Waiting
Procesando inicio de sesión ...

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

Neuroscience

Hög upplösning Published: November 10, 2015 doi: 10.3791/51861

Abstract

Den mänskliga hippocampus har i stort sett studerats i samband med minnet och hjärnans normala funktion och dess roll i olika neuropsykiatriska störningar har varit starkt studerats. Medan många avbildningsstudier behandla hippocampus som en enda enhetlig neuroanatomiska struktur, är det i själva verket består av flera underfält som har en komplex tredimensionell geometri. Som sådan, är det känt att dessa delområden utför specialiserade funktioner och differentiellt påverkas genom loppet av olika sjukdomstillstånd. Magnetisk resonans (MR) avbildning kan användas som ett kraftfullt verktyg för att förhöra morfologin hos hippocampus och dess delfält. Många grupper använder avancerad bildbehandling mjukvara och hårdvara (> 3T) bilden delfälten; men denna typ av teknik kan inte vara lätt tillgängliga i de flesta forskning och klinisk röntgenkliniker. För att tillgodose detta behov, tillhandahåller detta manuskript en detaljerad steg-för-steg-protokoll för att segmentera den fullständiga främre-bakre längdav hippocampus och dess delområden: Cornu Ammonis (CA) 1, CA2 / CA3, CA4 / dentate gyrus (GD), strata radiatum / lacunosum / moleculare (SR / SL / SM), och subiculum. Detta protokoll har tillämpats på fem försökspersoner (3F, 2M; ålder 29-57, avg 37.). Protokoll tillförlitlighet bedöms genom resegmenting antingen höger eller vänster hippocampus av varje ämne och beräkna överlappningen med hjälp av Dice: s kappa metriska. Genomsnittlig Dice s kappa (intervall) över fem ämnen är: hela hippocampus, 0,91 (0,90-0,92); CA1, 0,78 (0,77-0,79); CA2 / CA3, 0,64 (0,56 till 0,73); CA4 / gyrus dentatus, 0,83 (0,81-0,85); skikt radiatum / lacunosum / moleculare, 0,71 (0,68-0,73); och subiculum 0,75 (0,72-0,78). Segmente Protokollet presenteras här ger andra laboratorier med en tillförlitlig metod för att studera hippocampus och hippocampus delområden in vivo med hjälp av allmänt tillgängliga MR verktyg.

Introduction

Hippocampus är en allmänt studerat mediala temporalloben struktur som är associerad med episodiska minnet, rumslig navigering och andra kognitiva funktioner 10,31. Dess roll i neurodegenerativa och neuropsykiatriska störningar, såsom Alzheimers sjukdom, schizofreni och bipolär sjukdom är väldokumenterad 4,5,18,24,30. Målet med detta manuskript är att ge ytterligare detaljer till den manuella segmente protokollet tidigare 34 publicerats för mänskliga hippocampus delområden på högupplösta magnetresonans (MR) bilder som förvärvats på 3T. Dessutom kommer videokomponenten som åtföljer detta manuskript ge ytterligare stöd till forskare som vill genomföra protokollet på sina egna datamängder.

Hippocampus kan delas in i delfält baserat på cytoarchitectonic skillnader som observerats i histologiskt framställda efter slakt provstycken 12,22. Sådana obduktionsprover definiera ground sanning för identifiering och studier av hippocampus delområden; Men förberedelserna av detta slag kräver specialiserad kompetens och utrustning för färgning, och begränsas av tillgången på fasta vävnad, speciellt i sjuka populationer. In vivo imaging har fördelen av en mycket större grupp av patienter, och även ger möjlighet till föl- upp studier och observera förändringar i befolkningen. Även om det har visat sig att signalintensiteter i T2-viktade ex vivo MR-bilder speglar cellulär densitet 13, är det fortfarande svårt att identifiera obestridda gränserna mellan delområden enbart med hjälp av MR signalintensiteter. Som sådan, har ett antal olika metoder för att identifiera histologi-nivå detalj MR-bilderna tagits fram.

