, wo zunächst wird es aus dem Hippocampus-Schwanz durch die Fasciola cinerea und mehr getrennt nach hinten wird der grauen Substanz über dem Sulkus 32. </li></ol></li></ol><img alt="Figur 2" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50991/50991fig2highres.jpg" width="400" /> 2. Ein Vertreter Sagittalschnitt des MTL verfolgt unter Verwendung der vorliegenden Protokoll, zeigt seine aktuelle Position im Gehirn, und die relativen Positionen unter seinen Hauptstrukturen, dh die AMY (rot), der HC (blau), die VR China (gelb), der ERC (pink) und der PHC (grün). 3. Gyrus parahippocampalis <ol><li> Feststellend, Abteilungen des PHG <ol><li> Beachten Sie, dass die PHG ca.der vordere PHG (dh die PRC und ERC) und der hinteren PHG (dh die PHC): n in zwei Segmente aufgeteilt werden. </li><li> Beachten Sie, dass im vorderen Segment, wird die VR China früher als der ERC, und Flanken seitlich über den gesamten Verlauf. </li><li> Nachdem der ERC verschwindet, beachten Sie, dass die VR China fasst seinen Platz auf dem PHG und weiter auf 3 mm. </li><li> Jenseits dieses Segment, Spuren die hintere PHG, wo die PHC kommt in der Breite des PHG bis zu seinem Ende 30. </li></ol></li><li> Anterior Scheiben des PHG <ol><li> Definieren Sie die erste Scheibe der Volksrepublik China mit dem Erscheinen des CS 25,39. Vor Beginn des ERC, verfolgen Sie die VR China von der medialen Rand der Seitenbank des CS an der Seiten Fundus des Gyrus von Schwalbe, oder dass der medialen ein, wenn zwei Windungen der Schwalbe vorhanden sind, oder der Mittelpunkt der dorsal temporopolar Oberfläche in Abwesenheit des Gyrus 25,39. </li><li> Start, um den ERC 5 mm eine Spurennterior auf die limen Insula 40,41. </li><li> Weiterhin Verfolgen der ERC mit dem Fundus des medialen temporopolar Sulcus als die überlegene Ende 40 und den Fundus des Halbringfurche, nachdem das AMY erscheint, oder die Stelle, wo die gedachte Verlängerung der Winkelbündel trifft die Herzkammer, wenn die Halbringfurche 25 nicht zu unterscheiden. Beachten Sie, dass es inferior erstreckt, um die Herzkammer oder die Pia-Oberfläche direkt zu treffen. </li><li> Die Grenze zwischen der VR China und der ERC kann von Scheibe zu variieren, um zu schneiden. <ol><li> Wenn die CS ist tief (≥ 1,5 cm), verfolgen Sie die VR China von der medialen Rand des medialen Ufer dieses Sulcus, zum Mittelpunkt seiner Seitenbank 25. </li><li> In Fällen mit einem regelmäßigen CS (Tiefe von 1-1,5 cm), verfolgen Sie die VR China als der Bereich vom Mittelpunkt des medialen Bank der Sicherheiten Sulcus an der medialen Ende der seitlichen Bank des Sulcus 25. </li><li> Mit a &lt;em&gt; flache CS (&lt;1 cm), verfolgen Sie die VR China aus dem Fundus des Sulcus zum Mittelpunkt der Krone der spindelförmigen Gyrus 25. </li></ol></li><li> Wenn die CS unterbrochen, in der Regel auf der Ebene der uncal Spitze von einem kleinen Gyrus, die aus ihrer Fundus, verfolgen Sie die VR China in den Fundus des Sulcus lateralis 25. Ein-oder ausschließen weißen Substanz nach dem Ziel für die ROI. </li><li> Verfolgen Sie die ERC, bis 1,5 mm hinter der Spitze uncal oder Ende des Gyrus intralimbicus 42. </li><li> Verlängern Sie die Rückverfolgung von der VR China medial an die Stelle des ERC nach seiner Beendigung, wobei die Definitionen für die letztere noch bis 4,5 mm hinter der Spitze uncal gelten, oder das Ende des Gyrus intralimbicus 42 zu besetzen. Die VR China wird dann von der PHC 25,30 ersetzt. </li></ol></li><li> Hintere Scheiben des PHG <ol><li> Start, um den PHC auf der Scheibe hinter dem Ende der Volksrepublik China zu verfolgen, bis 4 mm hinter ter am Ende des HC 32 Schwanz. Alternative Definitionen aus der Literatur sind in der Diskussion beschrieben. Wieder ein-oder ausschließen weißen Substanz je nach Ziel. </li><li> Abgrenzung der PHC mit der gleichen in den hinteren Teil der Volksrepublik China nach dem Verschwinden des ERC beschriebenen Methode. Nutzen Sie auch die weiße Substanz des Cingulum als die überlegene Grenze, sobald es erscheint. Weiter Tracing auf diese Weise bis zum Erscheinen des Sulkus, die den PHC zum unteren Rand des Sulcus 30 beschränkt superomedially. </li><li> Sollte ein Mini-Sulcus vor der Entstehung des Sulkus erscheinen, sind es bei der Segmentierung, aber vorsichtig sein, in die sie aus dem Sulkus. </li></ol></li></ol>

