Waiting
Procesando inicio de sesión ...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

Høj opløsning Published: November 10, 2015 doi: 10.3791/51861

Abstract

Den menneskelige hippocampus er blevet bredt undersøgt i forbindelse med hukommelse og normal hjernefunktion og dens rolle i forskellige neuropsykiatriske lidelser har været stærkt undersøgt. Mens mange billeddannende undersøgelser behandler hippocampus som en enkelt ensartet neuroanatomiske struktur, er det i virkeligheden består af flere underfelter, der har en kompleks tredimensional geometri. Som sådan er det kendt, at disse underfelter udfører specialiserede funktioner og differentielt påvirket gennem løbet af forskellige sygdomstilstande. Magnetisk resonans (MR) billeddannelse kan anvendes som et effektivt redskab til interrogere morfologi hippocampus og dens underfelter. Mange grupper bruger avanceret billedbehandling software og hardware (> 3T) til billedet af delfelter; Men denne type teknologi kan ikke være let tilgængelig i de fleste forskning og klinisk billeddiagnostiske centre. For at imødekomme dette behov, dette manuskript giver en detaljeret trin-for-trin-protokollen for segmentering fuld anterior-posterior længdeaf hippocampus og dens underfelter: Cornu ammonis (CA) 1, CA2 / CA3, CA4 / tandede gyrus (GD), strata radiatum / lacunosum / moleculare (SR / SL / SM), og subiculum. Denne protokol er blevet anvendt på fem forsøgspersoner (3F, 2M, alder 29-57, avg 37.). Protokol pålidelighed vurderes ved resegmenting enten højre eller venstre hippocampus af hvert emne og computing overlapningen ved hjælp af Dice s kappa metriske. Mean Dice s kappa (område) på tværs af de fem emner er: Hele hippocampus, 0,91 (0,90-0,92); CA1, 0,78 (0,77-0,79); CA2 / CA3, 0,64 (0,56 til 0,73); CA4 / gyrus dentatus, 0,83 (0,81-0,85); strata radiatum / lacunosum / moleculare, 0,71 (0,68-0,73); og subiculum 0,75 (0,72-0,78). Segmenteringen protokol præsenteres her giver andre laboratorier med en pålidelig metode til at studere hippocampus og hippocampus delfelter in vivo ved hjælp af almindeligt tilgængelige MR værktøjer.

Introduction

Hippocampus er en udbredt undersøgt medial tindingelappen struktur, der er forbundet med episodisk hukommelse, rumlig navigation og andre kognitive funktioner 10,31. Dets rolle i neurodegenerative og neuropsykiatriske lidelser, såsom Alzheimers sygdom, skizofreni og bipolar lidelse er veldokumenteret 4,5,18,24,30. Målet med dette manuskript er at give yderligere detaljer til den manuelle segmentering protokol offentliggjort tidligere 34 for humane hippocampus delfelter på høj opløsning magnetisk resonans (MR) billeder erhvervet ved 3T. Derudover vil videokomponenten ledsager denne manuskript yde yderligere bistand til forskere, der ønsker at gennemføre protokollen på deres egne datasæt.

Hippocampus kan opdeles i underfelter baseret på cytoarchitectonic observerede forskelle i histologisk fremstillede post mortem-prøver 12,22. Sådanne post mortem prøver definerer Ground sandhed for identifikation og undersøgelse af hippocampus delfelter; Men præparater af denne art kræver særlige færdigheder og udstyr til farvning, og er begrænset af tilgængeligheden af fikseret væv, især i syge populationer. In vivo imaging har den fordel af et meget større pulje af emner og præsenterer også mulighed for føl- up undersøgelser og observere ændringer i populationer. Selv om det er påvist, at signalintensiteter i T2-vægtede ex vivo MR-billeder afspejler celledensitet 13, er det stadig vanskeligt at identificere enighed om grænser mellem underfelter udelukkende med MR-signal intensiteter. Som sådan er der blevet udviklet en række forskellige metoder til at identificere histologi-plan detalje på MR-billeder.

Nogle grupper har gjort en indsats for at genopbygge og digitalisere histologiske datasæt og derefter bruge disse rekonstruktioner sammen med billedet registrering teknikker til at lokalisere hippocampus delfelt neuroanatnomi på in vivo-MR 1,2,8,9,14,15,17,32. Selv om dette er en effektiv teknik til kortlægning en version af den histologiske jorden sandheden direkte på MR-billeder, er vanskelige at gennemføre rekonstruktioner af denne art. Projekter som disse er begrænset af tilgængeligheden af intakte mediale tidsmæssige lap prøver, histologiske teknikker, datatab under histologisk behandling, og de ​​grundlæggende morfologiske uoverensstemmelser mellem faste og i hjerner vivo. Andre grupper har brugt high-field scannere (7T eller 9.4T) i et forsøg på at erhverve in vivo eller ex vivo billeder med en lille nok (0,20-0,35 mm isotrop) voxelstørrelsen at visualisere rumligt lokaliseret forskelle i billedets kontrast, der bruges til udlede grænser mellem delfelter 35,37. Selv ved 7T-9.4T og med sådan en lille voxel størrelse, ikke er synlige de cytoarchitectonic karakteristika hippocampus underfelter. Som sådan har manuelle segmentering protokoller blevet udviklet, som enpproximate de kendte histologiske grænser på MR-billeder. Disse protokoller bestemmer underfelt grænser ved at fortolke lokale forskelle billede kontrast og definerer geometriske regler (såsom lige linjer og vinkler) i forhold til synlige strukturer. Selv billeder taget ved en høj feltstyrke er i stand til at tilbyde detaljeret indblik i hippocampus delfelter, høj-field scannere er endnu ikke almindelige i kliniske eller forskning indstillinger, så 7T og 9.4T protokoller øjeblikket har begrænset anvendelighed. Tilsvarende protokoller er blevet udviklet til billeder, der er indsamlet på 3T og 4T scannere 11,20,21,23,24,25,28,33. Mange af disse protokoller er baseret på billeder med sub-1 mm voxels voxel dimensioner i koronale fly, men har store skive tykkelser (0,8-3 mm) 11,20,21,23,25,28,33 eller store inter-slice afstande 20,28, som begge medfører en væsentlig bias i målingen estimering af mængder af de enkelte underfelter. Derudover har mange af de eksisterende 3T protokollerudelukke delfelter i hele eller en del af det hippocampus hoved eller hale 20,23,25,33 eller ikke give detaljerede segmenteringer af vigtige substrukturer (dvs. kombinere GD med CA2 / CA3 eller omfatter ikke strata radiatum / lacunosum / moleculare af CA) 11,20,21,23,24,25,28,33. Der er derfor et behov på området for en detaljeret beskrivelse af en protokol, der kan pålideligt identificere relevante delfelter i hele hovedet, krop og hale af hippocampus, der er baseret på en scanner almindeligt tilgængelige i kliniske og forskningsmæssige indstillinger. Der arbejdes i øjeblikket i gang med Hippocampal Underfelter Group (www.hippocampalsubfields.com) for at harmonisere hippocampus underfelt segmentering proces mellem laboratorier, var magen til et eksisterende harmonisering indsats for hele hippocampus segmentering 6, og et indledende dokument sammenligner 21 eksisterende protokoller for nylig offentliggjort 38 . Arbejdet fra denne gruppe vil yderligere belyse optimal segmentering procerer.