Vissa grupper har gjort ansträngningar för att återuppbygga och digitalisera histologiska dataset och sedan använda dessa rekonstruktioner tillsammans med bildregistreringstekniker för att lokalisera hippocampus delfältet neuroanatomy på in vivo-MR-1,2,8,9,14,15,17,32. Även om detta är en effektiv teknik för avbildning av en version av den histologiska marken sanningen direkt på MR-avbilder, rekonstruktioner av detta slag är svåra att genomföra. Projekt som dessa begränsas av tillgången på intakta mediala temporalloben exemplar, histologiska tekniker, dataförlust under histologiska behandling och de grundläggande morfologiska inkonsekvenser mellan fasta och in vivo hjärnor. Andra grupper har använt hög fält skannrar (7T eller 9.4T) i ett försök att förvärva in vivo eller ex vivo bilder med en tillräckligt liten (0,20 till 0,35 mm isotrop) voxel storlek för att visualisera spatialt lokaliserade skillnader i bildkontrast som används för att sluta gränserna mellan delområden 35,37. Även vid 7T-9.4T och med en så liten voxel storlek, cytoarchitectonic egenskaperna hos hippocampus delområden är inte synliga. Som sådan har manuella segmenteprotokoll utvecklats som enpproximate kända histologiska gränser på MR-bilder. Dessa protokoll bestämmer delfält gränser genom att tolka lokala bildkontrastskillnader och definiera geometriska regler (t.ex. raka linjer och vinklar) i förhållande till synliga strukturer. Även bilder tagna på en hög fältstyrka kan erbjuda detaljerad inblick i hippocampus delfält, hög fält skannrar är ännu inte vanliga i kliniska eller forskningsmiljöer, så 7T och 9.4T protokoll för närvarande har begränsad användbarhet. Liknande protokoll har utvecklats för bilder som samlats in på 3T och 4T skannrar 11,20,21,23,24,25,28,33. Många av dessa protokoll baserar sig på bilder med sub-1mm voxels voxel dimensioner i frontalplanet, men har stora skiva tjocklekar (0,8-3 mm) 11,20,21,23,25,28,33 eller stora inter-slice avstånd 20,28, vilka båda resulterar i en betydande mätfel i uppskattningen av volymerna av de enskilda delområden. Dessutom har många av de befintliga 3T protokollenutesluta delområden i hela eller delar av hippocampus huvud eller svans 20,23,25,33 eller inte ge detaljerade segmenteringar av viktiga strukturer (dvs kombinera GD med CA2 / CA3 eller inte omfattar strata radiatum / lacunosum / moleculare av CA) 11,20,21,23,24,25,28,33. Det finns därför ett behov inom området för en detaljerad beskrivning av ett protokoll som tillförlitligt kan identifiera relevanta delområden i hela huvudet, kroppen och svansen av hippocampus som är baserad på en skanner allmänt tillgänglig i kliniska och forskningsmiljöer. Insatser pågår för närvarande av hippocampus delområden Group (www.hippocampalsubfields.com) att harmonisera hippocampus delfältet segmenteringsprocessen mellan laboratorierna, som liknar en befintlig harmoniseringsansträngning för hela hippocampus segmentering 6, och en initial papper jämföra 21 befintliga protokoll publicerades nyligen 38 . Arbetet i denna grupp kommer att ytterligare belysa optimal segmente förfaranden.

Detta manuskript ger detaljerade skriftliga och videoinstruktioner för ett tillförlitligt genomförande av hippocampus delfältet segmente protokoll som tidigare beskrivits av Winter och kollegor 34 på högupplösta 3T MR-bilder. Protokollet har genomförts på fem bilder av friska kontroller för hela hippocampus och fem hippocampus delområden (CA1, CA2 / CA3, CA4 / dentate gyrus, strata radiatum / lacunosum / moleculare och subiculum). Dessa segmenterade bilder är tillgängliga för allmänheten på nätet (cobralab.ca/atlases/Hippocampus). Protokollet och de segmenterade bilder kommer att vara användbart för grupper som vill studera närmare hippocampus neuroanatomi i MR-bilder.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Studiedeltagarna

Protokollet i detta manuskript var utvecklad för fem representativa högupplösta bilder som samlats in från friska frivilliga försökspersoner (3F, 2M, ålder 29-57, avg 37.) Som var fri av neurologiska och neuropsykiatriska störningar och fall av allvarlig skallskada. Alla försökspersoner rekryterats vid Centrum för Addiction och mental hälsa (CAMH). Studien godkändes av CAMH forskningsetiska styrelsen och genomfördes i enlighet med Helsingforsdeklarationen. Alla ämnen som skriftligt, informerat samtycke för datainsamling och delning. För mer information om förvärvet sekvens som används för att samla dessa bilder, se Winter et al., 2013 och Park et al., Var 2014. 26,34 Bilder för alla fem ämnen kvaliteten kontrolleras och behållas. Hippocampus spännde i genomsnitt 118 koronalt skivor i dessa bilder.

1. Software Set-up

  1. Öppen visning:

2. Sammanlagt Hippocampus Manuell Segmente

  1. Set-up: Med hjälp av en T1-viktade bilden, bläddra till den främre-mest koronala del av hippocampus. För att komma vidare segment i den främre riktning, använd "+" nyckel; Använd "-" för att flytta i den bakre riktningen.
  2. 12,22. Använd E (Label Fill) nyckeln i segmente menyn i navigeringsfönstret för att fylla i etiketten innanför gränsen. Fortsätta att tillämpa dessa gränser hela främre hippocampus huvudet.
  3. Skiva B: hippocampus Head 1 (Figur 1B):
    1. Superior, sämre, laterala, mediala gränser: Fortsätt att dra gränserna som beskrivs i steg 2.2, med hjälp av den vita substansen i tinningloben och alveus som en guide.
    2. Supero-medial kant: För detta, med hjälp av axiell vy, dra en horisontell linje från den främre kanten av sido hippocampus 29, och omfatta allt under denna linje som hippocampus.OBS: supero-mediala gränsen blir mer tvetydig i dessa skivor, där den grå substansen i hippocampus blandningar med den grå substansen i amygdala.
  4. Slice C: hippocampus Head 2 med tandningar: Beroende på motivet, kan tandningar i hippocampus vara synlig för 3-4 skivor (typiskt, de är mer synliga på T2-viktade kontra T1-viktade bilder). I dessa skivor, fortsätta att använda den vita substansen i alveus och tinningloben att styra gränssegmente 12,22. För ytterligare information, följ steg 2.5.1-2.5.2.
  5. Slice D: hippocampus Head 3:
    1. Superior, sämre, laterala, mediala gränser: Rita sämre gränsen av hippocampus på den vita substansen i tinningloben, den laterala gränsen vid sämre hornet av den laterala ventrikeln, den överlägsna gränsen, efter kurvan av tandningar, vid vita substansen i alveus / fimbria, och den mediala gränsen vid hypointense region av den omgivande cisternen 12,22.
    2. Supero-mediala och infero-mediala gränser: Fortsätt att definiera supero-mediala gränsen som beskrivs i steg 2.3.2. Rita den underlägsna delen av den mediala gränsen där hippocampus tunnar något och sträcker sig in i milt hyper grå substansen i entorhinal cortex 12,22.
  6. Slice E: hippocampus Head 4 med Uncus: Fortsätt att dra sämre, sido, och de suveräna gränser som beskrivs i steg 2.5.1-2.5.2. Inkludera uncus (som ligger medalj till huvudkroppen hos hippocampus och är omgiven av lågintensiv CSF) i hippocampus segmente 12,2 2.
  7. Skiva F: hippocampus Kropp: Fortsätt att dra sämre, laterala, mediala och överlägsna gränser som beskrivs i steg 2.5.1-2.5.2. Rita infero-mediala gränsen vid den punkt där hippocampus tunnar då den växlar till entorhinal cortex / para-hippocampus gyrus 12,22.Ta inte med lågintensiv CSF av den rudimentära hippocampus sulcus i segmentering.
  8. Skiva G: hippocampus Tail 1: Börja segmentering hippocampus svans typ skivor när crus av fornix är första synliga. Uteslut fascikulära gyrus (en grå struktur som blandas med hippocampus i delar av hippocampus svans) från segmente genom att extrapolera formen av fascikulära gyrus i hippocampus svansen från flera främre skivor 12,22. Denna extrapolering är endast möjligt för 2-3 skivor, varefter de två strukturerna inte exakt kan särskiljas; på denna punkt, behandla alla synliga grå substans i detta område som hippocampus.
  9. Skiva H: hippocampus Tail 2: Segment den lågintensiva grå substansen i bakre hippocampus svans från den omgivande högintensiva vita substansen.
  10. Slice I: bakersta Skiva: Segment den lilla återstående området hippocampus grå substans frånden omgivande vita substansen i tinningloben.