Die Autoren haben keine Interessenkonflikte zu erklären.

Traditionell hat manuelle Segmentierung von vielen Forschern wurde als Goldstandard. Es wurde jedoch eine genaue Abgrenzung der einzelnen Strukturen durch die sehr variable Morphologie der MTL Strukturen erschwert und durch die in der Regel schwach MRI Kontraste dieser Strukturen gegen die umgebenden Nervengewebe und nicht-neuronalen Bereichen. In der Vergangenheit haben einige MTL-Strukturen gab es widersprüchliche Beschreibungen in der Literatur. In einigen Fällen von Segmentieren der PRC zum Beispiel der Sicherungsfu...

A correction was made to <a href="/video/50991">A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures</a>. Table 1 and its legend were updated. References 10 and 14 were also updated.
The references were updated from:
<ol start="10">
<li>Wager, T. D. &amp; Smith, E. E. Neuroimaging studies of working memory: a meta-analysis. Cognitive, Affective &amp; Behavioral Neuroscience. 3(4), 255-274 (2003).</li>
</ol>
<ol start="14">
<li>Scheltens, Ph, et al. Atrophyofmedialtemporallobeson MRIin 'probable' Alzheimer's disease and normal ageing: diagnostic value and neuropsychological correlates. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 55(10), 967-972, (1992).</li>
</ol>
to:
<ol start="10">
<li>Wager, T. D., Phan, K. L., Liberzon, I., &amp; Taylor, S. F. Valence, gender, and lateralization of functional brain anatomy in emotion: a meta-analysis of findings from neuroimaging. Neuroimage. 19 (3), 513-31, doi:10.1016/S1053-8119(03)00078-8 (2003).</li>
</ol>
<ol start="14">
<li>de Leon, M. J. et al. Imaging and CSF studies in the preclinical diagnosis of Alzheimer's disease. Annals of the New York Academy of Sciences. 1097, 114-145, doi:10.1196/annals.1379.012 (2007).</li>
</ol>
Table 1 had its legend updated from:
Table 1. Representative volumetric results of the bilateral AMY and the HC of a single subject, from manual tracing using the present protocol and automatic segmentation. Automatic segmentation has underestimated the volume of each of the four structures compared. Corrected volume was calculated as the ratio between Voxel volume and Intracranial volume (ICV). For this subject, ICV = 1446616.73 mm3.
to:
Table 1. Representative volumetric results of the bilateral AMY and the HC of a single subject, from manual tracing using the present protocol and automatic segmentation. Automatic segmentation has misestimated the volume of each of the four structures compared. Corrected volume was calculated as the ratio between Voxel volume and ICV. For this subject, ICV = 1599482.11 mm3. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50991/50991table1.jpg" target="_blank">Please click here to view a larger version of this figure.</a>

A correction was made to <a href="/video/50991">A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures</a>. Table 1 and its legend were updated. References 10 and 14 were also updated.