Dette håndskrift indeholder detaljerede skriftlige og video instruktioner til pålidelig gennemførelse af hippocampus underfelt segmentering protokol tidligere beskrevet af Winterburn og kolleger 34 om høj opløsning 3T MR-billeder. Protokollen er blevet implementeret på fem billeder af raske kontrolpersoner for hele hippocampus og fem hippocampus delfelter (CA1, CA2 / CA3, CA4 / tandede gyrus, strata radiatum / lacunosum / moleculare og subiculum). Disse segmenterede billeder er tilgængelige for offentligheden online (cobralab.ca/atlases/Hippocampus). Protokollen og de segmenterede billeder vil være nyttigt for grupper, der ønsker at studere nærmere hippocampus neuroanatomi i MR-billeder.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Undersøgelsens deltagere

Protokollen i dette manuskript blev udviklet til fem repræsentative billeder med høj opløsning, der er indsamlet fra raske frivillige (3F, 2M, alder 29-57, gns. 37), der var fri for neurologiske og neuropsykiatriske lidelser og tilfælde af alvorlig hovedtraume. Alle forsøgspersoner blev rekrutteret på Center for Afhængighed og mental sundhed (CAMH). Undersøgelsen blev godkendt af CAMH Research Ethics bestyrelsen og blev gennemført i overensstemmelse med Helsinki-erklæringen. Alle emner leveres skrevet, informeret samtykke til erhvervelse og deling af data. For yderligere oplysninger om købet sekvens bruges til at indsamle disse billeder, henvises til Winterburn et al., 2013 og Park et al., Blev 2014. 26,34 Billeder til alle fem fag kontrolleret for kvalitet og bevaret. Hippocampus kalibreres i gennemsnit 118 koronale skiver i disse billeder.

1. Software Opsætning

  1. Åbent Display:

2. Hele Hippocampus Manuel Segmentering

  1. Set-up: Brug af en T1-vægtet billede, skal du rulle til den forreste-mest koronale skive af hippocampus. At fremme skiver i den forreste retning, skal du bruge '+' tasten; bruge '-' for at bevæge sig i den bageste retning.
  2. 12,22. Brug tasten E (Label Fill) i segmentering menu navigationen vinduet for at udfylde mærkaten inde grænsen. Fortsæt med at anvende disse grænser i hele den forreste hippocampus hoved.
  3. Slice B: Hippocampal hoved 1 (figur 1B):
    1. Superior, ringere, laterale, mediale grænser: Fortsæt med at trække grænser som beskrevet i trin 2.2, ved hjælp af den hvide substans i tindingelappen og Alveus som en vejledning.
    2. Supertemporale mediale kant: Til dette ved hjælp af aksial afbildning, tegne en vandret linie fra den forreste kant af den laterale hippocampus 29 og indbefatter noget under denne linje som hippocampus.BEMÆRK: supero-mediale grænse bliver mere tvetydig i disse skiver, hvor grå substans i hippocampus blander sig med grå substans i amygdala.
  4. Slice C: Hippocampal Head 2 med Dentations: Afhængigt af emnet, kan dentations af hippocampus være synlig i 3-4 skiver (typisk, de er mere synlige på T2-vægtet versus T1-vægtede billeder). I disse skiver, fortsætte med at bruge den hvide substans i Alveus og tidsmæssige lap til at guide grænsen segmentering 12,22. For yderligere oplysninger, skal du følge trin 2.5.1-2.5.2.
  5. Slice D: Hippocampal Head 3:
    1. Superior, ringere, laterale, mediale grænser: Tegn ringere grænse af hippocampus ved hvide substans i tindingelappen, den laterale grænse ved den nedre horn af den laterale ventrikel, den overlegne grænse, efter kurven for de dentations, på hvide substans i Alveus / fimbria og den mediale grænse på hypointense region af den omgivende cisterne 12,22.
    2. Supero-mediale og infero-mediale grænser: Fortsæt med at definere supero-mediale grænse som beskrevet i trin 2.3.2. Tegn ringere del af den mediale grænse, hvor hippocampus thins lidt og strækker sig ind i mildt hyperintens grå substans i entorhinal cortex 12,22.
  6. Slice E: Hippocampal Head 4 med Uncus: Fortsæt med at drage de ringere, laterale, og superior grænser, der er beskrevet i trin 2.5.1-2.5.2. Medtag uncus (som er placeret medalje til hoveddelen af hippocampus og er omgivet af lav intensitet CSF) i hippocampus segmentering 12,2 2.
  7. Slice F: Hippocampal Krop: Fortsæt med at drage de ringere, laterale, mediale, og superior grænser, der er beskrevet i trin 2.5.1-2.5.2. Tegn infero-mediale grænse ved det punkt, hvor hippocampus thins som det går over i entorhinal cortex / para-hippocampale gyrus 12,22.Medtag ikke den lave intensitet CSF af vestigial hippocampus sulcus i segmentering.
  8. Slice G: Hippocampal Tail 1: Begynd at segmentere hippocampale hale-type skiver når crus af fornix er første synlige. Udelukke fascicular gyrus (a grå substans struktur, som blander sig med hippocampus i dele af hippocampale hale) fra segmentering ved at ekstrapolere formen af fascicular gyrus i hippocampus halen fra flere forreste skiver 12,22. Denne ekstrapolering er kun muligt for 2-3 skiver, hvorefter de to strukturer ikke kan være præcist skelnes; på dette tidspunkt, behandle alle synlige grå stof i dette område som hippocampus.
  9. Slice H: Hippocampal Tail 2: Segment lav intensitet grå substans i den bageste hippocampale halen fra det omgivende højintensive hvide substans.
  10. Slice I: Posterior-Most Slice: Segment den lille resterende område af hippocampus grå stof fraden omgivende hvide substans i tindingelappen.