3. hippocampus Subfield Manuell Segmente

  1. Set-up: Med hjälp av en T2-viktade bilden, bläddra till den främre-mest koronala del av hippocampus (som i steg 2,1). Om du vill ändra färgen på pensel, välj D (Set Paint Lbl :) på segmente menyn i navigeringsfönstret. Kommandot terminalen kommer att fråga: "Enter nuvarande färg etikett:". Skriv in ett nummer mellan 1 och 255. Varje nummer motsvarar en annan etikett färg.
  2. Skiva A: Anterior-Most Slice: Eftersom delfält divisioner är ännu inte syns i den främre längst skiva, dra en linje dividera synliga hippocampus grå längs sin längsta synliga axel (som inte nödvändigtvis är parallell med någon av de huvudsakliga axlarna) i två lika delar för att approximera den sanna anatomi 12,22. Märk den överlägsna av dessa två sektioner som CA1 och sämre snitt som subiculum av choosing en annan färgad etikett för varje delfält 23,35.
  3. Skiva B: hippocampus Huvud 1: Märk lågintensiva område i mitten av hippocampusformationen som SR / SL / SM 13,37. När kurvan längs den nedre kanten av hippocampus blir klart, använd detta landmärke som sido gränsen separera subiculum från CA1 12,22. Fortsätt att följa den längsta axel hippocampus att dra CA1-subiculum gräns på supero-mediala spetsen 37.
  4. Slice C: hippocampus Head 2 med tandningar:
    1. SR / SL / SM, CA4 / GD och subiculum: Märk SR / SL / SM, CA4 / GD och subiculum såsom beskrivits för slice D (steg 3.5.1).
    2. CA2 / CA3 och CA1: Definiera gränsen mellan CA1 och CA2 / CA3 som en 45º vinkel linje som sträcker sig i supero-sidled från de mest supero-sidokant SR / SL / SM 12,22. Utöka CA2 / CA3 medialt längs den överlägsna kant till tråget mellan Dentaningar 12,22. Märk resten av den överlägsna kanten som CA1 12,22.
  5. Slice D: hippocampus Head 3
    1. SR / SL / SM, CA4 / GD och subiculum: Märk mörka SR / SL / SM-bandet först, vilket kommer att följa kurvan för CA1 37. Märk någon hög intensitet grå insidan av SR / SL / SM som CA4 / GD 12,22,23,35,37. Detta kan inte vara en kontinuerlig region, som i figur 2C. Fortsätt att definiera gränsen subiculum-CA1 använder böjen i sämre hippocampus 12,22.
    2. CA2 / CA3 och CA1: Fortsätt att definiera CA1 och CA2 / CA3 gränsen som i steg 3.4.2. Utöka CA2 / CA3 medialt halvvägs längs den överlägsna kanten av hippocampus 12,22 och märka den andra halvan av den överlägsna kanten som CA1 12,22.
    3. Supero-mediala hippocampus huvudet: I detta segment, dela supero-mediala hippocampus huvudet vertikalt på mitten. Märk mediala hälften så SR / SL / SM 12. Dividera den lateralahalv i halv igen, denna gång horisontellt. Märk övre partiet som CA4 / GD och sämre delen som CA2 / CA3 12.
  6. Slice E: hippocampus Head 4 med Uncus
    1. Lateral hippocampala huvudet (subiculum): I den laterala delen av dessa skivor, definiera gränsen subiculum-CA1 som en vertikal linje som sträcker sig i sämre riktning från det mest mediala kanten hos CA4 / GD 12,22.
    2. Lateral hippocampus huvudet (CA1, CA2 / CA3, CA4 / GD, SR / SL / SM.): Definiera CA1-CA2 / CA3 gränsen i samma sätt som i steg 3.4.2. Fortsätt att märka SR / SL / SM eftersom den låga intensitets regionen som följer kurvan för den CA regionerna. Märk CA4 / GD som centrum hålrum inuti SR / SL / SM, som i steg 3.5.1.
    3. OKAL hippocampus huvudet (SR / SL / SM): Märk uncus av hippocampus i ungefär 10 skivor som de hippocampus huvudet övergångar in i hippocampus kroppen. I uncus, märka lågintensiva regionen i centrum som SR / SL / SM (när detta är svårt att se, närma anatomin genom att segmentera en linje 2-3 voxlar bred upp mitten av uncus) 12.
    4. OKAL hippocampus huvudet (CA2 / CA3, CA4 / GD): Rita en linje på den överlägsna kanten av SR / SL / SM snitt längs infero-lateral / supero-mediala axel uncus. Märk alla grå ovanför denna linje som CA2 / CA3 12. Märk varje omärkt grå under denna linje (på vardera sidan av SR / SL / SM) som CA4 / GD 12.
  7. Skiva F: hippocampus Kropp: Fortsätta att tillämpa gränserna som beskrivs i steg 3.6.1-3.6.2.
  8. Skiva G: hippocampus Tail 1: Fortsätta att tillämpa de regler som beskrivs i steg 3.6.1-3.6.2. Den subiculum-CA1 gränsen blir en 45º vinkel linje som sträcker sig i infero-mediala riktning från den mediala kanten av CA4 / GD 12,22.
  9. Slice H: hippocampus Tail 2: När fascikulära gyrus kan inte längre skiljas från hippocampus FORMATIOn, märka hela den yttre lagret som CA1, den lågintensiva området innanför detta som SR / SL / SM (liksom i tidigare skivor), och eventuellt kvarvarande grå massan i mitten som CA4 / DG 12,22.
  10. Slice I: bakersta Skiva: När mörkret SR / SL / SM är inte längre syns i mitten av hippocampusformationen, märka hela strukturen som CA1 12,22.