Erratum: A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures

Der mediale Temporallappen (MTL), eine mutmaßliche Bereich der höchsten Ebene der Integration von Sinnesinformation 1, war ein häufiges Thema der gezielten Analysen. Zum Beispiel Hippocampus und zugehörigen parahippocampal Bereichen wurden ausführlich im Speicher Forschungs 2-5 untersucht. Auch die Rolle der Amygdala wurde häufig in der Forschung untersucht Emotionsverarbeitung und Emotion-Kognition Wechselwirkungen 6-11 betont. Kürzlich haben verschiedene MTL Regionen auch in dem neuen Gebiet der Neurowissenschaften Persönlichkeit, die die Struktur und Funktion von diesen und anderen Hirnregionen verknüpft, um individuelle Unterschiede in Persönlichkeitsmerkmale 12 aufgenommen Aufmerksamkeit. Beurteilung der Anatomie und Funktion der MTL Strukturen können zur Erleichterung der Diagnose von degenerativen Erkrankungen, bei denen spezifische strukturelle und funktionelle Anomalien können in verschiedenen Strukturen auftreten MTL wichtig sein. Zum Beispiel bei Alzheimer-Krankheit (AD), eine bedeutendeTrophäe des entorhinalen Cortex und Hippocampus beobachtet werden 13,14, und Atrophie des Hippocampus kann den Übergang von der leichten kognitiven Beeinträchtigung AD 15 vorherzusagen. Automatische Segmentierungsalgorithmen haben vor kurzem populär für die Segmentierung kortikalen und subkortikalen Strukturen geworden, aber wie bei jedem Werkzeug, diese Programme zwangsläufig Fehler auftreten, in einigen Fällen. In solchen Fällen sollte ein Forscher sowohl mit dem Wissen und Richtlinien, um die anatomischen Grenzen der MTL-Strukturen zu erkennen ausgestattet werden. Die Tendenz in der vorhandenen Literatur war es, einzelne Teilbereiche gezielt MTL 16-21, mit vielen Protokollen eher auf Hippocampus 16-19 konzentrieren. Anders als die meisten der verfügbaren veröffentlichten Richtlinien für MTL Verfolgung, stellt die vorliegende Protokoll eine umfassende Reihe von Richtlinien, die für eine klare Lokalisierung aller MTL Teilbereiche zu ermöglichen. Tracing Leitlinien für die folgenden MTL-Strukturen werden beschrieben: die Amygdala (AMY), der Hippocampus (HC), die perirhinal Kortex (VR China), dem entorhinalen Kortex (ERC) und die parahippocampal Kortex (PHC). AMY und die HC werden zuerst zurückgeführt, und werden dann durch den Gyrus dentatus (PHG) Strukturen verfolgt. Beachten Sie, dass der Oberbegriff HC wird hier verwendet, um die HC-Bildung, die den HC richtige umfasst, der subiculum, und dem hinteren Segment des uncus 22-24 beziehen. Beachten Sie auch, dass der PHG kann in zwei Segmente, den vorderen Teil und dem hinteren Teil unterteilt werden. Im vorderen Teil des PHG, kann es weiter in die lateralen und medialen Vorder PHG, deren kortikale Bereiche entsprechen der VR China und der ERC bzw. geteilt werden. Die PHC, der kortikale Bereich des hinteren Teils des PHG, entspricht der parahippocampal Kortex richtig. Der Einfachheit halber werden wir mit den Begriffen Volksrepublik China und ERC auf die lateralen und medialen Vorder PHG beziehen und PHC zu der hinteren PHG beziehen. Die segmentation für jede Struktur beginnt mit einer groben Lokalisierung der vorderen und hinteren Ränder, zusammen mit anderen relevanten Landmarken, die dann von der tatsächlichen Spur in der Koronarebene durchgeführt Scheibe-für-Scheibe folgt, in einer anterior-posterior/rostro-caudal Richtung. In allen Fällen werden die sagittalen und axialen Abschnitten eng überwacht werden, um die Lokalisierung der anatomischen Grenzen und Sehenswürdigkeiten unterstützen. Die Notwendigkeit einer solchen Verfolgungs Richtlinien auch in Zahlen anzeigt mögliche Unterschiede zwischen dem Ausgang der automatischen und manuellen Segmentierung Protokolle dargestellt. Der Vorteil eines Protokolls, das alle der MTL-Strukturen in der visuellen Format beschrieben ist, daß Variationen in der Anatomie (z. B. die Sicherungsfurche [CS]-Anteil), die Grenzdefinitionen beeinflussen kann, kann in Zusammenhang mit der umgebenden Anatomie (beschrieben beispiels , die VR China und ERC medialen und lateralen Grenzen variieren in der Lage, je nach Tiefe der CS 25 </sbis&gt;). Dies könnte nicht klar oder verständlich zu einem unerfahrenen Tracer oder einem erfahrenen Tracer, die nur Spuren ein-oder getrennte Strukturen, und nach unserem Wissen nicht so ein umfassender Leitfaden visuell nicht existieren. Das vorliegende Protokoll ist eine explizite Darstellung von Leitlinien für die MTL-Tracing in einer früheren Untersuchung identifiziert Differenzbeiträge MTL Teilbereiche auf die Speicherfördernde Wirkung von Emotion 26, um eine höhere