3. Hippocampal Delfelt Manuel Segmentering

  1. Set-up: Brug af en T2-vægtet billede, skal du rulle til den forreste-mest koronale skive af hippocampus (som i trin 2.1). Hvis du vil ændre farven på pensel, skal du vælge D (Set Paint Lbl :) på segmentering menuen i vinduet NAVIGATION. Kommandoen terminalen vil bede: "Enter aktuelle maling label:". Indtast et tal mellem 1 og 255. Hvert tal svarer til en anden etiket farve.
  2. Slice A: Anterior-Most Slice: Da underfelt divisioner er endnu ikke synlige i anterior-mest skive, tegne en linje dividere synlige hippocampus grå stof langs dets længste synlige akse (som ikke nødvendigvis er parallel til nogen af de kardinale akser) ind to lige store dele til at tilnærme den sande anatomi 12,22. Mærk den overlegne af disse to afsnit som CA1 og ringere sektion som subiculum af choosing en anden farvet etiket for hvert delfelt 23,35.
  3. Slice B: Hippocampal hoved 1: Mærk lav intensitet område i midten af hippocampusformationen som SR / SL / SM 13,37. Når i svinget langs ringere kant af hippocampus bliver klart, skal du bruge denne skelsættende som den laterale grænse adskille subiculum fra CA1 12,22. Fortsæt med at følge den længste akse i hippocampus til at trække CA1-subiculum grænsen på supero-mediale spids 37.
  4. Slice C: Hippocampal Head 2 med Dentations:
    1. SR / SL / SM, CA4 / GD, og ​​subiculum: Mærk SR / SL / SM, CA4 / GD, og ​​subiculum som beskrevet for skive D (trin 3.5.1).
    2. CA2 / CA3 og CA1: Definer grænsen mellem CA1 og CA2 / CA3 som vinkel på 45 °, der strækker sig i supero-lateral retning fra den mest supero-lateral kant af SR / SL / SM 12,22. Forlæng CA2 / CA3 medialt langs overlegne kant til truget mellem Dentationer 12,22. Mærk resten af den overlegne kant som CA1 12,22.
  5. Slice D: Hippocampal Head 3
    1. SR / SL / SM, CA4 / GD og subiculum: Label mørke SR / SL / SM band første, som vil følge kurven af CA1 37. Mærk enhver høj intensitet grå indersiden af SR / SL / SM som CA4 / GD 12,22,23,35,37. Dette kan ikke være en kontinuerlig region, som i figur 2C. Fortsæt med at definere subiculum-CA1 grænsen ved hjælp af bøjningen i ringere hippocampus 12,22.
    2. CA2 / CA3 og CA1: Fortsæt med at definere CA1 og CA2 / CA3 grænsen som i trin 3.4.2. Forlæng CA2 / CA3 medialt halvvejs langs overlegne kant af hippocampus 12,22 og mærke den anden halvdel af den overlegne kant som CA1 12,22.
    3. Supero-mediale hippocampus hoved: I denne skive, opdele supero-mediale hippocampus hoved lodret i halve. Mærk den mediale halvt så SR / SL / SM 12. Opdele den lateralehalvdelen i halvdelen igen, denne gang horisontalt. Mærk den overlegne del som CA4 / GD og ringere del som CA2 / CA3 12.
  6. Slice E: Hippocampal Head 4 med Uncus
    1. Lateral hippocampale hoved (subiculum): I den laterale del af disse skiver, defineres subiculum-CA1 grænse som en lodret linie, der strækker i ringere retning fra de mediale kant af CA4 / DG 12,22.
    2. Lateral hippocampus hoved (CA1, CA2 / CA3, CA4 / GD, SR / SL / SM.): Definer CA1-CA2 / CA3 grænsen på samme måde som i trin 3.4.2. Fortsæt med at mærke SR / SL / SM som lav intensitet regionen efter kurven for de CA regioner. Mærk CA4 / GD som centrum hulrum inde i SR / SL / SM, som i trin 3.5.1.
    3. Uncal hippocampus hoved (SR / SL / SM): Mærk uncus af hippocampus i ca. 10 skiver som de hippocampus hoved overgange ind i hippocampus krop. I uncus, mærke lav intensitet region i midten som SR / SL / SM (når det er svært at se, tilnærme anatomi ved at segmentere en linie 2-3 voxels bredt op midt på uncus) 12.
    4. Uncal hippocampus hoved (CA2 / CA3, CA4 / DG): Tegn en linje på den overlegne kant af SR / SL / SM snit langs infero-lateral / supero-mediale akse uncus. Mærk alle grå substans over denne linje som CA2 / CA3 12. Mærk ethvert umærket grå stof under denne linie (på hver side af SR / SL / SM) som CA4 / GD 12.
  7. Slice F: Hippocampal Krop: Fortsæt med at anvende grænserne beskrevet i trin 3.6.1-3.6.2.
  8. Slice G: Hippocampal Tail 1: Fortsæt med at anvende de regler, der er beskrevet i trin 3.6.1-3.6.2. Subiculum-CA1 grænsen bliver en 45º vinkel linie strækker sig i infero-mediale retning fra den mediale kant af CA4 / GD 12,22.
  9. Slice H: Hippocampal Tail 2: Når der ikke længere kan skelnes knippede gyrus fra hippocampus GERn, mærke hele ydre lag som CA1, lav-intensitet område inde på dette som SR / SL / SM (som i de foregående skiver), og enhver tilbageværende grå stof i midten som CA4 / GD 12,22.
  10. Slice I: Posterior-Most Slice: Når den mørke SR / SL / SM ikke længere er synlig i centrum af hippocampusformationen, mærke hele struktur som CA1 12,22.

4. Protokol Pålidelighed

  1. Resegment enten højre eller venstre hippocampus af hvert emne efter venter ca. en måned fra at udføre den oprindelige segmentering. Segment alle underfelter langs hele anterior-posterior længde hippocampus, forsøger at følge protokollen regler så ensartet som muligt.
  2. Beregn Dice s kappa mellem de oprindelige og resegmented bind:
    Ligning 1
    hvor k = Dice s kappa og A og B er label mængder.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

. Resultater fra protokollen pålidelighed prøve er sammenfattet i tabel 2 for hele bilaterale hippocampus, betyder overlappe målt ved DICEs kappa er 0,91 og spænder fra 0,90 - 0,92. Delfelt kappa værdier spænder fra 0,64 (CA2 / CA3) til 0,83 (CA4 / gyrus dentatus). Mean mængder for alle underfelter og hele hippocampus er rapporteret i tabel 3. Mængderne for hele hippocampus området fra 2456.72-3325.02 mm3. Den CA2 / CA3 er den mindste delfelt på 208.33 mm3, mens CA1 er det største 857,46 mm3.