4. Protokoll Tillförlitlighet

  1. Resegment antingen höger eller vänster hippocampus från varje individ efter att ha väntat ungefär en månad från att utföra den ursprungliga segmentering. Segment alla delfält längs hela främre-bakre längd hippocampus, försöker följa protokollregler så konsekvent som är möjlig.
  2. Beräkna Dice: s kappa mellan de ursprungliga och resegmented volymer:
    Ekvation 1
    där k = Dice s kappa och A och B är etikettvolymer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

. Resultat från protokollet tillförlitlighetstest sammanfattas i Tabell 2 För hela bilaterala hippocampus, menar spatial överlappning mätt med Dice: s kappa är 0,91 och varierar från 0,90 till 0,92. Subfield kappa värden sträcker sig från 0,64 (CA2 / CA3) till 0,83 (CA4 / gyrus gyrus). Mean volymer för alla delfält och hela hippocampus rapporteras i tabell 3. Volymerna för hela hippocampus intervallet 2456,72 till 3325,02 mm 3. CA2 / CA3 är den minsta subfield på 208,33 mm 3, medan CA1 är den största på 857,46 mm 3.

Figur 1
Figur 1. Segmentering av hela hippocampus för 9 koronalt skivor (AI) med T1-viktade bilder. De vertikala röda linjerna på hippocampus ytan visar läget för varje koronalt skiva. Hippocampus var närvarande i en enverage av 118 koronalt skivor i vart och ett av de fem ämnen som ingår i denna studie. Bilder vidare från främre (skiva 1) upptill till bakre (segment 118) längst ned. Bilderna visas i den vänstra kolumnen utan segmentering och med segmentering i den högra kolumnen. Skalstrecket visar 3 mm för referens. Romerska siffror pekar på särdrag som anges i protokollet manuskriptet. i. Den alveus skiljer hippocampus grå substans från grå substansen i amygdala i anterior-mest skiva. II. Den vita substansen i tinningloben definierar den nedre gränsen av hippocampus i hippocampushuvudet. III. Den laterala kanten av hippocampus i hippocampus huvudet är sämre horn den laterala ventrikeln. iv. Den överlägsna gränsen definieras av den vita substansen i alveus / fimbria. v. Den mediala gränsen av hippocampus huvudet är omgivnings cisternen. VI. Den infero-mediala hippocampus sträcker sig in i entorhinal cortex, som ser ut som en milt hyper-intensivabandet i T1-viktade bilder. vii. Den uncus av hippocampus är närvarande i den hippocampala huvudet och kan lätt skiljas från den omgivande CSF. viii. I infero-mediala riktning, är gränsen mellan subiculum och para-hippocampus gyrus definieras av en viss gallring av hippocampus grå substans. ix. CSF hos den stympat hippocampus sulcus ingår inte i segmentering. x. Den fascikulära gyrus ingår inte i segmenteringen av hippocampus svansen när det är möjligt att skilja den. xi. När det inte längre är möjligt att skilja mellan fascikulära gyrus och hippocampus svansen är fascikulära gyrus ingår i segmente. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 2
Figur 2. Segmentation av hippocampus delområden för 9 koronalt skivor (AI) med T2-viktade bilder. De vertikala röda linjerna på hippocampus ytan visar läget för varje koronalt skiva. Hippocampus var närvarande i genomsnitt 118 koronalt skivor i vart och ett av de fem ämnen som ingår i denna studie. Bilder vidare från främre (skiva 1) upptill till bakre (segment 118) längst ned. Bilderna visas i den vänstra kolumnen utan segmentering och med segmentering i den högra kolumnen. Skalstrecket visar 3 mm för referens. Romerska siffror pekar på särdrag som anges i protokollet manuskriptet. i. Den låg intensitet regionen i mitten av hippocampus huvudet är SR / SL / SM. II. Den OKAL-formad bockning på infero-sidokant av hippocampus markerar gränsen mellan CA1 och subiculum. III. Den subiculum-CA1 gränsen fortsätter att fastställas vid "bend" i sämre hippocampus i hippocampus huvudet. iv. Gränsen mellan CA1 ochCA2 / CA3 definieras som en 45 ° vinkel som sträcker sig i supero-sidled från de mest supero-sidokant SR / SL / SM. v. CA2 / CA3 sträcker halvvägs längs den överlägsna kanten av hippocampus, till tråget av tandningar, mediala som den är märkt som CA1. VI. Den grå massan i mitten av hippocampus huvudet är märkt som CA4 / GD. vii. Fortsätt att definiera gränsen CA1-CA2 / CA3 som en 45 ° vinkel som sträcker sig i supero-sidled från de mest supero-sidokant SR / SL / SM. viii. CA2 / CA3 fortsätter att sträcka sig halvvägs längs den överlägsna kanten av hippocampus, mediala som den är märkt som CA1. ix. I skiva D är supero-mediala hippocampus huvudet uppdelad i delfält (se steg 3.5.3). x. Den subiculum-CA1 gränsen definieras såsom en vertikal linje som sträcker sig från den mest mediala gränsen av CA4 / GD. xi. SR / SL / SM fortsätter att vara den lågintensiva regionen efter kurvan för den CA regionerna. xii. I OKAL delen av hippocampus huvudet,SR / SL / SM är den lågintensiva regionen i mitten av uncus. Om detta inte kan ses, dra en linje 2-3 pixlar bred upp mitten av uncus. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Tabell 1. Superior, sämre, mediala och laterala gränser för hippocampus delområden för nio representativa skivor längs anterior-posterior omfattningen av hippocampus. Gränser beskrivs för T2-viktade bilder. WM = Vitt Matter; GM = grå; MTL = Medial Temporal Lobe.