Auflösung Gehirn Bilder von den jüngsten Entwicklungen in der strukturellen Magnetresonanz (MR)-Bildgebung erlaubt angepasst verwendet . Die Ablaufverfolgung ist auf Scans von einem gesunden Freiwilligen (weiblich, im Alter von 24) erhalten dargestellt, mit einem 3T MR-Scanner. Mit einem Anschaffungs Winkel parallel zur AC-PC Anatomische Bilder wurden als 3D-MPRAGE (; TE = 2,26 ms;; FOV = 256 x 256 mm Voxelgröße = 1 x 0,5 x 0,5 mm TR = 1800 ms) erworben. Wenn Bilddaten mit einem unterschiedlichen Erfassungswinkel, wie z. B. Schrägorientierung erfasst, sollten die Daten reg seinentledigt zu einem parallel oder senkrecht zur Ausrichtung AC-PC, so dass anatomische Wahrzeichen Beschreibungen übersetzen entsprechend. Die Bilder wurden dann zu NIfTI Format und Eingabe in 27 Segmentierung Software für Handverfolgung übersetzt. Scan-Daten in der aktuellen Protokoll wurde im Rahmen einer Studie, die vom Institutional Review Board genehmigt wurde, und der Freiwilligen mit schriftlicher Einwilligung erhoben. Indem Informationen aus verschiedenen separaten Verfolgung Protokolle für diese Strukturen 18-22,28-31, als auch von anatomischen Analysen und Atlanten 23,32,33, präsentiert das vorliegende Protokoll eine umfassende Reihe von Richtlinien, die Ungereimtheiten in der vorhandenen Literatur zu adressieren. Durch die begleitenden visuellen Materialien Ergänzt wird diese Arbeit voraussichtlich klareres Verständnis der MTL-Strukturen fördern und wecken Interesse der Zukunftsforschung bei der Annahme manuelle Segmentierung, entweder als primäre Methode der MTL-Tracing oder als Ergänzungry-Methode, um die automatische Segmentierung. Durch eine genaue, intuitive und komfortable Führung für das Verständnis der Anatomie MTL, wird dieses Protokoll helfen Forscher identifizieren die Lage aller Teilbereiche MTL, relativ zu ihren benachbarten Strukturen, auch wenn nur einige MTL-Strukturen sind speziell für gezielte Analysen. Dies wird nicht nur Lokalisierungsgenauigkeit zu erhöhen, sondern wird auch dazu beitragen Tracer fundierte Entscheidungen in Fällen von morphologischen Veränderung, die in der MTL sehr wahrscheinlich ist. Diese Richtlinien können angewendet werden, um Forschung an strukturellen und / oder funktionellen MRT Untersuchungen der MTL, einschließlich volumetrische Analysen und Gehirn Anomalie-Erkennung, sowie Lokalisierung von Verfahren für die funktionelle oder anatomische und tractographic Analysen bei gesunden Gruppen. Dieses Protokoll kann auch verwendet werden, um die Segmentierung der MTL Strukturen für Patienten (z. B. Patienten mit Atrophie) zu informieren, wenn die großen anatomischen Orientierungspunkte werden relativ beibehalten. Tracing klinischen Themas &#39;Daten können zusätzliche Zeit und Mühe nehmen, abhängig von der Schwere der Atrophie und / oder anatomische Veränderungen. Es ist wichtig, den Unterschied zwischen Kortex und Gyrus berücksichtigen bei der Festlegung der ROI. Anatomisch, bezieht sich hier sowohl Gyrus weißen Substanz und grauen Substanz, während Kortex bezieht sich auf Materie nur grau. Abhängig von der beabsichtigten Verwendung des ROI kann Segmentierungen weißen Substanz einschließen oder ausschließen. Wir empfehlen die Rückverfolgung nacheinander durchgeführt werden, Unterbau Unterbau, eine Hemisphäre zu einem Zeitpunkt. Bestimmte Software-Pakete 34 sorgen für eine Verfolgung grenzt auf einer Scheibe skizziert auf nachfolgende Scheiben, ein Feature, das beschleunigt den Prozess eingefügt werden. Es ist immer ratsam, um die gegenüberliegende Hemisphäre Referenz nach Bedarf, um die für die Konsistenz zwischen den beiden Seiten (zB in anatomischen Landmarken Erkennung) zu überprüfen. Alternativ parallel Verfolgung der gleichen Strukturen innerhalb der beiden Halbkugels kann auch durchgeführt werden. Unabhängig davon, ob die Ablaufverfolgung ist sequentiell oder parallel, sobald der Prozess abgeschlossen ist, sollte die Tracer überprüfen Sie die End-Ergebnis und Anpassungen nach Bedarf, verweisen beide Hemisphären und Mehrfachebene Blick. Je nach Erfahrung des Tracers und der Auflösung der Bilddaten, manuelle Segmentierung des MTL für gesunden Probanden Daten können von 8 bis 10 h oder mehr im Falle eines Novizen Tracer zu 3-4 Stunden in die zu nehmen,,,, Bei einem erfahrenen ein. <img alt="Figur 1" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50991/50991fig1highres.jpg" width="400" /> Abbildung 1. Ein 3D-Überblick über die MTL, verfolgt mit dem vorliegenden Protokoll. Strukturen hier dargestellt sind die AMY (rot), der HC (blau), die VR China (gelb), der Europäische Forschungsrat (pink) und der PHC (grün) .