Figur 1
Figur 1. Segmentering af hele hippocampus til 9 koronale skiver (AI) ved anvendelse af T1-vægtede billeder. De lodrette røde linjer på hippocampale overflade illustrerer placeringen af hver coronal skive. Hippocampus var til stede i en aGennemsnitligt af 118 koronale skiver i hver af de fem individer inkluderet i denne undersøgelse. Billeder videre fra anterior (slice 1) øverst til posterior (udsnit 118) ved bunden. Billeder er vist i venstre kolonne uden segmentering og med segmentering i højre kolonne. Skalaen bar viser 3 mm for reference. Romertal peger på specifikke træk identificeret i protokollen manuskriptet. i. Den Alveus adskiller hippocampus grå substans fra grå substans i amygdala i anterior-mest udsnit. ii. Den hvide substans i tindingelappen definerer den nedre grænse af hippocampus i hippocampus hovedet. iii. Den laterale kant af hippocampus i hippocampale hoved er ringere horn af den laterale ventrikel. iv. Den overlegne grænse defineres af den hvide substans i Alveus / fimbria. v. Den mediale grænse af hippocampale hoved er den omgivende cisterne. VI. Den infero-mediale hippocampus strækker sig ind i entorhinale cortex, hvilket viser sig som en mildt hyper-intensbandet i T1-vægtede billeder. vii. Den uncus af hippocampus er til stede i hippocampale hoved og kan let skelnes fra den omgivende CSF. viii. I infero-mediale retning, er grænsen mellem subiculum og para-hippocampale gyrus defineret ved en svag udtynding af hippocampus grå substans. ix. CSF af vestigial hippocampus sulcus er ikke inkluderet i segmentering. x. Den fascicular gyrus er ikke inkluderet i segmentering af hippocampus halen, når det er muligt at skelne det. xi. Når det ikke længere er muligt at skelne mellem den fascicular gyrus og hippocampus halen, er den fascicular gyrus inkluderet i segmentering. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2
Figur 2. Segmentation af hippocampus underfelter til 9 koronale skiver (AI) under anvendelse af T2-vægtede billeder. De lodrette røde linjer på hippocampale overflade illustrerer placeringen af hver coronal skive. Hippocampus var til stede i et gennemsnit på 118 koronale skiver i hver af de fem individer inkluderet i denne undersøgelse. Billeder videre fra anterior (slice 1) øverst til posterior (udsnit 118) ved bunden. Billeder er vist i venstre kolonne uden segmentering og med segmentering i højre kolonne. Skalaen bar viser 3 mm for reference. Romertal peger på specifikke træk identificeret i protokollen manuskriptet. i. Den lave intensitet region i midten af ​​hippocampale hovedet er SR / SL / SM. ii. Den uncal-formet bøjning på infero-laterale kant af hippocampus markerer grænsen mellem CA1 og subiculum. iii. Subiculum-CA1 grænsen fortsat defineret på 'bøje' i ringere hippocampus i hippocampus hoved. iv. Grænsen mellem CA1 ogCA2 / CA3 er defineret som en vinkel på 45 ° strækker sig i supero-lateral retning fra den mest supero-lateral kant af SR / SL / SM. v. CA2 / CA3 strækker halvvejs langs superior kant af hippocampus, til truget af dentations, mediale, som er mærket med CA1. VI. Den grå substans i midten af ​​hippocampus hoved er mærket som CA4 / GD. vii. Fortsætte med at definere CA1-CA2 / CA3 grænse som en vinkel på 45 ° strækker sig i supero-lateral retning fra den mest supero-lateral kant af SR / SL / SM. viii. Den CA2 / CA3 fortsat at udvide halvvejs langs superior kant af hippocampus, mediale, som er mærket med CA1. ix. I skive D er supero-mediale hippocampus hoved opdelt i delfelter (se trin 3.5.3). x. Subiculum-CA1 grænse er defineret som en lodret linie, der strækker sig fra den mest mediale grænse af CA4 / DG. xi. SR / SL / SM fortsat den lav intensitet regionen efter kurven for CA regioner. xii. I uncal del af hippocampus hovedet,SR / SL / SM er den lave intensitet region i midten af ​​uncus. Hvis dette ikke kan ses, tegne en linje 2-3 pixels bredt op midt på uncus. Klik her for at se en større version af dette tal.

Tabel 1. Superior, ringere, mediale og laterale grænser for hippocampus delfelter til ni repræsentative skiver langs anterior-posterior udstrækning af hippocampus. Grænser er beskrevet for T2-vægtede billeder. WM = hvide substans; GM = grå substans; MTL = Medial Temporal Lobe.