<tr> Hippocampus Head 1
Struktur Skiva Överlägsen Gräns Sämre Gräns Medial Gräns Sidokant
CA1 Anterior-Most Slice WM av alveus Mittlinje hippocampus grå substans, tillsammans längsta axel (gränser subiculum) WM av alveus WM av alveus
Hippocampus Head 1 WM av alveus SR / SL / SM; inferolateral gränsen med subiculum på "bend" i hippocampus WM av alveus WM av alveus
Hippocampus Head 2 (med tandningar)
Lateral Följer kurvan av SR / SL / SM; supero-lateral gränsen med CA2 / CA3 WM av MTL SR / SL / SM; inferomedial med subiculum på "bend" i hippocampus WM av alveus
Medial WM av alveus; supero-mediala gränsen med CA2 / CA3 Lågintensiv SR / SL / SM Låg-intensity SR / SL / SM CA2 / CA3
Hippocampus Huvud 3
Lateral Följer kurvan av SR / SL / SM; supero-lateral gränsen med CA2 / CA3 WM av MTL SR / SL / SM; inferomedial med subiculum på "bend" i hippocampus WM av alveus
Medial WM av alveus; supero-mediala gränsen med CA2 / CA3 Lågintensiv SR / SL / SM Lågintensiv SR / SL / SM CA2 / CA3
Hippocampus Head 4 (med Uncus) Följer kurvan av SR / SL / SM; supero-lateral gränsen med CA2 / CA3 WM av MTL SR / SL / SM; inferomedial gränsen med subiculum vertikal linje längs mediala kanten av CA4 / GD WM av alveus
Hippocampus Kropp Följer kurvan av SR / SL / SM; wit supero-lateral gränsh CA2 / CA3 WM av MTL SR / SL / SM; inferomedial gränsen med subiculum vertikal linje längs mediala kanten av CA4 / GD WM av alveus
Hippocampus Tail 1 SR / SL / SM; superolateral gränsen med CA2 / CA3 WM av MTL Följer kurvan av SR / SL / SM; supero-mediala gränsen med subiculum längs linje parallell med kanten av CA4 / GD WM av alveus
Hippocampus Tail 2 Supero-laterala gränsen med WM av alveus / fimbria WM av MTL WM av MTL WM av MTL
Bakersta Slice Supero-laterala gränsen med WM av alveus / fimbria Resten av strukturen gränsar till WM av tinningloben WM av MTL WM av alveus / fimbria
Subiculum Anterior-Most Slice Mittlinje hippocampal grå massa, tillsammans längsta axel (gränsar CA1) WM av MTL WM av alveus WM av alveus
Hippocampus Head 1 SR / SL / SM; CA1 på supero-mediala kanten WM av MTL WM av alveus CA1, på "bend" i hippocampus
Hippocampus Head 2 (med tandningar) SR / SL / SM WM av MTL Entorhinal cortex (låg intensitet område mediala till sämre hippocampus) CA1, på "bend" i hippocampus
Hippocampus Huvud 3 SR / SL / SM WM av MTL Entorhinal cortex (låg intensitet område mediala till sämre hippocampus) CA1, på "bend" i hippocampus
Hippocampus Head 4 (med Uncus) CSF hos omgivande cisternen WM av MTL; infero-mediala gränsen vid entorhinal cortex där kortikala band tunnar slightly och signalintensiteten droppar CSF hos omgivande cisternen CA1 längs linje parallell med kanten av CA4 / GD
Hippocampus Kropp CSF hos omgivande cisternen WM av MTL; infero-mediala gränsen vid entorhinal cortex där kortikala band tunnar något och signalintensitet droppar CSF hos omgivande cisternen CA1 längs linje parallell med kanten av CA4 / GD
Hippocampus Tail 1 GM fascikulära dentatus (där kan separeras från hippocampus GM) WM av MTL Svårt att avgöra; extrapolera från flera främre / bakre skivor CA1 längs linje parallell med kanten av CA4 / GD
Hippocampus Tail 2 NA
Bakersta Slice NA
CA2 / CA3 Anterior-Most Slice NA
NA
Hippocampus Head 2 (med tandningar)
Lateral WM av alveus Lågintensiv SR / SL / SM CA1 halvvägs längs överlägsen kanten av hippocampus; Om tandningar synliga, försöka uppskatta halvvägs Infero-lateral kant med CA1 längs 45 ° vinkel från de flesta supero-sidokant SR / SL / SM
Medial CA4 / GD halvvägs längs superiorinferior förlängning av hippocampus CA1 vid basen av högsta sämre förlängning av hippocampus SR / SL / SM halvvägs längs bredd överlägsen sämre förlängning av hippocampus WM av alveus
Hippocampus Huvud 3