<table><tbody><tr><td>ITK-SNAP</td><td>ITK-SNAP Team an der University of Pennsylvania und der University of Utah</td><td>ITK-SNAP v2.2</td><td></td></tr><tr><td>FSL</td><td>Funktionelle Magnetresonanztomographie des Gehirns (FMRIB) Analysegruppe</td><td>FSL v4.1</td><td></td></tr><tr><td>Siemens Magnetom Trio 3T MR-Scanner</td><td>Siemens</td><td>Magnetom Trio 3T</td><td></td></tr></tbody></table>

eine umfassende protokoll für die manuelle segmentierung der medialen temporallappen structures

A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures

Der vorliegende Beitrag beschreibt ein umfassendes Protokoll für die manuelle Verfolgung der Satz von Hirnregionen, die den medialen Temporallappen (MTL): Amygdala, Hippocampus, und die damit verbundenen parahippocampal Regionen (perirhinal, entorhinalen und parahippocampalen richtige). Anders als die meisten anderen Tracing Protokolle zur Verfügung, in der Regel die Konzentration auf bestimmte Bereiche MTL (zB Amygdala und / oder Hippocampus), ermöglicht die klare Lokalisierung aller MTL Teilbereiche der durch die vorliegenden Leitlinien verabschiedet Verfolgung integrative Perspektive. Durch die Integration von Informationen aus einer Vielzahl von Quellen, einschließlich erhaltene Verfolgung Protokolle separat Targeting verschiedenen MTL-Strukturen, histologische Berichte, Atlanten und Gehirn, und mit dem Komplement der illustrativen Bildmaterial stellt die vorliegende Protokoll eine präzise, ​​intuitive und komfortable Führung für das Verständnis der MTL Anatomie. Die Notwendigkeit einer solchen Verfolgungs Richtlinienist auch durch die Darstellung mögliche Unterschiede zwischen automatischer und manueller Segmentierung Protokolle hervorgehoben. Dieses Wissen kann in Richtung Forschung, die nicht nur strukturelle MRT-Untersuchungen angewendet werden, sondern auch Struktur-Funktions Kolokalisations-und fMRI-Signal-Extraktion aus anatomisch definierten ROIs, in gesunden und klinischen Gruppen gleichermaßen.

Illustration der möglichen Unterschiede zwischen Manuelle und automatische Segmentierung Ein 3D-Modell des manuellen Segmentierung der AMY, HC, PRC, ERC und PHC ist in Fig. 1 gezeigt, und ein Sagittalschnitt der Segmentierung ist in Fig. 2 gezeigt. Zum Zweck der Veranschaulichung extreme mögliche Unterschiede zwischen manueller und automatischer Kurven wurden Scheiben des AMY aus einer repräsentativen Thema mit fehlerhaften automatischen Seg...