<tr> Hippocampus Chef 1
Struktur Slice Superior Border Ringere Border Medial Border Lateral Border
CA1 Anterior-Most Slice WM af Alveus Mid-linje af hippocampus grå substans sammen længste akse (grænser subiculum) WM af Alveus WM af Alveus
Hippocampus Chef 1 WM af Alveus SR / SL / SM; inferolateral grænse med subiculum på "bøjning" af hippocampus WM af Alveus WM af Alveus
Hippocampus Head 2 (med Dentations)
Lateral Følger kurven af ​​SR / SL / SM; supero-lateral grænse med CA2 / CA3 WM af MTL SR / SL / SM; inferomedial med subiculum på "bøjning" af hippocampus WM af Alveus
Medial WM af Alveus; supero-mediale grænse med CA2 / CA3 Lav intensitet SR / SL / SM Lav-intensity SR / SL / SM CA2 / CA3
Hippocampus Head 3
Lateral Følger kurven af ​​SR / SL / SM; supero-lateral grænse med CA2 / CA3 WM af MTL SR / SL / SM; inferomedial med subiculum på "bøjning" af hippocampus WM af Alveus
Medial WM af Alveus; supero-mediale grænse med CA2 / CA3 Lav intensitet SR / SL / SM Lav intensitet SR / SL / SM CA2 / CA3
Hippocampus Head 4 (med Uncus) Følger kurven af ​​SR / SL / SM; supero-lateral grænse med CA2 / CA3 WM af MTL SR / SL / SM; inferomedial grænse med subiculum lodret linje langs mediale kant af CA4 / GD WM af Alveus
Hippocampus Krop Følger kurven af ​​SR / SL / SM; supero-lateral grænse with CA2 / CA3 WM af MTL SR / SL / SM; inferomedial grænse med subiculum lodret linje langs mediale kant af CA4 / GD WM af Alveus
Hippocampus Tail 1 SR / SL / SM; superolateral grænse med CA2 / CA3 WM af MTL Følger kurven af ​​SR / SL / SM; supero-mediale grænse med subiculum langs linie parallelt med kanten af ​​CA4 / GD WM af Alveus
Hippocampus Tail 2 Supero-lateral grænse med WM for Alveus / fimbria WM af MTL WM af MTL WM af MTL
Posterior-Most Slice Supero-lateral grænse med WM for Alveus / fimbria Resten af ​​strukturen er omgivet af WM af den tidsmæssige lap WM af MTL WM af Alveus / fimbria
Subiculum Anterior-Most Slice Mid-linje af flodhestCAMPAL grå substans sammen længste akse (grænser CA1) WM af MTL WM af Alveus WM af Alveus
Hippocampus Chef 1 SR / SL / SM; CA1 på supero-mediale kant WM af MTL WM af Alveus CA1, ved 'bøjning' i hippocampus
Hippocampus Head 2 (med Dentations) SR / SL / SM WM af MTL Entorhinal cortex (lav intensitet området medialt for ringere hippocampus) CA1, ved 'bøjning' i hippocampus
Hippocampus Head 3 SR / SL / SM WM af MTL Entorhinal cortex (lav intensitet området medialt for ringere hippocampus) CA1, ved 'bøjning' i hippocampus
Hippocampus Head 4 (med Uncus) CSF i den omgivende cisterne WM af MTL; infero-mediale grænse ved entorhinal cortex, hvor kortikal band tynder SLIghtly og signalintensitet dråber CSF i den omgivende cisterne CA1 langs linie parallelt med kanten af ​​CA4 / GD
Hippocampus Krop CSF i den omgivende cisterne WM af MTL; infero-mediale grænse ved entorhinal cortex, hvor kortikale band thins lidt og signalintensitet dråber CSF i den omgivende cisterne CA1 langs linie parallelt med kanten af ​​CA4 / GD
Hippocampus Tail 1 GM af fascicular gyrus (hvor kan adskilles fra hippocampus GM) WM af MTL Vanskeligt at afgøre; ekstrapolere fra flere anteriore / posteriore skiver CA1 langs linie parallelt med kanten af ​​CA4 / GD
Hippocampus Tail 2 NA
Posterior-Most Slice NA
CA2 / CA3 Anterior-Most Slice NA
NA
Hippocampus Head 2 (med Dentations)
Lateral WM af Alveus Lav intensitet SR / SL / SM CA1 halvvejs langs overlegen kant af hippocampus; hvis dentations synlige, så prøv at anslå halvvejs Infero-lateral grænse med CA1 langs 45 ° vinkel fra de fleste supero-laterale kant af SR / SL / SM
Medial CA4 / DG halvvejs langs superiorinferior udvidelse af hippocampus CA1 ved basis af fineste-ringere forlængelse af hippocampus SR / SL / SM halvvejs langs bredden af ​​fineste-ringere forlængelse af hippocampus WM af Alveus
Hippocampus Head 3
Lateral WM af Alveus Lav intensitet SR / SL / SM CA1 halvvejs langsoverlegen kant af hippocampus Infero-lateral grænse med CA1 langs 45 ° vinkel fra de fleste supero-laterale kant af SR / SL / SM
Medial CA4 / DG halvvejs langs superiorinferior udvidelse af hippocampus CA1 ved basis af fineste-ringere forlængelse af hippocampus SR / SL / SM halvvejs langs bredden af ​​fineste-ringere forlængelse af hippocampus WM af Alveus
Hippocampus Head 4 (med Uncus)
Lateral WM af Alveus CA4 / GD CSF i den omgivende cisterne Infero-lateral grænse med CA1 langs 45 ° vinkel fra de fleste supero-laterale kant af SR / SL / SM
Medial CSF i den omgivende cisterne Linie parallelt med overlegen kant af SR / SL / SM CSF i den omgivende cisterne CSF i den omgivende cisterne
Hippocampal Krop WM af Alveus CA4 / GD CSF i den omgivende cisterne Infero-lateral grænse med CA1 langs 45 ° vinkel fra de fleste supero-laterale kant af SR / SL / SM
Hippocampus Tail 1 WM af Alveus Den inferiore kant vandret linie, der strækker sig fra de fleste laterale punkt SR / SL / SM, følgende mønster af flere forreste skiver; inferomedial grænse med CA4 / GD WM af fimbria WM af fimbria
Hippocampus Tail 2 NA
Posterior-Most Slice NA
CA4 / GD Anterior-Most Slice NA
Hippocampus Chef 1 NA
Hippocampus Head 2 (med Dentations) Følger kurven for lav intensitet SR / SL / SM Lav intensitet SR / SL / SM CSF i den omgivende cisterne Lav intensitet SR / SL / SM
Lateral Lav intensitet SR / SL / SM Lav intensitet SR / SL / SM CSF i den omgivende cisterne Lav intensitet SR / SL / SM
Medial Brug aksiale at tegne en vandret linie medialt fra den forreste kant af den laterale hippocampus CA2 / CA3 halvvejs langs superiorinferior udvidelse af hippocampus SR / SL / SM halvvejs langs bredden af ​​fineste-ringere forlængelse af hippocampus WM af Alveus
Hippocampus Head 3
Lateral Lav intensitet SR / SL / SM Lav intensitet SR / SL / SM CSF i den omgivende cisterne Lav intensitet SR / SL / SM
Medial CSF i den omgivende cisterne CA2 / CA3 halvvejs langs superiorinferior udvidelse af hippocaMPUs SR / SL / SM halvvejs langs bredden af ​​fineste-ringere forlængelse af hippocampus WM af Alveus
Hippocampus Head 4 (med Uncus)
Lateral Lav intensitet SR / SL / SM Lav intensitet SR / SL / SM CSF i den omgivende cisterne Lav intensitet SR / SL / SM
Medial Linie parallelt med overlegen kant af SR / SL / SM CSF af omgivende cisterne CSF af omgivende cisterne; lowintensity SR / SL / SM CSF af omgivende cisterne; lav intensitet SR / SL / SM
Hippocampus Krop CA2 / CA3 Lav intensitet SR / SL / SM CSF af omgivende cisterne Lav intensitet SR / SL / SM
Hippocampus Tail 1 CA2 / CA3 og fimbria Lav intensitet SR / SL / SM CSF laterale ventrikel Lav intensitet SR / SL / SM
Hippocampus Tail 2 NA
Posterior-Most Slice NA
SR / SL / SM Anterior-mest udsnit NA
Hippocampus Chef 1 Lav intensitet SR / SL / SM i midten af ​​CA1 og subiculum
Hippocampus Head 2 (med Dentations) Brug aksiale at tegne en vandret linie medialt fra den forreste kant af den laterale hippocampus Lav intensitet SR / SL / SM omkringliggende CA4 / GD CSF af omgivende cisterne CA2 / CA3 og CA4 / GD halvvejs langs bredden af ​​fineste-ringere forlængelse af hippocampus
Hippocampus Head 3 Brug aksiale at tegne en vandret linie medialt fra den forreste kant af den laterale hippocampus Lav intensitet SR / SL / SM omkringliggende CA4 / GD CSF af omgivende cisterne CA2 / CA3 og CA4 / GD halvvejs langs bredden af ​​fineste-ringere forlængelse af hippocampus
Hippocampus Head 4 (med Uncus)
Lateral Lav intensitet SR / SL / SM omkringliggende CA4 / GD
Medial Lav intensitet SR / SL / Smin midten (når svært at se, tilnærmelsesvis med en linie 203 voxels bred) CSF af omgivende cisterne CA4 / GD CA4 / GD
Hippocampus Krop Lav intensitet SR / SL / SM omkringliggende CA4 / GD
Hippocampus Tail 1 Lav intensitet SR / SL / SM omkringliggende CA4 / GD
Hippocampus Tail 2 Lav intensitet SR / SL / SM omkringliggende CA4 / GD
Posterior-Most Slice NA

fo:. holder-med-previous.within-side = "altid"> Tabel 2. Protokol pålidelighed resultater for alle fem subfelter og hele hippocampus fra de fem manuelt segmenterede emner Resegmentations blev udført på enten højre eller venstre hippocampus af hvert emne. Mean DICEs kappa afspejler gennemsnit på tværs af de fem individer.