Lateral WM av alveus Lågintensiv SR / SL / SM CA1 halvvägs längsöverlägsen kant hippocampus Infero-lateral kant med CA1 längs 45 ° vinkel från de flesta supero-sidokant SR / SL / SM
Medial CA4 / GD halvvägs längs superiorinferior förlängning av hippocampus CA1 vid basen av högsta sämre förlängning av hippocampus SR / SL / SM halvvägs längs bredd överlägsen sämre förlängning av hippocampus WM av alveus
Hippocampus Head 4 (med Uncus)
Lateral WM av alveus CA4 / GD CSF hos omgivande cisternen Infero-lateral kant med CA1 längs 45 ° vinkel från de flesta supero-sidokant SR / SL / SM
Medial CSF hos omgivande cisternen Linje parallell med överlägsen kanten av SR / SL / SM CSF hos omgivande cisternen CSF hos omgivande cisternen
Hippocampal Kropp WM av alveus CA4 / GD CSF hos omgivande cisternen Infero-lateral kant med CA1 längs 45 ° vinkel från de flesta supero-sidokant SR / SL / SM
Hippocampus Tail 1 WM av alveus Sämre gränsen horisontell linje som sträcker sig från de flesta sido punkt SR / SL / SM, efter mönster av flera främre skivor; inferomedial gränsen med CA4 / GD WM av fimbria WM av fimbria
Hippocampus Tail 2 NA
Bakersta Slice NA
CA4 / GD Anterior-Most Slice NA
Hippocampus Head 1 NA
Hippocampus Head 2 (med tandningar) Följer kurvan för lågintensiv SR / SL / SM Lågintensiv SR / SL / SM CSF hos omgivande cisternen Lågintensiv SR / SL / SM
Lateral Lågintensiv SR / SL / SM Lågintensiv SR / SL / SM CSF hos omgivande cisternen Lågintensiv SR / SL / SM
Medial Använd den axiella syfte att dra en horisontell linje medialt från den främre kanten av den laterala hippocampus CA2 / CA3 halvvägs längs superiorinferior förlängning av hippocampus SR / SL / SM halvvägs längs bredd överlägsen sämre förlängning av hippocampus WM av alveus
Hippocampus Huvud 3
Lateral Lågintensiv SR / SL / SM Lågintensiv SR / SL / SM CSF hos omgivande cisternen Lågintensiv SR / SL / SM
Medial CSF hos omgivande cisternen CA2 / CA3 halvvägs längs superiorinferior förlängning av hippocaMPU SR / SL / SM halvvägs längs bredd överlägsen sämre förlängning av hippocampus WM av alveus
Hippocampus Head 4 (med Uncus)
Lateral Lågintensiv SR / SL / SM Lågintensiv SR / SL / SM CSF hos omgivande cisternen Lågintensiv SR / SL / SM
Medial Linje parallell med överlägsen kanten av SR / SL / SM CSF av omgivande cistern CSF av omgivande cistern; lowintensity SR / SL / SM CSF av omgivande cistern; låg intensitet SR / SL / SM
Hippocampus Kropp CA2 / CA3 Lågintensiv SR / SL / SM CSF av omgivande cistern Lågintensiv SR / SL / SM
Hippocampus Tail 1 CA2 / CA3 och fimbria Lågintensiv SR / SL / SM CSF i sidled ventrikeln Lågintensiv SR / SL / SM
Hippocampus Tail 2 NA
Bakersta Slice NA
SR / SL / SM Anterior-mest skiva NA
Hippocampus Head 1 Lågintensiv SR / SL / SM i mitten av CA1 och subiculum
Hippocampus Head 2 (med tandningar) Använd den axiella syfte att dra en horisontell linje medialt från den främre kanten av den laterala hippocampus Lågintensiv SR / SL / SM omgivande CA4 / GD CSF av omgivande cistern CA2 / CA3 och CA4 / GD halvvägs längs bredd överlägsen sämre förlängning av hippocampus
Hippocampus Huvud 3 Använd den axiella syfte att dra en horisontell linje medialt från den främre kanten av den laterala hippocampus Lågintensiv SR / SL / SM omgivande CA4 / GD CSF av omgivande cistern CA2 / CA3 och CA4 / GD halvvägs längs bredd överlägsen sämre förlängning av hippocampus
Hippocampus Head 4 (med Uncus)
Lateral Lågintensiv SR / SL / SM omgivande CA4 / GD
Medial Lågintensiv SR / SL / Smin mitten (när svårt att se, ungefär med en linje 203 voxlar bred) CSF av omgivande cistern CA4 / GD CA4 / GD
Hippocampus Kropp Lågintensiv SR / SL / SM omgivande CA4 / GD
Hippocampus Tail 1 Lågintensiv SR / SL / SM omgivande CA4 / GD
Hippocampus Tail 2 Lågintensiv SR / SL / SM omgivande CA4 / GD
Bakersta Slice NA