Die vorliegende Arbeit bietet einen umfassenden Leitsatz zur manuellen Nachverfolgung der Strukturen des medialen Temporallappens (MTL). Dieses Protokoll kann auf Forschungen angewendet werden, die strukturelle und/oder kombinierte strukturell-funktionelle Magnetresonanztomographie (MRT) der MTL sowohl in gesunden als auch in klinischen Gruppen umfasst.

Eine umfassende Protokoll für die manuelle Segmentierung der medialen Temporallappen Structures

The present paper describes a comprehensive protocol for manual tracing of the set of brain regions comprising the medial temporal lobe (MTL): amygdala, ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, zu zeigen, wie man die menschlichen medialen Temporallappenstrukturen auf hochauflösenden Magnetresonanzbildern manuell nachzeichnet. Dies wird erreicht, indem zunächst die Amygdala im Gehirn identifiziert und systematisch vom vorderen bis zu den hinteren Rändern verfolgt wird. Der zweite Schritt besteht darin, die Längsstrecke und die allgemeinen Ränder des Hippocampus zu lokalisieren und ihn dann Schnitt für Schnitt in der vorderen posterioren Richtung nachzuzeichnen.Anschließend werden die vorderen Strukturen des parahippocampalen Gyrus, nämlich der Interal- und Perinealkortiks, parallel nachverfolgt, um Variationen ihrer gegenseitigen Grenzen besser zu berücksichtigen. Der letzte Schritt besteht darin, das hintere Segment des para-hippocampalen Gyrus, nämlich den eigentlichen para-hippocampalen Cortex, in derselben vorderen hinteren Form nachzuzeichnen. Letztlich kann dieses manuelle Nachverfolgungsverfahren verwendet werden, um eine 3D-Darstellung und volumetrische Statistik aller Strukturen des medialen Zeitlappens zu erhalten.Der Hauptvorteil dieses Nachverfolgungsprotokolls gegenüber bestehenden Protokollen sowie automatischen Segmentierungsalgorithmen besteht darin, dass es alle Bereiche des medialen Temporallappen relativ zu ihren benachbarten Strukturen identifiziert. Dies kann die Lokalisierungsgenauigkeit und manuelle Nachverfolgung erhöhen sowie bei der Bewertung und gegebenenfalls Korrektur helfen; die automatische Segmentierung führt zu einer Gehirnregion mit erheblicher Variabilität. Das aktuelle Protokoll wird nicht nur für anatomische Untersuchungen im medialen Temporallappen verwendet, sondern kann auch auf die Datenanalyse anderer bildgebender Modalitäten angewendet werden.Zum Beispiel die funktionelle Magnetresonanztomographie, um funktionale Bereiche von Interesse mit hoher Genauigkeit zu identifizieren. Dieses Protokoll liefert eine einzigartige Illustration der intertemporalen Lappenregionen, was sowohl fortgeschrittenen als auch unerfahrenen Forschern helfen kann, diese Regionen im menschlichen Gehirn genau zu lokalisieren. Die erste Demonstration behandelt das Nachzeichnen der Amygdala.Beginnen Sie damit, die Struktur im Gehirn zu lokalisieren. Identifizieren Sie den ersten Schnitt der Amygdala, in dem die Lyman-Insula erscheint. Dabei ist die Verbindung der weißen Substanz zwischen Frontallappen und Temporallappen kontinuierlich.Das Optikuschiasma ist ein weiteres wichtiges Meilenstein. Dann wird das Eckbündel als inferolateraler Rand der Amygdala verwendet, um den letzten Schnitt der Amygdala in der koronalen Ansicht zu identifizieren. Suchen Sie nach einer Ebene, auf der die Struktur über der medialen Verlängerung des Schläfenhorns des Seitenventrikels und lateral zum uncinaten Gyrus, dem Vorsprung des Hippocampuskopfes, liegt.Um nun die Amygdala zu verfolgen, identifizieren Sie den ersten Schnitt, in dem die vordere Kommissur über beide Hemisphären durchgehend ist, wobei die Amygdala in ihrer typischen Form sichtbar ist, und folgt der Amygdala mit dem