Struktur Mean Dice s kappa (område)
CA1 0,78 (0,77-0,79)
CA2 / CA3 0,64 (0,56-0,73)
CA4 / gyrus dentatus 0,83 (0,81-0,85)
SR / SL / SM 0,71 (0,68-0,73)
Subiculum 0,75 (fra 0,72 til 0,78)
Hele hippocampus 0,91 (0,90-0,92)

"altid"> Tabel 3. Middel delfelt og hele hippocampus volumen.

Struktur Mean volumen (område) (mm3)
CA1 857,46 (720,17 til 981,68)
CA2 / CA3 208,33 (155,10 til 281,57)
CA4 / gyrus dentatus 615,50 (500,16 til 763,01)
SR / SL / SM 687,22 (576,61 til 895,59)
Subiculum 390,79 (277,21 til 445,95)
Hele hippocampus 2759,31 (2456.72-3325.02)

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Hippocampus underfelt segmentering i MR-billeder er godt repræsenteret i litteraturen. Men de eksisterende protokoller udelukke dele af hippocampus 20,23,33,35, gælder kun for faste billeder 37, eller kræver ultra-høje felt scannere til erhvervelse billede 35,37. Dette håndskrift tilbyder en segmentering protokol, der omfatter fem store underinddelinger (CA1, CA2 / CA3, CA4 / gyrus dentatus, SR / SL / SM og subiculum) i hippocampus og spænder over hele anterior-posterior længde af strukturen. De fuldstændige segmenterede atlas er tilgængelige for offentligheden online (cobralab.ca/atlases/Hippocampus). Dette arbejde er gældende for mange grupper inden for neuroimaging felt, og vil bidrage til at begrænse nogle af de eksisterende forskelle i hippocampus delfelt segmentering.

Pålidelighed test af protokollen viser en høj grad af rumlig overlapning mellem originale og resegmented etiketter, hvilket afspejler en høj intra-rater pålidelighed (Tabel 2). En kappa værdi på 0,91 for hele hippocampus måle sig med andre værdier rapporteret i litteraturen 35,37. De intra-rater pålidelighedsniveauerne af mange af de underfelter sammenligne også godt med andre lignende segmentering protokoller; dog nogle strukturer har lavere pålidelighedsniveauerne 25,33,35,37 .Dette kan være et resultat af, herunder SR / SL / SM delfelt i den nuværende protokol, hvor andre grupper ikke gør, hvilket resulterer i tilstødende delfelter (den subiculum, CA1, og CA2 / CA3) er tyndere, og derfor hårdere straffet af den Dice s kappa metrisk 33,35. Derudover retest proces, der anvendes i denne protokol er måske mere stringent og derfor mere reflekterende af sand protokol pålidelighed end dem, der anvendes af andre grupper. Hele anterior-posterior længde på en halvkugle af hvert emne blev resegmented, mens andre grupper med højere pålidelighedsniveauerne segment kun få koronale skiver 23,33,37 .Den delfelt medden laveste kappa (0,64) er CA2 / CA3, som er en lille, tynd struktur. Det er tidligere blevet vist, at intra-rater fejl for alle underfelter i denne protokol er højere end en simuleret 0,3 mm translationel fejl i hver kardinalretning eller en simuleret 1% udvidelse / krympning af etiketter 34. Med andre ord, den manuelle resegmentation fejl er mindre end at indføre en lille systematisk fejl, der understøtter den høje manuel reproducerbarhed af protokollen.

Eksperten manuelle Rater studeret hver af de fem billeder med høj opløsning i detaljer for at afgøre, hvilke af delfelter stede i Duvernoy s histologi kunne ses 12. Det blev bestemt, at det ikke var muligt på pålidelig differentiere CA2 fra CA3, så at øge protokol pålidelighed, de blev kombineret i en konstruktion. Denne regel følger præcedens tidligere grupper 33,37. Det var heller ikke muligt at skelne CA4 fra stratum moleculare,stratum granulosum og polymorfe lag af gyrus dentatus i billederne, eller til at skelne mellem den tandede gyrus lag selv. Den CA4 og alle gyrus dentatus lag blev derfor samlet i én etiket (CA4 / DG). Der er faktisk en debat i hippocampus underfelt segmentering samfund om, hvorvidt CA4 regionen bør betragtes som en del af Cornu ammonis, som med Duvernoy 12, eller som en del af den tandede gyrus, som med Amaral 3. Den præsenteres i dette manuskript metode kan rumme begge disse synspunkter, og følger arbejdet med tidligere MR segmentering grupper 23,28,33,35,37. Lagene radiatum, lacunosum, og moleculare af Cornu ammonis også kunne ikke skelnes separat, så blev kombineret i én etiket, som med tidligere grupper 37.

Den mest nøjagtige analyser af neuroanatomi er gennem histologisk sektionering og farvning, men denne type analyse lider under en række spørgsmål: Limited adgang til faste prøver (hvilket resulterer i meget små stikprøvestørrelser); den nødvendige ekspertise til at forberede prøver forvridninger af hjernen efter fiksering; og vanskelighederne ved at anvende en fast atlas til digital, in vivo-data 1,2,8. I ex vivo imaging, lange erhvervelse tider med en fast hjerne i en MR-scanner giver også et detaljeret billede af neuroanatomi, men som med histologi, prøve nummer er begrænset, og der er morfometriske forskelle mellem den faste og in vivo hjerne 37. In vivo MR billedbehandling har en begrænset opløsning, men præsenterer mulighed for meget større stikprøvestørrelser, samt potentialet til billeddannelse en enkelt fag på forskellige tidspunkter. Ved at forlænge købet tid på standard feltstyrke scannere (inden for rammerne af emne komfort), bliver den detaljeringsgrad tilgængelig i in vivo-billeder tilstrækkelige til at løse sub-struktur-niveau neuroanatomi. Købet anvendes til billeder segmenteres i denne protokol tilbyder derfor en rimelig afvejning mellem prøve tilgængelighed og billedopløsning.