fo. keep-med-previous.within-page = "always"> Tabell 2. Protokoll tillförlitlighet resultat för alla fem delområden och hela hippocampus från fem manuellt segmente ämnen Resegmentations utfördes på antingen höger eller vänster hippocampus av varje ämne. Genomsnittlig Dice s kappa återspeglar medelvärdet över fem ämnen.

Struktur Genomsnittlig Dice s kappa (intervall)
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 (0,72-0,78)
Sammanlagt hippocampus 0,91 (0,90-0,92)

Tabell 3. Medelvärde delfält och hela hippocampus volymer.

Struktur Genomsnittlig volym (intervall) (mm 3)
CA1 857,46 (720,17-981,68)
CA2 / CA3 208,33 (155,10-281,57)
CA4 / gyrus dentatus 615,50 (500,16-763,01)
SR / SL / SM 687,22 (576,61-895,59)
Subiculum 390,79 (277,21-445,95)
Sammanlagt hippocampus 2759,31 (2456,72 till 3325,02)

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Hippocampus subfield segmente i MR-bilder är väl representerat i litteraturen. Men befintliga protokoll utesluta delar av hippocampus 20,23,33,35, endast tillämpas på fasta bilder 37, eller kräver extremt höga fält skannrar för bildtagning 35,37. Detta manuskript erbjuder en segmenteprotokoll som innefattar fem större underavdelningar (CA1, CA2 / CA3, CA4 / dentate gyrus, SR / SL / SM, och subiculum) i hippocampus och spänner över hela främre-bakre längd av strukturen. De fullständiga segmente atlaser finns tillgängliga för allmänheten på nätet (cobralab.ca/atlases/Hippocampus). Detta arbete är tillämplig på många grupper inom neuroradiologiska fältet, och kommer att bidra till att begränsa vissa av de befintliga skillnaderna i hippocampus delfältet segmentering.

Tillförlitlighet testning av protokollet visar en hög grad av spatial överlappning mellan original och resegmented etiketter, vilket återspeglar en hög intra-rater reliability (Tabell 2). Ett kappavärde på 0,91 för hela hippocampus kan med fördel jämföras med andra värden som rapporterats i litteraturen 35,37. De intra-rater tillförlitlig hos många av de delområden jämföra också väl med andra liknande segmenteprotokoll; Men vissa strukturer har lägre tillförlitlig 25,33,35,37 .Detta kan vara ett resultat av bland annat SR / SL / SM delfält i det nuvarande protokollet där andra grupper inte, vilket resulterar i angränsande delområden (den subiculum, CA1, och CA2 / CA3) är tunnare, och därför straffas hårdare av Dice: s kappa metriska 33,35. Dessutom är omtest process som används i detta protokoll kanske mer rigorösa och därför mer reflekterande av sann protokoll tillförlitlighet än de som används av andra grupper. Hela främre-bakre längd ena hjärnhalvan av varje försöksperson resegmented, medan andra grupper med högre tillförlitlig segment endast ett fåtal koronalt skivor 23,33,37 .Det delfält medden lägsta kappa (0,64) är CA2 / CA3, som är en liten, tunn struktur. Det har tidigare visats att den intra-rater fel för alla delområden i detta protokoll är högre än en simulerad 0,3 mm translationell fel i alla väderstreck, eller en simulerad 1% utvidgning / krympning av etiketter 34. Med andra ord, är den manuella resegmentation felet mindre än att införa ett litet systematiskt fel, som stödjer den höga manuell reproducerbarhet av protokollet.

Experten manuella rater studerat de fem högupplösta bilder i detalj för att avgöra vilka av de delområden som finns i Duvernoy s histologi kunde ses 12. Det konstaterades att det inte var möjligt att på ett tillförlitligt differentiera CA2 från CA3, så att öka protokoll tillförlitlighet, de slogs samman till en struktur. Denna regel följer prejudikat av tidigare grupper 33,37. Det var inte heller möjligt att särskilja CA4 från stratum moleculare,stratum granulosum och polymorfa skiktet av gyrus gyrus i bilderna, eller att skilja mellan gyrus dentatus skikten själva. Den CA4 och alla dentate gyrus skikten därför kombineras till en etikett (CA4 / GD). Det är i själva verket, en debatt i hippocampus subfältet segmente community om huruvida CA4 regionen bör anses vara en del av cornu Ammonis, som med Duvernoy 12, eller som en del av gyrus gyrus, som med Amaral 3. Den metod som presenteras i detta manuskript rymmer båda dessa åsikter, och följer det arbete som tidigare MR segmentegrupper 23,28,33,35,37. Strata radiatum, lacunosum och moleculare av cornu Ammonis också kunde inte skiljas separat, så förenades i en etikett, som med tidigare grupper 37.