Interalsulcus als supermedialer Rand, der imaginären Linie vom Fundus des halbjährlichen Sulcus entlang der weißen Substanz bis zur unteren Spitze der Amygdala als inframedialer Rand, der Schläfenstamm als laterale Rand und folgt der überseitigen Krümmung, um die Nachverfolgung auf den hinteren Schnitten zu vervollständigen, zieht eine imaginäre Linie vom Fundus des unteren kreisförmigen Sulcus der Insula entlang des halbjährlichen Gyrus bis zum Optikustrakt als oberer Rand der Amygdala. Achte darauf, den uninaten Gyrus auszuschließen. Verwenden Sie den Alius und das Schläfenhorn des lateralen Ventrikels für die inferolaterale Abgrenzung und den Schläfenstamm für den lateralen Rand.Folge der Krümmung superseitlich, um das Nachzeichnen abzuschließen. Beachten Sie besonders darauf, die Amygdala in ihren frühen Schnitten von den umliegenden Bereichen, Onus und enteralem Kortex zu unterscheiden, indem Sie sagittale und axiale Ansichten als Leitfäden verwenden, und führen Sie dann systematisch eine Schnitt-Verfolgung der Amygdala von vorne bis hinten durch. Nach diesen Richtlinien ist die nächste Struktur im medialen Temporallappen, die lokalisiert werden muss, der Hippocampus beginnt, den Hippocampus zu verfolgen, wenn das temporale Horn des lateralen Ventrikels entlang des inferolateralen Rand der Amygdala erscheint, und die Verfolgung des Hippocampus mit seinem letzten Erscheinungsbild, submedial zum Trigone des lateralen Ventrikels, nutzt stets alternative Beobachtungsrichtungen, um den Hippocampus und seine Grenzen zu lokalisieren.Um die Grenzen des Hippocampus zu definieren, beginnen wir damit, den Alius und die FIA als überlegene Aspekt abzugrenzen. Das Schläfenhorn an der lateralen Seite zieht sich unterhalb entlang des Winkelbündels, um den unteren Rand zu definieren. Verfolgen Sie den Hippocampus weiterhin mit denselben Definitionen.Zusätzlich wird das Ulu in die Segmentierung integriert, sodass es unmittelbar an das weiße Substanzbündel des parahippocampalen Gyrus grenzt. Sie richtet sich superior mit der Kurve des Tonus aus und erstreckt sich hauptsächlich horizontal vom Hippocampus aus. Beim Nachzeichnen der folgenden drei Strukturen wird besondere Aufmerksamkeit geschenkt.Zunächst sollte die hintere Last in die Segmentierung einbezogen werden. Zweitens sollten Sie den Plexus choroidus oberhalb des Alius aus der Segmentierung weglassen, obwohl dies bei niedriger Auflösung möglicherweise nicht möglich ist. Und drittens: Beziehen Sie sich auf die beiden alternativen Ansichten, um die Einbeziehung des Schwanzes des Caudatuskerns zu vermeiden.Das nächste zu verfolgende Gebiet ist der parahippocampale Gyrus. Ein Begriff, der den perinealen Kortex auf der lateralen Seite einschließt. Der trinale Kortex auf der medialen Seite und der eigentliche para-hippocampale Cortex in den vorderen Schnitten definieren den ersten Schnitt des Perinealkortex mit dem Auftreten des Kollateralsulcus vor Beginn des Trinalkortex. Der perineale Kortex verläuft vom medialen Rand des lateralen Ufers des Kollateralsulkus bis zum lateralen Fundus des Gyrus des Albe oder des medialen Fundus.Wenn zwei Gyri von Albe vorhanden sind oder der Mittelpunkt der dorsalen temporalen polaren Fläche. In Abwesenheit dieses Gyrus beginnen Sie, den Interalkortex etwa fünf Millimeter vor der Lyman-Insula zu verfolgen, wobei der Fundus des medialen temporalen polaren Sulcus das obere Ende und die Peel-Oberfläche als inframediale Grenze dient. Nachdem die Amygdala erscheint, wird der Fundus des semi-annularen Sulcus zur oberen Grenze, also zu dem Punkt, an dem die imaginäre Erweiterung des Winkelbündels auf die Ventrikelhöhle trifft.Ist der halbringförmige Sulcus nicht unterscheidbar, kann