Denne protokol blev udviklet til høj opløsning MR-billeder som dem der bruges til at illustrere de protokoltrin i dette manuskript 26,34. Billeder i høj opløsning blev erhvervet på en 3T scanner ved at drage fordel af lange scanning tider og billede gennemsnit. Den samlede scanningstid for begge de FSPGR-Bravo og FSE-CUBE opkøb sammen var lige under 2 timer. Det erkendes, at dette er en uoverkommelig scan længde for kliniske anvendelser: denne sekvens blev udført her til illustrative formål for segmentering protokollen. Forfatterne mener, at segmenteringen protokollen beskrevet i dette manuskript kunne tilpasses billeder med en kortere scanningstid, for eksempel en enkelt 3T erhvervelse (i modsætning til 3 erhvervelser for hver kontrast type, som anvendes af Winterburn et al., 2013 34 og Park et al. 2014 26 7,27.

Protokollen er designet til og implementeres på billeder af raske personer, men kunne også anvendes (enten manuelt eller ved hjælp af en automatiseret segmentering rørledning 7,16,27) til billeder af syge befolkningsgrupper såsom patienter med Alzheimers sygdom, for hvem svær atrofi gør Hippocampus en struktur af særliginteresse. 5,30 På trods af dette atrofi, ville landmærker omkring hippocampus og intensitet kontrast i billederne betyder segmenteringen protokol ville stadig være stort set levedygtige. Imidlertid ville sådanne kliniske billeder sandsynligvis erhverves på en scanner med en meget lavere feltstyrke, såsom 1.5T, hvor beslutningen ville være for lav til at kunne se underlag.

Den type software, der anvendes til at udføre de segmenter er relevant, da det er vigtigt at være i stand til at se på strukturen fra flere synsvinkler (dvs. coronal, sagittal, aksiale). Desuden kan anvendelsen af ​​en 3D-visualisering af overfladen af ​​strukturen anvendes til at udjævne den samlede topologi af hippocampus. Ofte vildfarne voxels eller ulogiske figurer vil ikke være indlysende i de 2-dimensionsal kardinal fly, men vil være meget klar på en 3D-overflade. På billeder i høj opløsning, protokollen gælder for cirka 118 koronale skiver og kræver op mod 40 timers work pr emne ved en tidligere uddannet ekspert manuel rater. Denne mængde manuelt arbejde, begrænser anvendeligheden af ​​den fulde protokol til en stor genstand sæt. Det vil være muligt at gennemføre en modificeret udgave af protokollen som en tidsbesparende foranstaltning: for eksempel hver anden koronale skive kunne være segmenteret til at give en vurdering af underfelt mængder, eller delfelter kunne kombineres, for eksempel alt Cornu ammonis delfelter ( CA1, CA2 / CA3 og SR / SL / SM).

Afslutningsvis dette manuskript præsenterer en detaljeret manual segmentering protokol for hele hippocampus og fem hippocampus delfelter (CA1, CA2 / CA3, CA4 / tandede gyrus, strata radiatum / lacunosum / moleculare og subiculum). Denne protokol er blevet anvendt på fem emner, og atlasser er stillet til rådighed offentligt (cobralab.ca/atlases/Hippocampus). Disse atlas tillade andre laboratorier interesserede i hippocampus segmentering til at udføre pålidelige, reproducerbare segmenteringer af hippocampus delfelter pånye billede datasæt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Forfatterne vil gerne anerkende støtte fra CAMH Foundation, takket være Michael og Sonja Koerner, det Kimel familie, og Paul E. Garfinkel New Investigator Catalyst Award. Dette projekt blev finansieret af Fonds de Recherches Santé Québec, den canadiske Institutes of Health Research (CIHR), naturvidenskab og Teknik Forskningsråd Canada, Weston Brain Institute, Alzheimers Society of Canada og Micheal J. Fox Foundation for Parkinsons Research (MMC), samt CIHR, Ontario Mental Health Foundation, NARSAD, og ​​National Institute of Mental Health (R01MH099167) (ANV). Forfatterne vil også gerne takke Anusha Ravichandran for assistance erhverve billederne.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Discovery MR750 3T GE Or equivalent 3T scanner
Minc Tool Kit McConnell Brain Imaging Center, Montreal Neurological Institute Open source: http://www.bic.mni.mcgill.ca/ServicesSoftware/ServicesSoftwareMincToolKit