Den mest exakta analys av neuroanatomi är genom histologisk snittning och färgning, men den här typen av analys lider av ett antal frågor: begränsade tideted tillgång till fasta prover (vilket resulterar i mycket små provstorlekar); den kompetens som krävs för att förbereda prover; snedvridning av hjärnan efter fixering; och svårigheter att tillämpa en fast atlas till digital in vivo uppgifter 1,2,8. I ex vivo imaging, långa hämtningstider för en fast hjärna i en MR-scannern ger också en detaljerad bild av neuroanatomi, men som med histologi, är antalet stickprov begränsad och det finns morfometriska skillnader mellan de fasta och in vivo hjärna 37. In vivo MR avbildning har en begränsad upplösning, men presenterar möjlighet för mycket större provstorlekar, liksom potentialen för avbildning av en fristående vid flera tidpunkter. Genom att förlänga förvärvs tid på vanliga fältstyrke skannrar (inom ramarna för ämne komfort), blir tillräcklig för att lösa under struktur-nivå neuroanatomi den detaljnivå som finns i in vivo bilder. Förvärvet används för bilder segförs i detta protokoll ger därför en rimlig avvägning mellan prov tillgänglighet och bildupplösning.

Detta protokoll var utvecklad för högupplösta MR-bilder, såsom de som används för att illustrera protokollsteg i detta manuskript 26,34. Högupplösta bilder förvärvades på en 3T scanner genom att dra nytta av långa scan gånger och bildmedelvärdes. Den totala söktiden för båda FSPGR-BRAVO och FSE-CUBE förvärven var tillsammans strax under 2 timmar. Det är allmänt erkänt att detta är en oöverkomlig scan längd för kliniska tillämpningar: denna sekvens genomfördes här i illustrativt syfte för segmente protokollet. Författarna tror att den segmente protokoll som beskrivs i detta manuskript kunde anpassas till bilder med en kortare avsökningstid, exempelvis en enda 3T förvärv (i motsats till 3 förvärv för varje typ kontrast, såsom användes av Winter et al., 2013 34 och Park et al., 2014 26 7,27.

Protokollet var avsedd för och implementeras på bilder av friska försökspersoner, men kan också användas (antingen manuellt eller med hjälp av en automatiserad segmente rörledning 7,16,27) för bilder av sjuka befolkningar liksom patienter med Alzheimers sjukdom, för vilka svår atrofi gör hippocampus en struktur av en särskildintresse. 5,30 Trots denna atrofi skulle landmärken runt hippocampus och intensiteten kontrasten i bilderna innebär segmente protokollet skulle fortfarande vara i stort sett livsduglig. Men skulle sådana kliniska bilder sannolikt att förvärvas på en scanner med en mycket lägre fältstyrka, såsom 1.5T, där upplösningen skulle vara för låg för att kunna se strukturer.

Den typ av programvara som används för att utföra segmente är relevant, eftersom det är viktigt att kunna titta på strukturen från flera synvinklar (dvs koronala, sagittala, axiella). Dessutom kan användningen av en 3D-visualisering av ytan på strukturen användas för att jämna ut den totala topologi av hippocampus. Ofta krångliga voxlar eller ologiska former kommer inte att vara uppenbara i 2-dimensionsal kardinal plan, men kommer att vara mycket tydlig på en 3D-yta. På högupplösta bilder, protokollet gäller cirka 118 koronalt skivor och kräver uppemot 40 timmar work per individ genom en tidigare utbildad expert manuell bedömare. Denna mängd manuellt arbete begränsar tillämpligheten av det fullständiga protokollet till ett stort ämne uppsättning. Det skulle vara möjligt att genomföra en modifierad version av protokollet som en tidsbesparande åtgärd, till exempel varannan koronalt skiva kan segmenteras för att ge en uppskattning av underordnat fält volymer eller delområden kan kombineras, till exempel alla cornu Ammonis delområden ( CA1, CA2 / CA3 och SR / SL / SM).

Sammanfattningsvis visar detta manuskript en detaljerad manual segmente protokoll för hela hippocampus och fem hippocampus delområden (CA1, CA2 / CA3, CA4 / dentate gyrus, strata radiatum / lacunosum / moleculare och subiculum). Detta protokoll har tillämpats på fem försökspersoner, och atlaser har gjorts tillgängliga offentligt (cobralab.ca/atlases/Hippocampus). Dessa atlaser tillåta andra laboratorier intresserade av hippocampus segmentering för att utföra tillförlitliga, repeterbara segmenteringar av hippocampus delområden pånya bilddatamängder.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Författarna vill tacka för stödet från CAMH Foundation, tack vare Michael och Sonja Koerner, den Kimel Familj, och Paul E. Garfinkel New Investigator Catalyst Award. Projektet har finansierats av Fonds de Recherches Santé Québec, den kanadensiska Institutes of Health Research (CIHR), naturvetenskap och teknisk forskning Council of Canada, Weston Brain Institute, Alzheimers Society of Canada, och Micheal J. Fox Foundation för Parkinsons forskning (MMC), liksom CIHR, Ontario Mental Health Foundation, NARSAD, och National Institute of Mental Health (R01MH099167) (ANV). Författarna vill också tacka Anusha Ravichandran för att få hjälp att skaffa bilderna.

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

Neurovetenskap struktur magnetisk resonanstomografi hög upplösning neuroanatomi Hippocampus Hippocampus delområden Manuell segmentering Atlas
Hög upplösning<em&gt; In Vivo</em&gt; Manuell segmente Protocol for Human hippocampus delområden Använda 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