die Grenze zwischen Perineal- und Trinolkortex von Schnitt zu Schnitt variieren. Wenn der Seitensulcus tief ist, also größer oder gleich 1,5 Zentimeter, folgt der perineale Kortex vom medialen Rand des medialen Ufers dieses Sulcus bis zur Mitte seines lateralen Ufers. Bei Fällen eines regulären Kollateralsulcus, dessen Tiefe von einem bis 1,5 Zentimeter reicht, wird der Perinalkortex als Areal vom Mittelpunkt des medialen Ufers des Kollateralsulcus bis zum medialen Ende des lateralen Ufers des Sulcus nachverfolgt.Bei einem flachen Kollateralsulkus von weniger als einem Zentimeter folgt der Perinealkortex vom Fundus dieses Sulkus bis zur Mitte der Krone des fusiformen Gyrus. Wenn der Kollateralsulcus unterbrochen wird, meist auf Höhe des Uncus-Apex, durch einen kleinen Gyrus, der aus seinem Fundus herausragt, folgt der Perinealkortex zum Fundus des lateralen Sulcus. Verfolgen Sie den enteralen Kortex bis etwa 1,5 Millimeter hinter der Onkelspitze.Erweitern Sie die Verfolgung des Perinealkortex medial, sodass sie nach ihrem Abschluss die Stelle des enteralen Kortex einnimmt, wo die Definitionen der Leiter weiterhin über eine Länge von drei Millimetern gelten. Darüber hinaus wird der Perinealkortex durch den para-hippocampalen Cortex ersetzt. Beginnen Sie mit der Verfolgung des para-hippocampalen Cortex auf dem Schnitt unmittelbar hinter dem Ende des perinealen Cortex und etwa vier Millimeter zurück zum Ende des hippocampalen Schwanz.Verfolgen Sie den para-hippocampalen Cortex proper auf die gleiche Weise wie beschrieben für den hinteren Teil des perinealen Kortex, bis der calcine sulcus erscheint und ihn auf den unteren Rand des Sulcus beschränkt. Sollte ein Mini-Sulcus etwa auf diesem Niveau auftreten, sollte er in die Segmentierung aufgenommen werden. Ein Ergebnis der Nachverfolgung der MTL-Strukturen wird hier in der 3D-Darstellung und in 2D-Bildern gezeigt, die die Lage repräsentativer Schnitte im Gehirn auf der rechten Seite zeigen.Diese koronalen Bilder der Amygdala zeigen ein extremes Beispiel für mögliche Unterschiede zwischen den Ergebnissen manueller Nachverfolgung und automatischer Segmentierung. Wie im rechten Seitenpanel zu sehen ist, hat eine gängige automatische Segmentierungssoftware nur einen kleinen Teil der linken Amygdala identifiziert, während mehr als die Hälfte des Gewebes vernachlässigt wird, das für ein professionelles menschliches Auge als Teil der Amygdala identifiziert werden kann. Eine ähnliche Unterschätzung, aber in geringerem Maße trat auch in der rechten Amygdala auf.Hier sind repräsentative volumetrische Ergebnisse der beidseitigen Amygdala und des Hippo campi eines einzelnen Versuchsobjekts gezeigt, die durch manuelle Nachverfolgung ergeben wurden. Mit dem aktuellen Protokoll und der automatischen Segmentierung lässt sich beobachten, dass die automatische Segmentierung das Volumen jeder der vier verglichen Strukturen falsch eingeschätzt hat. Nach diesem Verfahren können Volumenstatistiken erhoben werden, um Fragen zu beantworten, wie zum Beispiel, ob die Strukturen des medialen Temporallappens volumetrische Unterschiede zwischen zwei Altersgruppen oder zwischen gesunden und klinischen Gruppen aufweisen.Um Genauigkeit und Effizienz beim Nachzeichnen zu gewährleisten, ist es wichtig, auf jede der drei visuellen Ebenen zu verweisen: die koronale, axiale und sagittale Ebene. Nach dem Anschauen dieses Videos sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man die MIT-Schläfflappenregionen genau identifiziert und manuell nachzeichnet oder automatische Segmentierungen anpasst, basierend auf dem Kennen der anatomischen Grenzen der Strukturen.

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