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Adler, D. H., et al. Reconstruction of the human hippocampus in 3D from histology and high-resolution ex-vivo MRI. IEEE Intl. Symp. on Biomed. Img. , 294-297 (2012).
  2. Adler, D. H., et al. Histology-derived volumetric annotation of the human hippocampal subfields in postmortem MRI. NeuroImage. 84 (1), 505-523 (2014).
  3. Amaral, D. G. A golgi study of cell types in the hilar region of the hippocampus in the rat. J. Comp. Neurol. 182 (4 Pt 2), 851-914 (1978).
  4. Blumberg, H. P., et al. Amygdala and Hippocampal Volumes in Adolescents and Adults With Bipolar Disorder. Arch Gen Psychiatry. 60 (12), 1201-1208 (2003).
  5. Braak, H., Braak, E. Neuropathological stageing of Alzheimer-related changes. Acta Neuropathol . 82 (4), 239-259 (1991).
  6. Boccardi, M., et al. Survey of protocols for the manual segmentation of the hippocampus: preparatory steps towards a joint EADC-ADNI harmonized protocol. J. Alzheimer's Dis. 26 (3), 61-75 (2011).
  7. Chakravarty, M. M., et al. Performing label-fusion-based segmentation using multiple automatically generated templates. Hum. Brain Mapp. 34 (10), 2635-2654 (2013).
  8. Chakravarty, M. M., Bertrand, G., Hodge, C. P., Sadikot, A. F., Collins, D. L. The creation of a brain atlas for image guided neurosurgery using serial histological data. NeuroImage. 30 (2), 359-376 (2006).
  9. Collins, D. L., Neelin, P., Peters, T. M., Evans, A. C. Automatic 3D intersubject registration of MR volumetric data in standardized Talairach space. J. Comput. Assist. Tomogr. 18 (2), 192-205 (1994).
  10. Heijer, F. V., et al. Structural and diffusion MRI measures of the hippocampus and memory performance. NeuroImage. 63 (4), 1782-1789 (2012).
  11. Duncan, K., Tompary, A., Davachi, L. Associative encoding and retrieval are predicted by functional connectivity in distinct hippocampal area ca1 pathways. The Journal of Neuroscience. 34 (34), 11188-11198 (2014).
  12. Duvernoy, H. M. The Human Hippocampus: Functional Anatomy Vascularization, and Serial Sections with MRI. , Springer Verlag. (2005).
  13. Fatterpekar, G. M., et al. Cytoarchitecture of the human cerebral cortex: MR microscopy of excised specimens at 9.4 Tesla. Am. J. Neuroradiol. 23 (8), 1313-1321 (2002).
  14. Frey, S., Pandya, D. N., Chakravarty, M. M., Bailey, L., Petrides, M., Collins, D. L. An MRI based average macaque monkey stereotaxic atlas and space (MNI monkey space). NeuroImage. 55 (4), 1435-1442 (2011).
  15. Goubran, M., Crukley, C., de Ribaupierre, S., Peters, T. M., Khan, A. R. Image registration of ex-vivo. MRI to sparsely sectioned histology of hippocampal and neocortical temporal lobe specimens. NeuroImage. 83, 770-781 (2013).
  16. Heckemann, R. A., Hajnal, J. V., Aljabar, P., Rueckert, D., Hammers, A. Automatic anatomical brain MRI segmentation combining label propagation and decision fusion. NeuroImage. 33 (1), 115-126 (2006).
  17. Holmes, C. J., Hoge, R., Collins, L., Woods, R., Toga, A. W., Evans, A. C. Enhancement of MR images using registration for signal averaging. J. Comput. Assist. Tomogr. 22 (2), 324-333 (1998).
  18. Karnik-Henry, M. S., Wang, L., Barch, D. M., Harms, M. P., Campanella, C., Csernansky, J. G. Medial temporal lobe structure and cognition in individuals with schizophrenia and in their non-psychotic siblings. Schizophrenia Research. 138 (2-3), 128-135 (2012).
  19. Kim, J. S., et al. Automated 3-D extraction and evaluation of the inner and outer cortical surfaces using a Laplacian map and partial volume effect classification. NeuroImage. 27 (1), 210-221 (2005).
  20. La Joie, R., et al. Differential effect of age on hippocampal subfields assessed using a new high-resolution 3T MR sequence. NeuroImage. 53 (2), 506-514 (2010).
  21. Libby, L. A., Ekstrom, A. D., Ragland, J. D., Ranganath, C. Differential connectivity of perirhinal and parahippocampal cortices within human hippocampal subregions revealed by high-resolution functional imaging. The Journal of Neuroscience. 32 (19), 6550-6560 (2012).
  22. Atlas of the Human Brain. Mai, J. K., Paxinos, G., Voss, T. , 3rd ed, (2008).
  23. Mueller, S. G., et al. Measurement of hippocampal subfields and age-related changes with high resolution MRI at 4T. Neurobiol Aging. 28 (5), 719-726 (2006).
  24. Narr, K. L., et al. Regional specificity of hippocampal volume reductions in first-episode schizophrenia. NeuroImage. 21 (4), 1563-1575 (2004).
  25. Olsen, R. K., Palombo, D. J., Rabin, J. S., Levine, B., Ryan, J. D., Rosenbaum, R. S. Volumetric Analysis of Medial Temporal Lobe Subregions in Development Amnesia using High-Resolution Magnetic Resonance Imaging. Hippocampus. 23 (10), 855-860 (2013).
  26. Park, M. T. M., et al. Derivation of high-resolution MRI atlases of the human cerebellum at 3T and segmentation using multiple automatically generated templates. NeuroImage. 95, 217-231 (2014).
  27. Pipitone, J., et al. Multi-atlas Segmentation of the Whole Hippocampus and Subfields Using Multiple Automatically Generated Templates. NeuroImage. 101, 494-512 (2014).
  28. Pluta, J., Yushkevich, P., Das, S., Wolk, D. In vivo analysis of hippocampal subfield atrophy in mild cognitive impairment via semi-automatic segmentation of T2-weighted MRI.Journal of Alzheimer's Disease. 31 (1), 85-99 (2012).
  29. Pruessner, J. C., et al. Volumetry of hippocampus and amygdala with high-resolution MRI and three- dimensional analysis software: minimizing the discrepancies between laboratories. Cereb Cortex. 10 (4), 433-442 (2000).
  30. Sabuncu, M. R., et al. The dynamics of cortical and hippocampal atrophy in Alzheimer disease. Archives of Neurology. 68 (8), 1040-1048 (2011).
  31. Scoville, W. B., Milner, B. Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions. J. Neuropsych. and Clin. Neurosci. 12 (1), 103-113 (1957).
  32. Toga, A. W., Thompson, P. M., Mori, S., Amunts, K., Zilles, K. Towards multimodal atlases of the human brain. Nat. Rev. Neurosci. 7 (12), 952-966 (2006).
  33. van Leemput, K., et al. Automated segmentation of hippocampal subfields from ultra-high resolution in vivo. MRI. Hippocampus. 19 (6), 549-557 (2009).
  34. Winterburn, J. L., et al. A novel in vivo atlas of human hippocampal subfields using high-resolution 3 T magnetic resonance imaging. NeuroImage. 74, 254-265 (2013).
  35. Wisse, L. E. M., Gerritsen, L., Zwanenburg, J. J. M., Kuijf, H. J. Subfields of the hippocampal formation at 7 T MRI: in vivo. volumetric assessment. NeuroImage. 61 (4), 1043-1049 (2012).
  36. Yelnik, J., et al. A three-dimensional, histological and deformable atlas of the human basal ganglia. I. Atlas construction based on immunohistochemical and MRI data. NeuroImage. 34 (2), 618-638 (2007).
  37. Yushkevich, P. A., et al. A high-resolution computational atlas of the human hippocampus from postmortem magnetic resonance imaging at 9.4 T. NeuroImage. 44 (2), 385-398 (2009).
  38. Yushkevich, P. A., et al. Quantitative Comparison of 21 Protocols for Labeling Hippocampal Subfields and Parahippocampal Subregions in In Vivo MRI: Towards a Harmonized Segmentation Protocol. NeuroImage. , (2015).

Tags

Neurovidenskab Structural magnetisk resonans Høj opløsning neuroanatomi Hippocampus Hippocampale delfelter Manuel segmentering Atlas
Høj opløsning<em&gt; In vivo</em&gt; Manuel Segmentering Protokol for humant hippocampus Underfelter Brug 3T Magnetic Resonance Imaging
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Winterburn, J., Pruessner, J. C.,More

Winterburn, J., Pruessner, J. C., Sofia, C., Schira, M. M., Lobaugh, N. J., Voineskos, A. N., Chakravarty, M. M. High-resolution In Vivo Manual Segmentation Protocol for Human Hippocampal Subfields Using 3T Magnetic Resonance Imaging. J. Vis. Exp. (105), e51861, doi:10.3791/51861 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter